CN208194409U - 一种带定位系统的内旋转均相反应装置 - Google Patents

Abstract

一种带定位系统的内旋转均相反应装置，包括箱体，箱体内部设置有电热鼓风加热装置、旋转装置、定位装置和反应釜；旋转装置由旋转电机、中心转轴、旋转支架以及若干大小能够调节的卡槽构成；旋转电机设置在箱体内部一侧，旋转电机与中心转轴一端相连，中心转轴贯穿整个箱体，中心转轴上设置有旋转支架，旋转支架上设置有若干大小能够调节的卡槽；反应釜设置在卡槽内。箱体采用优质冷轧钢板，表面静电粉末喷涂，涂层坚硬牢固，具有极强的防锈能力。工作室为优质不锈钢板，圆角造型、光滑、流畅、极易清洁。箱体与工作室之间，充填超细玻璃棉隔热材料，具有良好的保温功能，有效保证箱内温度的稳定准确。

Description

一种带定位系统的内旋转均相反应装置

技术领域

本实用新型涉及一种化学反应实验装置，具体涉及一种带定位系统的内旋转均相反应装置。

背景技术

均相反应器在化学化工等实验领域应用广泛，其主要作用是对相同组分的介质在不同条件下的反应情况进行测试或用于不同组分的介质在相同条件下的反应情况进行测试，诸如利用水热晶化法制备分子筛过程中，以水溶液做反应介质，通过反应器加热，获得一个高温高压的反应环境，使得难溶或不溶的物质溶解并且重结晶以形成分散的纳米晶核。目前均相反应器种类结构非常多，但基本原理大致相同，都是利用加热装置加热使箱体恒温，通过电机带动箱体内的搅拌轴及安装在搅拌轴上的微型反应器转动，达到搅拌反应的目的。

均相反应器结构简单，制造、安装投资较小，操作维护容易；性能稳定，操作弹性大；可实现均相物质在不同条件下的复杂物理化学反应，且其效果较好。尽管均相反应器应用广泛，也得到了不少研究和发展，然而仍存在不足，主要包括箱体内温度稳定性不好，造成实际反应温度不达标；电机外置，造成电机被腐蚀程度加快，噪音较大，机身体积较大，不便安放；旋转支架在装卸反应釜时处于活动状态，不利于反应釜的装卸等实际情况。

实用新型内容

针对现有技术中存在的缺陷和不足，本实用新型的目的在于提供一种带定位系统的内旋转均相反应装置，解决了传统式均相反应器加热不均匀，电机外置，噪音较大，不易安放，以及传统式均相反应器无法在安装拆卸反应釜时，旋转支架处于固定状态等问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种带定位系统的内旋转均相反应装置，包括箱体，箱体内部设置有电热鼓风加热装置、旋转装置和反应釜；其中，旋转装置由旋转电机、中心转轴、旋转支架以及若干大小能够调节的卡槽构成；旋转电机设置在箱体内部一侧，旋转电机与中心转轴一端相连，中心转轴贯穿整个箱体，中心转轴上设置有旋转支架，反应釜设置在旋转支架上；，旋转电机的输出轴上设置有对反应釜定位的定位装置。

本实用新型进一步的改进在于，定位装置包括永磁定位器；旋转电机的输出轴上设置有制动盘，永磁定位器设置在旋转电机的输出轴与制动盘连接处。

本实用新型进一步的改进在于，中心转轴的另一端伸出箱体，伸出箱体的中心转轴上开设有凹槽，转动卡套上设置有与凹槽相匹配的凸起，从而将转动卡套设置在中心转轴上，转动卡套与扳手相匹配，并且通过将扳手套在转动卡套上，转动扳手实现对中心转轴的转动，从而实现对设置在支架上的反应釜的定位。

本实用新型进一步的改进在于，电热鼓风加热装置由风扇电机与若干扇叶相连，若干扇叶外侧设置有一圈加热线圈。

本实用新型进一步的改进在于，箱体正面上部设置有控制面板，控制面板上设置有可编程式温度控制仪、数字式交流减速电机智能调节器及电源总开关，控制面板下部设置有箱门，箱体一侧上部设置有散热孔，箱体背面下部设有排气孔道，箱体底面设有四个可调节式仪器平衡旋钮。

本实用新型进一步的改进在于，加热线圈与可编程式温度控制仪相连，风扇电机以及旋转电机均与数字式交流减速电机智能调节器相连。

本实用新型进一步的改进在于，反应釜外侧设置有不锈钢外套。

本实用新型进一步的改进在于，反应釜内部设置有1～2块长方形的挡板，挡板竖直设置，挡板底部与圆柱形底部连接，挡板两端与反应釜内壁相连。

本实用新型进一步的改进在于，挡板高度为反应釜高度的1/3。

本实用新型进一步的改进在于，旋转支架上设置有若干大小能够调节的卡槽；反应釜设置在卡槽内，电热鼓风加热装置设置在反应釜一侧。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)箱体采用优质冷轧钢板，表面静电粉末喷涂，涂层坚硬牢固，具有极强的防锈能力。工作室为优质不锈钢板，圆角造型、光滑、流畅、极易清洁。箱体与工作室之间，充填超细玻璃棉隔热材料，具有良好的保温功能，有效保证箱内温度的稳定准确。

