本發(fā)明屬于懸濁液加料，涉及一種懸濁液定量加液的裝置與方法。

背景技術(shù)：

1、有機合成實驗過程中，經(jīng)常遇到需要加入懸濁液或含有細小固體顆粒的液體物料。這些液體物料在傳統(tǒng)的滴液漏斗中很容易因液體中的固體顆粒沉降現(xiàn)象導(dǎo)致加料不均勻或直接堵住出料口。

2、目前加料方式分為傳統(tǒng)人工和系統(tǒng)自動加料兩種模式，傳統(tǒng)人工方式的優(yōu)勢在于不需要復(fù)雜的設(shè)備支持，操作簡單，但同時因為人為操作的不確定性，加料速率很難精確預(yù)估和控制，這就可能導(dǎo)致原料的過量或不足，影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量。此外，手動加料過程中工人需要與機器和化學(xué)品直接接觸，存在安全隱患，如誤操作可能會導(dǎo)致人身傷害或健康問題。例如，人工加料方法中，借助漏斗手動加料，操作人員可以通過周期性的震蕩、翻轉(zhuǎn)等物理操作來嘗試保持懸濁液中固體的均勻分布，這種方法在一定程度上確實可以改善固體顆粒的懸浮狀態(tài)。然而，當加料接近尾聲，特別是在最后10％至20％的階段，仍然難以避免固體顆粒在儲存裝置中的沉降現(xiàn)象。懸濁液中的固體無法完全有效地加入到反應(yīng)過程中，極大概率會影響實驗結(jié)果的準確性和重復(fù)性。

3、自動化加料在處理固體和液體原料混合時，有時會出現(xiàn)混合效果不理想的情況，這可能是由于自動控制參數(shù)設(shè)置不準確所致。此外，自動加料泵在連續(xù)運作中，特別是處理具有高粘度或含有固體顆粒的原料時，易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，這不僅會影響加料的連續(xù)性，還會增加維護成本和停機時間。最后，自動化系統(tǒng)的程序設(shè)置往往比較復(fù)雜，需要專業(yè)知識進行配置和調(diào)試，這對操作人員的技能要求較高，并可能在程序調(diào)整和優(yōu)化過程中耗費大量時間。例如恒壓滴液漏斗中倒入懸濁液后，通常在操作過程中難以維持懸濁液中固體顆粒的均勻分布。在滴加的初始階段，盡管固體顆?？梢栽谝后w中保持一定程度的懸浮，但這種狀態(tài)通常不持久。很快，這些固體顆粒就會由于重力作用沉降至漏斗出口的上方，導(dǎo)致出料口堵塞。這種堵塞不僅阻礙了懸濁液的順暢流動，還使得流速變得難以控制，從而無法確保懸濁液中的固體顆粒能夠有效且均勻地進入反應(yīng)器中參與反應(yīng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了提供一種懸濁液定量加液的裝置與方法，可以有效避免在加料過程中可能出現(xiàn)的堵塞和不均勻性等問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、在一方面，本發(fā)明提供了一種懸濁液定量加液的裝置，包括：

4、儲料室，用于暫存懸濁液；

5、進料室，與所述儲料室通過進液管路連通；

6、進氣管路，包括第一進氣支路和第二進氣支路，所述第一進氣支路伸入所述儲料室，所述第二進氣支路伸入所述進料室；

7、以及與所述進氣管路相連并內(nèi)置保護氣的儲氣單元。

8、進一步的，所述第一進氣支路、第二進氣支路分別伸入所述儲料室和進料室的末端還設(shè)有氣流攪拌組件。

9、更進一步的，所述氣流攪拌組件為多孔鼓泡器。此處的多孔鼓泡器為本領(lǐng)域常用的鼓泡元件，示例性的，可以為與第一進氣支路、第二進氣支路連通的環(huán)形管，管上密閉有毫米級別甚至更小的氣流孔。更具體的，氣流孔的朝向在環(huán)形管的上下左右等多個方向均有布置，以提高攪拌均勻效果。

10、進一步的，所述第一進氣支路和第二進氣支路匯接后再連接所述儲氣單元。

11、更進一步的，在所述第一進氣支路和第二進氣支路匯接處設(shè)有三通連通器。

12、進一步的，所述儲料室上設(shè)有供懸濁液原料送入的原料進口、以及供內(nèi)部氣體排出的泄壓口。

13、進一步的，所述進料室上還設(shè)有保護氣出口；

14、所述進料室的底部還設(shè)有出液口，在出液口處設(shè)置有出液口旋塞。

15、進一步的，所述進液管路上還設(shè)有用于控制管路通斷與開通程度的進液口旋塞。

16、進一步的，所述儲料室的底部還設(shè)有稱重單元。

17、進一步的，所述儲料室與進氣室均布置在箱體中。

18、在另一方面，本發(fā)明還提供了一種懸濁液定量加液的方法，其基于如上所述的懸濁液定量加液的裝置，該方法包括以下步驟：

19、(1)將懸濁液原料壓入儲料室中，通過第一進氣支路向儲料室中通入保護氣，將儲料室中的懸濁液均勻分布，再打開進液管路，將懸濁液通入進料室中；

20、(2)開通第二進氣支路并往進料室中通入保護氣，通過進液管路并將懸濁液加入進料室中，在保護氣形成的氣泡作用下避免沉降，然后，定速定量將懸濁液經(jīng)進料室的出口加入至反應(yīng)器中。

