CN116688867B - 一种液体金属微量定量进料装置及其使用方法 - Google Patents

一种液体金属微量定量进料装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种液体金属微量定量进料装置及其使用方法，属于化学实验室设备技术领域，该液体金属微量定量进料装置包括储料组件、出料组件以及测量组件，储料组件包括压力罐、顶盖以及加热件，顶盖能够将压力罐顶部封闭，加热件用于加热压力罐；出料组件包括第一管道、第二管道、第三管道、容积泵以及低密度惰性溶剂罐，低密度惰性溶剂罐和容积泵连通；测量组件包括电接点液位计和温度计，电接点液位计和温度计均设置于压力罐。通过本装置的设置，能够更好的控制实验反应程度，实现了低熔点活泼金属的安全、准确进料。

Description

一种液体金属微量定量进料装置及其使用方法
技术领域
本发明属于化学实验室设备技术领域，具体而言，涉及一种液体金属微量定量进料装置及其使用方法。
背景技术
化学实验室是化学工作者从事实验研究的场所，其中设备的使用和配置起着至关重要的作用。
目前，在涉及低熔点活泼金属的相关实验时，此类金属大多以固体形式切成颗粒投入反应装置中。存在问题：1、每次需要加入该金属时都要打开反应装置，涉及到此类金属的反应都有易燃易爆特征，打开反应装置可能发生爆炸事故；2、以固体金属形式加入反应装置，智能模拟滴加，无法精确控制物料配比；3、一些特殊反应装置无法加入固体金属钠。
这就导致涉及低熔点活泼金属的相关实验操作难度大，不易实现。
发明内容
本发明的实施例提供了一种液体金属微量定量进料装置，旨在解决目前实验室进行涉及低熔点活泼金属的实验时，只能打开反应装置投加固体钠的问题。
本发明实施例提供了一种液体金属微量定量进料装置，包括储料组件、出料组件以及测量组件。
其中，储料组件包括压力罐、顶盖以及加热件，顶盖能够将压力罐顶部封闭，加热件用于加热压力罐。
出料组件包括第一管道、第二管道、第三管道、容积泵以及低密度惰性溶剂罐，第一管道、第二管道、第三管道的一端均与压力罐内部连通，第一管道的另一端设置有三通接头，三通接头的一端设置有排空管，三通接头的另一端设置第四管道，第四管道的另一端均连接于低密度惰性溶剂罐，第二管道的另一端连接于容积泵，低密度惰性溶剂罐和容积泵连通。
测量组件包括电接点液位计和温度计，电接点液位计和温度计均设置于压力罐。
在本实施例中，储料组件包括压力罐、顶盖以及加热件，顶盖能够将压力罐顶部封闭，加热件用于加热压力罐；出料组件包括第一管道、第二管道、第三管道、容积泵以及低密度惰性溶剂罐，低密度惰性溶剂罐和容积泵连通；测量组件包括电接点液位计和温度计，电接点液位计和温度计均设置于压力罐。通过本装置的设置，能够更好的控制实验反应程度，实现了低熔点活泼金属的安全、准确进料。
本发明的一种实施方案中，压力罐为不锈钢压力罐。
在本实施例中，将压力罐设置为不锈钢压力罐，方便了低熔点活泼金属的储存。
本发明的一种实施方案中，容积泵为柱塞泵。
在本实施例中，将容积泵设置为柱塞泵，使得液体低熔点活泼金属流量的调节更加方便。
本发明的一种实施方案中，低密度惰性溶剂罐为石蜡油罐。
在本实施例中，将低密度惰性溶剂罐设置为石蜡油罐，能够符合实验要求且使用广泛。
本发明的一种实施方案中，顶盖采用榫槽面法兰和金属垫片密封。
在本实施例中，将顶盖采用榫槽面法兰和金属垫片密封，能够保证压力罐的密封性。
本发明的一种实施方案中，加热件为恒温电加热套。
在本实施例中，将加热件设置为恒温电加热套，能使压力罐内金属温度更容易保持在所需要的温度区间。
本发明的一种实施方案中，排空管上设置有排空阀、第四管道上设置有第一阀门、第二管道上设置有第二阀门、第三管道上设置有第三阀门。
在本实施例中，将排空管上设置排空阀、第四管道上设置第一阀门、第二管道上设置第二阀门、第三管道上设置第三阀门，能使各个管道的连通或关闭更加便于操作。
本发明还提供一种液体金属微量定量进料装置的使用方法，采用上述液体金属微量定量进料装置，及以下步骤：
S1、首先，在压力罐中放入一定量的固体低熔点活泼金属，再加入一定量低密度惰性溶剂没过金属；
S2、将需要添加金属的实验装置与第三管道进行组装连接；
S3、接通第二管道和第四管道，启动容积泵，直至观察到第四管道向低密度惰性溶剂罐内通入低密度惰性溶剂，关闭容积泵和第二管道，保持第四管道连通；
