平行反应器的制作方法

1.本实用新型属于化学及生物制药等反应仪器领域，涉及一种平行反应器，具体涉及一种多试管同步实验可精密温控的搅拌加热冷却一体的反应器。


背景技术：

2.针对小规格反应(毫克级别)的平行加热搅拌器在各大科研单位、研发部门广泛使用，特别是有机化学类实验室，几乎人手一台。然而目前加热搅拌器主要以油浴为主，其存在不利于实验室环境保持、易打翻、易烫伤等问题；冷凝部分，多配合史莱克管采用内置冷凝管的方式，多根反应管就需要相应数量的回流管，造成实验台面乱、浪费水资源、漏水从而引起水电隐患。
3.平行反应器是一种研发、试验、开发中使用的仪器，能够实现平行合成反应，从而实现简化试验、高效、精确反应的功能。平行反应仪内设置均匀分布的安装孔，安装孔用来安装反应管，反应管内设置需要反应的药品或者化学反应品。平行试验即控制外部环境一致，通过观察反应管内的反应情况进行研究。现有的平行反应器包括加热单元、制冷单元、气路模块等。加热单元用于加热，制冷单元用于冷却或冷凝，加热单元和制冷单元之间采用支撑装置比如支撑盘和支撑柱支撑。
4.现有制冷单元包括冷却盘，冷却盘内设置多个使反应管通过的中孔，中孔为大小相同的通孔。中孔周围设置流道，流道内通冷水或者其他液体冷源对中孔内的反应管进行冷却。流道原初的设置为与冷却盘同心的环形槽，这种结构冷却速度慢。专利cn107456942a公开了一种平行反应仪，其上座侧壁设置流道，流道对相邻的冷却孔分别从正向、反向环绕，这种曲线的流道比环形的流道冷却时间更少、效率更高。但是这种方式，相邻的反应管同侧的冷却速度不一致，在平行实验中，外部条件要保持一致才能使实验结果准确。现有技术中的平行反应器不带温度控制系统，不能进行反应温度的有效控制；不带搅拌功能，冷却速度慢或者冷却速度不一致。冷却速度和温度不同会对结果造成影响，需要一种冷却效果好、且能保证所有反应管冷却温度一致可精确控温的防烫伤的平行反应器。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种平行热反应器，实现多种化学反应同步、高效，化学反应过程中温度的精密控制，同时防烫伤，并可实时观察加热温度和冷却温度。
6.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种平行反应器，包括制冷单元、加热单元、搅拌单元和电控单元，所述电控单元用于控制所述制冷单元、加热单元、搅拌单元的启动和关闭，所述平行反应器包括基座，所述搅拌单元和电控单元安装于所述基座内部，所述加热单元固定连接于基座外侧及所述搅拌单元上方，所述制冷单元可拆卸的连接于所述加热单元。
7.进一步地，所述平行反应器还包括若干支撑杆，所述制冷单元和加热单元上分别设置有上下位置对应的插槽，所述支撑杆可拆卸的插接于所述插槽内用于连接所述制冷单
元和加热单元。
8.进一步地，所述加热单元包括加热盘，所述加热盘上方嵌套有若干反应槽，在所述各个反应槽的上方所述制冷单元的对应位置设有通孔槽，用于盛放反应介质的反应管置于所述通孔槽和反应槽中进行加热和冷却，所述加热单元外侧包覆有外壳。
9.进一步地，所述加热单元外侧包覆有高熔点聚合物外壳，所述高熔点聚合物为ppe，pps等。
10.进一步地，所述加热盘由高导热材料制成，所述高导热材料为航空铝或陶瓷，所述高导热材料的导热系数大于100w/mk。
11.进一步地，所述制冷单元包括半导体制冷器、散热片和风扇，所述半导体制冷器安装于所述各个通孔槽的周边，用于冷凝回流所述反应管中的反应介质；所述散热片置于制冷单元的上方，用于传导所述反应管反应时产生的热量，所述风扇安装于散热片的下方，用于将所述散热片上的热量进一步吹散至周围环境中。
12.进一步地，所述搅拌单元包括电机和铷铁，所述电机的传动轴一端连接所述铷铁，所述铷铁安装于所述加热盘的下方。
