本實用新型涉及化學實驗儀器技術領域，具體而言，涉及一種固液發(fā)生裝置及系統(tǒng)。

背景技術：

化學實驗中經常會有固體和液體反應制取氣體的實驗，最典型的實驗就是用稀硫酸和鋅粒制取氫氣，固液發(fā)生裝置就是用來進行這類化學反應的裝置。目前，一般的固液發(fā)生裝置主要包括長頸漏斗、反應容器和導氣管組成，其中長頸漏斗和導氣管伸入反應容器內。

但是，現(xiàn)有的固液發(fā)生裝置在停止操作后，由于繼續(xù)產生氣體，導致反應容器內氣體壓強增大，橡膠塞可能彈出甚至會導致反應容器炸裂，有很大的安全隱患。另外，提取出的氣體不純，含有較多的空氣，這也會導致一些安全問題，例如制取氫氣如果含有較多空氣則在后續(xù)的燃燒檢驗時會發(fā)生爆炸。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型提供了一種固液發(fā)生裝置及系統(tǒng)，以改善現(xiàn)有的固液發(fā)生裝置在停止操作后，由于繼續(xù)產生氣體，導致反應容器內氣體壓強增大導致的安全隱患,以及得到純度較高的氣體。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種固液發(fā)生裝置，包括第一反應容器、第二反應容器、第一瓶塞、第二瓶塞和導氣管。所述第二反應容器位于第一反應容器內，所述第一瓶塞設置有第一通孔和第二通孔，所述第二瓶塞設置有第三通孔。所述第一反應容器的一端開口、另一端封閉，所述第二反應容器的一端開口、另一端設有進液孔。所述第一瓶塞設置在所述第一反應容器的開口處，所述第二瓶塞設置在所述第二反應容器的開口處。所述導氣管的一端依次穿過所述第一瓶塞的第二通孔和所述第二瓶塞的第三通孔，位于所述第二反應容器內。

在本實用新型較佳的實施例中，上述的固液發(fā)生裝置，所述導氣管的位于所述第一反應容器外部的部分設有導氣開關。

在本實用新型較佳的實施例中，上述的固液發(fā)生裝置，還包括排氣裝置，所述排氣裝置設置在所述第一瓶塞的第一通孔處。

在本實用新型較佳的實施例中，上述的固液發(fā)生裝置，所述排氣裝置為玻璃管，所述玻璃管的一端穿過所述第一通孔位于所述第一反應容器內。

在本實用新型較佳的實施例中，上述的固液發(fā)生裝置，所述第一反應容器的下部設有用于液體排出的出液口，所述出液口設置有控制閥。

在本實用新型較佳的實施例中，上述的固液發(fā)生裝置，所述反應容器的側壁刻有用于測量液體體積的刻度。

在本實用新型較佳的實施例中，上述的固液發(fā)生裝置，所述第二反應容器的進液孔為網狀結構。

在本實用新型較佳的實施例中，上述的固液不加熱型發(fā)生裝置，所述第一瓶塞和第二瓶塞包括橡膠塞、木塞或塑料塞的任意一種。

本實用新型還提供了一種固液發(fā)生系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括注射裝置和上述的固液發(fā)生裝置，所述注射裝置的輸出端與所述第二通孔匹配，所述注射裝置用于將所盛的液體通過所述第一通孔注入所述第一反應容器內。

本實用新型提供了一種固液發(fā)生裝置，實驗產生的多余氣體通過第一通孔排出反應容器，有效避免因固液反應而導致第二反應容器內氣壓過大，避免瓶塞被彈出以及反應容器炸裂等安全隱患。同時，在第一反應容器內設置第二反應容器，第二反應容器用于盛放固體，第一反應容器用于盛放反應液體，當?shù)谝环磻萜鲀鹊囊后w的液面達到第二反應容器的進液孔時，第一反應容器內的液體由第二反應容器的進液孔進入，并將第二反應容器的進液孔封閉，第二反應容器內的固體和液體在一個相對封閉的環(huán)境反應，此時第二反應容器內空氣較少，待第二反應容器內空氣由導氣管排出后，通過導氣管能夠提取出純度較高的氣體，防止氣體不純導致的燃燒爆炸等問題。

附圖說明

為了更清楚的說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，因此不應被看作是對范圍的限定，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型第一實施例提供的固液發(fā)生裝置的結構示意圖；

