一种并行实验的反应器系统的制作方法

1.本发明涉及并行实验领域，尤其是涉及并行实验的反应器系统。


背景技术：

2.并行实验的思想广泛应用于催化剂的反应性能研究中。在并行实验过程中，使用多个小规模的反应器在相同的实验条件下对不同催化剂进行筛选或在不同的实验条件下对相同催化材料进行反应性能评价，能够显著提高实验效率和降低研发成本。
3.通常，反应器和原料管线的连接采用螺纹拧紧的硬连接方式。当面对并行实验几个、十几个甚至几十个反应器中的催化剂同时评价时，硬连接的连接方式需要对反应器和原料管线的连接处进行反复试压，待压力下降速率满足一定标准时才能开展实验，这本身是一个非常消耗时间和精力的过程，而随着反应压力的提高（如8～10mpa），所消耗的时间将成倍的增加。
4.因此，对于并行实验装置，特别是小型化、多通道的并行实验装置，需要配备一种方便、快捷的反应器系统，降低反应器安装过程消耗的时间成本。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供了一种并行实验的反应器系统，解决了相关技术中并行实验中反应器安装后需要反复试压，消耗大量时间成本的问题。
6.根据本发明，提供了一种并行实验的反应器系统，包括：基座，所述基座设有多个并行直通通道a，所述直通通道a包含第一端和第二端，所述直通通道a的第一端在所述基座的顶面，所述直通通道a的第二端在所述基座的底面，所述直通通道a的第一端处设有圆柱形槽，所述直通通道a的第二端用于反应产物的流出；反应管，所述反应管外径比所述直通通道a口径略小，所述反应管置于所述直通通道a中，所述反应管顶端开口，底端固定有微孔筛片，便于液体、气体等反应原料通过且阻止催化剂等固体物质通过；密封件，所述密封件为带有中心孔的环形橡胶胶圈，所述密封件位于所述直通通道a的第一端处的圆柱形槽内，所述密封件的外径与所述圆柱形槽的直径相等，所述密封件的中心孔的直径与所述反应管的外壁直径相等；盖，所述盖上有多个通道b，所述通道b包含第一端和第二端，所述通道b的第一端在所述盖的顶面，所述通道b的第二端在所述盖的底面，所述通道b的第二端处设有圆柱形槽，所述圆柱形槽的直径比所述反应管的外径略大，所述圆柱形槽的直径比所述密封件的外径小，所述通道b的第一端用于反应原料流入，所述通道b的位置和数量与所述直通通道a的位置和数量相同；连接件，所述连接件将基座、盖和密封件压紧，防止反应原料泄漏。
7.进一步地，所述基座设有多个并行通道c，所述通道c包含第一端和第二端，所述通道c的第一端连通所述直通通道a，所述通道c的第一端的开口位置在所述直通通道a的第一端的圆柱形槽的底面和第二端之间，所述通道c的第二端用于稀释气体流入。
8.进一步地，所述通道c的第一端开口位置更靠近所述直通通道a的第一端的圆柱形
槽的底面。
9.进一步地，所述直通通道a的第一端设有突出物，所述直通通道a的第一端的圆柱形槽设在所述突出物的顶面，所述通道c在所述突出物侧面与所述直通通道a连通。
10.进一步地，所述直通通道a设有电阻加热器和热电偶，所述电阻加热器和热电偶可以控制目标温度和升温降温速率控制反应温度，所述电阻加热器和热电偶可以控制所述直通通道a的温度，进而控制所述反应管的温度。
11.进一步地，所述盖设有多个并行通道d，所述通道d的第一端连通所述通道b，所述通道d的第一端开口位置在所述通道b的第一端和第二端之间，所述通道d的第二端用于另一种反应原料流入。
12.进一步地，所述通道b的第一端处设有突出物，所述通道d在所述突出物侧面与所述通道b连通。
13.进一步地，所述基座的某一角设有一个中空的杆，所述盖的一角通过转轴连接到所述杆上，使所述盖可以沿平行于所述基座的平面转动，所述盖可以转到某一角度并向下移动使所述通道b与所述直通通道a连通，所述中空的杆可用于放置反应原料管线。
14.进一步地，所述连接件为螺栓，所述基座和所述盖上有相应的螺孔，所述螺栓可以通过所述基座和盖上的螺孔将所述基座、盖和密封件固定压紧。
15.进一步地，所述连接件为锁杆和锁座，所述锁杆上有可转动的把手和可伸缩的锁舌，通过所述把手的转动可以控制所述锁舌的伸出和回收，所述锁舌设置所述盖的底面上，所述锁座设置在所述基座的顶面上，所述锁座为规则形状突出物，中间有形状、大小与所述锁舌相同的腔体，通过所述锁杆上把手的转动将所述锁舌和所述锁座咬合，使所述基座、盖和密封件压紧。
16.通过本发明提供的一种并行实验的反应器系统，解决了硬连接带来的反应器安装需反复试压，消耗大量时间成本的问题，采用软连接的方式，显著提高了反应器安装和试压的便捷性，显著降低了压力泄漏的可能性。
附图说明
17.构成本技术的一部分附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：图1显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统的第一实施例。
