实验室智能反应系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种实验室智能反应系统，所述系统包括反应装置、自动控制装置以及中央监控平台，所述中央监控平台包括数据处理器和显示器，所述数据处理器与显示器相连；所述反应装置包括釜体、釜盖、夹套、搅拌桨、搅拌轴以及搅拌电机，所述釜盖设有进料口、出料口以及探头安装口，所述探头安装口安装有温度探头；所述自动控制装置包括控制柜，所述控制柜内设有进料流量控制器、搅拌速度控制器以及夹套循环油温度控制器。本实用新型的实验室智能反应系统实现了实验设计、实验过程控制和实验结果处理的一体化，最大限度地减少人工操作对实验过程的影响，缩短实验时间，提高实验效率。
【专利说明】实验室智能反应系统【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种智能反应系统，尤其是一种实验室智能反应系统，属于自动控制【技术领域】。
【背景技术】
[0002]在医药品、高分子材料、化工中间体等产品研发过程中，反应装置是核心，通常在研发过程中是把各种反应物料添加至反应装置中，通过调节控制外围条件，如流量、物料配t匕、温度、压力、反应时间、PH等，进行化学反应生成目标产物。然而随着市场对产品要求的不断提高，专利对产品形态或是晶型的保护，使得当有多种外围因素对产品的性能或产物的种类都有影响时，会出现以下缺陷:
[0003]I)劳动强度大，自动化程度低，研发周期长:在材料行业，获得一种最优配方的产品，需在实验室不断的进行大量的重复性试验，并进行评价参数的对比，从而确定最佳的产品配方，且目前都是通过人工实验的方式进行大量重复性实验，把每次实验结果进行记录，把多组实验结果进行对比，从而获得最佳的产品配方，整个过程实验强度大，影响因素多，效率低。
[0004]2)过程控制精度较低:人们常使用单元组合仪表来实现反应釜的自动控制，但是工艺人员通过单元组合仪表很难实现对各个工艺指标精确的控制，极易因操作不及时而导致生产不稳定或者事故的发生。 [0005]3)稳定性和可再现差，人为干扰对实验结果影响大:由于很多反应釜进料还是人工控制或是半自动化控制，受操作人员水平高低的影响，同一配方不同操作人员进行实验，得到的结果相差较大。
[0006]因此，研发一种自动化程度高、控制精度好、操作便捷、应用范围广的智能反应系统是当前的重要课题。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的，是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种可以实现远程自动控制，且安全可靠、控制精度高的实验室智能反应系统。
[0008]本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到:
[0009]实验室智能反应系统，其特征在于:包括反应装置、自动控制装置以及中央监控平台，其中:
[0010]所述中央监控平台包括数据处理器和显示器，所述数据处理器与显示器相连；
[0011]所述反应装置为夹套式反应爸,该夹套式反应爸包括爸体、爸盖、夹套、搅拌桨、搅拌轴以及搅拌电机，所述釜盖设置在釜体顶部，并设有进料口、出料口以及探头安装口，所述夹套设置在釜体外壁，所述搅拌桨与搅拌轴相连，所述搅拌轴穿过釜盖后与搅拌电机相连，所述探头安装口安装有温度探头，所述温度探头通过通信接口与数据处理器相连；
[0012]所述自动控制装置包括控制柜，所述控制柜内设有进料流量控制器、搅拌速度控制器以及夹套循环油温度控制器，所述进料流量控制器、搅拌速度控制器和夹套循环油温度控制器分别通过通信接口与数据处理器相连，所述搅拌电机与搅拌速度控制器相连，所述温度探头通过变送器与夹套循环油温度控制器相连。
[0013]优选的，所述探头安装口还安装有pH探头、浊度探头以及粒径分布探头，所述pH探头、浊度探头以及粒径分布探头分别通过通信接口与数据处理器相连。