圖2是本實用新型第一實施例提供的固液發(fā)生裝置的第一實施方式的結構示意圖；

圖3是本實用新型第一實施例提供的固液發(fā)生裝置的第二實施方式的結構示意圖；

圖4是本實用新型第一實施例提供的固液發(fā)生裝置的第三實施方式的結構示意圖；

圖5是本實用新型第一實施例提供的固液發(fā)生系統(tǒng)的結構示意圖；

圖6是本實用新型第二實施例提供的固液發(fā)生裝置的結構示意圖。

其中，附圖標記匯總如下：

固液發(fā)生裝置11；

第一反應容器110；

排氣裝置111；針栓1111；針管1112；

注射裝置112；注射筒1121；活塞1122；

第一瓶塞113；第一通孔1131；第二通孔1132；

第二反應容器114；

第二瓶塞115；第三通孔1151；

導氣管116；導氣開關1161；

出液口117；控制閥1171；

底座118。

具體實施方式

為使本實用新型實施例的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實用新型實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設計。

因此，以下對在附圖中提供的本實用新型的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本實用新型的范圍，而是僅僅表示本實用新型的選定實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域普通技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

應注意到：相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術語“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，或者是該實用新型產品使用時慣常擺放的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

此外，術語“水平”、“豎直”、等術語并不表示要求部件絕對水平或懸垂，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對“豎直”而言更加水平，并不是表示該結構一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本實用新型的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“設置”、“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

針對現(xiàn)有固液發(fā)生裝置在實驗過程中反應容器內氣壓過高，瓶塞被彈出或容器炸裂的問題；以及收集到的氣體純度不高，本實用新型實施例提供一種固液發(fā)生裝置。

第一實施例

詳情請參見圖1，圖1示出了本實用新型第一實施例提供的固液發(fā)生裝置11，所述固液發(fā)生裝置11包括第一反應容器110、第二反應容器114、第一瓶塞113、第二瓶塞115和導氣管116。

第一反應容器110用于盛放反應液體，具體地，第一反應容器110一端開口、另一端封閉。第一反應容器110的形狀不受限制，可以是試管、廣口瓶和三角錐瓶中的一種。其中，第一反應容器110為試管最能節(jié)約反應液體。優(yōu)選地，請參照圖2，第一反應容器110為底部設置有底座118的試管，這樣可以使第一反應容器110能夠固定在平面，而不需要用試管夾或鐵架臺將其夾住，方便操作。

第一反應容器110的側壁設有刻度，可以觀察反應后液體剩余的量，特別適合在教學和實驗中使用，便于計算和驗證實驗的數(shù)據(jù)。

第二反應容器114用于盛放固體反應物，具體地，第二反應容器114一端開口，另一端設有進液孔，位于第一反應容器110內。第二反應容器114的形狀不受限制，可以是試管、廣口瓶和三角錐瓶中的一種，并且第二反應容器114的形狀不一定與第一反應容器110的形狀相同，只要滿足第二反應容器114能夠通過第一反應容器110的開口進入第一反應容器110內即可。

進液孔數(shù)量為一個或多個，進液孔設置在相對于第二反應容器114的開口的底部以及靠近底部的側壁上。第二反應容器114用于盛放固體反應物。進液孔的大小可以設置為多種尺寸，在需要實驗時，選用小于固體反應物的進液孔的尺寸的第二反應容器114。優(yōu)選地，進液孔為設置在相對于第二反應容器114開口的底部以及靠近底部的側壁上的細密的網狀結構。

第二反應容器114和進液孔的設置使反應液體能夠進入第二反應容器114內與固體反應物接觸、反應，并且在體積較小的第二反應容器114中生成氣體，能夠采集到含有較少空氣的氣體。所以，優(yōu)選體積較小的細長型的第二反應容器114，例如離心管、試管等。底部破損包括底部有小洞或是裂痕的試管也可以作為第二反應容器114。

為節(jié)約反應液體，第二反應容器114的進液孔端應該盡量靠近第一反應容器110的底部，使得向第一反應容器110中添加少量的液體就能夠進入第二反應容器114內與固體反應物接觸。

