一种实验室用小型二氧化碳发生装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种实验室用小型二氧化碳发生装置。


背景技术：

2.在实验室进行实验时，许多实验需要使用二氧化碳进行反应，如单氰胺制备氨基胍碳酸盐反应，通常实验过程通过二氧化碳钢瓶来提供二氧化碳，但在使用二氧化碳钢瓶时与要考虑购买和长期存放的问题，在需要二氧化碳时若实验室内没有钢瓶或钢瓶内二氧化碳量不足都会对实验造成不便；因此，利用实验室内物品制备二氧化碳对实验是十分有利的；实验过程通二氧化碳时，还需做到即用即通不用即停，因此需要一种组装简单、方便控制的小型二氧化碳发生装置。
3.目前已有的二氧化碳发生装置有以下几种类型：启普发生器类的二氧化碳发生装置，采用一体化结构，利用块状固体与液体进行反应制备二氧化碳，该类发生装置适用于块状固体，但对于实验室来说，更多的是粉末状固体（如专利cn205028558u，cn208912038u）；燃气式二氧化碳发生装置，利用燃烧产生二氧化碳，结构比较复杂，适合温室制二氧化碳（如专利cn2772210y，cn103193229b，cn103193229a）；利用加热碳酸氢铵制备二氧化碳的二氧化碳发生装置，需要加热装置（如专利cn205052344u）；利用液液反应制备二氧化碳的二氧化碳发生装置，大多为两个盛有反应液体的瓶子串联的结构，消耗液体反应剂较多，压力过大易发生危险（如专利cn209210401u，cn211770325u）。


