專(zhuān)利名稱(chēng)：下排料夾套反應(yīng)釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于夾套反應(yīng)釜，是一種滿(mǎn)足反應(yīng)釜下部直排料的雙層夾套反應(yīng)釜。
背景技術(shù)：
反應(yīng)釜是生化實(shí)驗(yàn)中必不可少的重要裝備。小型透明的夾套反應(yīng)釜通常為雙層玻璃制造，內(nèi)層放入反應(yīng)物與培養(yǎng)物料，可做混合攪拌反應(yīng)或生物培養(yǎng)，夾層可通入冷源或熱源(冷凍液，熱水或熱油)做循環(huán)冷卻或加熱，維持反應(yīng)釜內(nèi)部反應(yīng)過(guò)程溫度控制。夾套反應(yīng)釜由于溫度控制精度高、溫度變化緩慢、系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定而受到普遍認(rèn)可，廣泛應(yīng)用于生物與化學(xué)合成反應(yīng)過(guò)程中，是生物過(guò)程實(shí)驗(yàn)、現(xiàn)代精細(xì)化工、生物制藥和新材料合成等實(shí)驗(yàn)研究的理想裝備。目前實(shí)驗(yàn)室用的夾套反應(yīng)釜，其物料的取樣與排料通常是從反應(yīng)釜上部頂蓋通過(guò)蠕動(dòng)泵抽取或通過(guò)向反應(yīng)釜內(nèi)增壓排料實(shí)施的，取樣或排料行程較長(zhǎng)，難以滿(mǎn)足快速取樣、 樣品短時(shí)間凝固保存的特殊需要。而需要從容器底部直排出料取樣時(shí)，這種下排料夾套反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)主要是兩種型式第一種方式是采用在內(nèi)層殼體底部加工出大口徑下排料管，外層殼體與內(nèi)層殼體間的夾套空間覆蓋內(nèi)層殼體的反應(yīng)保溫區(qū)間，通過(guò)在下排料管內(nèi)插入一排料支管，將大口徑下排料管調(diào)節(jié)至小口徑對(duì)外輸出，如下排料管直徑為32mm，通過(guò)插入內(nèi)徑為5mm至IOmm 的四氟排料支管，實(shí)現(xiàn)向小口徑下排料管轉(zhuǎn)化。對(duì)插入夾套反應(yīng)釜內(nèi)層殼體下排料管內(nèi)的四氟支管，通過(guò)卡環(huán)和螺紋套筒固定并壓緊在反應(yīng)釜下排料管上，實(shí)現(xiàn)四氟支管與反應(yīng)釜排料管間的固定與密封，外部連接管道通過(guò)與四氟支管對(duì)接實(shí)現(xiàn)夾套反應(yīng)釜向外排料輸出ο第二種方式是在夾套反應(yīng)釜的內(nèi)層殼體底部直接加工出小口徑的下排料管，這種情況下，受外層殼體與內(nèi)層殼體間的熔合工藝限制，外層殼體難以包覆住內(nèi)層殼體，從而在反應(yīng)釜內(nèi)層殼體下排料管周邊出現(xiàn)裸露的內(nèi)層殼體，即夾套反應(yīng)釜真正的夾套層只限于反應(yīng)釜的中段，在下排料管與反應(yīng)釜接口處存在一定裸露面積的非夾套溫控區(qū)，導(dǎo)致反應(yīng)釜內(nèi)部溫度變化快，溫度分布不均衡、控制過(guò)程不理想。在以上背景技術(shù)中，對(duì)于第一種情況，需要通過(guò)四氟支管插入下排料管以調(diào)節(jié)下排料管輸出口徑，這種結(jié)構(gòu)一方面由于插入下排料管內(nèi)的四氟支管不可能做到與下排料管內(nèi)壁面很好的壓緊貼合，必然存在部分反應(yīng)物置留在這種安裝縫隙內(nèi)，由于縫隙內(nèi)沉積的反應(yīng)物由于離排料管口較近，又無(wú)法在取樣初期一次性全部排出，這種取樣雜質(zhì)對(duì)測(cè)量樣品的真實(shí)有效性的影響，在一些嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)研究中難以評(píng)估；而且，這種連接固定方式的排料管及其密封結(jié)構(gòu)，由于四氟支管連接件較長(zhǎng)，取樣時(shí)的初始空排料量多，也造成較多的反應(yīng)物質(zhì)浪費(fèi)現(xiàn)象。而對(duì)于第二種情形，雖然可以解決下排料管口徑與反應(yīng)物殘留的問(wèn)題，但下排料管附近區(qū)域的內(nèi)層裸露殼體，仍是使用者難以接受這種夾套反應(yīng)釜的重要原因。