CN212142515U - 一种加压反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种加压反应装置，包括供气装置（1）、反应容器（3）、导气管（2）；所述导气管（2）连接所述供气装置（1）与所述反应容器（3），所述导气管（2）上设置压力表（21）；所述供气装置（1）包括弹性气球（11）。该装置气密性好、安全性高，能够避免多次使用出现氢气泄漏等安全隐患；同时，该装置方便移动、便于实验室各种氢化反应实验的进行，适用范围广、操作简便、造价成本低。

Description

一种加压反应装置

技术领域

本实用新型涉及实验室反应装置技术领域，具体涉及一种加压反应装置。

背景技术

氢化反应常指氢气与化合物之间进行的化学反应；通常在催化剂存在下进行，是还原反应的一种。氢化反应在有机合成化学中发挥了很重要的作用，通过氢化反应可以实现碳碳、碳氮、氮氧等多种不饱和键的还原，如碳碳双键、三键、腈基、硝基、叠氮基、肟的还原以及一些芳杂环的还原，氢化反应还可用于保护基的脱除，如Cbz、苄基以及卤素(Cl,Br, I)的脱除等。可见，氢化反应在实验室中广泛运用。

现有技术中，加压氢化反应通常采用高压氢气钢瓶作为供氢装置并配合专用的氢化反应釜进行。但是，采用高压氢气钢瓶和专用的氢化反应釜存在以下缺陷：一是高压氢气钢瓶或专用氢化反应釜十分笨重、移动困难，进行反应时操作极为不方便；二是采用高压氢气钢瓶或氢化反应釜进行试验，可能出现氢气泄漏，导致安全隐患；同时，由于高压氢气钢瓶、氢化反应釜内压力较高，移动或使用时、压力不稳容易出现爆炸等安全性问题；三是高压氢气钢瓶或专用的氢化反应釜体积较大、占用实验室的空间较多，不利于实验的推进。

实用新型内容

针对以上现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种加压反应装置，其具有操作方便、移动方便、占用空间少、安全性高的优点。

本实用新型的目的通过以下技术方案实现：

一种加压反应装置，包括供气装置、导气管和反应容器，其特征在于：所述供气装置包括弹性气球，所述弹性气球出气口设置通气阀、用于控制弹性气球与导气管之间通气；所述弹性气球具有一定厚度、从而提供给反应器的压力大于1.0个大气压。

优选地，一种加压氢化装置，包括供氢装置、导气管和反应容器，其特征在于：所述供氢装置包括弹性气球，所述弹性气球出气口设置通气阀、用于控制弹性气球与导气管之间通气；所述弹性气球具有一定厚度、从而提供给反应容器的压力大于1.0个大气压。

作进一步优化，所述弹性气球的厚度在0.1mm-1.5mm。本实用新型加压氢化装置可提供给反应容器的压力优选大于1.0个大气压、小于5.0个大气压。

采用弹性气球，相对于常规的加压氢化装置，其体积更小、占用空间少，移动更为方便、操作方便；同时，弹性气球由于弹性形变作用能对其内的氢气产生一定的压力，在一定范围内能够提供加压氢化反应所需的压力，确保加压氢化反应的进行；并且，气球内部压力在大于1.0个大气压、小于5.0个大气压范围内，不会由于内部压力过大、不稳定等出现安全隐患、安全性高。采用弹性气球，能多次重复进行充气放气，使用寿命长、利用率高、成本低。

作进一步优化，所述导气管上设置压力表、用于监测氢气的压力。

作进一步优化，所述供气装置还包括气缸、滑动盖板a以及加压弹簧；所述滑动盖板a位于所述气缸内部且与气缸内壁滑动连接；所述弹性气球位于所述气缸内部且位于所述滑动盖板a上端；所述加压弹簧一端与所述滑动盖板a下端固定连接、另一端与所述气缸底部端面固定连接；所述气缸上端设置导气孔、所述导气管穿过所述导气孔连接所述反应容器与所述弹性气球。

作进一步优化，所述导气管与所述导气孔连接处安装密封圈。

作进一步优化，所述通气阀外接通气开关。

作进一步优化，所述气缸顶部设置活页式门板、用于存放弹性气球。

作进一步改进，所述供气装置为密封气缸，所述密封气缸包括电动伸缩杆滑动盖板b、出气口、进气口、导气阀、密封活塞与气体压力传感器；所述滑动盖板b位于所述密封气缸内部且与密封气缸内壁滑动连接；所述电动伸缩杆一端与所述滑动盖板b下端固定连接、另一端与所述密封气缸底部端面固定连接；所述进气口与所述出气口均位于所述密封气缸顶部，所述出气口连接所述导气管且出气口设置导气阀，所述进气口用所述密封活塞密封；所述气体压力传感器安装在所述密封气缸内部上端、用于监测密封气缸内的氢气气压。