13.进一步地，所述电控单元包括电控板、控制旋钮及显示屏，所述电控板安装于所述基座内部，所述控制旋钮及显示屏安装于所述基座表面。通过显示屏显示加热单元的加热温度、制冷单元的冷却温度、搅拌单元的搅拌速度。
14.进一步地，所述支撑杆为中空结构，内部设置有引线槽，所述制冷单元通过所述引线槽电性连接于所述电控单元。
15.进一步地，所述支撑杆设置为可调节螺杆。采用以上技术方案，转动调节螺杆，可调节制冷单元和加热单元之间的间距。
16.进一步地，所述若干个反应槽为柱形中空槽，并围成一圈形成环形结构，所述制冷单元的半导体制冷器和风扇设置于所述环形结构的中心部上方。
17.应用本实用新型的技术方案，具有如下有益效果：
18.(1)所述制冷单元可拆卸的连接于所述加热单元，方便实验操作，便于设备的维护清洁；(2)本实用新型的平行反应器通过设置搅拌模块，所述搅拌模块通电后，搅拌电机转动，带动铷铁转动，进而反应管中的磁子转动，使反应管中的反应介质反应速度保持均衡稳定；(3)本实用新型的平行反应器通过设置半导体制冷装置，可以实现精准控温，配合散热风扇和散热片一起作用，有效实现实验室常见溶剂的冷凝回流，所得平行反应器冷却效果好、且能保证所有反应管冷却温度一致；(4)本实用新型的加热单元的加热盘选用航空铝，可以实现高效的传热及热稳定性，同时加热盘的外围设置高聚物外壳，可以避免实验人员在实验过程中被烫伤。(5)本实用新型的平行反应器具有控温精度高、体积小巧、适应反应器容量范围大等功能；可广泛用于各类反应的研究工作中。
附图说明
19.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1示出了根据本实用新型的所述平行反应器的剖面结构示意图。
21.图2示出了根据本实用新型的所述平行反应器的爆炸结构示意图。
22.其中，上述附图包括以下附图标记：
23.01为平行反应器；02为基座；10为加热单元；20为制冷单元；30为支撑杆；50为搅拌单元；11为反应槽；12为加热盘；13为加热盘外壳；21为半导体制冷器；22为散热片；23为散热风扇；24为通孔槽(放置反应管)；25为反应管；26为插槽；27为磁子；41为电控板；42为显示屏；51为搅拌电机；52为铷铁。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
25.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本技术所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
26.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
27.如本技术背景技术所分析的，现有技术中的平行反应器存在如下问题，针对小规格反应(毫克级别)的平行加热搅拌器在各大科研单位、研发部门广泛使用，特别是有机化学类实验室，几乎人手一台。然而目前加热搅拌器主要以油浴为主，其存在不利于实验室环境保持、易打翻、易烫伤等问题；冷凝部分，多配合史莱克管采用内置冷凝管的方式，多根反应管就需要相应数量的回流管，造成实验台面乱、浪费水资源、漏水从而引起水电隐患。现有技术中的平行反应器不带温度控制系统，不能进行反应温度的有效控制；不带搅拌功能，冷却速度慢或者冷却速度不一致。为了解决上述问题，本技术提供了一种平行反应器。
28.如本文所述，平行反应器是一种研发、试验、开发中使用的仪器，能够实现平行合成反应，从而实现简化试验、高效、精确反应的功能。平行反应仪内设置均匀分布的安装孔，安装孔用来安装反应管，反应管内设置需要反应的药品或者化学反应品。平行试验即控制外部环境一致，通过观察反应管内的反应情况进行研究。
29.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了一种平行反应器，在本技术的一种典型的实施方式中，包括制冷单元、加热单元、搅拌单元和电控单元，所述电控单元用于控制所述制冷单元、加热单元、搅拌单元的启动和关闭，所述平行反应器包括基座，所述搅拌单元和电控单元安装于所述基座内部，所述加热单元固定连接于基座外侧及所述搅拌单元上方，所述制冷单元可拆卸的连接于所述加热单元。