第一瓶塞113設置有第一通孔1131和第二通孔1132，第一瓶塞113設置在第一反應容器110的開口處。第一瓶塞113包括橡膠塞、木塞或塑料塞的任意一種。

第二瓶塞115設置有第三通孔，第二瓶塞115設置在所述第二反應容器114的開口處。第二瓶塞115包括橡膠塞、木塞或塑料塞的任意一種。

導氣管116用于排出第二反應容器114內的氣體，具體地，導氣管116的一端穿過第一瓶塞113的第二通孔1132和第二瓶塞115的第三通孔位于第二反應容器114內。

其中，導氣管116的位于第一反應容器110外部的部分設有導氣開關1161，打開導氣開關1161即可將第二反應容器114內產生的氣體從導氣管116排出，關閉導氣開關1161則可以將第二反應容器114內的氣體密封。優(yōu)選地，導氣開關1161為旋轉活塞，旋轉活塞可以通過旋轉來控制氣體排出時的多少，從而控制收集氣體下一步實驗的反應速率以及反應的開始和停止。

導氣管116的形狀可以是直線形也可以是折線形，或者是其它形狀，在此不做限定。

另外，該固液發(fā)生裝置還包括排氣裝置111，排氣裝置111設置在第一瓶塞113的第一通孔1131處。排氣裝置111用于排出反應容器內的產生的多余氣體，保持反應容器內外氣壓的一致，能夠防止第一瓶塞113和第二瓶塞115被彈出，以及防止反應容器炸裂。

請參照圖3，排氣裝置111為針頭，針頭包括針管1112和針栓1111，針管1112的一端與針栓1111連接，針管1112的另一端穿過第一瓶塞113的第一通孔1131位于第一反應容器110內。第二反應容器114內的氣體可通過進液孔排到第一反應容器110，而第一反應容器110氣體增加，氣壓大于外部氣壓時，第一反應容器110內的氣體將通過針頭排出，以保持反應容器的內外氣壓一致。

優(yōu)選地，為了使氣體容易排出，選用內徑較大的針管1112。根據(jù)國家標準，具體針管1112的內徑范圍為0.41mm-1.54mm。

請參照圖4，排氣裝置111還可以是玻璃管，玻璃管的一端穿過第一瓶塞113的第一通孔1131位于第一反應容器110內，玻璃管的另一端在第一反應容器110外。

本實用新型提供的固液發(fā)生裝置的工作原理如下：

請參照圖1，先將反應固體裝入第二反應容器114內，第二瓶塞115塞入第二反應容器114并旋緊第二瓶塞115。導氣管116的一端依次穿過第一瓶塞113的第二通孔1132和第二瓶塞115的第三通孔1151。首先檢查裝置的氣密性，向第一反應容器110中加入適量液體，液體的高度要大于第二反應容器114的底部到第一反應容器110的距離，再將連接好后的導氣管116伸入第一反應容器110中，第二反應容器114浸入液體中，若液體未進入第二反應容器114內，則裝置氣密性良好。若液體進入第二反應容器114則氣密性不好，取出連接好的導氣管116，旋緊第二瓶塞115再伸入第一反應容器110內，旋緊第一瓶塞113，直至液體不在進入第二反應容器114內。

在檢驗完裝置氣密性后，將連接的導氣管116輕輕拔出(避免影響第二反應容器114的氣密性)，將第一反應容器110內的液體倒出。再將連接的導氣管113伸入第一反應容器110內。打開導氣開關1161，進行添加反應液體的操作，具體可以用細頸漏斗的頸穿過第一通孔1131進入第一反應容器110內，再向漏斗中添加液體，加入足夠的液體后將漏斗從第一通孔1131拔出。第一反應容器110的液體通過第二反應容器114的進液口進入第二反應容器114內，與固體反應物進行反應。反應產生的氣體在第二反應容器114中，當氣體產生過多時，多余的氣體會從進液口排到第一反應容器110，這時，多余的氣體從第一通孔1131排出，保持反應容器內外的氣壓一致。

當反應了一段時間后，打開導氣開關1161收集氣體，從導氣管116的位于第一反應容器110外部的出口收集氣體。如果使用的導氣管116為旋轉活塞1122，則可以旋轉該旋轉活塞1122來控制收集氣體的速度。

本實施例還提供一種固液發(fā)生系統(tǒng)，請參照圖5，該固液發(fā)生系統(tǒng)包括上述的固液發(fā)生裝置11和注射裝置112。

注射裝置112用于通過第一通孔1131向第一反應容器110內添加液體，注射裝置112一端有開口，與第一通孔1131連接。

具體地，注射裝置112為注射器，注射器包括注射筒1121和活塞1122。注射筒1121一端突出一段細管有開口，并且該突出細管的直徑小于與上述針栓1111或玻璃細管的直徑。注射筒1121另一端開口，活塞1122通該開口嵌套在注射筒1121內，活塞1122可以相對注射筒1121運動，能將液體或氣體從突出細管的開口吸起或推出。