作进一步优化，所述加压反应装置还包括控制系统，所述控制系统与所述气体压力传感器、电动伸缩杆电性连接。

作进一步优化，所述滑动盖板b上、下端面的四侧均安装橡胶密封条，确保滑动盖板b上下滑动的同时防止氢气向下泄漏。

本实用新型具有如下技术效果：

该装置通过加厚弹性气球的弹性收缩向反应容器提供一定压力的氢气，方便使用、便于携带，造价成本低、经济耐用；同时，由于加厚弹性气球的弹性收缩作用，在加厚弹性气球内部氢气被消耗的同时气球体积逐渐减小，能够在一定范围内提供一定压力的氢气、从而确保氢化反应持续进行。

同时，采用加压弹簧或压力传感器对弹性气球进行辅助加压，进一步保证加厚弹性气球由于氢气被消耗，体积减小导致压力降低，但氢气尚未完全耗尽时，使其能够在加压弹簧或压力传感器提供的辅助压力下，继续提供一定压力的氢气，使反应体系内部压力相对恒定、从而确保氢化反应持续进行。

另外，采用压力传感器对加厚弹性气球进行辅助加压的监测和实时反馈，可以根据实际需要，在大于1.0个大气压、小于5.0个大气压范围内精确调整氢气压力，从而实现恒定压力条件下的加压氢化反应。

该装置气密性好、安全性高，避免多次使用出现氢气泄漏的安全隐患；方便移动、便于实验室各种氢化反应实验的进行，适用范围广、操作简便；可进行多次循环使用，节约实验资源以及器材损耗。

附图说明

图1为本实用新型实施例1加压氢化装置的简易结构示意图。

图2为本实用新型实施例2加压氢化装置的具体结构示意图。

图3为本实用新型实施例3加压氢化装置的结构示意图。

其中，1、供气装置；11、弹性气球；111、通气阀；12、气缸；13、滑动盖板a；14、加压弹簧；15、活页式门板；16、导气孔；2、导气管；21、压力表；3、反应容器；

1′、密封气缸；11′、出气口；12′、导气阀；13′、滑动盖板b；14′、电动伸缩杆；15′、进气口；16′、密封活塞；17′、气体压力传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1：

如图1所示，一种加压反应装置，包括供气装置1、导气管2和反应容器3，其特征在于：所述供气装置1包括弹性气球11，所述弹性气球11出气口设置通气阀111、用于控制弹性气球与导气管之间通气；所述弹性气球11具有一定厚度、从而提供给反应容器3的压力大于1.0个大气压。

弹性气球11的厚度在0.1mm-1.5mm。本实施例加压氢化装置可提供给反应容器3的压力优选大于1.0个大气压、小于5.0个大气压。导气管2上设置压力表21、用于监测氢气的压力。

实施例2：

如图2所示，一种加压反应装置，包括供气装置1、导气管2和反应容器3，其特征在于：所述导气管2连接所述供气装置1与所述反应容器3，反应容器3端口用橡胶活塞或可固定式瓶塞密封，导气管2穿过橡胶活塞伸入反应容器3内。所述导气管2上设置压力表21、用于监测导气管2的压力；所述供气装置1包括弹性气球11，所述弹性气球11出气口设置通气阀111、用于控制弹性气球11与导气管2之间通气；所述弹性气球的厚度在0.1mm及以上、优选0.1mm-1.5mm，可提供给反应容器3的压力优选在大于1.0个大气压、小于5.0个大气压范围内。本实施例加压氢化装置可提供给反应容器的压力优选在大于1.0个大气压、小于5.0个大气压范围内。所述供气装置1还包括气缸12、滑动盖板a 13以及加压弹簧14；所述滑动盖板a 13位于所述气缸12内部且与气缸12内壁滑动连接；所述弹性气球11位于所述气缸12内部且位于所述滑动盖板a 13上端；所述加压弹簧14一端与所述滑动盖板a 13下端固定连接、另一端与所述气缸12底部端面固定连接；所述气缸12上端设置导气孔16、所述导气管2穿过所述导气孔16连接所述反应容器3与所述弹性气球11。所述导气管2与所述导气孔16连接处安装密封圈；所述通气阀111外接通气开关。所述气缸12顶部设置活页式门板15、用于存放弹性气球11。

