專利名稱：集成式微波-超聲反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種化學(xué)反應(yīng)器，特別是涉及ー種提供微波環(huán)境和超聲環(huán)境的化學(xué)反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
微波的頻率大約在300MHz 300GHZ，位于電磁波譜的紅外光波和無(wú)線電波之間。微波加熱具有內(nèi)加熱的特點(diǎn)，使得微波作用下的化學(xué)反應(yīng)具有強(qiáng)活化溫轉(zhuǎn)化、反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率高和選擇性好的特點(diǎn)。廣泛地應(yīng)用于化學(xué)領(lǐng)域中，如微波脫附、干燥，微波溶樣，微波浄化，微波提取等。超聲波頻率高于20kHz，比普通聲波更容易聚集成細(xì)束，容易接受目標(biāo)，容易得到較大功率，在固體和液體中衰減很小，能量大，在化學(xué)反應(yīng)中可以加快反應(yīng)速度、提高反應(yīng) 產(chǎn)率，甚至使一些常態(tài)下不可能發(fā)生的反應(yīng)變?yōu)榭赡?。超聲波在化學(xué)和化工過(guò)程中的應(yīng)用，主要利用了超聲空化時(shí)產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，空化過(guò)程中會(huì)瞬間產(chǎn)生局部高溫、高壓環(huán)境，形成速度約為llOm/s的微射流，使反應(yīng)物分解、化學(xué)鍵斷裂、自由基產(chǎn)生等相關(guān)反應(yīng)。對(duì)化學(xué)反應(yīng)的影響主要表現(xiàn)在非均相反應(yīng)界面的増大、反應(yīng)界面的更新以及渦流效應(yīng)產(chǎn)生的傳質(zhì)和傳熱過(guò)程的強(qiáng)化。主要應(yīng)用于有機(jī)物降解、高分子化學(xué)反應(yīng)及其他自由基反應(yīng)，完成萃取、吸附、結(jié)晶、乳化與破乳、超聲阻垢、電化學(xué)、非均相化學(xué)反應(yīng)、過(guò)濾、懸浮分離、傳熱以及清洗等目的。目前還沒(méi)有可以有效結(jié)合微波和超聲波特性制造的反應(yīng)器。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供ー種集成式微波-超聲反應(yīng)器，滿足在同一個(gè)反應(yīng)容器中提供微波和超聲波的反應(yīng)環(huán)境，充分利用微波和超聲波對(duì)化學(xué)反應(yīng)的機(jī)械效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)特定的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程。本實(shí)用新型的集成式微波-超聲反應(yīng)器，包括箱體、箱體內(nèi)設(shè)有的向前開ロ的內(nèi)腔、微電腦控制模塊、整流變壓器，其中還包括微波發(fā)生器、超聲發(fā)生器、換能器、變幅桿、冷凝管，微波發(fā)生器安裝在箱體和內(nèi)腔之間，超聲發(fā)生器安裝在箱體頂部外側(cè)，超聲發(fā)生器固定連接換能器，換能器固定連接變幅桿的連接端，變幅桿的發(fā)射端穿過(guò)內(nèi)腔頂部和箱體頂部的第二通孔伸入內(nèi)腔中并通過(guò)第二環(huán)套固定在第二通孔的孔壁上，冷凝管穿過(guò)內(nèi)腔頂部和箱體頂部的第一通孔伸入內(nèi)腔中并通過(guò)第一環(huán)套固定在第一通孔的孔壁上。整流變壓器分別連接微波發(fā)生器和超聲發(fā)生器。所述箱體的前端面上設(shè)有屏蔽門，屏蔽門上設(shè)有可用于觀察內(nèi)腔狀態(tài)的金屬屏蔽視窗。所述屏蔽門下方的箱體前端面上，自左至右設(shè)有電源開關(guān)、溫度顯示模塊、定時(shí)器、微波-超聲轉(zhuǎn)換開關(guān)、功率調(diào)節(jié)旋鈕、和屏蔽門開關(guān)，微電腦控制模塊連接風(fēng)扇、溫度顯示模塊、定時(shí)器、微波-超聲轉(zhuǎn)換開關(guān)、功率調(diào)節(jié)開關(guān)、和屏蔽門開關(guān)，電源開關(guān)連接整流變壓器。