注射筒1121的側壁上設有刻度，用于測量液體的體積，刻度從注射筒1121靠近活塞1122柄的一端到突出細管端由小到大設置。在注射筒1121連接到針栓1111時，注射筒1121液面的刻度即為已添加的液體的量，便于精確控制反應液體的量。

注射裝置112也可以為漏斗，漏斗為細頸漏斗，具體頸的直徑要小于針栓1111的直徑。

本實用新型提供的固液發(fā)生系統(tǒng)的工作原理如下：

請參照圖5，以注射裝置112為注射器，排氣裝置111為針頭為例。先將反應固體裝入第二反應容器114內，第二瓶塞115塞入第二反應容器114旋緊。針頭穿入第一瓶塞113的第一通孔1131并穿到第一瓶塞113外部，導氣管116的一端依次穿過第一瓶塞113的第二通孔1132和第二瓶塞115的第三通孔，關閉導氣開關1161。首先檢查裝置的氣密性，向第一反應容器110中加入適量液體，液體的高度要大于第二反應容器114的底部到第一反應容器110的距離，再將連接好后的導氣管116伸入第一反應容器110中，第二反應容器114浸入液體中，若液體未進入第二反應容器114內，則裝置氣密性良好。若液體進入第二反應容器114則氣密性不好，取出連接好的導氣管116，旋緊第二瓶塞115再伸入第一反應容器110內，旋緊第一瓶塞113，直至液體不在進入第二反應容器114內。

在檢驗完裝置氣密性后，將連接的導氣管116輕輕拔出(避免影響第二反應容器114的氣密性)，將第一反應容器110內的液體倒出，再將連接的導氣管113伸入第一反應容器110內。打開導氣開關1161，添加液體，將裝有液體的注射器的一端套入針栓1111內，推動活塞1122使液體流入第一反應容器110。當注射筒1121的液面對應的刻度達到預想的刻度時，停止推動。這時，針頭里可能還含有液體，將活塞1122向遠離針頭的方向拔起一段距離，使注射筒1121下部有一段空氣，再輕輕推動活塞1122時針頭里的液體完全進入反應容器，這樣就使液體精確地進入第一反應容器110，又能保持針頭里沒有液體使第一反應容器110內外的氣體能夠流通。

然后將注射筒1121從注射頭中拔出，第一反應容器110的液體通過第二反應容器114的進液口進入第二反應容器114內，與固體反應物進行反應。反應產生的氣體在第二反應容器114中，當氣體產生過多時，多余的氣體會從進液口排到第一反應容器110，這時，多余的氣體從針頭排出，保持反應容器內外的氣壓一致。

當反應了一段時間后，打開導氣管116開關收集氣體，從導氣管116的位于第一反應容器110外部的出口收集氣體。如果使用的導氣管116為旋轉活塞1122，則可以旋轉該旋轉活塞1122來控制收集氣體的速度。

本實用新型第一實施例提供的的固液發(fā)生裝置11，包括第一反應容器110、第二反應容器114和導氣管116，用于封閉第一反應容器110的第一瓶塞113上設有第一通孔1131和排氣裝置111。第一反應容器110內氣壓大于外部氣壓時，反應容器內的氣體通過第一通孔1131或排氣裝置111排出，保持了裝置內外氣壓一致，避免瓶塞彈出，使實驗更加安全。第一反應容器110內設置盛放固體反應物的第二反應容器114，第一反應容器110的液體通過第二反應容器114的進液孔與第二反應容器114內的固體反應，產生的氣體在第二反應容器114中，使收集到的氣體含有較少的空氣雜質。

第二實施例

詳情請參見圖6，本實用新型第二實施例提供了一種固液發(fā)生裝置11，第二實施例與第一實施例的區(qū)別在于：

本實用新型第二實施例提供固液發(fā)生裝置還包括第一反應容器110上設置的出液口117。

出液口117用于排出第一反應容器110內的液體，具體地，出液口設置在第一反應容器110的下部，出液口117上還設置有控制閥1171。

該出液口117為細管狀，設置在靠近第一反應容器110底部的側壁上，與第一反應容器110垂直或成一定角度，該出液口117與第一反應容器110底端部分成小于90度的角度時，最有利于液體的排出。

