专利名称：一种超声过滤反应器及其使用方法
技术领域：
本发明涉及化学试剂反应器，尤其涉及一种超声过滤反应器及其使用方法。
背景技术：
在两种或两种以上物质进行化学反应时，特别是反应物或产物中含有固 体和液体时，普遍采用的方法是在一专门的容器中发生化学反应，反应产物 通过过滤器进行过滤、分离液体和固体。目前市场上的过滤器一般有正压过 滤器和负压过滤器。正压过滤器是对要过滤的溶液加压，使溶液通过滤膜，
不溶物质被滤膜阻挡，达到溶液与固体物质分离的目的；负压过滤器是对过 滤后的溶液抽真空，压力使溶液通过滤膜，而不溶物质被滤膜阻挡，达到溶 液与固体物质分离的目的。这两类产品都不能进行化学反应。
而如果需要对溶液进行超声时， 一般都要把整个反应的容器放到台式超 声器水槽中进行超声来加速反应或溶解。而超声和过滤是分开进行的，既不 能保证反应的连续性，又不能控制反应气氛。
发明内容
本发明的目的是提供一种集反应、溶解、过滤、分离和超声一体的超声 过滤反应器，以使各种物质反应过程和产物的溶解分离过程要在同一个装置 中进行并可以控制反应气氛。
为了实现上述目的，本发明提供一种超声过滤反应器，包括上下开口 的容器主体，所述容器主体设有至少两个圆柱状开孔，所述两个开孔都通过 密封套件插入一管， 一个管为用于抽气或压气的气管，另一个管为用于进液 或出液的液管；
上盖，具有一中心孔，通过一上部可拆卸法兰箍与所述容器主体上部紧
密连接；
投入式超声仪，其超声头通过所述上盖中的中心孔放置到所述容器主体内部；以及
漏斗，其上口通过一下部可拆卸法兰箍与所述容器主体下部紧密连接， 其下口通过一法兰连接件与一活塞相连，所述漏斗上口内放置有一具有小孔 的玻璃砂板。
优选地，所述上盖为球面凸起形。
优选地，所述其中两个开孔左右对称。
优选地，所述圆柱状开孔的中心轴与所述容器主体中心轴呈适当角度向上。
优选地，所述容器主体为圆柱状，其上下开口的直径比容器主体的直径 要小。
优选地，所述玻璃砂板上置有一滤膜。 优选地，所述反应器还包括一固定容器主体的仪器支架。 优选地，所述反应器还包括一缠绕在所述容器主体上的加热带，所述加 热带通过温度控制器调节温度。
相应地，本发明还提供一种超声过滤器的使用方法，所述方法包括以下
步骤
Sl:把投入式超声仪的超声头放入容器主体内，盖上上盖,套上上部可 拆卸法兰箍并箍紧不能漏气；
S2:在漏斗上放张滤膜加上密封圈与容器主体下口对好扣上，套上下部 可拆卸法兰箍并箍紧不能漏气，活塞关闭。
S3:打开气管抽气，使容器主体内气压小于外面大气压，再打开液管使 要反应的混合物进入容器主体，完成后关闭气管和液管；
S4:打开超声器超声加快反应过程，反应完成后关闭超声器；
S5:打开活塞，打开气管压气，使容器主体内气压大于外面大气压，反
应后的溶液经过滤膜流出，反应后的固体物留在容器主体内，完成后关闭气
管和活塞；
S6:打开气管抽气，从液管中加入与固体物进行反应的试剂，加完后关
闭气管，打开超声器进行超声反应，反应完成后关闭超声器，重复步骤S5得
到溶液，直到固体物反应完。
由上述技术方案可知，本发明结构的超声反应过滤器使各种物质的反应过程和产物的溶解分离过程要在同一个装置中进行，适用于两种以上物质进 行反应生成液体和固体，并对液体产物和固体产物进行分离，本发明能够实 现负压进样，正压出样，正压过滤等功能，集反应，溶解，过滤，分离于一 身，具有连续性。
其优点是(1)可以控制反应气氛，反应气氛可以根据需要进行任意的 抽取和注入；(2)避免从反应装置移到分离装置过程中外来物质的污染；(3) 减少了工艺流程的操作步骤；(4)降低了操作人员的劳动强度；(5)提高了生 产效率。
通过以下参照附图对优选实施例的说明，本发明的上述以及其它目的、 特征和优点将更加明显。
图1为本发明的一种超声过滤反应器的结构示意图。
具体实施例方式
下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只 用于举例说明，并不用于限制本发明。
本发明的超声过滤反应器主要组成部分有上盖1、容器主体3、漏斗5 以及其超声头内置在容器主体3内的超声仪6，其中所述上盖1和容器主体 3的上口通过上部可拆卸法兰箍2连接在一起，所述漏斗5和容器主体3通 过下部可拆卸法兰箍4连接在一起。