[0010]本實(shí)用新型的集成式微波-超聲反應(yīng)器可以將反應(yīng)物置于同一反應(yīng)器中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟提供不同的反應(yīng)環(huán)境，避免了將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移的安全隱患。本實(shí)用新型非常適合非均相化學(xué)反應(yīng)，可以在超聲作用的基礎(chǔ)上繼續(xù)使用微波內(nèi)加熱，可以極大地加快反應(yīng)速度，提高反應(yīng)產(chǎn)率。本反應(yīng)器可以根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要來(lái)設(shè)置反應(yīng)時(shí)間和溫度等條件，從而實(shí)現(xiàn)反應(yīng)的連續(xù)化和自動(dòng)化。本反應(yīng)器使用范圍廣，不僅適應(yīng)于化學(xué)反應(yīng)，同時(shí)也可應(yīng)用于天然產(chǎn)物提取、高分子化學(xué)反應(yīng)、有機(jī)物降解 、懸浮分離和清洗等。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作進(jìn)ー步說(shuō)明。

圖I為本實(shí)用新型集成式微波-超聲反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖I所示，本實(shí)施例的反應(yīng)器外殼為矩形箱體01，箱體內(nèi)設(shè)有向前開ロ的內(nèi)腔02為金屬材料制成，在箱體的前端面上設(shè)有屏蔽門03，屏蔽門上設(shè)有可用于觀察內(nèi)腔狀態(tài)的金屬屏蔽視窗。在屏蔽門03下方的的箱體前端面上，自左至右設(shè)有電源開關(guān)05、溫度顯示模塊06、定時(shí)器07、微波-超聲轉(zhuǎn)換開關(guān)08、功率調(diào)節(jié)旋鈕09、和屏蔽門開關(guān)10。箱體和內(nèi)腔之間安裝有整流變壓器11，微波發(fā)生器12。冷凝管13穿過(guò)內(nèi)腔頂部和箱體頂部的第一通孔伸入內(nèi)腔中，并通過(guò)第一環(huán)套31固定在第一通孔的孔壁上。變幅桿14的發(fā)射端穿過(guò)內(nèi)腔頂部和箱體頂部的第二通孔伸入內(nèi)腔中，并通過(guò)第二環(huán)套32固定在第二通孔的孔壁上，箱體頂部外側(cè)固定連接換能器15、超聲發(fā)生器16，變幅桿14的連接端連接換能器15，換能器連接超聲發(fā)生器16。箱體和內(nèi)腔之間還安裝有微電腦控制模塊17、風(fēng)扇18，微電腦控制模塊連接整流變壓器11，整流變壓器分別連接微波發(fā)生器12和超聲發(fā)生器16，微電腦控制模塊連接風(fēng)扇、溫度顯示模塊、定時(shí)器、微波-超聲轉(zhuǎn)換開關(guān)、功率調(diào)節(jié)開關(guān)、和屏蔽門開關(guān)，電源開關(guān)連接整流變壓器。在通常使用過(guò)程中，首先將用于化學(xué)反應(yīng)的溶液裝入燒瓶中，打開屏蔽門在內(nèi)腔中連接好冷凝管和變幅桿，使變幅桿的發(fā)射端探頭浸入待反應(yīng)溶液中，然后關(guān)閉屏蔽門。打開電源開關(guān)，微電腦控制模塊首先檢查屏蔽門開關(guān)是否關(guān)閉，在需要使用微波反應(yīng)環(huán)境前，通過(guò)定時(shí)器設(shè)定工作時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)功率調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定微波輸出功率，然后將微波-超聲轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到微波工作模式，微電腦控制模塊控制微波發(fā)生器開始工作，同時(shí)控制風(fēng)扇對(duì)內(nèi)腔散熱降溫。