CN215655060U - 一种液氨为介质反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种液氨为介质反应装置，包括内设有反应腔的装置本体，所述反应腔的内底面设有反应槽，所述反应槽内设有反应网，所述反应槽与反应网之间共同连接有多个连接杆，所述反应槽的内壁下端连通有液氨管，所述液氨管的另一端连接有灌装有液氨的钢瓶，所述液氨管安装有液氨泵；所述装置本体的外侧固定安装有高压设备，所述高压设备通过管道与反应腔连通，所述反应腔的内壁安装有氨气传感器与气压传感器，所述高压设备、氨气传感器、气压传感器均电性连接有控制器。本实用新型可维持高压环境，密封投放反应物并可对氨气进行处理。

Description

一种液氨为介质反应装置

技术领域

本实用新型涉及化学反应技术领域，尤其涉及一种液氨为介质反应装置。

背景技术

在化学领域中，液氨作为反应介质参与到化学实验反应中去。液氨是一种无色液体，具有强烈刺激性气味，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液氨，液氨易溶于水，液氨一般采用耐压钢瓶灌装，液氨具有挥发性，挥发后的氨气具有剧毒，因此在使用液氨作为介质的反应装置在环境上的要求是较为严苛的，一是高压环境以避免液氨汽化，二是密封环境，反应物就需要密封投放，三是一旦高压环境发生破坏，如何对汽化后的氨气进行处理，以免被人体吸入，危害实验人员身体的情况。

为此，我们提出一种液氨为介质反应装置来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种液氨为介质反应装置，以解决上述背景技术提出的问题，具备创造高压环境、密封投放反应物、可对氨气进行处理的优点。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种液氨为介质反应装置，包括内设有反应腔的装置本体，所述反应腔的内底面设有反应槽，所述反应槽内设有反应网，所述反应槽与反应网之间共同连接有多个连接杆，所述反应槽的内壁下端连通有液氨管，所述液氨管的另一端连接有灌装有液氨的钢瓶，所述液氨管安装有液氨泵；所述装置本体的外侧固定安装有高压设备，所述高压设备通过管道与反应腔连通，所述反应腔的内壁安装有氨气传感器与气压传感器，所述高压设备、氨气传感器、气压传感器均电性连接有控制器；所述反应腔的内壁连通有氨气管，所述氨气管远离反应腔的一端连接有水箱，所述氨气管靠近反应腔的一端安装有电磁阀；所述装置本体在反应腔的上方开设有活塞腔，所述活塞腔的截面呈圆形，所述装置本体在活塞腔的左侧开设有驱动腔，所述反应腔的内顶面且在反应槽的对应位置嵌装有与活塞腔连通的围筒，所述活塞腔内密封活动连接有活塞柱，所述活塞柱可绕自身轴线旋转以及位移，所述活塞柱的两端分别开设有方槽与螺纹槽，且方槽与螺纹槽相互连通，所述方槽内滑动连接有方杆，所述方杆的左端活塞腔与驱动腔之间夹层并与之转动连接，所述方杆的左端通过蜗轮蜗杆副连接有第一电机，所述第一电机固定安装在驱动腔的内顶端，所述螺纹槽内螺纹连接有螺纹杆，所述活塞腔的右侧内壁嵌设有用于驱动螺纹杆的第二电机，所述活塞柱的外表面开设有中转槽，所述装置本体的上端开设有与活塞腔连通的进料口。

优选地，所述液氨管靠近反应槽的一端安装有电磁单向阀，所述反应槽的内底面呈左低右高的斜面。

优选地，所述氨气管的一端呈倒锥形且没入水箱内水面之下。

优选地，所述方槽的边长大于螺纹槽的内径。

优选地，所述蜗轮蜗杆副包括同轴固定套接在方杆上的蜗轮和固定连接在第一电机输出端的蜗杆构成。

优选地，所述进料口的宽度小于中转槽的宽度，所述中转槽的宽度小于围筒的内径。

优选地，所述活塞腔的内壁且在活塞柱的两侧固定安装有第一接触开关与第二接触开关，当所述活塞柱与第一接触开关接触时，所述进料口与中转槽位置对应，当所述活塞柱与第二接触开关接触时，所述进料口与围筒位置对应，所述第一接触开关、第二接触开关均与第二电机电性连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型通过高压设备、气压传感器、控制器的相互配合，使在未向反应槽内输送液氨之前，反应腔内已形成高压环境，避免液氨发生汽化，无法进行实验；

2、本实用新型通过气压传感器、电磁阀、水箱、氨气泵的相互配合，在反应腔内高压环境无法维持时，可将氨气输送至水箱内进行处理，避免逸出至外界环境，危害人体的情况；

3、本实用新型通过活塞腔、进料口、围筒、活塞柱、方槽、螺纹槽、方杆、第一电机、螺纹杆、第二电机等的相互配合，实现了密封环境下，反应物的移动实现了向反应槽投放进行反应的目的，避免泄压，提高实验安全性。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种液氨为介质反应装置正面的结构剖视图；