18.图2显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统的第二实施例。
19.图3显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统的第三实施例。
20.图4显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统的第四实施例。
21.图5显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统的第五实施例。
22.图6显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统的第六实施例。
23.图7显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统的第七实施例。
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发明。
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
26.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理想这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出地那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。
27.图1显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统1的第一实施例。
28.在第一实施例中，并行实验的反应器系统1设有基座2，基座2上有多个并行直通通道3。直通通道3的上端开口4在基座2的顶面，下端开口5在基座2的底面。上端开口4处设有圆柱形槽6，圆柱形槽6用于放置密封件7，密封件7为环形橡胶胶圈，密封件7的外径与圆柱形槽6的直径相等，高度比基座2的顶面略高。下端开口5用于反应产物的流出。
29.每个直通通道3内都有一个反应管8，反应管8顶端开口，底端固定有微孔筛片9。反应管8的外径比直通通道3略小，与密封件7的中心孔道直径相等。通常，反应管8中装入催化剂和惰性颗粒，液体或气体反应原料从反应管8的顶端进入，从反应管8的底端流出，微孔筛片9一方面对催化剂等固体起支撑作用，防止催化剂等从反应管8中漏出，另一方面使液体或气体反应原料能顺利通过反应管8底端。
30.并行实验的反应器系统1还设有盖10，盖19上设有多个通道11，通道11的上端开口12在盖10的顶面，通道11的下端开口13在盖10的底面。通道11的位置与直通通道3的位置相同。通道11的下端开口13处设有圆柱形槽14，圆柱形槽14的直径比反应管8的外径略大，比密封件7的外径小，保证盖10压下时，通道11的下端开口13处能正好压在密封件7上。通道11的上端开口12用于反应原料流入。
31.并行实验的反应器系统1还设有多个螺栓20，盖10和基座1上有位置对应的螺孔21和螺孔22，螺栓20通过螺孔21和螺孔22，将基座1、盖10和密封件7压紧。压紧后，当通道11的上端开口12通入反应原料后，密封件7即保证了反应原料不会从盖10和密封件7的接触面漏出，同时保证反应原料不会从密封件7和反应管8的接触面漏出，反应原料沿通道11进入反应管8，经过反应后从反应管8流出后，从直通通道3的下端开口5流出。
32.采用密封件7橡胶材质的环形胶圈的软连接方式，可以在基座2、盖10和密封件7压紧的同时，完成全部并行反应管8的安装，显著提高了反应器安装的便捷性。并且，密封件7可以保证压力高达15～20mpa压力的反应原料不会泄漏，显著降低了压力泄漏的可能行，试压过程通常一次就能完成。
33.图2显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统1的第二实施例。
34.根据图2，并行实验的反应器系统1的第二实施例相较于并行实验的反应器系统1的第一实施例，除了保留图1中并行实验的反应器系统1的第一实施例的特征外，还增添了一些特征。
35.如图2所示，基座2上设有多个并行通道15。通道15的一端16连通直通通道3，位于圆柱形槽6的底面和下端开口5之间。通道15的另一端17用于稀释气体流入，稀释气体一般是不参与反应的气体，可以是氮气，也可以是惰性气体。
36.通道15中通入稀释气体后，一方面避免反应管8流出的反应产物进入反应管8和直通通道3形成的空隙，有效减少并行实验的反应器系统1的死体积；另一方面，通常并行实验的反应器系统1的反应产物会连接色谱等分析仪器，通入流量稳定的稀释气体可以保证反应产物的出峰保留时间稳定、峰形更尖锐。
