CN113083181A - 一种海绵钛还原用精确温控装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及海绵钛还原技术领域，且公开了一种海绵钛还原用精确温控装置，解决了目前市场上还原海绵钛的实验器材不能对发生化学反应时产生的氯气进行安全的收集，无法对反应试瓶内的温度进行准确的测量，以及在反应试瓶内部温度过高时不能随意的对其进行降温处理的问题，其包括试验台，试验台的顶部固定安装有支撑架，支撑架的顶部开设有第一通孔，支撑架之间固定安装有支撑板，本发明，具有能够对反应时产生的氯气进行安全收集，防止人员氯气中毒，同时还能够避免集气瓶内的氯气受强光照射发生爆炸，并且准确的探测反应试瓶内的温度，以及当反应试瓶内温度过高时，及时对其进行降温处理，使四氯化钛与镁在事宜的温度下发生反应并生成海绵钛。

Description

一种海绵钛还原用精确温控装置
技术领域
本发明属于海绵钛还原技术领域，具体为一种海绵钛还原用精确温控装置。
背景技术
海绵钛，是钛加工材的原料，一般为浅灰色颗粒，表面清洁，无目视可见的夹杂物，也包括有缺陷的海绵钛块，如过烧的海绵钛块、具有明显的暗黄色和亮黄色的氧化海绵钛块、带有暗黄色和亮黄色痕迹的氧化和富氮的海绵钛块、带有明显氯化物残余的海绵钛块、带有残渣的海绵钛块等，在还原海绵钛的时候需要使用到一系列的实验器材，使四氯化钛与镁发生反应，从而产生海绵钛。
但是目前市场上常见的实验器材在使用的时候仍存在一定的不足之处，首先在实验过程中，四氯化钛与镁在反应试瓶内发生化学反应，但是在反应过程中会产生氯气，氯气是一种有强烈刺激性气味的有毒气体，它主要通过呼吸道侵入人体并溶解在黏膜所含的水分里，生成次氯酸和盐酸，对上呼吸道黏膜造成损伤，次氯酸使组织受到强烈的氧化，盐酸刺激黏膜发生炎性肿胀，使呼吸道黏膜浮肿，大量分泌黏液，造成呼吸困难，所以氯气中毒的明显症状是发生剧烈的咳嗽，症状重时，会发生肺水肿，使循环作用困难而致死亡，并且氯气中混和体积分数为5％以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险，常见的装置在对氯气的收集处理上并没有遮挡光线的措施，便会存在气体爆炸导致人员受伤的隐患；
而且四氯化钛与镁需要在事宜的温度下发生反应才会生成海绵钛，当温度低的时候，便容易发生歧化反应，无法生成海绵钛，常见的装置在温度测量方面精准度不够准确，便会存在歧化反应的现象；
若反应过程中温度过高时，四氯化钛与镁没有在适宜的温度下进行反应，便需要对装置进行降温处理，常见的降温方式降温效果不够明显，并且无法随意控制降温，便会导致无法正常生成海绵钛。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种海绵钛还原用精确温控装置，有效的解决了目前市场上还原海绵钛的实验器材不能对发生化学反应时产生的氯气进行安全的收集，无法对反应试瓶内的温度进行准确的测量，以及在反应试瓶内部温度过高时不能随意的对其进行降温处理的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种海绵钛还原用精确温控装置，包括试验台，所述试验台的顶部固定安装有支撑架，所述支撑架的顶部开设有第一通孔，所述支撑架之间固定安装有支撑板，所述支撑板的顶部开设有第二通孔，所述第一通孔和第二通孔内部活动安装有反应试瓶，所述反应试瓶顶端的一侧开设有进水口，所述反应试瓶侧壁的内部开设有环形流水槽，所述反应试瓶外壁的一侧开设有出水口，所述环形流水槽的顶端与进水口相连通，且环形流水槽的底端与出水口相连通，所述反应试瓶外壁的另一侧开设有出气口，所述出气口的内部连接有集气管，所述试验台的顶部设有集气瓶，且集气管远离反应试瓶的一端插入集气瓶的内部，所述试验台的顶部设有储存箱，所述储存箱远离支撑架的一侧设有抽水马达，所述抽水马达的一侧固定连接有连接件，所述连接件的横直部穿过储存箱侧面的底端并延伸至储存箱的内部，所述连接件的竖直部连接有第二橡胶软管，且第二橡胶软管远离连接件的一端与进水口相连通，所述出水口的内部连接有第一橡胶软管，且第一橡胶软管远离反应试瓶的一端贯穿储存箱的顶部并延伸至储存箱的内部，所述反应试瓶顶端的另一侧固定安装有固定架，所述固定架的横直部上开设有插孔，所述插孔的内部活动插接有温度探测杆，所述温度探测杆的顶部固定安装有温度显示屏。
