一种釜式水热合成反应装置

1.本实用新型涉及化学工程技术领域，具体而言，涉及一种釜式水热合成反应装置。


背景技术：

2.水热合成通常需要高温、高压的反应气氛下进行，常用的水热合成反应设备由聚四氟乙烯内衬和不锈钢釜体组成，加入原料后靠温度对水热合成反应进行控制，整个体系的压力仅靠原料液的自身气化压力得以实现，因此普通水热釜不能对水热合成反应的温度、压力进行精确控制，也无法监测水热合成反应的实际工艺条件，造成水热合成实验结果难以重复，特别是规模放大时得到的水热合成产品与小试产品差异明显。
3.此外，普通水热釜由于为了保证一定的密封性能和防爆等安全性能，釜盖和内衬所采用的螺纹连接的螺纹牙数较多，普通水热釜所采用的圆柱形长扳杆装卸时所绕圈数较多，拆卸费时费力。
4.另外，现有普通静置式水热釜缺少压力监测设备，缺乏安全防爆辅助设施，反应装置存在较大的安全隐患。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在提供一种釜式水热合成反应装置，以解决现有技术中温度、压力难以精确控制，装置安全可靠性差的问题。
6.本实用新型的实施例是这样实现的：
7.本实用新型实施例提供一种釜式水热合成反应装置，其包括筒状结构的釜体；上述釜体的内部嵌有内衬，上述内衬的外壁贴合于上述釜体的内壁；
8.上述釜体的上端设有釜盖，上述釜盖的下部具有连接段，上述釜盖通过上述连接段可拆卸的密封连接于上述釜体的顶段，并且上述连接段的底端紧密的抵顶于上述内衬的顶端；
9.上述釜盖上开设有第一通孔和第二通孔，上述第一通孔和上述第二通孔均贯通于上述内衬的内部；
10.上述第一通孔的内部设有同轴的热电偶套管，上述热电偶套管的外壁密封的贴合于上述第一通孔的内壁，上述热电偶套管的一端延伸至上述内衬的内部，并且延伸入上述内衬的一端密封；
11.上述第二通孔的内部设有进气导管，上述进气导管的外壁密封的贴合于上述第二通孔的内壁，上述进气导管的另一端延伸至上述釜盖的外侧，并且延伸至上述釜盖外侧的一段上述进气导管上设有进气阀门。
12.使用时，将上述内衬放到上述釜体的内部，再在上述内衬的内部放入水热合成反应所需的物质，然后将上述釜盖的连接段可拆卸的密封连接在上述釜体的顶段上，其次，通过上述第一通孔上的热电偶套管和上述第二通孔上的进气管对反应装置内温度和压力进行精确控制，最后，若釜内系统压力过高，可通过进气导管上的进气阀门泄压，若压力过低，
可以通过进气导管补压。
13.本实施方案公开的釜式水热合成反应装置由于设于用于精确控制反应温度和压力的上述热电偶套管和上述进气导管，有效的提高了釜式水热合成反应装置的安全性和适用范围，进而使得釜式水热合成反应装置具有压力、温度便于精确控制，安全可靠、装卸方便，提高了安全性和适用范围的有益效果。
14.可选地：上述热电偶套管和上述进气导管分别密封的固定在上述第一通孔和上述第二通孔内。
15.如此设置，以便于实现系统与外界的隔离，在不影响水热反应的情况下，便于对反应温度和压力的精确控制。
16.可选地：上述连接段的外壁上设有外螺纹(图中未显示)，上述釜体的顶段内壁设有适配上述外螺纹的内螺纹(图中未显示)，上述釜盖通过上述连接段可旋转的密封连接在上述釜体的顶段。
17.如此设置，增强了上述釜盖与上述釜体相互连接强度，提高了反应装置的密封性能和防爆安全性能。
18.可选地：上述釜盖底端和上述内衬的顶部相互为相切合的阶梯状结构。
19.如此设置，通过旋转上述釜盖，通过上述釜盖挤压上述内衬顶端使其局部变形，进而达到一定的密封性。
20.可选地：上述釜体的底端开设有连通上述釜体内部的孔洞，上述内衬的底部与上述釜体的内底面之间嵌有垫片，上述垫片的一侧贴合于上述内衬的外底面，上述垫片的另一侧贴合于上述釜体的内底面。
21.如此设置，当拆卸上述内衬时，可从上述釜体底端的孔洞撞击上述垫片，并通过垫片撞击上述内衬，以便于顺利取出高温高压下变形的内衬。