30.在一种具体实施方式中，所述平行反应器还包括若干支撑杆，所述制冷单元和加热单元上分别设置有上下位置对应的插槽，所述支撑杆可拆卸的插接于所述插槽内用于连
接所述制冷单元和加热单元。
31.在一种具体实施方式中，所述加热单元包括加热盘，所述加热盘上方嵌套有若干反应槽，在所述各个反应槽的上方所述制冷单元的对应位置设有通孔槽，用于盛放反应介质的反应管置于所述通孔槽和反应槽中进行加热和冷却，所述加热单元外侧包覆有外壳。
32.在一些优选的实施方式中，所述加热单元外侧包覆有高熔点聚合物外壳，所述高熔点聚合物为ppe，pps等。
33.在一种具体实施方式中，所述加热盘由高导热材料制成，所述高导热材料为航空铝或陶瓷，实现高效的传热及热稳定性。
34.在一种具体实施方式中，所述制冷单元包括半导体制冷器、散热片和风扇，所述半导体制冷器安装于所述各个通孔槽的周边，用于冷凝回流所述反应管中的反应介质；所述散热片置于制冷单元的上方，用于传导所述反应管反应时产生的热量，所述风扇安装于散热片的下方，用于将所述散热片上的热量进一步吹散至周围环境中。
35.本实用新型利用半导体制冷器实现制冷功能，其输出功率可以通过电流调节实现控制，实现精确控温，该装置可控温度范围广0℃-15℃。利用半导体材料的peltier效应，当直流电通过一块n型半导体材料和一块p型半导体材料串联成的电偶时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由n型元件流向p型元件的接头吸收热量，成为冷端；由p型元件流向n型元件的接头释放热量，成为热端，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。
36.在一种具体实施方式中，所述搅拌单元包括电机和铷铁，所述电机的传动轴一端连接所述铷铁，所述铷铁安装于所述加热盘的下方。优选地，所述电机通电后，搅拌电机转动，带动铷铁转动，进而带动反应管中的磁子转动，使反应管中的反应介质反应速度保持均衡稳定。另外，由于搅拌电机在工作的过程中没有切割磁感线的运动，因此克服了感应消耗，达到了节能的目的。
37.在一种优选的实施方式中，所述加热单元和制冷单元还包括测温探头、恒温控制器；所述制冷单元还包括散热铜管、散热铝块等；所述制冷单元或加热单元与恒温控制器连接，恒温控制器依据测温探头反馈检测信息修正温度；所述测温探头通过导线电连接于电控单元。
38.在一种具体实施方式中，所述电控单元包括电控板、控制旋钮及显示屏，所述电控板安装于所述基座内部，所述控制旋钮及显示屏安装于所述基座表面。通过显示屏显示加热单元的加热温度、制冷单元的冷却温度、搅拌单元的搅拌速度。
39.在一种具体实施方式中，可采用控制按钮切换方式调节搅拌电机的转速，具体地，以固定的频率打开和关闭电路，以调节通电的频率的方式调整搅拌电机转速。在另一种具体实施方式中，可通过智能电路调整速度等方法，实现对电机运行状态的调整，进而调节搅拌电机转速。
40.在一种具体实施方式中，所述支撑杆为中空结构，内部设置有引线槽，所述制冷单元通过所述引线槽电连接于所述电控单元。
41.在一种优选的实施方式中，所述支撑杆设置为可调节螺杆。采用以上技术方案，转动调节螺杆，可调节制冷单元和加热单元之间的间距，适应于不同高度的反应管。所述调节
螺杆优选伸缩组件，通过调节伸缩组件，制冷单元平稳靠近或者远离支撑杆。若反应管的高度高于支撑杆和加热单元之间的间距时，向上滑动制冷单元，制冷单元远离支撑杆，增大制冷单元和加热单元之间的间距，以适应试管的高度。
42.在一种具体实施方式中，所述若干个反应槽为柱形中空槽，并围成一圈形成环形结构，所述制冷单元的半导体制冷器和风扇设置于所述环形结构的中心部上方。