S4、启动加热件，观察温度计，使温度稳定在预定温度后（预定温度为高于金属熔点的5-15℃），关闭第四管道，连通第二管道和第三管道，启动容积泵，即可实现液态的金属向实验装置内微量定量的转入；
S5、金属滴加完成后，关闭容积泵、第三管道、第二管道以及加热件，趁热将压力罐顶盖拆下并清洗，待压力罐冷却，将金属取出后清理即可。
本发明的一种实施方案中，S1步骤之后，需要将封闭顶盖，接通排空管和第二管道，由第三管道接入惰性气体，进行压力罐内空气置换，置换完成后，封闭排空管、第二管道以及第三管道，再进行S2步骤。
在本实施例中，采用空气置换的步骤，能够进一步保证进料量的精确控制。
本发明的一种实施方案中，金属为钠，S4中预定温度为105-110℃。
在本实施例中，就能完成金属钠的微量定量、且安全的进料。
采用本发明实施例提供的液体金属微量定量进料装置进行低熔点活泼金属进料时，有益效果有：
1、对于需要低熔点活泼金属的反应可以实现液体进料，避免了反应器用惰性气体置换完成后还要再次打开投料，混入空气，会有爆炸风险的现状；
2、为只能液体进料的特殊反应或者特制反应装置提供了解决方案；
3、该方案可实现稳定、准确的微量定量滴加，更好的控制实验反应程度及物料配比。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施方式提供的液体金属微量定量进料装置的结构示意图。
图标：110-压力罐；130-顶盖；150-加热件；310-第一管道；320-第二管道；321-第二阀门；330-第三管道；331-第三阀门；340-第四管道；341-第一阀门；350-排空管；351-排空阀；360-容积泵；370-低密度惰性溶剂罐；510-电接点液位计；530-温度计；700-实验装置。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，一种液体金属微量定量进料装置，包括储料组件、出料组件以及测量组件。储料组件包括压力罐110、顶盖130以及加热件150，在具体的实施例中，压力罐110可以设置为不锈钢压力罐110，就方便了低熔点活泼金属的储存。顶盖130能够将压力罐110顶部封闭，在一种具体的实施例中，顶盖130采用榫槽面法兰和金属垫片密封，能够保证压力罐110的密封性。加热件150用于加热压力罐110，在具体的一种实施例中，加热件150设置为恒温电加热套，能使压力罐110内金属温度更容易保持在所需要的温度区间。
请继续参阅图1，出料组件包括第一管道310、第二管道320、第三管道330、容积泵360以及低密度惰性溶剂罐370，第一管道310、第二管道320、第三管道330的一端均与压力罐110内部连通，第一管道310的另一端设置有三通接头，三通接头的一端设置有排空管350，三通接头的另一端设置第四管道340，第四管道340的另一端均连接于低密度惰性溶剂罐370，第二管道320的另一端连接于容积泵360，低密度惰性溶剂罐370和容积泵360连通。
容积泵360是一种能够利用容积的变化来输送液体的泵，在具体的一种实施例中，将容积泵360设置为柱塞泵，使得液体低熔点活泼金属流量的调节更加方便。
低密度惰性溶剂为不与活泼金属反应的一种溶剂，在一种具体的实施例中，低密度惰性溶剂罐370可以为石蜡油罐，就能够符合实验要求且使用广泛。
请参阅图1，测量组件包括电接点液位计510和温度计530，电接点液位计510和温度计530均设置于压力罐110，其中，电接点液位计510用于测量金属液面的高度，实现了压力罐110中液体金属含量的监测。温度计530能够测出压力罐110内部温度，便于压力罐110中温度保持在所需要的温度区间内。
具体的，为了方便控制各个管道的连通与关闭，在具体的一种实施例中，在排空管350上设置有排空阀351、第四管道340上设置有第一阀门341、第二管道320上设置有第二阀门321、第三管道330上设置有第三阀门331。
本发明提供的一种液体金属微量定量进料装置，其使用方法包括：
S1、首先，在压力罐110中放入一定量的固体低熔点活泼金属，再加入一定量低密度惰性溶剂没过金属，使固体低熔点活泼金属不与外界气体接触；
S2、将需要添加金属的实验装置700与第三管道330进行组装连接；
S3、接通第二管道320和第四管道340，启动容积泵360，直至观察到第四管道向低密度惰性溶剂罐370内通入低密度惰性溶剂，关闭容积泵360和第二管道320，保持第四管道340连通；