技术实现要素：

4.为解决上述问题，本实用新型提供了一种工作效率高、拆装方便、能够自动停止反应并可以干燥二氧化碳的实验室用小型二氧化碳发生装置。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下方案：一种实验用小型二氧化碳发生装置，包括滴液反应器、旋风分离瓶、单向阀、干燥管、控制阀五部分。所述滴液反应器包括滴液反应器瓶身、滴液漏斗、搅拌塞、放料阀；所述滴液反应器出口端与旋风分离瓶相连，旋风分离瓶经过单向阀与干燥管相连；所述干燥管通过控制阀与外部相连。上述单向阀、干燥管、控制阀通过螺纹与导管密封连接；上述滴液反应器、旋风分离瓶、单向阀、干燥管、控制阀之间均通过软导管连接。
6.所述二氧化碳发生反应可为碳酸钙与盐酸、硫酸反应。
7.所述滴液反应器为玻璃材质。
8.所述滴液反应器上部左侧设有带法兰接口，与滴液漏斗相连，右侧设有进料口，可以进行加料，中间设有开口，可进行机械搅拌。
9.所述滴液漏斗通过软导管与滴液反应器瓶身相连，可避免在机械搅拌时瓶身震动损坏滴液漏斗。
10.所述滴液漏斗与滴液反应器相连处通过法兰连接，加垫片密封。
11.所述滴液漏斗采用耐压的球形阀赛，可通过滴液速度控制反应速率，当不需要二
氧化碳时，关闭控制阀，体系压力变大过程中滴液速度逐渐变慢直至停止，做到自动停止反应。
12.所述滴液反应器搅拌塞带有搅拌塞圆弧形凸起，加料塞带有进料赛圆弧形凸起，能够与瓶口圆弧形凹槽卡合，圆弧形凸起能够防止体系内压力过大时将塞崩出。
13.所述滴液反应器底部为锥形，便于反应时产生的固体或未完成反应的固体进行沉淀。
14.所述滴液反应器底部设有放料阀，放料阀为上展式放料阀，放料时转动手柄，阀门向上运动，方便废料排出。
15.所述放料阀与滴液反应器通过螺纹连接，便于放料阀清洗更换。
16.所述放料阀底部带有套盖，通过套盖与阀体之间密封圈进行密封。
17.所述放料阀通过手柄调节螺旋杆控制阀塞开闭。
18.所述旋风分离瓶入口在侧部，出口在上部，底部带有沉液管和放料球阀；旋风分离瓶能够对气流中携带的酸液和水进行初步分离，气流进入旋风分离瓶时，由于切向力产生旋风状气流，气流中携带的酸液和水由于重力作用向下沉降至下方沉液管中，二氧化碳气体则通过上方出口进入下一单元，下方沉液管带有球形阀塞，当存储液体过多时，打开旋塞放出多余液体，但要保留一定液体对球形阀塞进行液封。
19.所述单向阀具有与阀体通过螺纹连接的挡圈，通过密封圈进行密封，可拆卸，具有固定带孔底板的作用；单向阀阀内弹簧处于舒展状态时，单向阀阀塞与单向阀闭合；两侧压力相等时，阀塞闭合，随着反应进行，通过气流流动产生的力带动阀塞向右运动，弹簧压缩，单向阀打开，气体流动；当关闭控制阀时，由于单向阀右侧体积较小，故单向阀下游压力首先变大，通过弹簧压力及气体压力使阀塞闭合。
20.所述单向阀的带孔底板可以更换；单向阀的带孔底板可以使气流分散，带孔底板也具有固定弹簧的作用；带孔底板外侧带有一圈密封圈，可进行密封；可通过更换带孔底板厚度来控制启阀压力。
21.所述干燥管为内部填充干燥剂的带有螺纹的u型导管。
22.所述干燥管通过螺纹与导管相连，便于拆装，进行干燥剂的更新，导管与干燥管之间有带孔隔板与密封圈；带孔隔板位于干燥管和导管相接处，有效防止气流将干燥剂吹散，避免堵塞导管。
23.所述干燥管内干燥剂为氯化钙干燥剂。
24.所述控制阀为气体用球阀，通过螺纹与导管相连，通过密封圈进行密封。
25.本实用新型的有益效果如下。
26.本实用新型便于安装拆卸，方便产物二氧化碳的转移使用。
27.本实用新型在干燥管之前安装单向阀，有效避免反应自动停止时液体冲入干燥管。
附图说明
28.图1为结构示意图。
29.图2为滴液反应器局部放大图。
30.图3为旋风分离瓶的局部放大图。
31.图4为干燥管与导管连接处局部放大图。
32.图5为单向阀内部结构图。
33.图中：1
‑
滴液反应器；2
‑
旋风分离瓶；3
‑
单向阀；4
‑
干燥管；5
‑
控制阀；6
‑
滴液漏斗；7
‑
旋塞；8
‑
搅拌塞；9
‑
进料塞；10
‑
放料阀；11
‑
密封圈；12
‑
放料阀阀塞；13
‑
放料阀手柄；14
‑
放料阀套盖；15
‑
套盖处密封圈；16
‑
旋风分离瓶入口；17
‑
旋风分离瓶出口；18
‑
带孔隔板；19
‑
干燥管处密封圈；20
‑
导管；21
‑
单向阀阀塞；22
‑
弹簧；23
‑
带孔底板；24
‑
挡圈内密封圈；25
‑
单向阀挡圈；26
‑
带孔底板密封圈；27
‑
搅拌塞圆弧形凸起；28
‑
进料塞圆弧形凸起；29
‑
搅拌棒；30
‑
沉液管；31
‑
旋风分离瓶球阀。
具体实施方式
34.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行说明，本实用新型公开了一种实验用小型二氧化碳发生装置，包括滴液反应器1、旋风分离瓶2、单向阀3、干燥管4、控制阀5五部分。所述滴液反应器1包括滴液反应器瓶身、滴液漏斗6、搅拌塞7、放料阀10；所述滴液反应器1出口端与旋风分离瓶2相连，旋风分离瓶2经过单向阀3与干燥管4相连，所述干燥管4通过控制阀5与外部相连。上述单向阀3、干燥管4、控制阀5通过螺纹与导管密封连接；上述滴液反应器1、旋风分离瓶2、单向阀3、干燥管4、控制阀5之间均用软导管连接。
35.所述滴液反应器1的瓶身与滴液漏斗6通过软导管相连，软导管通过法兰与滴液反应器瓶身连接；滴液反应器瓶身底部通过螺纹与放料阀10连接。
36.所述滴液反应器1的瓶身上部具有三处开口；左侧开口具有法兰，与滴液漏斗相连；中间开口及右侧开口均具有圆弧形凹槽，能够分别与搅拌塞圆弧形凸起27、进料塞圆弧形凸起28卡合。
37.所述旋风分离器下方具有细长的沉液管30，沉液管30底部是旋风分离瓶球阀31，通过旋风分离瓶球阀31将沉液管30内液体排出。
38.所述单向阀3内气体流动方向如箭头所示，单向阀底部带孔底板23可以更换，通过单向阀挡圈25固定带孔底板23。
39.所述干燥管4通过螺纹与导管连接，连接处带孔隔板18位于干燥管处密封圈19上端。
40.安装及工作过程：按照如图所示顺序，先将滴液反应器1底部放料阀10关闭，将固体反应物通过进料口加入滴液反应器1，将进料塞9通过进料赛圆弧形凸起28与瓶口卡合；将滴液漏斗旋塞7关闭，将液体反应物加入滴液漏斗6，将滴液漏斗6悬挂在滴液反应器瓶身1上侧；再用固定支架将滴液反应器1放置在适当位置，安装机械搅拌装置，将搅拌棒29套入搅拌塞8中，调整搅拌棒29长度，不要使搅拌棒29碰壁，再将搅拌塞8通过搅拌塞圆弧形凸起27与瓶口卡合；调整位置，使机械搅拌能够稳定运行；关闭分离瓶底部球阀31，当沉液管30内存储液体过多时，打开球阀31放出多余液体，但要保留一定液体对球阀31进行液封；通过导管将滴液反应器1与旋风分离瓶2连接，通过导管将旋风分离瓶2与单向阀3相连；带孔隔板18放在密封圈19下侧，向干燥管4中填入干燥剂，将干燥管4与导管拧紧；垫好密封圈，将控制阀5与导管拧紧；最后将包括滴液反应器1、旋风分离瓶2、单向阀3、干燥管4、控制阀5五部分依次连接，完成整个二氧化碳发生装置的组装。
41.反应开始之前先检查装置的气密性，如果气密性良好，打开滴液漏斗旋塞7，开始
滴液，通过控制旋塞7开口大小控制滴液速度，开始反应；开始反应的前一段时间所产生的气体不用，目的是将反应体系内的空气排出；工作时将控制阀5打开，通过控制阀5开关来控制气体流速，当不需要二氧化碳时将控制阀5关闭，可以看到滴液反应器1中滴液漏斗6逐渐停止滴加液体；待使用完二氧化碳后，将需要二氧化碳的部分与控制阀5断开连接，关闭滴液漏斗旋塞7，滴液反应器1停止搅拌，打开控制阀5，待旋风分离瓶2中不再有液体沉降，再按照从左至右的顺序拆除二氧化碳发生装置；拆除后，转动滴液反应器1底部放料阀手柄13，将废料放出。
42.上述的实施例中说明了本实用新型的具体安装及工作流程，在本实用新型中的改变及完善等方案也都涵盖在本发明的保护范围之内。