实施例3：

如图3所示，作为本实用新型另一个实施例，一种加压反应装置，包括供气装置1、导气管2和反应容器3，其特征在于：所述导气管2连接所述供气装置1与所述反应容器3，反应容器3端口用橡胶活塞或可固定式瓶塞密封，导气管2穿过橡胶活塞伸入反应容器3内。所述导气管2上设置压力表21、用于监测导气管2的压力；所述供气装置1为密封气缸1′，所述密封气缸1′包括电动伸缩杆14′、滑动盖板b 13′、出气口11′、进气口15′、导气阀12′、密封活塞16′与气体压力传感器17′；所述滑动盖板b 13′位于所述密封气缸1′内部且与密封气缸1′内壁滑动连接；所述电动伸缩杆 14′一端与所述滑动盖板b 13′下端固定连接、另一端与所述密封气缸1′底部端面固定连接；所述进气口15′与所述出气口11′均位于所述密封气缸1′顶部，所述出气口11′连接所述导气管2且出气口11′设置导气阀12′，所述进气口15′用所述密封活塞16′密封；所述气体压力传感器17′安装在所述密封气缸1′内部上端、用于监测密封气缸1′内的氢气气压。

所述加压反应装置还包括控制系统，所述控制系统与所述气体压力传感器17′、电动伸缩杆14′电性连接。所述滑动盖板b 13′上、下端面的四侧均安装橡胶密封条，确保滑动盖板b 13′上下滑动的同时防止氢气向下泄漏。

该装置采用的密封气缸1′内部压力较小，远远小于现有技术中氢气钢瓶的内部压力，有效避免了由于压力不稳而导致的安全性问题。

工作原理：

实施例1中，首先对弹性气球11进行氢气充入，然后，关闭通气阀111。如要进行氢化反应，可直接将导气管2与弹性气球11进行连接，然后打开通气阀111。

实施例2中，将实施例1中充满氢气的弹性气球11通过活页式门板15装入气缸12内，然后将导气管2穿过导气孔16与弹性气球11，在装入弹性气球11，加压弹簧14压缩、滑动盖板a 13下移，当氢化反应进行时，随着弹性气球11内的氢气排出，弹性气球11收缩、滑动盖板a 13上移，弹性气球11始终能够在一定范围内持续提供大于一个大气压的氢气。同时，此装置占用空间较少、移动方便、安全性好。

实施例3中，首先通过进气口15′对密封气缸1′进行氢气充入，然后利用密封活塞16′封闭进气口15′，在进行氢气充入时，滑动盖板b 13′下移，电动伸缩杆 14′收缩。

然后对控制系统设定反应所需的气体压力值，此时控制系统控制电动伸缩杆14′伸缩、滑动盖板b 13′移动达到所需的气体压力，气体压力传感器17′进行实时监测与反馈、保证压力值始终处于所需的设定值；然后打开导气阀12′，氢气通过出气口11′与导气管2进行反应容器3中；同时，控制系统控制电动伸缩杆14′伸缩、滑动盖板b 13′上移，使密封气缸1′始终能够在一定范围内持续提供所需的大于一个大气压的氢气，保证反应顺利进行。

通过压力表21与气体压力传感器17′能有效监控整个反应过程中的气体压力，反馈给控制系统、从而控制电动伸缩杆14′伸缩进行气压控制，进而精确控制整个反应的进行以及实验数据的准确性。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种加压反应装置，包括供气装置（1）、导气管（2）和反应容器（3），其特征在于：所述供气装置（1）包括弹性气球（11），所述弹性气球（11）出气口设置通气阀（111）；所述弹性气球（11）的厚度在0.1mm-1.5mm、提供给反应容器（3）的压力大于1.0个大气压、小于5.0个大气压。

2.根据权利要求1所述的一种加压反应装置，其特征在于：所述供气装置（1）为供氢装置。

3.根据权利要求2所述的一种加压反应装置，其特征在于：所述导气管（2）上设置压力表（21）。

4.根据权利要求3所述的一种加压反应装置，其特征在于：所述供气装置（1）还包括气缸（12）、滑动盖板a（13）以及加压弹簧（14）；所述滑动盖板a（13）位于所述气缸（12）内部且与气缸（12）内壁滑动连接；所述弹性气球（11）位于所述气缸（12）内部且位于所述滑动盖板a（13）上端；所述加压弹簧（14）一端与所述滑动盖板a（13）下端固定连接、另一端与所述气缸（12）底部端面固定连接；所述气缸（12）上端设置导气孔（16）、所述导气管（2）穿过所述导气孔（16）连接所述反应容器（3）与所述弹性气球（11）。

5.根据权利要求4所述的一种加压反应装置，其特征在于：所述导气管（2）与所述导气孔（16）连接处安装密封圈。

6.根据权利要求5所述的一种加压反应装置，其特征在于：所述通气阀（111）外接通气开关。

7.根据权利要求6所述的一种加压反应装置，其特征在于：所述气缸（12）顶部设置活页式门板（15）。

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