22.可选地：上述釜盖的上部开设有水平的第三通孔，上述第三通孔嵌有旋转上述釜盖的扳杆，上述扳杆的外壁与上述第三通孔的内壁相互间隙配合。
23.如此设置，当上述釜盖装卸时，便于旋转上述釜盖，方便工作人员操作。
24.可选地：上述釜体、垫片、热电偶套管、扳杆、釜盖和进气导管的材质均为不锈钢，上述内衬为耐腐蚀性的材质。
25.如此设置，有效的保证了反应装置具备较佳的耐腐蚀性，提高了反应装置的使用寿命。
26.可选地：上述热电偶套管的内部设有热电偶。
27.如此设置，通过上述热电偶便于精确的监测和控制上述反应装置内的温度变化，有利于工作人员及时作出调整，进而提高了目标产品性能稳定性和装置的安全可靠性。
28.可选地：上述进气导管的一端延伸至上述内衬的内部，并与上述内衬的内部相互贯通，上述进气阀门的外端设置为螺纹连接。
29.如此设置，这样就提升了此釜式水热合成反应装置的装卸方便性。
30.可选地：上述热电偶套管的另一端高出上述第一通孔的上开口。
31.如此设置，有利于防止其他物体进入上述热电偶套管内部，避免妨碍上述热电偶的插入，从而影响本装置对温度的精确控制。
32.综合以上描述，本实用新型公开的一种釜式水热合成反应装置具有压力、温度便
于精确控制，安全可靠、装卸方便，提高了安全性和适用范围。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
34.图1为本实用新型实施例中一种釜式水热合成反应装置的结构示意图。
35.图标：1-釜体，2-内衬，3-釜盖，4-连接段，5-第一通孔，6-第二通孔，7-热电偶套管，8-进气导管，9-进气阀门，10-阶梯状结构，11-孔洞，12-垫片，13-第三通孔，14-扳杆，15-热电偶。
具体实施方式
36.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
38.实施例
39.参见图1，本实施例提出一种釜式水热合成反应装置，包括筒状结构的釜体1；釜体1的内部嵌有内衬2，内衬2的外壁贴合于釜体1的内壁；釜体1的上端设有釜盖3，釜盖3的下部具有连接段4，釜盖3通过连接段4可拆卸的密封连接于釜体1的顶段，并且连接段4的底端紧密的抵顶于内衬2的顶端；釜盖3上开设有第一通孔5和第二通孔6，第一通孔5和第二通孔6均贯通于内衬2的内部；
40.第一通孔5的内部设有同轴的热电偶15套管7，热电偶15套管7的外壁密封的贴合于第一通孔5的内壁，热电偶15套管7的一端延伸至内衬2的内部，并且延伸入内衬2的一端密封；
41.第二通孔6的内部设有进气导管8，进气导管8的外壁密封的贴合于第二通孔6的内壁，进气导管8的另一端延伸至釜盖3的外侧，并且延伸至釜盖3外侧的一段进气导管8上设有进气阀门9。
42.使用时，将内衬2放到釜体1的内部，再在内衬2的内部放入水热合成反应所需的物质，然后将釜盖3的连接段4可拆卸的密封连接在釜体1的顶段上，其次，通过第一通孔5上的热电偶15套管7和第二通孔6上的进气管对反应装置内温度和压力进行精确控制，最后，若釜内系统压力过高，可通过进气导管8上的进气阀门9泄压，若压力过低，可以通过进气导管8补压。
43.本实施方案公开的釜式水热合成反应装置由于设于用于精确控制反应温度和压
力的热电偶15套管7和进气导管8，有效的提高了釜式水热合成反应装置的安全性和适用范围，进而使得釜式水热合成反应装置具有压力、温度便于精确控制，安全可靠、装卸方便，提高了安全性和适用范围的有益效果。
44.参见图1，热电偶15套管7和进气导管8分别密封的固定在第一通孔5和第二通孔6内，这样以便于实现系统与外界的隔离，在不影响水热反应的情况下，便于对反应温度和压力的精确控制。