43.在一种具体实施方式中，在试验时，将反应管放到反应槽中，反应管中盛放有反应介质和用于搅拌的磁子，反应管的下方通过加热单元进行加热，反应管的上方通过制冷单元对溶剂进行冷凝回流，搅拌单元对所述反应管中的反应介质进行搅拌，所述搅拌单元的搅拌电机转动，带动铷铁转动，进而带动反应管中的磁子转动，进而对反应管中的反应介质进行搅拌。所述显示屏显示加热单元、制冷单元的温度和搅拌单元的搅拌速度等基本信息。所述的加热单元、制冷单元和搅拌单元通过导线相电连接于电控单元，通过电控单元控制加热单元、制冷单元和搅拌单元的启动和关闭。
44.以下将结合具体实施例和对比例，对本技术的有益效果进行说明。
45.实施例1
46.一种平行反应器01，如附图1～图2所示，所述平行反应器01包括基座02、加热单元10、制冷单元20、支撑杆30、电控单元和搅拌单元50。所述加热单元10固定连接于基座02外侧及所述搅拌单元50上方，所述制冷单元20可拆卸的连接于所述加热单元10，所述搅拌单元50和电控单元安装于所述基座02内部。
47.所述加热单元10包括加热盘12，所述加热盘12上方嵌套有若干反应槽11，在所述各个反应槽11的上方所述制冷单元20的对应位置设有通孔槽24，用于盛放反应介质的反应管25置于所述通孔槽24和反应槽11中进行加热和冷却；所述反应槽11的槽口的直径为22ml，所述反应槽11为柱形中空槽，并围成一圈形成环形结构。所述加热盘12材料选自航空铝，所述加热盘外壳13材料为pps。
48.制冷单元20位于加热单元10的上方，所述制冷单元20包括半导体制冷器21、散热片22和散热风扇23，所述半导体制冷器21和散热风扇23设置于所述环形结构的中心部上方，所述半导体制冷器21安装于所述各个通孔槽24的周边，半导体制冷器21配合散热风扇22和散热片23一起作用，增加散热速度，有效实现实验室常见溶剂的冷凝回流，实现反应器01内的温度控制。所述制冷单元20和加热单元10上分别设置有上下位置对应的插槽26，所述支撑杆30可拆卸的插接于所述插槽26内用于连接所述制冷单元20和加热单元10。
49.在试验时，将反应管25(25毫升schlenk管)放到反应槽11中，反应管25中盛放有反应介质和用于搅拌的磁子27，所述搅拌单元50包括搅拌电机51和铷铁52。通电后，搅拌电机51转动，带动铷铁52转动，进而带动反应管中的磁子27转动，进而对反应管25中的反应介质进行搅拌。所述的加热单元10、制冷单元20和搅拌单元50通过导线相电连接于电控单元，所述电控单元包括电控板41、显示屏42及控制旋钮，所述电控板41安装于所述基座02内部，所述控制旋钮及显示屏42安装于所述基座02表面。通过电控单元控制加热单元10、制冷单元20和搅拌单元50的启动和关闭。所述显示屏42的显示屏大小为5寸，显示加热单元10、制冷单元20的温度和搅拌单元50的搅拌速度等基本信息，设置于所述平行反应器01的一侧表面。
50.实施例2
51.实施例2与实施例1的区别在于，实施例2的制冷单元和支撑杆间设置调节螺杆。
52.实施例3
53.实施例3与实施例1的区别在于，实施例3的加热盘外壳为ppe。
54.对比例1
55.对比例1与实施例1的区别在于，所述加热盘外围不设置高聚物外壳，所得到的的平行反应器在实验过程中极容易烫伤。
56.对比例2
57.对比例2与实施例1的区别在于，所述加热盘材料使用热电偶加热片，相比实施例1中的航空铝材料，热稳定更差。
58.对比例3
59.对比例3与实施例1的区别在于，所述制冷单元采用外加冷凝水冷凝。所得平行反应器使用极其不方便，并且反应温度不可控。
60.对比例4
61.对比例4与实施例1的区别在于，对比例4的所述制冷单元固定连接于所述加热单元，所得平行反应器的反应管不易操作取放，不容易维护清洁，也容易因为制冷单元的故障报废整个反应器。
62.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。