為此，需要一種下排料管口徑小，下排料管與內(nèi)層殼體平滑過(guò)渡連接，并能夠確保夾套內(nèi)層殼體外的溫控液體能覆蓋反應(yīng)工作區(qū)的新型夾套反應(yīng)釜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種下排料夾套反應(yīng)釜，以克服現(xiàn)有下排料夾套反應(yīng)釜在結(jié)構(gòu)與使用上的諸多不足，實(shí)現(xiàn)下排料管口徑小并與內(nèi)層殼體平滑過(guò)渡、內(nèi)層殼體反應(yīng)區(qū)被充分覆蓋的夾套反應(yīng)釜。本發(fā)明的夾套反應(yīng)釜由內(nèi)層殼體、外層殼體、下排料管，以及壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)組成，其特征包括內(nèi)層殼體的縱截面為U形，上部為法蘭開(kāi)口，可通過(guò)法蘭實(shí)現(xiàn)與反應(yīng)釜外部輸送管路、測(cè)量系統(tǒng)與攪拌設(shè)備連接固定，內(nèi)層殼體底部有一與其平滑過(guò)渡連接的下排料管，反應(yīng)產(chǎn)物可通過(guò)下排料管對(duì)外輸出或取樣分析。外層殼體為一直徑大于內(nèi)層殼體、并套裝在內(nèi)層殼體外的U形結(jié)構(gòu)件，外層殼體上部可與內(nèi)層殼體熔合焊接，或者與內(nèi)層殼體通過(guò)法蘭、填料等密封連接。外層殼體底部有開(kāi)孔，開(kāi)孔位置與下排料管對(duì)應(yīng)，并允許下排料管從其底部開(kāi)孔處穿出。外層殼體在與內(nèi)層殼體套裝后，能在內(nèi)層殼體與外層殼體間形成有效的夾套空間。內(nèi)層殼體與外層殼體之間通過(guò)壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)夾套內(nèi)空間的密封。一種壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)由壓蓋和填料環(huán)組成，其特征包括壓蓋為一具有內(nèi)螺紋或外螺紋且中心開(kāi)孔的螺帽式壓蓋，壓蓋上的螺紋與外層殼體連接處的螺紋結(jié)構(gòu)配對(duì)連接， 壓蓋旋緊于外層殼體底部，并將置于下排料管外側(cè)填充外層殼體與下排料管之間間隙的填料環(huán)壓緊保證夾套密封結(jié)構(gòu)的密封性。另一種壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)由密封蓋、卡環(huán)、緊固件、墊片、填料函、填料環(huán)、壓蓋等組成。其特征包括由密封蓋、卡環(huán)、緊固件、墊片組成的平面密封結(jié)構(gòu)和由填料函、填料環(huán)、 壓蓋組成的軸向密封結(jié)構(gòu)共同實(shí)現(xiàn)夾套空間的密封。平面密封是由固定在外層殼體底部開(kāi)孔頸部的卡環(huán)，借助與卡環(huán)連接的緊固件去固定并拉緊密封蓋，并壓緊置于密封蓋上的墊片實(shí)現(xiàn)的；而軸向密封是將填料環(huán)置于填料函內(nèi)，由壓蓋壓緊填料函內(nèi)的填料環(huán)，以密實(shí)下排料管外壁安裝間隙，實(shí)現(xiàn)下排料管外壁面的軸向密封。密封蓋為一有中心孔的平板密封件，填料函與密封蓋可為一整體結(jié)構(gòu)，填料函中心孔套裝在下排料管外，壓蓋通過(guò)螺紋或緊固件連接到填料函或密封蓋上并壓緊填料環(huán)。采用該結(jié)構(gòu)后，內(nèi)層殼體內(nèi)的反應(yīng)物通過(guò)與其平滑過(guò)渡連接的下排料管向外排料，由于下排料管與內(nèi)層殼體為一整體平滑連接結(jié)構(gòu)，不存在安裝配合死區(qū)，反應(yīng)釜內(nèi)的物料排放更加順暢。而外層殼體與內(nèi)層殼體間通過(guò)有效的壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)，保證了夾套空間的密封性，實(shí)現(xiàn)了反應(yīng)釜小口徑下排料管設(shè)計(jì)，并保證內(nèi)層殼體外部夾套空間的有效性， 確保夾套內(nèi)的調(diào)溫液體能覆蓋全部?jī)?nèi)層殼體反應(yīng)因間。本發(fā)明外層殼體可采用波紋管狀結(jié)構(gòu)，以減少外層殼體與內(nèi)層殼體間由于制造誤差對(duì)壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)密封性的影響，并提高了抵抗外層殼體變形的能力。