图2为图1中局部放大的结构示意图。

图中：1装置本体、2反应槽、3反应网、4连接杆、5液氨管、6液氨泵、7活塞腔、8进料口、9围筒、10活塞柱、11方槽、12螺纹槽、13方杆、14驱动腔、15第一电机、16螺纹杆、17第二电机、18第一接触开关、19第二接触开关、20中转槽、21氨气传感器、22气压传感器、23高压设备、24水箱、25氨气管、26氨气泵。

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。

参照图1-2，一种液氨为介质反应装置，包括内设有反应腔的装置本体1，需要说明的是，装置本体1的正面密封安装有开关门，开关门对应装置本体1的另一侧嵌装有观察窗，方便后期取料以及观察实验现象。

反应腔的内底面设有反应槽2，反应槽2内设有反应网3，反应槽2与反应网3之间共同连接有多个连接杆4，反应槽2的内壁下端连通有液氨管5，液氨管5的另一端连接有灌装有液氨的钢瓶，液氨管5安装有液氨泵6，液氨管5靠近反应槽2的一端安装有电磁单向阀，避免电磁单向阀右侧的液氨管5中存留液氨，反应槽2的内底面呈左低右高的斜面，便于液氨流动。

本实用新型中的电磁单向阀在打开时是只允许液氨从反应槽2单向流入液氨管5内的，液氨泵6具有双向输送液氨的作用。

在本实用新型中，需要向反应槽2内加入液氨时，电磁单向阀为关闭状态，液氨泵6将钢瓶中的液氨输送至反应槽2中，在输送之前，反应腔内已为高压状态，以避免大气压状态下的液氨自动汽化，影响正常的化学反应，在实验结束后，可打开电磁单向阀，液氨泵6将反应槽2内的液氨输送至钢瓶中。

装置本体1的外侧固定安装有高压设备23，高压设备23通过管道与反应腔连通，反应腔的内壁安装有氨气传感器21与气压传感器22，高压设备23、氨气传感器21、气压传感器22均电性连接有控制器，上传感器与控制器均为现有技术，此处需要说明的是，控制器与其他用电设备均电性连接，如第一电机15、第二电机17、电磁阀。

在本实用新型中，未向反应槽2内通入液氨之前，需使用高压设备23对反应腔内进行加压，高压设备23内自带阀门，气压传感器22实时将压力信号转化为电信号发送至控制器，在反应腔内部气压达到液氨维持液态所需要的气压范围即可。

反应腔的内壁连通有氨气管25，氨气管25远离反应腔的一端连接有水箱24，氨气管25靠近反应腔的一端安装有电磁阀，氨气管25的一端呈倒锥形且没入水箱24内水面之下，利用氨气易溶于水的特性进行处理，且避免氨气倒流。

在本实用新型中，氨气传感器21实时监测反应腔内部氨气浓度，一旦高压环境发生泄漏，高压设备23发生故障时，氨气浓度必然上升，氨气传感器21将氨气浓度信号转化为电信号发送至控制器，控制器控制电磁阀打开，氨气被氨气泵26输送至水箱24内，由于氨气具有极易溶于水的特性，氨气便会被吸收，可避免氨气外泄，对环境以及人体造成危害。

装置本体1在反应腔的上方开设有活塞腔7，活塞腔7的截面呈圆形，使活塞柱10可进行转动以及轴向移动，装置本体1在活塞腔7的左侧开设有驱动腔14，反应腔的内顶面且在反应槽2的对应位置嵌装有与活塞腔7连通的围筒9，活塞腔7内密封活动连接有活塞柱10，活塞柱10可绕自身轴线旋转以及位移，活塞柱10的两端分别开设有方槽11与螺纹槽12，且方槽11与螺纹槽12相互连通，方槽11的边长大于螺纹槽12的内径，值得一提的是，在活塞柱10轴向滑动的过程中，方杆13始终有部分位于方槽11内，在活塞柱10向右轴向滑动的过程中，由于方槽11与螺纹槽12尺寸设置，螺纹杆16会逐渐伸入方槽11内，但并不会影响螺纹杆16的正常转动。

方槽11内滑动连接有方杆13，方杆13的左端活塞腔7与驱动腔14之间夹层并与之转动连接，方杆13的左端通过蜗轮蜗杆副连接有第一电机15，第一电机15固定安装在驱动腔14的内顶端，蜗轮蜗杆副包括同轴固定套接在方杆13上的蜗轮和固定连接在第一电机15输出端的蜗杆构成，利用蜗轮蜗杆副使方杆13与方槽11对活塞柱10进行限位。

螺纹槽12内螺纹连接有螺纹杆16，活塞腔7的右侧内壁嵌设有用于驱动螺纹杆16的第二电机17，活塞柱10的外表面开设有中转槽20，装置本体1的上端开设有与活塞腔7连通的进料口8，进料口8的宽度小于中转槽20的宽度，中转槽20的宽度小于围筒9的内径，以便反应物可分别通过进料口8进入中转槽20，从中转槽20进入围筒9内。