在需要使用超聲反應(yīng)環(huán)境前，通過(guò)定時(shí)器設(shè)定工作時(shí)長(zhǎng)，通過(guò)功率調(diào)節(jié)旋鈕設(shè)定超聲輸出功率，然后將微波-超聲轉(zhuǎn)換開關(guān)切換到超聲工作模式，微電腦控制模塊控制超聲發(fā)生器開始工作，同時(shí)控制風(fēng)扇對(duì)內(nèi)腔散熱降溫。以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.ー種集成式微波-超聲反應(yīng)器，包括箱體(Ol)、箱體內(nèi)設(shè)有的向前開ロ的內(nèi)腔(02)、微電腦控制模塊(17)、整流變壓器(11)，其特征在干還包括微波發(fā)生器(12)、超聲發(fā)生器(16)、換能器(15)、變幅桿(14)、冷凝管(13)，微波發(fā)生器安裝在箱體和內(nèi)腔之間，超聲發(fā)生器安裝在箱體頂部外側(cè)，超聲發(fā)生器固定連接換能器，換能器固定連接變幅桿(14)的連接端，變幅桿的發(fā)射端穿過(guò)內(nèi)腔頂部和箱體頂部的第二通孔伸入內(nèi)腔中并通過(guò)第二環(huán)套(32)固定在第二通孔的孔壁上，冷凝管(13)穿過(guò)內(nèi)腔頂部和箱體頂部的第一通孔伸入內(nèi)腔中并通過(guò)第一環(huán)套(31)固定在第一通孔的孔壁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的集成式微波-超聲反應(yīng)器，其特征在于整流變壓器分別連接微波發(fā)生器(12)和超聲發(fā)生器(16)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的集成式微波-超聲反應(yīng)器，其特征在于所述箱體的前端面上設(shè)有屏蔽門(03)，屏蔽門上設(shè)有可用于觀察內(nèi)腔狀態(tài)的金屬屏蔽視窗。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集成式微波-超聲反應(yīng)器，其特征在于所述屏蔽門下方的箱體前端面上，自左至右設(shè)有電源開關(guān)(05)、溫度顯示模塊(06)、定時(shí)器(07)、微波-超聲轉(zhuǎn)換開關(guān)(08)、功率調(diào)節(jié)旋鈕(09)、和屏蔽門開關(guān)(10)，微電腦控制模塊連接風(fēng)扇、溫度顯示模塊、定時(shí)器、微波-超聲轉(zhuǎn)換開關(guān)、功率調(diào)節(jié)開關(guān)、和屏蔽門開關(guān)，電源開關(guān)連接整流變壓器。
專利摘要集成式微波-超聲反應(yīng)器，涉及一種化學(xué)反應(yīng)器，包括箱體、箱體內(nèi)設(shè)有的向前開口的內(nèi)腔、微電腦控制模塊、整流變壓器，其特征在于還包括微波發(fā)生器、超聲發(fā)生器、換能器、變幅桿、冷凝管，微波發(fā)生器安裝在箱體和內(nèi)腔之間，超聲發(fā)生器安裝在箱體頂部外側(cè)，超聲發(fā)生器固定連接換能器，換能器固定連接變幅桿的連接端，變幅桿的發(fā)射端穿過(guò)內(nèi)腔頂部和箱體頂部的第二通孔伸入內(nèi)腔中并通過(guò)第二環(huán)套固定在第二通孔的孔壁上，冷凝管穿過(guò)內(nèi)腔頂部和箱體頂部的第一通孔伸入內(nèi)腔中并通過(guò)第一環(huán)套固定在第一通孔的孔壁上?？梢詫⒎磻?yīng)物置于同一反應(yīng)器中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟提供不同的反應(yīng)環(huán)境，避免了將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移的安全隱患。
文檔編號(hào)B01J19/10GK202427440SQ20112056438
公開日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者姜坤, 宋麗華, 張翔 申請(qǐng)人:宋麗華