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明較好的解決了夾套反應(yīng)釜內(nèi)層殼體與外層殼體間夾套空間調(diào)溫液體覆蓋區(qū)間與小口徑下排料管間的矛盾問(wèn)題，壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)有效地解決了內(nèi)層殼體與外層殼體間非熔合焊接的密封性問(wèn)題，同時(shí)，這種壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)由于填料環(huán)的特有的回彈性能，也能較好的釋放內(nèi)層殼體與外層殼體間多點(diǎn)熔合焊接等強(qiáng)制密封連接可能引起的熱應(yīng)力集中對(duì)反應(yīng)釜使用壽命的影響；內(nèi)層殼體與排料管為整體結(jié)構(gòu)平滑過(guò)渡，不存在排料夾層死區(qū)，排料更加順暢；內(nèi)層殼體底部的下排料管可加工得更加短小，使排料距離和排料時(shí)間縮短，取樣時(shí)的初排量減少，節(jié)約實(shí)驗(yàn)物質(zhì)消耗，便于實(shí)現(xiàn)特殊取樣過(guò)程控制要求。本發(fā)明適用于各種金屬或非金屬夾套反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)，也適用于二層以上多層夾套反應(yīng)釜結(jié)構(gòu)。下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例做詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本發(fā)明的一種夾套反應(yīng)釜基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明另一種夾套反應(yīng)釜基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明另一種夾套反應(yīng)釜基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為本發(fā)明另一種夾套反應(yīng)釜基本結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明兩種卡環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。其中，1內(nèi)層殼體，2.外層殼體，3.卡環(huán)，4.密封凸臺(tái)，5.密封蓋，6.墊片，7.填料函，8.壓蓋，9.下排料管，10.填料環(huán)，11.緊固件，12.螺紋套筒，13彈性環(huán)。
具體實(shí)施例如圖1所示，本發(fā)明的一種夾套反應(yīng)釜由內(nèi)層殼體1、與內(nèi)層殼體1連接的下排料管9、外層殼體2和與外層殼體2螺紋連接的壓蓋8，以及安裝于下排料管9外側(cè)填充外層殼體2與下排料管9軸封間隙的填料環(huán)10組成。圖1中，外層殼體2套裝于內(nèi)層殼體1的外面，壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)由壓蓋8壓緊填料環(huán)10實(shí)現(xiàn)外層殼體2與下排料管9間的軸向密封。填料環(huán)10可以為V形、楔形等特種填料結(jié)構(gòu)。如圖2和圖3所示，本發(fā)明的另一種夾套反應(yīng)釜，其特征包括在內(nèi)層殼體1、與內(nèi)層殼體2底部連接的下排料管9，外層殼體2底部開(kāi)孔處有法蘭式密封凸臺(tái)4，與卡環(huán)3連接的緊固件11拉緊密封蓋5壓緊墊片6等實(shí)現(xiàn)夾套空間在外層殼體2底部的平面密封，固定于密封蓋5上的填料函7套裝于下排料管9外側(cè)，填料函7內(nèi)安裝有填料環(huán)10，通過(guò)壓蓋8 壓緊，實(shí)現(xiàn)夾套空間在下排料管9外側(cè)壁的軸向密封。其特征包括由卡環(huán)3卡緊于密封凸臺(tái)4的頸部，連接于卡環(huán)3上的緊固件11連接密封蓋5，并提供密封蓋5所需要的密封壓緊力，密封墊片6被密封蓋5壓緊在密封凸臺(tái)4平面上；下排料管9穿過(guò)填料函7上的中心孔，由填料環(huán)10填充填料函7與下排料管9之間的軸向間隙，利用與密封蓋5連接的壓蓋 8壓緊填料環(huán)10，防止下排料管9外側(cè)壁面的軸向泄漏，通過(guò)有效的平面密封和軸向密封， 保證了內(nèi)層殼體1與外層殼體2形成的夾套空間的密封性要求。如圖4所示，其特征是將圖2和圖3中的緊固件替換為螺紋套筒12，密封蓋5與螺紋套筒12通過(guò)螺紋連接壓緊密封墊片6實(shí)現(xiàn)所需的平面密封。如圖2和圖5所示，所述的卡環(huán)3為圖5中的兩個(gè)半圓環(huán)的連接件、或者為中間開(kāi)口的環(huán)形連接件、或者為圖2中所示的L形卡鉤和緊固螺釘一整體結(jié)構(gòu)件。如圖1至圖5所示，所述的壓蓋8與填料環(huán)10之間，可以有一彈性環(huán)13，用以提高軸向填料密封的密封效果。