活塞腔7的内壁且在活塞柱10的两侧固定安装有第一接触开关18与第二接触开关19，当活塞柱10与第一接触开关18接触时，进料口8与中转槽20位置对应，当活塞柱10与第二接触开关19接触时，进料口8与围筒9位置对应，第一接触开关18、第二接触开关19均与第二电机17电性连接。

在本实用新型中，实验人员通过控制器控制第二电机17驱动，以正转为例，由于蜗轮蜗杆副具有单向驱动性，在第二电机17驱动螺纹杆16转动时，方杆13与方槽11对活塞柱10进行限位，使得活塞柱10在活塞腔7内向左轴向滑动，直至活塞柱10与第一接触开关18接触后，第二电机17停机，此时的进料口8与中转槽20位置对应，控制第一电机15驱动，第一电机15通过蜗轮蜗杆副驱动方杆13，方杆13通过方槽11带动活塞柱10转动，直至进料口8与中转槽20连通，在此过程中，活塞柱10会在螺纹槽12与螺纹杆16的作用下带动第二电机17的电机轴转动，此为正常现象，不会对本实用新型的正常工作造成影响；

反应物通过进料口8放入中转槽20内，根据上述工作原理的说明，即可得知第二电机17反转直至活塞柱10与第二接触开关19接触，此时的中转槽20与围筒9位置对应但并不连通，第一电机15再次工作，使活塞柱10旋转直至中转槽20与围筒9位置对应，反应物便会在自重作用下通过围筒9落入反应槽2内进行反应。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种液氨为介质反应装置，包括内设有反应腔的装置本体（1），其特征在于：所述反应腔的内底面设有反应槽（2），所述反应槽（2）内设有反应网（3），所述反应槽（2）与反应网（3）之间共同连接有多个连接杆（4），所述反应槽（2）的内壁下端连通有液氨管（5），所述液氨管（5）的另一端连接有灌装有液氨的钢瓶，所述液氨管（5）安装有液氨泵（6）；

所述装置本体（1）的外侧固定安装有高压设备（23），所述高压设备（23）通过管道与反应腔连通，所述反应腔的内壁安装有氨气传感器（21）与气压传感器（22），所述高压设备（23）、氨气传感器（21）、气压传感器（22）均电性连接有控制器；

所述反应腔的内壁连通有氨气管（25），所述氨气管（25）远离反应腔的一端连接有水箱（24），所述氨气管（25）靠近反应腔的一端安装有电磁阀；

所述装置本体（1）在反应腔的上方开设有活塞腔（7），所述活塞腔（7）的截面呈圆形，所述装置本体（1）在活塞腔（7）的左侧开设有驱动腔（14），所述反应腔的内顶面且在反应槽（2）的对应位置嵌装有与活塞腔（7）连通的围筒（9），所述活塞腔（7）内密封活动连接有活塞柱（10），所述活塞柱（10）可绕自身轴线旋转以及位移，所述活塞柱（10）的两端分别开设有方槽（11）与螺纹槽（12），且方槽（11）与螺纹槽（12）相互连通，所述方槽（11）内滑动连接有方杆（13），所述方杆（13）的左端活塞腔（7）与驱动腔（14）之间夹层并与之转动连接，所述方杆（13）的左端通过蜗轮蜗杆副连接有第一电机（15），所述第一电机（15）固定安装在驱动腔（14）的内顶端，所述螺纹槽（12）内螺纹连接有螺纹杆（16），所述活塞腔（7）的右侧内壁嵌设有用于驱动螺纹杆（16）的第二电机（17），所述活塞柱（10）的外表面开设有中转槽（20），所述装置本体（1）的上端开设有与活塞腔（7）连通的进料口（8）。

2.根据权利要求1所述的一种液氨为介质反应装置，其特征在于：所述液氨管（5）靠近反应槽（2）的一端安装有电磁单向阀，所述反应槽（2）的内底面呈左低右高的斜面。

3.根据权利要求1所述的一种液氨为介质反应装置，其特征在于：所述氨气管（25）的一端呈倒锥形且没入水箱（24）内水面之下。

4.根据权利要求1所述的一种液氨为介质反应装置，其特征在于：所述方槽（11）的边长大于螺纹槽（12）的内径。

5.根据权利要求1所述的一种液氨为介质反应装置，其特征在于：所述蜗轮蜗杆副包括同轴固定套接在方杆（13）上的蜗轮和固定连接在第一电机（15）输出端的蜗杆构成。

6.根据权利要求1所述的一种液氨为介质反应装置，其特征在于：所述进料口（8）的宽度小于中转槽（20）的宽度，所述中转槽（20）的宽度小于围筒（9）的内径。

7.根据权利要求1所述的一种液氨为介质反应装置，其特征在于：所述活塞腔（7）的内壁且在活塞柱（10）的两侧固定安装有第一接触开关（18）与第二接触开关（19），当所述活塞柱（10）与第一接触开关（18）接触时，所述进料口（8）与中转槽（20）位置对应，当所述活塞柱（10）与第二接触开关（19）接触时，所述进料口（8）与围筒（9）位置对应，所述第一接触开关（18）、第二接触开关（19）均与第二电机（17）电性连接。

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