进一步的，所述试验台的顶部设有酒精灯，且酒精灯位置支撑架之间，所述酒精灯位于反应试瓶的下方。
进一步的，所述第一通孔的直径大于所述第二通孔的直径。
进一步的，所述反应试瓶的底部为圆弧形，所述第二通孔的直径小于反应试瓶的直径。
进一步的，所述出气口的内部设有过滤网。
进一步的，所述集气瓶外壁的大部分表面设有遮光布。
进一步的，所述集气瓶外壁未设有遮光布的部分设有刻度线。
进一步的，所述集气瓶的顶部活动插接有瓶塞，且瓶塞为橡胶材质。
进一步的，所述第一橡胶软管、第二橡胶软管以及集气管均为橡胶材质。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)、四氯化钛与镁在反应试瓶内发生化学反应时，会产生氯气，氯气会从出气口处排出由集气管进入到集气瓶内，氯气的密度大于空气，所以氯气进入到集气瓶内后会下沉到瓶底，集气瓶外表设有的遮光布可以防止氯气受到强光的照射，集气瓶未被遮光布遮挡的部分设有刻度线，氯气的常温常压下为黄绿色，通过观看刻度线能够清楚的看到集气瓶内氯气储存的体积，当储存一定程度后，将集气管拔出，并将瓶塞塞进集气瓶的顶部，防止氯气泄漏造成人员中毒，既可以对氯气进行安全的收集处理，有可以防止氯气受到强光的照射发生爆炸；
2)、在实验进行前首先将温度显示屏底部的温度探测杆插在固定架上的插孔内，温度探测杆穿过插孔并延伸至反应试瓶的内部，当酒精灯对反应试瓶进行加热的时候，温度探测杆将反应试瓶内的温度显示在温度显示屏上，使实验人员能够准确的知道反应试瓶内的温度，以便对温度做出及时的调整，使四氯化钛与镁能够在适宜的温度下发生反应并生成海绵钛；
3)、当反应试瓶内的温度过高时，通过运转抽水马达将储存箱内的冷却液抽出，冷却液经过连接件进入到第二橡胶软管，然后在有进水口处流进环形流水槽内，环形流水槽在反应试瓶侧壁内的环绕，冷却液从环形流水槽内流过，对反应试瓶进行降温处理，最后冷却液从出水口处流出，经过第一橡胶软管重新进入到储存箱内，温度达到适宜温度的时候便可以关闭抽水马达，能够随时对反应试瓶进行降温处理，还能对冷却液进行循环使用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明整体的结构示意图；
图2为本发明反应试瓶局部的结构示意图；
图3为本发明反应试瓶俯视的结构示意图；
图4为本发明支撑架的结构示意图；
图5为本发明集气瓶的结构示意图；
图6为本发明支撑架与反应试瓶的结构示意图；
图7为本发明反应试瓶与环形流水槽结构示意图；
图8为本发明反应试瓶的剖面结构示意图；
图9为本发明储存箱连接的结构示意图；
图中：1、试验台；2、支撑架；3、反应试瓶；4、支撑板；5、酒精灯；6、集气管；7、集气瓶；8、储存箱；9、第一橡胶软管；10、抽水马达；11、连接件；12、第二橡胶软管；13、温度显示屏；14、出水口；15、出气口；16、进水口；17、固定架；18、插孔；19、第一通孔；20、第二通孔；21、环形流水槽；22、遮光布；23、刻度线；24、瓶塞；25、温度探测杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一，由图1-9给出，本发明包括试验台1，试验台1的顶部固定安装有支撑架2，支撑架2的顶部开设有第一通孔19，支撑架2之间固定安