[實用新型]氣氛保護高溫固相反應防倒吸裝置

有效

• 申請號: 201320581599.3
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN203507996U
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 董忠平;肖淑艷;胡鋒
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00;B01J19/14
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域：

本實用新型涉及一種氣氛保護高溫固相反應防倒吸裝置，屬于實驗室儀器。

背景技術：

在材料合成實驗中，經常用到的一個方法就是氣氛保護高溫固相反應。目前使用的氣氛保護高溫固相反應裝置主要由三個部分組成，包括有管式氣氛爐，提供高溫條件；空的廣口瓶，用于接收倒吸產生的水；盛水廣口瓶，用于隔絕空氣，防止空氣進入反應體系。經常應用這套裝置進行試驗的科研工作者會發現這樣的一個問題，就是反應結束后，爐溫降到室溫，盛水瓶中發生水倒吸。倒吸是由反應前后氣路氣壓發生變化，氣路中氣壓低于外界大氣壓引起的。氣路中氣壓降低由兩個方面引起，一方面是長時間反應使得氣瓶氣壓降低，引起整個氣路氣壓低于外界大氣壓，導致倒吸；另一方面，我們設置最終氣體流量是在爐溫達到反應溫度之后，反應體系屬于高溫。眾所周知，對于一定量的氣體，在固定體積下，氣壓和溫度成正比關系，反應結束，爐溫降低，必然氣路中氣壓降低，當氣壓低至外界大氣壓以下時，就會發生倒吸現象。對于一套反復使用的氣路裝置，由于每次發生倒吸現象，都會有大量水吸入空廣口瓶中，因此每次進行下一個實驗，都需要打開空廣口瓶的塞子傾倒液體，再次密封后，還需檢查氣密性，非常麻煩。尤其對于一些發生嚴重倒吸的情況，可能會漏氣，這對于實驗的結果和效果會有重大影響。

實驗中為了避免倒吸，一種方法是采用相對較大的氣流量進行反應，爐溫降到室溫時氣路中氣體氣壓仍高于外界大氣壓；另外，對于時間較長的反應，如果氣瓶中氣體量較少時，直接放棄使用，采用滿氣瓶進行實驗，這種方法顯然可以避免倒吸，但是，不足之處在于，氣體的浪費，惰性氣體，如氬氣，較貴。事實上，對于氣氛保護下進行的反應來說，氣體的作用僅僅是隔絕空氣，不參與反應，因此，氣體流量不必太大。

發明內容：

本實用新型的目的在于提供一種通過氣路中氣壓的變化，自動打開和關閉氣路，允許正向氣流流出，禁止逆向氣流流入，阻止盛水廣口瓶中水倒吸現象發生的一種氣氛保護高溫固相反應裝置。

技術解決方案

本實用新型包括：盛水廣口瓶、廣口瓶塞，廣口瓶塞設有進氣管和出氣管，出氣管由兩個單體組成，單體的一端部為圓筒狀，另一端為頸管細管，兩個單體的圓筒狀部位通過螺紋連接，出氣管空腔內設有輕質軟橡膠球，球的直徑大于頸管細管直徑。

進一步：兩個單體圓筒狀部位通過磨砂口連接。

發明的效果：

①節約氣體。在氣路中通入相對較小流量的保護氣體，即可使實驗順利進行，而不必運用大流量保護氣體進行實驗，對于反應時間較長的實驗，也不必更換滿瓶氣。

②節約時間。根據反應氣路中氣壓變化，自動開關氣路，阻止倒吸，實驗員不必頻繁監控實驗過程。

③使用的橡膠球為軟橡膠球，密封性好，如果長時間使用后，發生硬化，可以將出氣管擰開，可以很方便地將輕質軟橡膠球更換。

附圖說明

圖1為本實用新型出氣管結構示意圖；

圖2為本實用新型使用狀態圖；

圖3為現有氣氛保護高溫固相反應裝置圖。

具體實施方式

本實用新型包括管式氣氛爐1、管式氣氛爐1的爐管通過導氣管連接空廣口瓶2，空廣口瓶2通過導氣管連接盛水廣口瓶3、盛水廣口瓶3瓶塞上設有進氣管和出氣管4，出氣管4由兩個單體組成，單體的一端部為圓筒狀5，另一端為頸管細管6，兩個單體的圓筒狀5部位通過螺紋連接，出氣管4的空腔內設有輕質軟橡膠球7，輕質軟橡膠球7的直徑大于頸管細管6的直徑。

進一步：兩個單體圓筒狀部位通過磨砂口連接。

使用時，氣體由氣瓶首先進入管式氣氛爐1，然后依次通過氣路進入空廣口瓶2和盛水廣口3，最后通過盛水廣口瓶3瓶塞上的出氣管4氣體排出。管式氣氛爐1升溫之前，先通大流量氣體將氣路中空氣排出，之后，管式氣氛爐1升溫，達到反應所需要的高溫時，重新設定保護氣體流量，使氣路中氣壓稍大于大氣壓即可。反應剛開始時，由于輕質軟橡膠球7本身重力，會落于頸管細管6管口處。在反應過程中，氣體不斷通入，當氣路中氣壓產生對輕質軟橡膠球7的壓力大于外界大氣壓對輕質軟橡膠球7產生的壓力與輕質軟橡膠球7的重力之和時，輕質軟橡膠球7將離開頸管細管6下端口處，氣體排出。釋放氣體后，輕質軟橡膠球7落下，關閉氣路。在反應溫度沒發生變化時，這個過程反復循環；在實驗過程結束后，爐溫降低，氣路中的氣壓逐漸減小，當氣路中氣壓產生對輕質軟橡膠球7的壓力小于外界大氣壓對輕質軟橡膠球7產生的壓力與輕質軟橡膠球7的重力之和時，輕質軟橡膠球7將落于頸管細管6下端口處，將氣路封閉，阻止外界氣體進入氣路，抑制倒吸。