權(quán)利要求
1.下排料夾套反應(yīng)釜，包括內(nèi)層殼體(1)、外層殼體O)、下排料管(9)和壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)組成，其特征包括在內(nèi)層殼體(1)底部有一與其平滑連接的下排料管(9)，下排料管 (9)穿過(guò)外層殼體O)的底部的開(kāi)孔，與外部管路連接。外層殼體O)與內(nèi)層殼體(1)之間，通過(guò)壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)夾套空間的密封有效性。
2.如權(quán)利要求1所述的下排料夾套反應(yīng)釜，其特征包括所述的壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)由壓蓋(8)和填料環(huán)(10)組成，其特征還包括壓蓋(8)為一具有內(nèi)螺紋或外螺紋且中心開(kāi)孔的螺帽式壓蓋，壓蓋(8)上的螺紋與外層殼體( 連接處的螺紋配對(duì)連接，壓蓋(8)旋緊于外層殼體( 底部，壓緊填料環(huán)(10)。
3.如權(quán)利要求1所述的下排料夾套反應(yīng)釜，其特征包括所述的壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)由密封蓋(5)、卡環(huán)(3)、緊固件(11)、墊片(6)、填料函(7)、填料環(huán)(10)、壓蓋⑶等組成。其特征包括由密封蓋(5)、卡環(huán)(3)、緊固件(11)、墊片(6)等組成的平面密封結(jié)構(gòu)和由填料函 (7)、填料環(huán)(10)、壓蓋(8)等組成的軸向密封結(jié)構(gòu)共同實(shí)現(xiàn)夾套空間的密封。
4.如權(quán)利要求1所述的下排料夾套反應(yīng)釜，其特征包括外層殼體(2)可以為波紋狀結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求1和3所述的下排料夾套反應(yīng)釜，其特征包括所述的緊固件(11)可由螺紋套筒(1 代替，密封蓋( 通過(guò)與螺紋套筒(1 螺紋連接并壓緊墊片(6)。
6.如權(quán)利要求1和3所述的下排料夾套反應(yīng)釜，其特征是所述的卡環(huán)(3)由兩個(gè)半圓環(huán)的連接件、或者為中間開(kāi)口的連接件、或者為與緊固件(11)整體制作的L形卡鉤連接件。
7.如權(quán)利要求1所述的下排料夾套反應(yīng)釜，其特征是所述的壓蓋(8)與填料環(huán)(10)之間，可以有一彈性環(huán)(13)。
全文摘要
下排料夾套反應(yīng)釜，包括內(nèi)層殼體(1)、外層殼體(2)、下排料管(9)及壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)組成，下排料管(9)與內(nèi)層殼體(1)平滑過(guò)渡連接，穿過(guò)外層殼體(2)的底部與外部排料管連接。內(nèi)層殼體(1)與外層殼體(2)之間的夾套空間，通過(guò)壓蓋填料密封結(jié)構(gòu)保證夾套空間的有效性。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明較好的解決了夾套反應(yīng)釜內(nèi)層殼體(1)與外層殼體(2)底部小口徑下排料管(9)之間的平滑連接與密封性問(wèn)題，夾套反應(yīng)釜下排料結(jié)構(gòu)不存在排料死區(qū)，排料更加順暢，更能滿(mǎn)足各種特殊取樣過(guò)程和排料過(guò)程對(duì)反應(yīng)釜設(shè)計(jì)的特殊要求。
文檔編號(hào)B01J19/00GK102211006SQ20101013734
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年4月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月1日
發(fā)明者吳懷之, 吳美玲, 崔球, 李森茂, 章志斌 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所