装有支撑板4，支撑板4的顶部开设有第二通孔20，第一通孔19和第二通孔20内部活动安装有反应试瓶3，反应试瓶3顶端的一侧开设有进水口16，反应试瓶3侧壁的内部开设有环形流水槽21，反应试瓶3外壁的一侧开设有出水口14，环形流水槽21的顶端与进水口16相连通，且环形流水槽21的底端与出水口14相连通，反应试瓶3外壁的另一侧开设有出气口15，出气口15的内部连接有集气管6，试验台1的顶部设有集气瓶7，且集气管6远离反应试瓶3的一端插入集气瓶7的内部，试验台1的顶部设有储存箱8，储存箱8远离支撑架2的一侧设有抽水马达10，抽水马达10的一侧固定连接有连接件11，连接件11的横直部穿过储存箱8侧面的底端并延伸至储存箱8的内部，连接件11的竖直部连接有第二橡胶软管12，且第二橡胶软管12远离连接件11的一端与进水口16相连通，出水口14的内部连接有第一橡胶软管9，且第一橡胶软管9远离反应试瓶3的一端贯穿储存箱8的顶部并延伸至储存箱8的内部，反应试瓶3顶端的另一侧固定安装有固定架17，固定架17的横直部上开设有插孔18，插孔18的内部活动插接有温度探测杆25，温度探测杆25的顶部固定安装有温度显示屏13。
实施例二，在实施例一的基础上，试验台1的顶部设有酒精灯5，且酒精灯5位置支撑架2之间，酒精灯5位于反应试瓶3的下方，酒精灯5能够对反应试瓶3进行加热，使反应试瓶3内部的四氯化钛与镁发生反应，生成海绵钛。
实施例三，在实施例一的基础上，第一通孔19的直径大于第二通孔20的直径。
实施例四，在实施例一的基础上，反应试瓶3的底部为圆弧形，第二通孔20的直径小于反应试瓶3的直径，将反应试瓶3放在第一通孔19和第二通孔20内，反应试瓶3的直径大于第二通孔20的直径，可以将反应试瓶3支撑在支撑架2上。
实施例五，在实施例一的基础上，出气口15的内部设有过滤网，防止反应试瓶3内的物体从出气口15处由集气管6进入到集气瓶7内。
实施例六，在实施例一的基础上，集气瓶7外壁的大部分表面设有遮光布22，四氯化钛与镁发生反应时会产生氯气，氯气中混和体积分数为5％以上的氢气时遇强光可能会有爆炸的危险，遮光布22可以起到遮挡光线的作用。
实施例七，在实施例一的基础上，集气瓶7外壁未设有遮光布22的部分设有刻度线23，氯气在常温常压下为黄绿色，密度大于空气，进入到集气瓶7内的氯气会下沉到集气瓶7的底部，刻度线23能够看到集气瓶7内储存氯气的体积。
实施例八，在实施例一的基础上，集气瓶7的顶部活动插接有瓶塞24，且瓶塞24为橡胶材质，氯气是一种有强烈刺激性气味的有毒气体，当集气瓶7内的氯气储存满时，瓶塞24可以将集气瓶7堵住，防止氯气流出造成人员中毒。
实施例九，在实施例一的基础上，第一橡胶软管9、第二橡胶软管12以及集气管6均为橡胶材质，方便连接，并且有着较强的密封性。
本实施例中：抽水马达10采用的型号为XC37GB555，温度显示屏13采用的型号为HDK-26。
工作原理：四氯化钛与镁在反应试瓶3内发生化学反应时，会产生氯气，氯气会从出气口15处排出由集气管6进入到集气瓶7内，氯气的密度大于空气，所以氯气进入到集气瓶7内后会下沉到瓶底，集气瓶7外表设有的遮光布22可以防止氯气受到强光的照射，避免氯气受到强光照射发生爆炸，集气瓶7未被遮光布22遮挡的部分设有刻度线23，氯气的常温常压下为黄绿色，通过观看刻度线23能够清楚的看到集气瓶7内氯气储存的体积，当储存一定程度后，将集气管6拔出，并将瓶塞24塞进集气瓶7的顶部，防止氯气泄漏造成人员中毒；
在实验进行前首先将温度显示屏13底部的温度探测杆25插在固定架17上的插孔18内，温度探测杆25穿过插孔18并延伸至反应试瓶3的内部，固定架17能够对温度显示屏13和温度探测杆25进行位置固定，当酒精灯5对反应试瓶3进行加热的时候，温度探测杆25将反应试瓶3内的温度显示在温度显示屏13上，使实验人员能够准确的知道反应试瓶3内的温度，以便对温度做出及时的调整，使四氯化钛与镁能够在适宜的温度下发生反应并生成海绵钛；