其中，控制閥1171可以為止水夾或旋轉活塞1122，都可以控制液體流量。當需要快速排出液體時將控制閥1171開關開到最大，當需要使液體緩慢排出時將控制閥1171開關開到較小位置。

另外，出液口117和控制閥1171的設置可以實現(xiàn)在實驗前檢驗裝置的氣密性。

本實施例提供的固液發(fā)生裝置的工作原理如下：

請參照圖6，以注射裝置112為注射器，排氣裝置111為針頭為例。先將固體反應物裝入第二反應容器114內，第二瓶塞115塞入第二反應容器114并旋緊，導氣管116的一端依次穿過第一瓶塞113的第二通孔1132和第二瓶塞115的第三通孔1151，關閉導氣開關1161和控制閥1171。首先檢查裝置的氣密性，向第一反應容器110中加入適量液體，液體的高度要大于第二反應容器114的底部到第一反應容器110的距離，再將連接好后的導氣管116伸入第一反應容器110中，第二反應容器114浸入液體中，若液體未進入第二反應容器114內，則裝置氣密性良好。若液體進入第二反應容器114則氣密性不好，取出連接好的導氣管116，旋緊第二瓶塞115再伸入第一反應容器110內，旋緊第一瓶塞113，直至液體不在進入第二反應容器114內。液體可以為清水或反應液體。

在確認裝置氣密性良好后，打開控制閥1171，排出第一反應容器110中的液體。關閉控制閥1171，打開導氣開關1161，然后添加反應液體，將裝有液體的注射器的一端套入針栓1111內，推動活塞1122使液體流入第一反應容器110。當注射筒1121的液面對應的刻度達到預想的刻度時，停止推動。這時，注射頭里可能還含有液體，將活塞1122向遠離針頭的方向拔起一段距離，使注射筒1121下部有一段空氣，再輕輕推動活塞1122時針頭里的液體完全進入反應容器，這樣就使液體精確地進入第一反應容器110，又能保持針頭里沒有液體使第一反應容器110內外的氣體能夠流通。

然后將注射筒1121從針栓1111中拔出，第一反應容器110的液體通過第二反應容器114的進液口進入第二反應容器114內，與固體反應物進行反應。反應產生的氣體在第二反應容器114中，當氣體產生過多時，多余的氣體會從進液口排到第一反應容器110，這時，多余的氣體從針頭排出，保持反應容器內外的氣壓一致。

當反應了一段時間后，打開導氣管116開關收集氣體，從導氣管116的位于第一反應容器110外部的出口收集氣體。如果使用的導氣管116為旋轉活塞1122，則可以旋轉該旋轉活塞1122來控制收集氣體的速度。

最后，打開控制閥1171，將容器內的液體從出液口117排出。

本實用新型第二實施例提供的固液發(fā)生裝置11，包括第一反應容器110、第二反應容器114、第一瓶塞113、第二瓶塞115和導氣管116，用于封閉第一反應容器110的第一瓶塞113上設有排氣裝置111，第一反應容器110的液體通過第二反應容器114的進液孔與第二反應容器114內的固體反應，產生的氣體在第二反應容器114中，使收集到的氣體含有較少的空氣。第一反應容器110內氣壓大于外部氣壓時，反應容器內的氣體通過排氣裝置111排出，保持了裝置內外氣壓一致，避免瓶塞彈出，使實驗更加安全。第一反應容器110底部設置出液口117，以使不用打開第一瓶塞113就能將容器內的液體排出，并且實現(xiàn)反應前檢驗裝置的氣密性。

綜上所述，本實用新型提供了一種固液發(fā)生裝置，該固液發(fā)生裝置實現(xiàn)了通過排氣裝置111排出裝置內多余氣體，保持裝置內外氣壓平衡，防止瓶塞彈出以及裝置炸裂的安全問題。同時，在第一反應容器110內設置第二反應容器114用于盛放固體，第二反應容器114內空氣較少，能夠制取出純度較高的氣體，防止氣體不純導致的燃燒爆炸等問題。在第一反應容器110底部設置出液口117，以使不用打開第一瓶塞113就能將容器內的液體排出，實現(xiàn)反應前檢驗并保證裝置的氣密性。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領域的技術人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。