[0014]优选的，所述控制柜内分为上、下两层，所述进料流量控制器和搅拌速度控制器设置在上层，所述夹套循环油温度控制器设置在下层。
[0015]优选的，所述控制柜内的上层与下层之间设有一隔热层。
[0016]优选的，所述控制柜外侧设有与进料流量控制器、搅拌速度控制器、夹套循环油温度控制器相对应的控制指示灯以及显示屏。
[0017]优选的，所述夹套通过循环油入口管和循环油出口管与循环油供给装置连接，循环油供给装置的循环油通过循环油入口管进入夹套内，在夹套内的循环油沿循环油出口管回到循环油供给装置，构成循环回路。
[0018]本实用新型相对于现有技术具有如下的有益效果:
[0019]1、本实用新型的实验室智能反应系统结构可以通过中央监控平台设定实验过程参数，并将设定的实验过程参数传送至自动控制装置实现反应装置的远程控制，可以实时监测反应装置实验过程参数，可以对实验数据进行分析。
[0020]2、本实用新型的实验室智能反应系统实现了实验设计、实验过程控制和实验结果处理的一体化，最大限度地减少人工操作对实验过程的影响，缩短实验时间，提高实验效率。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本实用新型实验室智能反应系统的结构示意图。
[0022]图2为本实用新型实验室智能反应系统中自动控制装置的原理框图。
[0023]其中，1-釜体，2-釜盖，2-1-进料口，2-2-出料口，2-3-探头安装口，3_夹套，4_搅拌桨，5-搅拌轴，6-搅拌电机，7-控制柜，7-1-进料流量控制器，7-2-搅拌速度控制器，7-3-夹套循环油温度控制器，7-4-控制指示灯，7-5-显示屏，8-数据处理器，9-显示器，10-循环油入口管，11-循环油出口管。
【具体实施方式】
[0024]实施例1:
[0025]如图1和图2所示，本实施例的实验室智能反应系统，包括反应装置、自动控制装置以及中央监控平台，所述反应装置为夹套式反应釜，该夹套式反应釜包括釜体1、釜盖2、夹套3、搅拌桨4、搅拌轴5以及搅拌电机6，所述釜盖2设置在釜体I顶部，并设有进料口2-1、出料口 2-2以及探头安装口 2-3，所述夹套3设置在釜体I外壁，所述搅拌桨4与搅拌轴5相连，所述搅拌轴5穿过釜盖2后与搅拌电机6相连，所述探头安装口 2-3可安装温度探头、PH探头、浊度探头以及粒径分布探头；所述自动控制装置包括控制柜7，所述控制柜7内分为上、下两层，上层设有进料流量控制器7-1和搅拌速度控制器7-2，下层设有夹套循环油温度控制器7-3，上层与下层之间设有一隔热层，所述控制柜7外侧设有与进料流量控制器7-1、搅拌速度控制器7-2、夹套循环油温度控制器7-3相对应的控制指示灯7-4以及显示屏7-5 ;所述中央监控平台包括数据处理器8和显示器9，所述数据处理器8与显示器9相连构成一台PC机，所述温度探头、pH探头、浊度探头以及粒径分布探头分别通过通信接口与数据处理器8相连，其中:
[0026]所述进料口 2-1通过塑料软管与含物料的试剂瓶相连，所述出料口 2-2通过塑料软管与反应物试剂瓶相连；
[0027]所述夹套3通过循环油入口管10和循环油出口管11与循环油供给装置连接，循环油供给装置的循环油通过循环油入口管10进入夹套3内，在夹套3内的循环油沿循环油出口管11回到循环油供给装置，构成循环回路；
[0028]所述温度探头通过变送器与夹套循环油温度控制器7-3相连，在实验中温度探头检测到温度，然后把信号给变送器，变送器把信号转化为控制器可识别的电信号，传输给夹套循环油温度控制器7-3，夹套循环油温度控制器7-3将设定的反应温度与检测到的温度进行比较，若检测到的温度低于设定的反应温度，则继续控制循环油对夹套3加热；
[0029]所述进料流量控制器7-1，用于根据设定的进料配比、进料速度和进料顺序参数控制试剂瓶中的物料通过进料口 2-1送入釜体I ;