(2)箱内设计有合理的热风循环通道，使箱内温度分布更加均匀、温度上升更快；并装有出风管，用以微量排出箱内的空气。如箱内排出的气体有异味或有毒，出风管能方便的另接管道将气体排至指定地点，避免了对操作人员的伤害同时减少了大气污染。

(3)整个反应装置呈正方体式封闭设计，体型较小，便于放置，同时避免了电机外置带来的电机腐蚀严重，噪音较大，低速抖动等诸多问题。

进一步的，在设备的电动机的后端设置的传动轴与制动盘联结处安装永磁定位系统，或中心转轴延伸箱体外设置的卡套定位系统能够防止反应釜安装拆卸时旋转支架自由转动的现象。

进一步的，由于支架的旋转使得水热反应釜中的反应物料得到充分的混合与反应，从而大幅度减少晶化时间，使晶体受热均匀，比相比单一的恒温条件大大提高了产品质量。

进一步的，由于均相反应釜中设置1-2块挡板，进一步强化了在反应过程中的传热与传质。该设置与可旋转的箱内支架相辅相成。

进一步的，在搅拌杆上设有固定位置(根据反应釜的大小设定)，可以同时固定多套微型反应釜50～100ml，所选反应罐尺寸、容积及数量可根据实验者需求设计定做，增加了反应器的实际操作范围。

附图说明

图1为本实用新型的正视图。

图2为沿图1中A-A线的剖视图。

图3为沿图1中B-B线的剖视图。

图4为定位装置与旋转装置的结构示意图。

图5为反应釜的结构示意图。

图6为常规均相反应器反应56小时后HZSM-5分子筛微观形貌图。

图7为本实用新型反应装置反应后HZSM-5分子筛微观形貌图。

其中，1、可编程式温度控制仪；2、数字式交流减速电机智能调节器；3、电源开关；4、控制面板；5、箱体；6、箱门关闭阀；7、箱体仓；8、可调节式仪器平衡旋钮；9、散热孔；10、箱门；11、中心转轴；12、传动轴；13、排气孔道；14、风扇电机；15、扇叶；16、加热线圈；17、传动轴；18、旋转电机；19、永磁定位器；20、联轴器；21、卡槽；22、转动卡套；23、扳手；24、旋转支架；25、不锈钢外套；26、反应釜；27、反应釜内部挡板；28、反应釜盖；29、内六角扳手卡槽。

具体实施方式

以下结合附图及具体实施例，对本实用新型作进一步的详细描述。

参见图1、图2、图3、图4以及图5，本实用新型的带定位系统的内旋转均相反应装置包括箱体5、电热鼓风加热装置、旋转装置、定位装置以及圆柱形的聚四氟乙烯均相反应釜。本实用新型的整个反应装置呈正方体式封闭设计。

其中，箱体5正面上部设置有控制面板4，控制面板4上设置有可编程式温度控制仪1、数字式交流减速电机智能调节器2及电源总开关3，控制面板4下部设置有箱门10，箱门10中部为可视化面板，箱体5一侧上部设置有散热孔9，箱体5背面下部设有排气孔道13，箱体5底面设有四个可调节式仪器平衡旋钮8。

箱体5内部设置有电热鼓风加热装置，具体的，电热鼓风加热装置设置于箱体5内部正后方区域，电热鼓风加热装置由风扇电机14与若干扇叶15相连，在若干扇叶15外侧设置有一圈加热线圈16。

参见图4，箱体5内部设置有旋转装置，具体的，旋转装置位于箱体5正中部，旋转装置由旋转电机18、中心转轴11、联轴器20、旋转支架24以及大小可调式反应釜的卡槽21构成。其中，旋转电机18位于箱体5内部一侧，封闭式安装，旋转电机18通过联轴器20与中心转轴11相连，中心转轴11贯穿整个箱体5，中心转轴11的一端伸出箱体5，并且伸出的长度为1cm，位于箱体5内的中心转轴11上设置有旋转支架24，旋转支架24上面设置有若干个大小可调式反应釜的卡槽21，若干个卡槽21的大小能够调节，不同大小的反应釜26可通过卡槽21固定在旋转支架24上。