当反应试瓶3内的温度过高时，通过运转抽水马达10将储存箱8内的冷却液抽出，冷却液经过连接件11进入到第二橡胶软管12，然后在有进水口16处流进环形流水槽21内，环形流水槽21在反应试瓶3侧壁内的环绕，冷却液从环形流水槽21内流过，对反应试瓶3进行降温处理，最后冷却液从出水口处14流出，经过第一橡胶软管9重新进入到储存箱8内，温度达到适宜温度的时候便可以关闭抽水马达10，能够随时对反应试瓶3进行降温处理。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种海绵钛还原用精确温控装置，包括试验台(1)，其特征在于：所述试验台(1)的顶部固定安装有支撑架(2)，所述支撑架(2)的顶部开设有第一通孔(19)，所述支撑架(2)之间固定安装有支撑板(4)，所述支撑板(4)的顶部开设有第二通孔(20)，所述第一通孔(19)和第二通孔(20)内部活动安装有反应试瓶(3)，所述反应试瓶(3)顶端的一侧开设有进水口(16)，所述反应试瓶(3)侧壁的内部开设有环形流水槽(21)，所述反应试瓶(3)外壁的一侧开设有出水口(14)，所述环形流水槽(21)的顶端与进水口(16)相连通，且环形流水槽(21)的底端与出水口(14)相连通，所述反应试瓶(3)外壁的另一侧开设有出气口(15)，所述出气口(15)的内部连接有集气管(6)，所述试验台(1)的顶部设有集气瓶(7)，且集气管(6)远离反应试瓶(3)的一端插入集气瓶(7)的内部，所述试验台(1)的顶部设有储存箱(8)，所述储存箱(8)远离支撑架(2)的一侧设有抽水马达(10)，所述抽水马达(10)的一侧固定连接有连接件(11)，所述连接件(11)的横直部穿过储存箱(8)侧面的底端并延伸至储存箱(8)的内部，所述连接件(11)的竖直部连接有第二橡胶软管(12)，且第二橡胶软管(12)远离连接件(11)的一端与进水口(16)相连通，所述出水口(14)的内部连接有第一橡胶软管(9)，且第一橡胶软管(9)远离反应试瓶(3)的一端贯穿储存箱(8)的顶部并延伸至储存箱(8)的内部，所述反应试瓶(3)顶端的另一侧固定安装有固定架(17)，所述固定架(17)的横直部上开设有插孔(18)，所述插孔(18)的内部活动插接有温度探测杆(25)，所述温度探测杆(25)的顶部固定安装有温度显示屏(13)。
2.根据权利要求1所述的一种海绵钛还原用精确温控装置，其特征在于：所述试验台(1)的顶部设有酒精灯(5)，且酒精灯(5)位置支撑架(2)之间，所述酒精灯(5)位于反应试瓶(3)的下方。
3.根据权利要求1所述的一种海绵钛还原用精确温控装置，其特征在于：所述第一通孔(19)的直径大于所述第二通孔(20)的直径。
4.根据权利要求1所述的一种海绵钛还原用精确温控装置，其特征在于：所述反应试瓶(3)的底部为圆弧形，所述第二通孔(20)的直径小于反应试瓶(3)的直径。
5.根据权利要求1所述的一种海绵钛还原用精确温控装置，其特征在于：所述出气口(15)的内部设有过滤网。
6.根据权利要求1所述的一种海绵钛还原用精确温控装置，其特征在于：所述集气瓶(7)外壁的大部分表面设有遮光布(22)。
7.根据权利要求1所述的一种海绵钛还原用精确温控装置，其特征在于：所述集气瓶(7)外壁未设有遮光布(22)的部分设有刻度线(23)。
8.根据权利要求1所述的一种海绵钛还原用精确温控装置，其特征在于：所述集气瓶(7)的顶部活动插接有瓶塞(24)，且瓶塞(24)为橡胶材质。
9.根据权利要求1所述的一种海绵钛还原用精确温控装置，其特征在于：所述第一橡胶软管(9)、第二橡胶软管(12)以及集气管(6)均为橡胶材质。
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