[0030]所述搅拌速度控制器7-2与搅拌电机6相连，用于根据设定的搅拌速度参数控制搅拌电机6的速度；
[0031]所述夹套循环油温度控制器7-3，用于根据设定的反应温度和温度梯度参数控制夹套3内油浴温度。
[0032]如图1和图2所示，本实施例的控制方法包括以下步骤:
[0033]I)在中央监控平台设定进料配比、进料速度、进料顺序、搅拌速度、反应温度、温度梯度、反应时间的实验过程参数；
[0034]2)中央监控平台将设定的进料配比、进料速度、进料顺序参数传输给进料流量控制器7-1，将设定的搅拌速度参数传输给搅拌速度控制器7-2，将设定的反应温度和温度梯度参数传输给夹套循环油温度控制器7-3，对反应装置进行智能过程控制；同时，中央监控平台监测反应装置实验中的参数(如温度值、PH值、浊度以及粒径分布)；
[0035]3)中央监控平台对实验数据(如温度值、PH值、浊度以及粒径分布)进行采集和整理；
[0036]4)反应装置实验结束后，中央监控平台根据采集和整理的实验数据，进行数据分析，并将数据分析结果进行存储；
[0037]上述实验数据可以通过显示器9进行显示。
[0038]以上所述，仅为本实用新型专利较佳的实施例，但本实用新型专利的保护范围并不局限于此，任何熟悉本【技术领域】的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内，根据本实用新型专利的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都属于本实用新型专利的保护范围。
【权利要求】
1.实验室智能反应系统，其特征在于:包括反应装置、自动控制装置以及中央监控平台，其中: 所述中央监控平台包括数据处理器和显示器，所述数据处理器与显示器相连； 所述反应装置为夹套式反应釜，该夹套式反应釜包括釜体、釜盖、夹套、搅拌桨、搅拌轴以及搅拌电机，所述釜盖设置在釜体顶部，并设有进料口、出料口以及探头安装口，所述夹套设置在釜体外壁，所述搅拌桨与搅拌轴相连，所述搅拌轴穿过釜盖后与搅拌电机相连，所述探头安装口安装有温度探头，所述温度探头通过通信接口与数据处理器相连； 所述自动控制装置包括控制柜，所述控制柜内设有进料流量控制器、搅拌速度控制器以及夹套循环油温度控制器，所述进料流量控制器、搅拌速度控制器和夹套循环油温度控制器分别通过通信接口与数据处理器相连，所述搅拌电机与搅拌速度控制器相连，所述温度探头通过变送器与夹套循环油温度控制器相连。
2.根据权利要求1所述的实验室智能反应系统，其特征在于:所述探头安装口还安装有PH探头、浊度探头以及粒径分布探头，所述pH探头、浊度探头以及粒径分布探头分别通过通信接口与数据处理器相连。
3.根据权利要求1所述的实验室智能反应系统，其特征在于:所述控制柜内分为上、下两层，所述进料流量控制器和搅拌速度控制器设置在上层，所述夹套循环油温度控制器设置在下层。
4.根据权利要求3所述的实验室智能反应系统，其特征在于:所述控制柜内的上层与下层之间设有一隔热层。
5.根据权利要求1所述的实验室智能反应系统，其特征在于:所述控制柜外侧设有与进料流量控制器、搅拌速度控制器、夹套循环油温度控制器相对应的控制指示灯以及显示屏。
6.根据权利要求1所述的实验室智能反应系统，其特征在于:所述夹套通过循环油入口管和循环油出口管与循环油供给装置连接，循环油供给装置的循环油通过循环油入口管进入夹套内，在夹套内的循环油沿循环油出口管回到循环油供给装置，构成循环回路。
【文档编号】B01J19/18GK203764247SQ201320835603
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2013年12月17日 优先权日:2013年12月17日
【发明者】于广平, 宋琳, 吉世明 申请人:广州中国科学院沈阳自动化研究所分所, 中国科学院沈阳自动化研究所