37.优选地，通道15的一端16更靠近圆柱形槽6的底面，可以更加有效地减少并行实验的反应器系统1的死体积。
38.图3显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统1的第三实施例。
39.根据图3，并行实验的反应器系统1的第三施例相较于并行实验的反应器系统1的第二实施例，除了保留图2中并行实验的反应器系统1的第二实施例的特征外，还增添了一些特征。
40.如图3所示，在直通通道3的上端开口4处设有突出物18，圆柱形槽6设在突出物18上，连接稀释气体的通道15设在突出物18侧面，与直通通道3连接。
41.突出物18的设置主要为了方便通道15与稀释气体管路的连接，以及后期的检维修。
42.图4显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统1的第四实施例。
43.根据图4，并行实验的反应器系统1的第四施例相较于并行实验的反应器系统1的第三实施例，除了保留图3中并行实验的反应器系统1的第三实施例的特征外，还增添了一些特征。
44.如图4所示，在直通通道3设有电阻加热器25和热电偶26。电阻加热器25用于加热直通通道3，热电偶26用于测量直通通道3的温度。通过电阻加热器25和热电偶26，可以设定直通通道3的目标温度和升温降温速率，进而可以控制反应管8的目标温度和升温降温速率。
45.对于化学反应来说，通常需要在一定的温度下才能进行，另外控制不同的目标温度和升温降温速率还可以考察温度变化对化学反应的影响。
46.电阻加热器25和热电偶26还可以应用在本发明的其他实施例中。
47.图5显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统1的第五实施例。
48.根据图5，并行实验的反应器系统1的第五施例相较于并行实验的反应器系统1的第四实施例，除了保留图4中并行实验的反应器系统1的第四实施例的特征外，还增添了一些特征。
49.如图5所示，在通道11的上端开口12处设有突出物30。在突出物30侧面设有通道31，通道31的一端32与通道11连通，另一端33用于另一种反应原料流入。
50.通常，在并行反应中，反应原料不止一种，或者根据原料的物态（气体或液体）通过两个原料管线接入反应系统中。在第五实施例中，可以采用通道11和通道31连接不同的原料或不同物态的原料，最后所有原料都在反应管8中充分混合和反应。
51.当然，突出物30可以根据需要设置更多的通道，接入更多的反应原料。
52.突出物30和通道31还可以应用在本发明的其他实施例中。
53.图6显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统1的第六实施例。
54.根据图6，并行实验的反应器系统1的第六施例相较于并行实验的反应器系统1的第五实施例，除了保留图5中并行实验的反应器系统1的第五实施例的特征外，还增添了一些特征。为了更好地说明第六实施例，图6采用立体图的展示方式。
55.如图6所示，在基座2的一角设有中空的杆36，盖10通过转轴50连接到杆36上，使盖10可以沿平行于基座2的平面转动，当盖10转到某一角度时，盖上的通道11与基座上的通道3对齐，并且在此角度时，盖10可以向下移动，直到通道11与通道3完全连通，螺栓20通过螺孔21和螺孔22，将基座1、盖10和密封件7压紧。
56.中空的杆36中可放置连通通道11和通道31的反应原料管线，这样可以保证在转动盖10时，反应原料管线相对固定。在第六实施例中，可以放置两组反应原料管线37和38。另外，需要说明的是，反应原料管线37和38并不是根据本发明实施例的并行实验的反应器系统1的组成部分。
57.图7显示了根据本发明实施例的并行实验的反应器系统1的第七实施例。
58.与图6中并行实验的反应器系统1的第六实施例相比，图7中并行实验的反应器系统1的第七实施例保留了大部分的特征，只是基座2、盖10和密封件7的连接方式由图6中的螺栓20和螺孔21，改为锁杆40和锁座41。
59.如图7所示，锁杆40上有可以转动的把手43和可以伸缩的锁舌42，通过锁杆40上把手43的转动，可以控制锁舌42的伸出和回收，锁舌42设置在盖10的底面上。锁座41设置在基座2上，为规则形状的突出物，锁座41中间有中空腔体44，腔体44的形状、大小与锁舌42的形状、大小一样。
60.当盖10通过转轴50绕中空的杆36转到某一角度时，盖上的通道11与基座上的通道3对齐，通过锁杆40上的把手43转动将锁舌42回收，在此角度下，盖10向下移动，直到通道11与通道3完全连通，然后通过锁杆40上的把手43转动将锁舌42伸出，锁舌42正好伸入锁座41的腔体，由于锁舌42的舌型弧面结构，使锁舌42在伸出过程中，锁舌42与锁座41之间的作用力逐渐加大，最后将基座2、盖10和密封件7压紧。