一种放热反应控温装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及实验仪器，具体涉及用于实验室的一种放热反应控温装置。
【背景技术】
[0002]在实验过程中，化学工作者经常会遇到一些如加氢反应、催化反应、高分子合成等反应实验，由于反应体系放热比较剧烈，而实验的要求是始终控制反应体系在一定的反应温度，如何迅速的转移热量和解决热扩散来控制温度成为了一大难题。目前实验室里对于反应释放的热量主要通过夹套式反应釜来完成散热，而夹套中主要散热制冷一般是利用冰(盐)水浴、循环水冷却、氨冷或导热油冷却等。但是利用循环水来控温的时候，对于反应温度过高，释放热量较集中时对冷却液的流速掌握不容易，当流速过慢时夹套内的水极容易汽化且降温效果不明显，过快时由于水的导热利用率不高，难以达到理想的控温效果。再者从经济上考虑还得增加冷却设备如凉水塔、低温栗等一系列设备，从经济上得不偿失。导热油的话也不尽人意，虽然能避免汽化这一难题，但是配套的冷却装置，再加上油的成本高，且易引起其他的污染。同时其他的如外伴管氨冷，易造成泄露引起安全事故。
【发明内容】
[0003]为了解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种放热反应控温装置。
[0004]本实用新型的技术方案是:一种放热反应控温装置，包括用于反应的密闭反应釜，所述反应釜上设置有机械搅拌装置，所述机械搅拌装置包括设置与反应釜外部的驱动装置，以及与所述驱动装置连接的旋转轴，旋转轴末端连接有搅拌叶片；所述旋转轴套嵌于一中空管内，且其与所述中空管内壁不接触，所述中空管外壁设置有多个中空的热交换管路，且热交换管路伸入反应釜内，成U形管状结构，所述多个U形管构成一笼形结构，所述热交换管路位于反应釜外部的部分设置有电磁栗，所述旋转轴中空通路与热交换管连接，热交换管内部填充有高热导率的冷却液态金属流体。
[0005]本实用新型的进一步改进包括:
[0006]所述U形管外壁上设置有散热翅片。
[0007]所述旋转轴至少连接有4个U形管，每个U形管的末端均连接旋转轴末端中空通路。
[0008]所述旋转轴位于反应釜外部端的中空通路分别连接有金属软管，所述金属软管连接有一液态金属容器。
[0009]所述液态金属容器内壁和外壁，均设置有散热翅片。
[0010]本实用新型结构简单，只需要在原有反应釜的基础上更换机械搅拌机构即可，对反应釜本身结构和密闭性没有破坏，利用搅拌叶片、热交换管形成的笼形结构与反应物质直接接触，并在热交换管内填充有高热导率的液态金属流体，并通过在外部匹配液态金属驱动系统和液态金属热交换部分，即可解决现有技术的不足。
[0011]由于液态金属本身的特性:(I)液体金属具有远高于水、空气及许多非金属介质的热导率，因此液态金属散热相对传统水冷可实现更加高效的热量输运及极限散热能力；(2)液态金属的高电导属性使其可采用无任何运动部件的电磁栗驱动，驱动效率高，能耗低，而且没有任何噪音；(3)液态金属不易蒸发，不易泄漏，安全无毒，物化性质稳定，极易回收，是一种非常安全的流动工质，可以保证散热系统的高效，长期，稳定运行。因此在本实用新型中在导管内的循环流动采用电磁栗的形式，没有任何机械运动部件，在可靠性和噪音表现上优于水冷系统的机械栗。而且通过改变电子栗的功率，可以较便捷的调节液态金属循环速度，从而改变散热能力达到快速控温，比传统热管只能靠自然蒸发更具可控性。且液体金属具有远高于非金属材料的热导率，其导热系数是水的60?70倍，也远高于空气及许多传统制冷媒介的热导率，捕获热量的能力较强；其具有的流动性，也可实现快速高效的热量输运能力，这相对于已有的散热方式而言是一个观念性的革新。同时，液态金属的沸点高达2000°C，抗击极端温度的能力非常突出。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型搅拌装置结构示意图。
[0013]图中:1、驱动装置，2、中空管，3、旋转轴，4、搅拌叶片，5、热交换管。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型做详细说明。
[0015]如图1所示，本实用新型是一种放热反应控温装置，包括用于反应的密闭反应釜，所述反应釜上设置有机械搅拌装置，所述机械搅拌装置包括设置与反应釜外部的驱动装置，以及与所述驱动装置连接的旋转轴，旋转轴末端连接有搅拌叶片；所述旋转轴套嵌于一中空管内，且其与所述中空管内壁不接触，所述中空管外壁设置有多个中空的热交换管路，且热交换管路伸入反应釜内，成U形管状结构，所述多个U形管构成一笼形结构，所述热交换管路位于反应釜外部的部分设置有电磁栗，所述旋转轴中空通路与热交换管连接，热交换管内部填充有高热导率的冷却液态金属流体。
