集成式微波-超声反应器的制作方法

xiaoxiao2020-7-22  4

专利名称:集成式微波-超声反应器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及ー种化学反应器,特别是涉及ー种提供微波环境和超声环境的化学反应器。
背景技术
微波的频率大约在300MHz 300GHZ,位于电磁波谱的红外光波和无线电波之间。微波加热具有内加热的特点,使得微波作用下的化学反应具有强活化温转化、反应速度快、转化率高和选择性好的特点。广泛地应用于化学领域中,如微波脱附、干燥,微波溶样,微波浄化,微波提取等。超声波频率高于20kHz,比普通声波更容易聚集成细束,容易接受目标,容易得到较大功率,在固体和液体中衰减很小,能量大,在化学反应中可以加快反应速度、提高反应 产率,甚至使一些常态下不可能发生的反应变为可能。超声波在化学和化工过程中的应用,主要利用了超声空化时产生的化学效应和机械效应,空化过程中会瞬间产生局部高温、高压环境,形成速度约为llOm/s的微射流,使反应物分解、化学键断裂、自由基产生等相关反应。对化学反应的影响主要表现在非均相反应界面的増大、反应界面的更新以及涡流效应产生的传质和传热过程的強化。主要应用于有机物降解、高分子化学反应及其他自由基反应,完成萃取、吸附、結晶、乳化与破乳、超声阻垢、电化学、非均相化学反应、过滤、悬浮分离、传热以及清洗等目的。目前还没有可以有效结合微波和超声波特性制造的反应器。

实用新型内容本实用新型的目的是提供ー种集成式微波-超声反应器,满足在同一个反应容器中提供微波和超声波的反应环境,充分利用微波和超声波对化学反应的机械效应和化学效应,实现特定的化学反应过程。本实用新型的集成式微波-超声反应器,包括箱体、箱体内设有的向前开ロ的内腔、微电脑控制模块、整流变压器,其中还包括微波发生器、超声发生器、换能器、变幅杆、冷凝管,微波发生器安装在箱体和内腔之间,超声发生器安装在箱体顶部外侧,超声发生器固定连接换能器,换能器固定连接变幅杆的连接端,变幅杆的发射端穿过内腔顶部和箱体顶部的第二通孔伸入内腔中并通过第二环套固定在第二通孔的孔壁上,冷凝管穿过内腔顶部和箱体顶部的第一通孔伸入内腔中并通过第一环套固定在第一通孔的孔壁上。整流变压器分别连接微波发生器和超声发生器。所述箱体的前端面上设有屏蔽门,屏蔽门上设有可用于观察内腔状态的金属屏蔽视窗。所述屏蔽门下方的箱体前端面上,自左至右设有电源开关、温度显示模块、定时器、微波-超声转换开关、功率调节旋钮、和屏蔽门开关,微电脑控制模块连接风扇、温度显示模块、定时器、微波-超声转换开关、功率调节开关、和屏蔽门开关,电源开关连接整流变压器。[0010]本实用新型的集成式微波-超声反应器可以将反应物置于同一反应器中,根据实验步骤提供不同的反应环境,避免了将反应液转移的安全隐患。本实用新型非常适合非均相化学反应,可以在超声作用的基础上继续使用微波内加热,可以极大地加快反应速度,提高反应产率。本反应器可以根据实验需要来设置反应时间和温度等条件,从而实现反应的连续化和自动化。本反应器使用范围广,不仅适应于化学反应,同时也可应用于天然产物提取、高分子化学反应、有机物降解 、悬浮分离和清洗等。
以下结合附图对本实用新型的实施例作进ー步说明。