45.连接段4的外壁上设有外螺纹(图中未显示)，釜体1的顶段内壁设有适配外螺纹的内螺纹(图中未显示)，釜盖3通过连接段4可旋转的密封连接在釜体1的顶段，增强了釜盖3与釜体1相互连接强度，提高了反应装置的密封性能和防爆安全性能。
46.釜盖3底端和内衬2的顶部相互为相切合的阶梯状结构10，通过旋转釜盖3，通过釜盖3挤压内衬2顶端使其局部变形，进而达到一定的密封性。
47.参见图1，釜体1的底端开设有连通釜体1内部的孔洞11，内衬2的底部与釜体1的内底面之间嵌有垫片12，垫片12的一侧贴合于内衬2的外底面，垫片12的另一侧贴合于釜体1的内底面，当拆卸内衬2时，可从釜体1底端的孔洞11撞击垫片12，并通过垫片12撞击内衬2，以便于顺利取出高温高压下变形的内衬2。
48.釜盖3的上部开设有水平的第三通孔13，第三通孔13嵌有旋转釜盖3的扳杆14，扳杆14的外壁与第三通孔13的内壁相互间隙配合，当釜盖3装卸时，便于旋转釜盖3，方便工作人员操作。
49.釜体1、垫片12、热电偶15套管7、扳杆14、釜盖3和进气导管8的材质均为不锈钢，内衬2为耐腐蚀性的材质，有效的保证了反应装置具备较佳的耐腐蚀性，提高了反应装置的使用寿命。
50.热电偶15套管7的内部设有热电偶15，通过热电偶15便于精确的监测和控制反应装置内的温度变化，有利于工作人员及时作出调整，进而提高了目标产品性能稳定性和装置的安全可靠性。
51.进气导管8的一端延伸至内衬2的内部，并与内衬2的内部相互贯通，进气阀门9的外端设置为螺纹连接，这样就提升了此釜式水热合成反应装置的装卸方便性。
52.热电偶15套管7的另一端高出第一通孔5的上开口，有利于防止其他物体进入热电偶15套管7内部，避免妨碍热电偶15的插入，从而影响本装置对温度的精确控制。
53.参见图1，在本实施例中，进气导管8和热电偶15套管7采用螺纹或焊接的方式固定在釜盖3上，进气导管8靠进气阀门9实现系统与外界的隔离，热电偶15套管7下端为密封也能实现系统与外界的完全隔离。
54.在本实施例中，为了加工方便，釜体1和内衬2均为设有圆底的筒状结构，同样圆筒形的釜盖3扣装在内衬2上部，并与釜体1以螺纹连接密封，在其它实施例中，釜体1和内衬2的形状还可以是其它形状，并不局限于圆底的筒状结构。
55.在本实施例中，反应装置内部的温度是通过热电偶15套管7内的热电偶15来精确检测和控制，反应装置内部的压力是通过进气导管8来精确控制，若釜内系统压力过高，可通过进气导管8泄压，若压力过低，同样可以通过进气导管8补压，这样可以实现此釜式水热合成反应装置对温度、压力的精确控制，还提升了本反应装置的安全性能。
56.在本实施例中，上述扳杆14为特殊形状结构，可自由穿过第三通孔13，装卸釜盖3
时，较松和较紧时分别手握扳杆14上段垂直部分和左右两侧进行旋转装卸操作。
57.在其它实施例中，上述釜盖3于釜体1之间的连接还可以是螺栓连接，只要是可拆卸的密封连接方式且具有抗高压防爆的连接方式均可作为本方案釜盖3与釜体1之间的连接方式。
58.参见图1，上述一种釜式水热合成反应装置工作原理是，使用反应装置时，将内衬2放到釜体1的内部，再在内衬2的内部放入水热合成反应所需的物质，然后通过旋转扳杆14，将釜盖3的连接段4螺纹连接在釜体1的顶段，并且连接段4的底端挤压内衬2体使其局部变形，达到一定的密封性，在水热合成反应中，通过热电偶15套管7内的热电偶15来检测反应装置内的温度，通过进气管道和进气阀门9来控制反应装置内部的压力，当反应装置内压力过高，通过进气导管8泄压，当反应装置内压力过低，通过进气导管8补压，这样可以实现此釜式水热合成反应装置对温度、压力的精确控制，还提升了本反应装置的安全性能，最后，拆卸釜内衬2时，可从釜体1底端的孔洞11撞击垫片12，以便于顺利取出高温高压下变形的内衬2。
59.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。