S4、启动加热件150，观察温度计530，使温度稳定在预定温度（高于金属熔点的5-15℃）后，关闭第四管道340，连通第二管道320和第三管道330，启动容积泵360，即可实现液态的金属向实验装置700内微量定量的转入；
S5、金属滴加完成后，关闭容积泵360、第三管道330、第二管道320以及加热件150，趁热将压力罐110顶盖130拆下并清洗，待压力罐110冷却，将金属取出后清理即可。
具体的一种实施例中，在S1步骤之后，需要将封闭顶盖130，接通排空管350和第二管道320，由第三管道330接入惰性气体，进行压力罐110内空气置换，置换完成后，封闭排空管350、第二管道320以及第三管道330，再进行S2步骤。这一空气置换的步骤，能够进一步保证进料量的精确控制。
在具体的实施例中，当低熔点活泼金属为钠时，由于钠的熔点为97.72℃，则设定S4中的预定温度为105-110℃。
本发明提供的液体金属微量定量进料装置及其使用方法，能够使需要低熔点活泼金属的反应实现液体进料，操作安全、准确；同时，为只能液体进料的特殊反应或者特制反应装置提供了解决方案，实用性强，适合在化学实验室领域推广应用。
以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液体金属微量定量进料装置，其特征在于，包括
储料组件，所述储料组件包括压力罐、顶盖以及加热件，所述顶盖能够将所述压力罐顶部封闭，所述加热件用于加热所述压力罐；
出料组件，所述出料组件包括第一管道、第二管道、第三管道、容积泵以及低密度惰性溶剂罐，所述第一管道、所述第二管道、所述第三管道的一端均与所述压力罐内部连通，所述第一管道的另一端设置有三通接头，所述三通接头的一端设置有排空管，所述三通接头的另一端设置第四管道，所述第四管道的另一端均连接于所述低密度惰性溶剂罐，所述第二管道的另一端连接于所述容积泵，所述低密度惰性溶剂罐和所述容积泵连通；
测量组件，所述测量组件包括电接点液位计和温度计，所述电接点液位计和所述温度计均设置于所述压力罐。
2.根据权利要求1所述的液体金属微量定量进料装置，其特征在于，所述压力罐为不锈钢压力罐。
3.根据权利要求1所述的液体金属微量定量进料装置，其特征在于，所述容积泵为柱塞泵。
4.根据权利要求1所述的液体金属微量定量进料装置，其特征在于，所述低密度惰性溶剂罐为石蜡油罐。
5.根据权利要求1所述的液体金属微量定量进料装置，其特征在于，所述顶盖采用榫槽面法兰和金属垫片密封。
6.根据权利要求1所述的液体金属微量定量进料装置，其特征在于，所述加热件为恒温电加热套。
7.根据权利要求1所述的液体金属微量定量进料装置，其特征在于，所述排空管上设置有排空阀、所述第四管道上设置有第一阀门、所述第二管道上设置有第二阀门、所述第三管道上设置有第三阀门。
8.一种液体金属微量定量进料装置的使用方法，其特征在于，采用权利要求1所述液体金属微量定量进料装置，及以下步骤：
S1、首先，在所述压力罐中放入一定量的固体低熔点活泼金属，再加入一定量低密度惰性溶剂没过所述金属；
S2、将需要添加所述金属的实验装置与所述第三管道进行组装连接；
S3、接通所述第二管道和所述第四管道，启动所述容积泵，直至观察到所述第四管道向所述低密度惰性溶剂罐内通入低密度惰性溶剂，关闭所述容积泵和所述第二管道，保持所述第四管道连通；
S4、启动所述加热件，观察温度计，使温度稳定在预定温度后（预定温度为高于所述金属熔点的5-15℃），关闭所述第四管道，连通所述第二管道和第三管道，启动所述容积泵，即可实现液态的所述金属向实验装置内微量定量的转入；
S5、所述金属滴加完成后，关闭所述容积泵、所述第三管道、所述第二管道以及所述加热件，趁热将所述压力罐顶盖拆下并清洗，待所述压力罐冷却，将所述金属取出后清理即可。
9.根据权利要求8所述的液体金属微量定量进料装置的使用方法，其特征在于，S1步骤之后，需要将封闭顶盖，接通所述排空管和所述第二管道，由所述第三管道接入惰性气体，进行压力罐内空气置换，置换完成后，封闭所述排空管、所述第二管道以及所述第三管道，再进行S2步骤。
10.根据权利要求8所述的液体金属微量定量进料装置的使用方法，其特征在于，所述低熔点活泼金属为钠，S4中预定温度为105-110℃。
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