结合附图1，下面详细描述本发明的超声反应过滤器各部分的结构。
如图1所示，上盖1中心处有圆柱状开孔，开孔处有密封套件，可以从 该孔插入超声仪6的引线管，并且能够密封不漏气。上盖的上部可以是球面 凸起，其下部可以是带外沿平面圆口，圆口外侧直径形状与容器主体3上口 外侧直径形状完全一致，这样可以通过上部法兰箍2能够使上盖和容器主体 紧密结合在一起。
这里所述的上部可拆卸法兰箍2和下部可拆卸法兰箍4具有同样的结构， 只是大小不同，因此这里仅描述上部可拆卸法兰箍2的结构，本领域普通技 术人员可以从描述的上部可拆卸法兰箍的结构获知下部可拆卸法兰箍的结构。上部可拆卸法兰箍的结构为由两个有一定宽度的半圆对起来的圆环，且
内侧有凹槽。当上盖1盖在容器主体3时，它们口部吻合的外沿能够嵌入到凹槽中，这里槽和沿都是楔形状，并且两个半圆合的越紧，上盖和容器主体上口压的就越紧，为了能够密封不漏气，上盖和容器主体上口之间还可以设有密封圈。
容器主体3上下都有开口，其整体外型可以是圆柱状或者其它类似的形状，上下开口直径比容器主体直径要小，容器的上半部分具有两个圆柱状开孔，可以是左右对称，也可以非对称。开孔的中心轴与容器主体3中心轴约呈适当角度向上，两个开孔上都安装密封套件，可以插入直管并且密封不漏气。这两个插入的直管， 一个是气管8，其插入容器内较少，有5cm左右，作为抽气或压气用；另一个是液管9，其插入到容器底部，作为进液或出液用。也可根据需要增加另外的开口。
漏斗5可以为玻璃砂漏斗，其上口外侧直径形状与容器主体3下口外侧直径形状完全一样。漏斗上口内放置有圆形玻璃砂板，玻璃砂板直径大小与漏斗上口内径相吻合，漏斗上口有直角下陷平台，平台宽度5mm左右，下陷深度与玻璃砂板厚度一致，圆形玻璃砂板放入漏斗上口内，左右不会移动，上面与漏斗口在同一个平面内，不凸起也不凹陷。玻璃砂板本身有大量空隙是能够漏过液体的。漏斗下口通过法兰连接件与一四氟放料活塞IO相连接。使用时圆形玻璃砂板放到漏斗上口内，在上面盖上滤膜再放上密封圈与容器主体3下口对上，再用下部可拆卸法兰箍4连接并箍紧至不会漏液体。
投入式超声仪6由控制器、引线、超声头ll组成，超声头ll是不锈钢圆柱体，圆柱体上面连接有不锈钢管，管内是引线。超声头11放在容器内底部，引线管从上盖l中心孔穿出，引线连到控制器上。
本发明可以使用可拆卸的加热带对其反应温度进行控制，加热带缠绕在反应器上，可以通过温度控制器调节温度。
本发明通过仪器支架7来固定容器主体，仪器支架的下面是一个四方铸铁平台，大小比容器主体外径大1.5倍左右，在铸铁平台一侧安装三根钢管，中间的钢管粗一些，在钢管底部和中部有固定三根钢管相对位置的固定铁块，在中间粗钢管上还有两个可以滑动的铁块，铁块上安有可以伸縮的托架用于固定容器主体。
本发明的超声过滤反应器使用步骤如下
1) 第一次使用时，把超声头11放入容器内，引线管从上盖1的中心孔伸
出，放好密封圈盖上上盖,套上上部可拆卸法兰箍2并箍紧不能漏气。
2) 在玻璃砂漏斗5上放张滤膜加上密封圈与容器主体3下口对好扣上,套上下部可拆卸法兰箍4并箍紧不能漏气，放料活塞10关闭。
3) 打开气管8抽气，使容器主体3内气压小于外面大气压，再打开液管9使要反应的混合物(试剂和细粒固体物)进入容器主体3，完成后关闭气管8、液管9。反应物中如有大块固体可以从容器主体3上口放入。
4) 打开超声器6超声加快反应过程,超声时间可以在0 480分钟内任意设置，反应完成后关闭超声器6。
5) 打开放料活塞10,打开气管8加压,使容器主体3内气压大于外面大气压，溶液经过滤膜流出，固体物留在容器主体3内。完成后关闭气管8、放料活塞10。
6) 打开气管8抽气,从液管9中加入试剂，加完后关闭气管8，打开超声器6超声反应。反应完成后关闭超声器6。重复上一步骤得到溶液。
7) 如果还有固体物没有反应完，可以多次重复上一步骤直到反应完全。卸下玻璃砂漏斗5去掉滤膜，换上新滤膜并装好玻璃砂漏斗5准备进行下次反应。
本发明的超声过滤反应器集反应，溶解，过滤，分离于一身的新装置，
具有操作的连续性，具有以下优点
1) 超声仪安装在容器里，可以浸入到反应物中对其直接振荡加热，提高了使用效率；
