一种化学实验室用简易快速反应器的制作方法

本发明涉及化学反应设备技术领域，更具体地说，涉及一种化学实验室用简易快速反应器。

背景技术：

化学实验室是提供化学实验条件及其进行科学探究的重要场所。其内有大量的仪器：铁架台、石棉网、酒精灯等实验工具。化学反应是指分子破裂成原子，原子重新排列组合生成新分子的过程，称为化学反应。在反应中常伴有发光发热变色生成沉淀物等，判断一个反应是否为化学反应的依据是反应是否生成新的分子。

在进行化学实验过程中，当需要进行气液或液液反应时，需要用到反应容器进行反应，一般的气液或液液反应容器都会配套带有搅拌机构，用于对内部的液体进行充分搅拌，而现有的搅拌机构大都为叶片或叶轮结构，需要外置驱动源进行驱动，这样的搅拌机构不仅成本高，且存在搅拌死角，容器内部的液体得不到充分搅拌，从而影响反应效率。

另外在进行气液或液液反应时，通常会对反应容易内部进行加压，用以提高反应速率，现有技术中通常采用加压设备对反应容器内部进行加压，不仅增加了设备成本，且在使用时还可能发生容器内部压强过高导致的安全事故。

技术实现要素：

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种化学实验室用简易快速反应器，可以实现化学反应中气液或液液反应的快速进行，使用时只需按压压杆即可对外筒内部的液体进行充分搅拌，且在搅拌同时对外筒内部进行加压，整个设备成本低，操作简单，安全性高。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种化学实验室用简易快速反应器，包括外筒和设置在外筒内部的内筒，所述内筒和外筒同轴心设置，所述内筒的侧壁上开设有多个均匀分布的双向导流孔，所述内筒的内部设有活塞板，所述活塞板与内筒的内壁相贴合，所述活塞板的上表面中心处固定有活塞杆，所述活塞杆的顶端贯穿内筒和外筒的顶部，所述活塞杆的顶端连接有顶板，所述顶板的外壁连接有横杆，所述横杆的端部连接有传动竖杆，所述传动竖杆的下半段外壁上固定有齿条，所述外筒靠近传动竖杆的一侧外壁上固定有安装块，所述安装块上卡接有转轴，所述转轴的外壁上固定有外齿轮，所述外齿轮与齿条啮合设置，所述转轴的前端外壁上套接有压杆，所述压杆与安装板之间的夹角为-°，且压杆顺时针转动至水平位置时齿条上移至最大行程处，所述外筒靠近压杆的一侧外壁上固定有水平设置的安装板，所述安装板的上表面固定有弧形弹簧，所述弧形弹簧的另一端与压杆的外壁相连接。使用装置时，往外筒内部加入带搅拌液体，液体通过双向导流孔进入内筒的内部，往下按压压杆从而带动齿条上移，此时传动竖杆带动顶板和活塞板上移，从而将活塞板上侧的液体由内筒内压出进入外筒内，松开齿条后，在弧形弹簧的作用下带动齿条复位，从而带动活塞板下压，将活塞板下侧的液体压出，活塞板反复上下运动，能够带动外筒和内筒内部的液体进行充分流动，且双向导流孔均匀分布在内筒的外壁上，从而实现对液体进行充分搅拌，无需电机和搅拌叶片，不仅节约了设备能耗、降低了设备成本，且搅拌效果相较于现有的叶片搅拌机构效率更高，还能够避免固体颗粒的沉积现象，保证液体反应的充分均匀。

进一步的，所述双向导流孔靠近内筒内部一侧的孔径大于双向导流孔靠近内筒外侧的孔径。双向导流孔靠近内筒内部一侧的孔径大于双向导流孔靠近内筒外侧的孔径，当内筒内部的液体进入外筒内部时，能够有效增加液体流出时的瞬时流速，提高外筒内部液体的湍流效果，进一步提高反应速率。

进一步的，所述顶板与外筒的上表面件套接有环形气囊，所述环形气囊的出气口连接有气囊出气管，所述环形气囊的进气口连接有气囊进气管，所述外筒的上侧壁上开设有多个通孔，且左右两侧的通孔内分别设有第一单向阀和第二单向阀，多个所述第一单向阀均与气囊出气管连接，多个所述第二单向阀均与气囊进气管连接，所述第二单向阀的进口处均覆盖有阻水通气膜，所述阻水通气膜优选为gore-tex阻水透气材料。通过设置环形气囊和多个第一单向阀、第二单向阀，顶板下压时对环形气囊进行挤压，空气由第一单向阀进入外筒内部，当顶板回位时，空气由第二单向阀流出返回环形气囊内，当空气进入外筒内部时，能够增加外筒内部压强，提高整体反应效率，无需单独的加压设备，进一步降低了设备成本。