参见图4，箱体5内部设置有定位装置，定位装置包括永磁定位器19和卡套定位装置。旋转电机18的输出轴上设置有制动盘，永磁定位器19设置在旋转电机18的输出轴与制动盘连接处；卡套定位装置设置在伸出箱体5的中心转轴11上，伸出箱体5的中心转轴11上开设有凹槽，转动卡套22上设置有与凹槽相匹配的凸起，从而将转动卡套22设置在中心转轴11上，转动卡套22与扳手23相匹配，并且通过将扳手23套在转动卡套22上，转动扳手23实现对中心转轴11的转动，从而实现对设置在支架上的反应釜26的定位，以方便取样。定位装置与永磁定位器组成一种定位系统，转动卡套22及扳手23组成的一种定位系统。定位装置与永磁定位器在突然断电及反应器电源关闭时自动刹车，当反应器刹车后，旋转支架24的位置不利于反应釜装卸时，可利用转动卡套22及扳手23组成的卡套定位装置手动调节旋转支架位置，到利于反应釜装卸的位置，以上两种定位系统可单独使用，亦可以共同设置，单独使用。

反应釜26外侧设置有不锈钢外套25，反应釜26顶部设置有反应釜盖28。反应釜盖28正中部设有内六角扳手卡槽29，内六角扳手卡槽29的作用是反应釜内加样后需拧紧反应釜盖28，反应结束后需拧松反应釜盖28，这些过程都需用到内六角扳手，故有此设计。反应釜26内部设置有1～2块长方形的挡板27，挡板27竖直设置，挡板27底部与圆柱形底部连接，挡板27左右两端与反应釜26内壁相连，挡板27高度为反应釜26高度的1/3，通过设置多个挡板27将反应釜26内1/3体积的空间设置为多个区域，利于强化反应过程中的传热与传质。

参见图2和图3，电热鼓风加热装置的加热线圈16与可编程式温度控制仪1相连，风扇电机14以及旋转电机18均与数字式交流减速电机智能调节器2相连。

本实用新型的工作过程如下：

1、打开反应器箱门10，将待处理的反应釜26(参见图5)放入箱体5内大小可调式反应釜卡槽21中并固定，关上箱门10。

2、接通电源，将电源插头插入220V电源插座，将控制面板4上右侧的电源开关3置于“开”的位置，此时仪表出现数字显示，表示设备进入工作状态。

3、通过操作控制面板4上的可编程式温度控制仪1和数字式交流减速电机智能调节器2，设定实验反应所需的温度和转速。

4、仪器开始工作，箱体5内温度，转速逐渐达到设定值，经过所需的反应时间后，实验完成。

5、关闭电源，待箱提5内温度接近环境温度后，打开箱门10，取出反应釜26。

本实用新型采用集成式箱体设计，整个装置呈正方体形状，体型较小，便于放置，同时避免了传统式均相反应器电机外置带来的电机腐蚀严重，噪音较大，低速抖动等诸多问题。可编程式温度控制仪与电热鼓风加热装置相连，可对实验温度进行精确控制，同时可根据反应所需设定不同升温速率及不同温度梯度进行实验，再者电热鼓风加热装置可使反应器内温度在较短时间内达到指定值且保持温度处处均匀，避免了反应器内温度局部较高对整个仪器的损坏及对反应釜内水热结晶的破坏。整套的旋转装置相比于传统式的静止反应装置，在水热晶化反应过程中，反应物料得以充分混合使得反应效果大幅提升。同时数字式交流减速电机智能调节器1采用MCU为核心的高效单相交流电机调速系统，运用先进的过零调功的方式，以功率调节代替常用的电压调节，结合数字PID的方法进行运算和控制，实现微型交流电机的转速采集，计算和显示，达到了智能化的功能，具有成熟的抗干扰能力，低俗运行不抖动，扭矩强劲，使用方便等诸多特点。

当旋转电机18突然断电或反应器关机时，制动盘也同时断电，此时弹簧施压于衔铁，迫使制动盘与衔铁及制动盘之间产生摩擦力矩，使旋转电机18的输出轴快速停转，从而实现反应釜安装拆卸时旋转支架自由转动的现象。可见本实用新型中永磁定位器的安装避免了反应釜安装拆卸时旋转支架自由转动的现象，转动卡套22及扳手23组成的定位系统，更进一步的提供了较为人性化的反应釜拆卸位置，制造了一个较为简洁的操作条件。同时旋转支架上设置有大小可调式反应釜卡槽以适应型号不同的反应釜进行实验，大大拓宽了反应器操作范围，也丰富了对实验反应条件的设计。