图I为本实用新型集成式微波-超声反应器的结构示意图。
具体实施方式
如图I所示,本实施例的反应器外壳为矩形箱体01,箱体内设有向前开ロ的内腔02为金属材料制成,在箱体的前端面上设有屏蔽门03,屏蔽门上设有可用于观察内腔状态的金属屏蔽视窗。在屏蔽门03下方的的箱体前端面上,自左至右设有电源开关05、温度显示模块06、定时器07、微波-超声转换开关08、功率调节旋钮09、和屏蔽门开关10。箱体和内腔之间安装有整流变压器11,微波发生器12。冷凝管13穿过内腔顶部和箱体顶部的第一通孔伸入内腔中,并通过第一环套31固定在第一通孔的孔壁上。变幅杆14的发射端穿过内腔顶部和箱体顶部的第二通孔伸入内腔中,并通过第二环套32固定在第二通孔的孔壁上,箱体顶部外侧固定连接换能器15、超声发生器16,变幅杆14的连接端连接换能器15,换能器连接超声发生器16。箱体和内腔之间还安装有微电脑控制模块17、风扇18,微电脑控制模块连接整流变压器11,整流变压器分别连接微波发生器12和超声发生器16,微电脑控制模块连接风扇、温度显示模块、定时器、微波-超声转换开关、功率调节开关、和屏蔽门开关,电源开关连接整流变压器。在通常使用过程中,首先将用于化学反应的溶液装入烧瓶中,打开屏蔽门在内腔中连接好冷凝管和变幅杆,使变幅杆的发射端探头浸入待反应溶液中,然后关闭屏蔽门。打开电源开关,微电脑控制模块首先检查屏蔽门开关是否关闭,在需要使用微波反应环境前,通过定时器设定工作时长,通过功率调节旋钮设定微波输出功率,然后将微波-超声转换开关切换到微波工作模式,微电脑控制模块控制微波发生器开始工作,同时控制风扇对内腔散热降温。在需要使用超声反应环境前,通过定时器设定工作时长,通过功率调节旋钮设定超声输出功率,然后将微波-超声转换开关切换到超声工作模式,微电脑控制模块控制超声发生器开始工作,同时控制风扇对内腔散热降温。以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新型的范围进行限定,在不脱离本实用新型设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。
权利要求1.ー种集成式微波-超声反应器,包括箱体(Ol)、箱体内设有的向前开ロ的内腔(02)、微电脑控制模块(17)、整流变压器(11),其特征在干还包括微波发生器(12)、超声发生器(16)、换能器(15)、变幅杆(14)、冷凝管(13),微波发生器安装在箱体和内腔之间,超声发生器安装在箱体顶部外侧,超声发生器固定连接换能器,换能器固定连接变幅杆(14)的连接端,变幅杆的发射端穿过内腔顶部和箱体顶部的第二通孔伸入内腔中并通过第二环套(32)固定在第二通孔的孔壁上,冷凝管(13)穿过内腔顶部和箱体顶部的第一通孔伸入内腔中并通过第一环套(31)固定在第一通孔的孔壁上。
2.根据权利要求I所述的集成式微波-超声反应器,其特征在于整流变压器分别连接微波发生器(12)和超声发生器(16)。
3.根据权利要求2所述的集成式微波-超声反应器,其特征在于所述箱体的前端面上设有屏蔽门(03),屏蔽门上设有可用于观察内腔状态的金属屏蔽视窗。
4.根据权利要求3所述的集成式微波-超声反应器,其特征在于所述屏蔽门下方的箱体前端面上,自左至右设有电源开关(05)、温度显示模块(06)、定时器(07)、微波-超声转换开关(08)、功率调节旋钮(09)、和屏蔽门开关(10),微电脑控制模块连接风扇、温度显示模块、定时器、微波-超声转换开关、功率调节开关、和屏蔽门开关,电源开关连接整流变压器。
专利摘要集成式微波-超声反应器,涉及一种化学反应器,包括箱体、箱体内设有的向前开口的内腔、微电脑控制模块、整流变压器,其特征在于还包括微波发生器、超声发生器、换能器、变幅杆、冷凝管,微波发生器安装在箱体和内腔之间,超声发生器安装在箱体顶部外侧,超声发生器固定连接换能器,换能器固定连接变幅杆的连接端,变幅杆的发射端穿过内腔顶部和箱体顶部的第二通孔伸入内腔中并通过第二环套固定在第二通孔的孔壁上,冷凝管穿过内腔顶部和箱体顶部的第一通孔伸入内腔中并通过第一环套固定在第一通孔的孔壁上。可以将反应物置于同一反应器中,根据实验步骤提供不同的反应环境,避免了将反应液转移的安全隐患。
文档编号B01J19/10GK202427440SQ20112056438
公开日2012年9月12日 申请日期2011年12月29日 优先权日2011年12月29日
发明者姜坤, 宋丽华, 张翔 申请人:宋丽华

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