进一步的，所述外筒的外壁上设有用于为环形气囊充气的气泵。

进一步的，所述压杆为不锈钢管，且压杆的外壁上覆盖有橡胶层。

进一步的，所述安装板的上表面还设有两组第一条形磁铁，所述压杆的外壁上设有两组第二条形磁铁，所述压杆转动至水平方向时第二条形磁铁和第一条形磁铁上下对应，且第二条形磁铁和第一条形磁铁的磁极相互排斥设置。设置第一条形磁铁和第二条形磁铁，第一条形磁铁和第二条形磁铁间的排斥作用能够在压杆回位时提供回复力，加速压杆的回位速度。

进一步的，所述外筒靠近传动竖杆的一侧外壁上靠下侧固定有两组下限位座，所述下限位座的中心处开设有第一限位孔，所述传动竖杆插接在第一限位孔内，所述第一限位孔的内壁上开设有多个均匀分布的球形槽，所述球形槽的内部填充有滚珠，多个所述滚珠均与传动竖杆的外壁相贴合。设置下限位座能够对传动竖杆进行辅助限位，且设置有球形槽和滚珠，能够避免传动竖杆与下限位座产生相对运动时造成卡死现象。

进一步的，所述传动竖杆的上半段外壁上套接有上限位座，所述外筒的顶部靠近传动竖杆的一侧焊接有支架，所述上限位座固定在支架上，所述传动竖杆的左右两侧外壁上均开设有卡接槽，所述卡接槽的横截面为球形，所述上限位座的中心处开设有第二限位孔，所述传动竖杆插接在第二限位孔内，所述传动竖杆与上限位座相接触的三个面上均匀固定有多个支杆，每个所述支杆的端部均固定有卡接球。设置卡接槽和支杆能够对传动竖杆进行限位，球形的卡接槽与支杆不仅能够实现牢固卡接，还能避免卡死现象发生。

进一步的，所述外筒的上侧壁上开设有进料口，所述外筒的下侧壁上开设有出料口，所述进料口处连接有进料管，且进料管内部固定有过滤装置，所述过滤装置采用过滤网。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

(1)本发明可以实现化学反应中气液或液液反应的快速进行，使用时只需按压压杆即可对外筒内部的液体进行充分搅拌，且在搅拌同时对外筒内部进行加压，操作简单，安全性高。本发明的反应容器无需电机和搅拌叶片进行搅拌，不仅节约了设备能耗、降低了设备成本，且搅拌效果相较于现有的叶片搅拌机构效率更高，还能够避免固体颗粒的沉积现象，保证液体反应的充分均匀。

(2)双向导流孔靠近内筒内部一侧的孔径大于双向导流孔靠近内筒外侧的孔径，当内筒内部的液体进入外筒内部时，能够有效增加液体流出时的瞬时流速，提高外筒内部液体的湍流效果，进一步提高反应速率。

(3)通过设置环形气囊和多个第一单向阀、第二单向阀，顶板下压时对环形气囊进行挤压，空气由第一单向阀进入外筒内部，当顶板回位时，空气由第二单向阀流出返回环形气囊内，当空气进入外筒内部时，能够增加外筒内部压强，提高整体反应效率，无需单独的加压设备，进一步降低了设备成本。