2) 容器主体上有进气口和加料口，可以从进气口对容器进行抽气和换气，保证反应在惰性气氛下进行，从加料口加入料液，气管抽气时液管就会进液，气管进气时液管就会排液。这种进液和排液的方式属于封闭式，可以有效避免溶液的挥发，保证反应器的气氛，特别是对有机试剂效果很显著，并且还避免了外界物质对溶液的污染，也不污染环境；3) 容器主体下面安装的漏斗，反应完成后打开漏斗下方四氟放料活塞，从气管对容器加压，反应后的液体就会从四氟放料活塞中流出，而固体物质留在容器中。反应完成后直接进行过滤，可以避免从反应装置移到分离装置过程中外来物质的污染，减少了工艺流程的操作
步骤，降低了操作人员的劳动强度，提高了生产效率；
4) 根据反应物的溶解性，可以连续加入不同试剂，对固体进行溶解，再过滤、分离，在超声的作用下，达到充分溶解并分离的目的。
虽然已参照典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
权利要求
1、一种超声过滤反应器，其特征在于，所述反应器包括上下开口的容器主体，所述容器主体设有至少两个圆柱状开孔，其中两个开孔通过密封套件分别插入一管，一个管为用于抽气或压气的气管，另一个管为用于进液或出液的液管；上盖，具有一中心孔，通过一上部可拆卸法兰箍与所述容器主体上部紧密连接；投入式超声仪，其超声头通过所述上盖中的中心孔放置到所述容器主体内部；以及漏斗，其上口通过一下部可拆卸法兰箍与所述容器主体下部紧密连接，其下口通过一法兰连接件与一活塞相连，所述漏斗上口内放置有一具有小孔的玻璃砂板。
2、 根据权利要求1所述的超声过滤反应器，其特征在于，所述上盖为 球面凸起形。
3、 根据权利要求1所述的超声过滤反应器，其特征在于，所述其中两 个开孔左右对称。
4、 根据权利要求1所述的超声过滤反应器，其特征在于，所述圆柱状 开孔的中心轴与所述容器主体中心轴呈适当角度向上。
5、 根据权利要求1所述的超声过滤反应器，其特征在于，所述容器主 体为圆柱状，其上下开口的直径比容器主体的直径要小。
6、 根据权利要求1所述的超声过滤反应器，其特征在于，所述玻璃砂 板上置有一滤膜。
7、 根据权利要求1-6任意一项所述的超声过滤反应器，其特征在于， 所述反应器还包括一固定容器主体的仪器支架。
8、 根据权利要求1-6任意一项所述的超声过滤反应器，其特征在于， 所述反应器还包括一缠绕在所述反应器的加热带，所述加热带通过温度控制 器调节温度。
9、 一种超声过滤器的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤: Sl:把投入式超声仪的超声头放入容器主体内，盖上上盖，套上上部可拆卸法兰箍并箍紧不能漏气；S2:在漏斗上放张滤膜加上密封圈与容器主体下口对好扣上，套上下部 可拆卸法兰箍并箍紧不能漏气，活塞关闭。S3:打开气管抽气，使容器主体内气压小于外面大气压,再打开液管使 要反应的混合物进入容器主体，完成后关闭气管和液管；S4:打开超声器超声加快反应和溶解过程，反应完成后关闭超声器；S5:打开活塞，打开气管压气，使容器主体内气压大于外面大气压，反应后的溶液经过滤膜流出，反应后的固体物留在容器主体内，完成后关闭气管和活塞；S6:打开气管抽气，从液管中加入与固体物进行反应的试剂，加完后关 闭气管,打开超声器进行超声反应，反应完成后关闭超声器，重复步骤S5得 到溶液，直到固体物反应完。
全文摘要
本发明公开了一种超声过滤反应器，包括上下开口的容器主体，所述容器主体设有至少两个圆柱状开孔，其中两个开孔通过密封套件插入一管，一个管为用于抽气或压气的气管，另一个管为用于进液或出液的液管；上盖，具有一中心孔，通过一上部可拆卸法兰箍与所述容器主体上部紧密连接；投入式超声仪，其超声头通过所述上盖中的开孔放置到所述容器主体内部；以及漏斗，其上口通过一下部可拆卸法兰箍与所述容器主体下部紧密连接，其下口通过一法兰连接件与一活塞相连，所述漏斗上口内放置有一具有小孔的玻璃砂板。本发明集反应、溶解、过滤、分离和超声于一体，减少了工艺流程的操作步骤，降低了操作人员的劳动强度，提高了生产效率。
文档编号B01J19/10GK101664664SQ20091017757
公开日2010年3月10日 申请日期2009年9月16日 优先权日2009年9月16日
发明者孙宝云, 董金泉 申请人:中国科学院高能物理研究所