[0016]所述U形管外壁上设置有散热翅片。增加U形管的热量吸收效率，加快内部热量散逸速度。
[0017]所述旋转轴至少连接有4个U形管，每个U形管的末端均连接旋转轴末端中空通路。现有技术人员可以依据实际需要和客户需求来设置不同数量的U形管来达到最佳技术效果。
[0018]所述旋转轴位于反应釜外部端的中空通路分别连接有金属软管，所述金属软管连接有一液态金属容器。所述液态金属容器内壁和外壁，均设置有散热翅片。
[0019]本实用新型结构简单，只需要在原有反应釜的基础上更换机械搅拌机构即可，对反应釜本身结构和密闭性没有破坏，利用搅拌叶片、热交换管形成的笼形结构与反应物质直接接触，并在热交换管内填充有高热导率的液态金属流体，并通过在外部匹配液态金属驱动系统和液态金属热交换部分，即可解决现有技术的不足。
[0020]由于液态金属本身的特性:(I)液体金属具有远高于水、空气及许多非金属介质的热导率，因此液态金属散热相对传统水冷可实现更加高效的热量输运及极限散热能力；
(2)液态金属的高电导属性使其可采用无任何运动部件的电磁栗驱动，驱动效率高，能耗低，而且没有任何噪音；(3)液态金属不易蒸发，不易泄漏，安全无毒，物化性质稳定，极易回收，是一种非常安全的流动工质，可以保证散热系统的高效，长期，稳定运行。因此在本实用新型中在导管内的循环流动采用电磁栗的形式，没有任何机械运动部件，在可靠性和噪音表现上优于水冷系统的机械栗。而且通过改变电子栗的功率，可以较便捷的调节液态金属循环速度，从而改变散热能力达到快速控温，比传统热管只能靠自然蒸发更具可控性。且液体金属具有远高于非金属材料的热导率，其导热系数是水的60?70倍，也远高于空气及许多传统制冷媒介的热导率，捕获热量的能力较强；其具有的流动性，也可实现快速高效的热量输运能力，这相对于已有的散热方式而言是一个观念性的革新。同时，液态金属的沸点高达2000°C，抗击极端温度的能力非常突出。
[0021]以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种放热反应控温装置，其特征在于，包括用于反应的密闭反应釜，所述反应釜上设置有机械搅拌装置，所述机械搅拌装置包括设置与反应釜外部的驱动装置，以及与所述驱动装置连接的旋转轴，旋转轴末端连接有搅拌叶片；所述旋转轴套嵌于一中空管内，且其与所述中空管内壁不接触，所述中空管外壁设置有多个中空的热交换管路，且热交换管路伸入反应釜内，成U形管状结构，所述多个U形管构成一笼形结构，所述热交换管路位于反应釜外部的部分设置有电磁栗，所述旋转轴中空通路与热交换管连接，热交换管内部填充有高热导率的冷却液态金属流体。2.根据权利要求1所述的一种放热反应控温装置，其特征在于，所述U形管外壁上设置有散热翅片。3.根据权利要求1所述的一种放热反应控温装置，其特征在于，所述旋转轴至少连接有4个U形管，每个U形管的末端均连接旋转轴末端中空通路。4.根据权利要求1所述的一种放热反应控温装置，其特征在于，所述旋转轴位于反应釜外部端的中空通路分别连接有金属软管，所述金属软管连接有一液态金属容器。5.根据权利要求4所述的一种放热反应控温装置，其特征在于，所述液态金属容器内壁和外壁，均设置有散热翅片。
【专利摘要】本实用新型公开了一种放热反应控温装置，包括用于反应的密闭反应釜，反应釜上设置有机械搅拌装置，机械搅拌装置包括设置与反应釜外部的驱动装置，以及与驱动装置连接的旋转轴,旋转轴末端连接有搅拌叶片；旋转轴套嵌于一中空管内，且其与中空管内壁不接触，中空管外壁设置有多个中空的热交换管路伸入反应釜内，形成U形管状结构，多个U形管构成一笼形结构，热交换管位于反应釜外部的部分设置有电磁泵，旋转轴中空通路与热交换管连接，热交换管内部填充有高热导率的冷却液态金属流体。本实用新型结构简单，只需要在原有反应釜的基础上更换机械搅拌机构即可，在热交换管内填充冷却用的液态金属流体，在外部匹配液态金属驱动系统和液态金属热交换部分即可。
【IPC分类】B01J19/18
【公开号】CN204891882
【申请号】CN201520688312
【发明人】张兆沛, 魏燕丽, 付远志, 付庆云
【申请人】河南科技学院
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月8日