(4)设置第一条形磁铁和第二条形磁铁，第一条形磁铁和第二条形磁铁间的排斥作用能够在压杆回位时提供回复力，加速压杆的回位速度。

(5)设置下限位座能够对传动竖杆进行辅助限位，且设置有球形槽和滚珠，能够避免传动竖杆与下限位座产生相对运动时造成卡死现象。

(6)设置卡接槽和支杆能够对传动竖杆进行限位，球形的卡接槽与支杆不仅能够实现牢固卡接，还能避免卡死现象发生。

附图说明

图1为本发明的正视图；

图2为图1中a处的放大结构示意图；

图3为本发明中上限位座的侧视图；

图4为本发明中上限位座的俯视图。

图中标号说明：

1外筒、2内筒、3双向导流孔、4活塞板、5活塞杆、6顶板、7环形气囊、8气囊出气管、9第一单向阀、10气囊进气管、11第二单向阀、12阻水通气膜、13横杆、14传动竖杆、15齿条、16安装块、17转轴、18外齿轮、19压杆、20下限位座、21上限位座、22安装板、23弧形弹簧、24第一条形磁铁、25第二条形磁铁、26球形槽、27滚珠、28卡接槽、29支杆、30卡接球。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1，一种化学实验室用简易快速反应器，包括外筒1和设置在外筒1内部的内筒2，内筒2和外筒1同轴心设置，内筒2的侧壁上开设有多个均匀分布的双向导流孔3，内筒2的内部设有活塞板4，活塞板4与内筒2的内壁相贴合，活塞板4的上表面中心处固定有活塞杆5，活塞杆5的顶端贯穿内筒2和外筒1的顶部，活塞杆5的顶端连接有顶板6，顶板6的外壁连接有横杆13，横杆13的端部连接有传动竖杆14，传动竖杆14的下半段外壁上固定有齿条15，外筒1靠近传动竖杆14的一侧外壁上固定有安装块16，安装块16上卡接有转轴17，转轴17的外壁上固定有外齿轮18，外齿轮18与齿条15啮合设置，转轴17的前端外壁上套接有压杆19，压杆19为不锈钢管，且压杆19的外壁上覆盖有橡胶层。压杆19与安装板22之间的夹角为50-70°，且压杆19顺时针转动至水平位置时齿条15上移至最大行程处，外筒1靠近压杆19的一侧外壁上固定有水平设置的安装板22，安装板22的上表面固定有弧形弹簧23，弧形弹簧23的另一端与压杆19的外壁相连接，外筒1的上侧壁上开设有进料口，外筒1的下侧壁上开设有出料口，进料口处连接有进料管，且进料管内部固定有过滤装置，过滤装置采用过滤网。使用装置时，往外筒1内部加入带搅拌液体，液体通过双向导流孔3进入内筒2的内部，往下按压压杆19从而带动齿条15上移，此时传动竖杆14带动顶板6和活塞板4上移，从而将活塞板4上侧的液体由内筒2内压出进入外筒1内，松开齿条15后，在弧形弹簧23的作用下带动齿条15复位，从而带动活塞板4下压，将活塞板4下侧的液体压出，活塞板4反复上下运动，能够带动外筒1和内筒2内部的液体进行充分流动，且双向导流孔3均匀分布在内筒2的外壁上，从而实现对液体进行充分搅拌，无需电机和搅拌叶片，不仅节约了设备能耗、降低了设备成本，且搅拌效果相较于现有的叶片搅拌机构效率更高，还能够避免固体颗粒的沉积现象，保证液体反应的充分均匀。

请参阅图1，双向导流孔3靠近内筒2内部一侧的孔径大于双向导流孔3靠近内筒2外侧的孔径。双向导流孔3靠近内筒2内部一侧的孔径大于双向导流孔3靠近内筒2外侧的孔径，当内筒2内部的液体进入外筒1内部时，能够有效增加液体流出时的瞬时流速，提高外筒1内部液体的湍流效果，进一步提高反应速率。

请参阅图1，顶板6与外筒1的上表面件套接有环形气囊7，环形气囊7的出气口连接有气囊出气管8，环形气囊7的进气口连接有气囊进气管10，外筒1的上侧壁上开设有多个通孔，且左右两侧的通孔内分别设有第一单向阀9和第二单向阀11，多个第一单向阀9均与气囊出气管8连接，多个第二单向阀11均与气囊进气管10连接，第二单向阀11的进口处均覆盖有阻水通气膜12，阻水通气膜12优选为gore-tex阻水透气材料，外筒1的外壁上设有用于为环形气囊7充气的气泵。通过设置环形气囊7和多个第一单向阀9、第二单向阀11，顶板6下压时对环形气囊7进行挤压，空气由第一单向阀9进入外筒1内部，当顶板6回位时，空气由第二单向阀11流出返回环形气囊7内，当空气进入外筒1内部时，能够增加外筒1内部压强，提高整体反应效率，无需单独的加压设备，进一步降低了设备成本。

请参阅图1，安装板22的上表面还设有两组第一条形磁铁24，压杆19的外壁上设有两组第二条形磁铁25，压杆19转动至水平方向时第二条形磁铁25和第一条形磁铁24上下对应，且第二条形磁铁25和第一条形磁铁24的磁极相互排斥设置。设置第一条形磁铁24和第二条形磁铁25，第一条形磁铁24和第二条形磁铁25间的排斥作用能够在压杆19回位时提供回复力，加速压杆19的回位速度。

请参阅图1-2，外筒1靠近传动竖杆14的一侧外壁上靠下侧固定有两组下限位座20，下限位座20的中心处开设有第一限位孔，传动竖杆14插接在第一限位孔内，第一限位孔的内壁上开设有多个均匀分布的球形槽26，球形槽26的内部填充有滚珠27，多个滚珠27均与传动竖杆14的外壁相贴合。设置下限位座20能够对传动竖杆14进行辅助限位，且设置有球形槽26和滚珠27，能够避免传动竖杆14与下限位座20产生相对运动时造成卡死现象。

请参阅图1、3-4，传动竖杆14的上半段外壁上套接有上限位座21，外筒1的顶部靠近传动竖杆14的一侧焊接有支架，上限位座21固定在支架上，传动竖杆14的左右两侧外壁上均开设有卡接槽28，卡接槽28的横截面为球形，上限位座21的中心处开设有第二限位孔，传动竖杆14插接在第二限位孔内，传动竖杆14与上限位座21相接触的三个面上均匀固定有多个支杆29，每个支杆29的端部均固定有卡接球30。设置卡接槽28和支杆29能够对传动竖杆14进行限位，球形的卡接槽28与支杆29不仅能够实现牢固卡接，还能避免卡死现象发生。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。