下面通过实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

通常在常规均相反应器内合成HZSM-5分子筛，合成条件为：

首先将12.50g正硅酸乙酯(硅源)，12.00g四丙基氢氧化铵(模板剂)，70g水混合(通过调节硅源和水的添加比例，可以改变合成分子筛的粒径大小)，80℃下搅拌、冷凝回流24h，随后向其混合溶液中加入0.24g NaOH和0.46g Al(NO₃)₃·9H₂O(铝源)，转移至聚四氟乙烯内衬的不锈钢高压反应釜中，在170℃下静态水热合成24h，急冷之后，离心洗涤至上清液的pH≈7，随后转移至鼓风干燥箱于110℃干燥12h，再转移至马弗炉于550℃焙烧6h除去模板剂，待冷却以后取出样品，得到NaZSM-5沸石，随后用1mol/L NH₄NO₃溶液在80℃条件下进行三次离子交换(分子筛和NH₄NO₃溶液的质量和体积比为1:30)，得到HZSM-5分子筛。

采用常规均相反应器反应需要约56小时，通过本实用新型的装置，反应时间可以缩短10～15小时以上。

参见图6和图7，通过对比常规均相反应器与本实用新型均相反应器反应得到的HZSM-5分子筛粒径分布情况，采用激光粒度仪对两种装置得到的分子筛进行粒度分析，分析发现常规均相反应器内合成分子筛得到的HZSM-5分子筛粒径分布较宽(15～20微米分子筛为D50)，通过本实用新型装置实验得到的HZSM-5分子筛粒径分布窄(15～20微米分子筛为D70)，这说明本实用新型对HZSM-5分子筛粒径具有很好的控制作用。

Claims (10)

1.一种带定位系统的内旋转均相反应装置，其特征在于，包括箱体(5)，箱体(5)内部设置有电热鼓风加热装置、旋转装置和反应釜；其中，旋转装置由旋转电机(18)、中心转轴(11)、旋转支架(24)以及若干大小能够调节的卡槽(21)构成；旋转电机(18)设置在箱体(5)内部一侧，旋转电机(18)与中心转轴(11)一端相连，中心转轴(11)贯穿整个箱体(5)，中心转轴(11)上设置有旋转支架(24)，反应釜(26)设置在旋转支架(24)上；旋转电机(18)的输出轴上设置有对反应釜(26)定位的定位装置。

2.根据权利要求1所述的一种带定位系统的内旋转均相反应装置，其特征在于，定位装置包括永磁定位器(19)；旋转电机(18)的输出轴上设置有制动盘，永磁定位器(19)设置在旋转电机(18)的输出轴与制动盘连接处。

3.根据权利要求1所述的一种带定位系统的内旋转均相反应装置，其特征在于，中心转轴(11)的另一端伸出箱体(5)，伸出箱体(5)的中心转轴(11)上开设有凹槽，转动卡套(22)上设置有与凹槽相匹配的凸起，从而将转动卡套(22)设置在中心转轴(11)上，转动卡套(22)与扳手(23)相匹配，并且通过将扳手(23)套在转动卡套(22)上，转动扳手(23)实现对中心转轴(11)的转动，从而实现对设置在支架上的反应釜(26)的定位。

4.根据权利要求1所述的一种带定位系统的内旋转均相反应装置，其特征在于，电热鼓风加热装置由风扇电机(14)与若干扇叶(15)相连，若干扇叶(15)外侧设置有一圈加热线圈(16)。

5.根据权利要求4所述的一种带定位系统的内旋转均相反应装置，其特征在于，箱体(5)正面上部设置有控制面板(4)，控制面板(4)上设置有可编程式温度控制仪(1)、数字式交流减速电机智能调节器(2)及电源总开关(3)，控制面板(4)下部设置有箱门(10)，箱体(5)一侧上部设置有散热孔(9)，箱体(5)背面下部设有排气孔道(13)，箱体(5)底面设有四个可调节式仪器平衡旋钮(8)。

6.根据权利要求5所述的一种带定位系统的内旋转均相反应装置，其特征在于，加热线圈(16)与可编程式温度控制仪(1)相连，风扇电机(14)以及旋转电机(18)均与数字式交流减速电机智能调节器(2)相连。

7.根据权利要求1所述的一种带定位系统的内旋转均相反应装置，其特征在于，反应釜(26)外侧设置有不锈钢外套(25)。

8.根据权利要求1所述的一种带定位系统的内旋转均相反应装置，其特征在于，反应釜(26)内部设置有1～2块长方形的挡板(27)，挡板(27)竖直设置，挡板(27)底部与圆柱形底部连接，挡板(27)两端与反应釜(26)内壁相连。

9.根据权利要求8所述的一种带定位系统的内旋转均相反应装置，其特征在于，挡板(27)高度为反应釜(26)高度的1/3。

10.根据权利要求8所述的一种带定位系统的内旋转均相反应装置，其特征在于，旋转支架(24)上设置有若干大小能够调节的卡槽(21)；反应釜(26)设置在卡槽(21)内，电热鼓风加热装置设置在反应釜(26)一侧。