21、現(xiàn)有裝置碰到固體沉降的時候，常規(guī)想法是增加類似機械攪拌元件用于打散沉降的固體，但是，本發(fā)明通過研究發(fā)現(xiàn)，這種機械攪拌的方式，不僅難以打散底部死角區(qū)域的固體，同時，其在攪拌過程中會產(chǎn)生熱量，導(dǎo)致對溫度較為敏感的懸濁液失活。本發(fā)明引入“氣流攪拌”替代“機械攪拌”的優(yōu)勢是氣體本身不會產(chǎn)生熱能，因此可以避免機械攪拌過程產(chǎn)生的熱能；“機械攪拌”的底部一直是攪拌死角，而本發(fā)明的“氣流攪拌”則可以打散“機械攪拌”死角地方的固體。此外，現(xiàn)有懸濁液對于較大劑量的定量添加過程很容易產(chǎn)生沉降，而本發(fā)明在傳統(tǒng)的儲料室設(shè)置氣流攪拌組件外，進一步在定量添加的進料室也設(shè)置了適配的氣流攪拌組件，使得定量添加過程中的不沉降成為可能。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

23、(1)本發(fā)明引入了保護氣的使用，這不僅為懸濁液提供了一個相對安全的反應(yīng)環(huán)境，同時還起到了一個關(guān)鍵的作用，通過進料室氣流攪拌組件和儲料室氣流攪拌組件可以將保護氣充作氣流攪拌作用，固體顆粒被保持在懸浮狀態(tài)中，從而避免了在加料過程中可能出現(xiàn)的堵塞和不均勻性問題。

24、(2)本發(fā)明操作簡單，即使不懂裝置原理也可以讓實驗操作者快速上手。并且具備充足的改裝空間可以根據(jù)需要加裝例如電子天平、壓力表等裝置進一步增強實驗準確性。

25、(3)本發(fā)明可以讓懸濁液定速定量加入反應(yīng)器中，避免應(yīng)加料不穩(wěn)定從而導(dǎo)致實驗失敗的情況。

26、(4)本發(fā)明讓整體裝備處于箱體中，可以有效保護操作者在操作過程中減少化學(xué)品對人體侵害。

27、(5)本發(fā)明中所使用的保護氣后期可以通過加裝回收裝置來保證氣體循環(huán)使用，避免資源浪費。

技術(shù)特征：

1.一種懸濁液定量加液的裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸濁液定量加液的裝置，其特征在于，所述第一進氣支路、第二進氣支路分別伸入所述儲料室和進料室的末端還設(shè)有氣流攪拌組件。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種懸濁液定量加液的裝置，其特征在于，所述氣流攪拌組件為多孔鼓泡器。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸濁液定量加液的裝置，其特征在于，所述第一進氣支路和第二進氣支路匯接后再連接所述儲氣單元；

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸濁液定量加液的裝置，其特征在于，所述儲料室的底部還設(shè)有稱重單元。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸濁液定量加液的裝置，其特征在于，所述儲料室上設(shè)有供懸濁液原料送入的原料進口、以及供內(nèi)部氣體排出的泄壓口。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸濁液定量加液的裝置，其特征在于，所述進料室上還設(shè)有保護氣出口；

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸濁液定量加液的裝置，其特征在于，所述進液管路上還設(shè)有用于控制管路通斷與開通程度的進液口旋塞。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種懸濁液定量加液的裝置，其特征在于，所述儲料室與進氣室均布置在箱體中。

10.一種懸濁液定量加液的方法，其基于如權(quán)利要求1-9任一項所述的懸濁液定量加液的裝置，其特征在于，該方法包括以下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種懸濁液定量加液的裝置與方法，該裝置包括：儲料室，用于暫存懸濁液；進料室，與所述儲料室通過進液管路連通；進氣管路，包括第一進氣支路和第二進氣支路，所述第一進氣支路伸入所述儲料室，所述第二進氣支路伸入所述進料室；以及與所述進氣管路相連并內(nèi)置保護氣的儲氣單元。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明構(gòu)造簡單，操作簡便，成本低廉，可以有效保證固體加料過程中固體的穩(wěn)定性。

技術(shù)研發(fā)人員：何源,邢澤銘,薄晨琦,鄒秋韻,劉婉卿,?？得?林建
受保護的技術(shù)使用者：上?；ぴ簷z測有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/13