实验室用多通道旋转床光化学反应器的制作方法

本实用新型属于实验室反应器技术领域，涉及一种实验室用多通道旋转床光化学反应器。

背景技术：

光化学反应，是在光的作用下进行的化学反应，反应的活化能量来源于光子的能量，发生光化学反应的分子或原子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子或原子激发态，然后反应生成新的物质，或者变成引发反应的中间化学产物。光化学氧化法是一种高级氧化技术，目前研究较多的一个方面是利用光化学氧化技术降解周围环境中微生物难以降解的有机污染物，称为光降解技术。光降解技术是一种集高效节能、操作简便、反应条件温和、同时可减少二次污染等突出特点于一身的污染治理技术，而且遵从地球上物质循环的基本规律，所以在污染物的降解处理方面应用广泛。特别是在污水的光降解处理方面应用最为成熟，研究和设计用于水中污染物光降解处理的反应器种类繁多，类型多样。这是由于液体处理物具有流动性的优点，在反应器的设计上容易实现光氧化反应进行的充分性和高效性。

目前，光化学反应在固体粉末状反应物方面的应用研究相对较少，因为固体粉末状反应物进行光化学反应时，要受到紫外光的均匀照射才能充分反应，因此固体粉末状反应物必须处于运动状态，然后接受紫外光的照射才能使光化学反应充分进行。因此需要一种旋转床光化学反应器，使固体粉末状反应物在反应器内既处于运动状态，又能受到光源的均匀照射，不仅可用于固体被污染物的光降解反应，也可用于固体粉末状反应物的合成反应，以及固体原料的预处理光化学反应，反应均匀、充分、高效。

技术实现要素：

为了达到上述目的，本实用新型提供一种实验室用多通道旋转床光化学反应器，结构简单、设计合理，适用于固体粉末状反应物的光化学反应，光源照射均匀，使固体粉末状反应物在旋转床内处于运动状态，试验效果好。

本实用新型所采用的技术方案是，实验室用多通道旋转床光化学反应器，包括反应装置和旋转传动装置，所述反应装置包括反应箱和旋转床，反应箱内均布有多个紫外灯；反应箱的两个侧面由第一箱板与第二箱板构成；第一箱板中心位置嵌有第一轴承，第二箱板中心位置嵌有第二轴承，第一轴承与第二轴承的内圈分别与设置在反应箱中心位置的传动轴焊接固定；所述旋转床设置在反应箱内部，旋转床包括石英玻璃制得的反应管管体，反应管管体两端分别设置有第一连接管和第二连接管、第一管塞和第二管塞、第一U型管夹和第二U型管夹、第一导气管和第二导气管、第一管爪和第二管爪；第一连接管的开口装有第一管塞，第二连接管的开口装有第二管塞，第一管塞上设置有向反应管管体内通入气体的第一导气管，第二管塞上装有排气的第二导气管，第一连接管通过第一U型管夹与第一管爪固定，第二连接管通过第二U型管夹与第二管爪固定；第一管爪和第二管爪的内圈与传动轴焊接固定。

进一步的，所述反应箱包括反应箱箱体和反应箱箱盖，反应箱箱体和反应箱箱盖通过合页/铰链连接。

进一步的，所述反应箱箱盖的顶部设置有滑动玻璃视窗，反应箱箱盖的侧面设置有箱盖把手。

进一步的，所述第一导气管和第二导气管上设置有开关。

进一步的，所述第一管爪与第二管爪均由一体的管爪四棱柱和管爪半圆柱筒组成，管爪四棱柱一端与传动轴焊接固定。

进一步的，所述旋转传动装置包括电机、电机带轮、皮带和通过皮带与电机带轮传动连接的传动轴带轮，传动轴带轮内圈与传动轴焊接固定。

进一步的，所述反应箱的底部设置有焊接的垫板和反应箱支承板。

进一步的，所述第一连接管和第二连接管的直径均小于反应管管体的直径，壁厚相同；第一连接管、第二连接管直径相同，第一连接管和第二连接管与反应管管体光滑过渡。

进一步的，所述电机为转数为0-120r/min的可调速电机。

本实用新型的有益效果是：

1、结构简单、设计合理，实现及使用操作方便。

2、适用于固体粉末状物质的光化学反应，通过电机带动旋转床旋转，可使固体粉末状反应物在旋转床内处于运动状态，并通过多个均匀布设的紫光灯对旋转床内的固体粉末状反应物均匀照射，不仅可用于固体有机污染物的光降解反应，也可用于固体原料的合成反应，以及固体原料的预处理光化学反应，反应均匀、充分、高效。

3、可通过导气管在实验进行前向旋转床内充入氧气，实现光-氧氧化反应，或在实验进行前充入惰性气体，实现无氧环境下的光化学反应。

4、可通过在不同反应管中装入不同比例反应物，进行相同转速和光照条件下的光化学反应，可以成倍的提高实验效率，缩短实验时间，特别适用于同一反应工艺条件的探讨研究。

综上所述，本实用新型结构简单、设计合理，适用于固体粉末状反应物的光化学反应，可使固体粉末状反应物在旋转床内处于运动状态，通过多个紫光灯对旋转床内的固体粉末状反应物均匀照射，并可在实验进行前充入反应气体或惰性气体，实验效果好，便于推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1的俯视图。

图4为管爪部分的三视图。

图中，1、反应箱，1-1、反应箱箱体，1-2、反应箱箱盖，1-3、第一箱板，1-4、第二箱板；2、旋转床，2-1、反应管管体，2-2、第一连接管，2-3、第二连接管，2-4、第一管塞，2-5、第二管塞，2-6、第一U型管夹，2-7、第二U型管夹，2-8、第一导气管，2-9、第二导气管，2-10、第一管爪，2-11、第二管爪，2-12、传动轴，2-13、管爪半圆柱筒，2-14、管爪四棱柱；3-1、第一轴承，3-2、第二轴承；4、滑动玻璃视窗，5、紫光灯，6、垫板，7、反应箱支承板，8、传动轴带轮，9、皮带，10、电机带轮，11、电机，12、箱盖把手，13、合页/铰链。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

本实施例实验室用多通道旋转床光化学反应器，结构如图1-4所示。包括反应装置和旋转传动装置，反应装置包括反应箱1和旋转床2，反应箱1包括反应箱箱体1-1和反应箱箱盖1-2，反应箱箱体1-1和反应箱箱盖1-2可以通过合页/铰链13闭合和打开，闭合为一圆柱筒体，筒体内均布有多个紫外灯5；反应箱箱盖1-2的顶部设置有滑动玻璃视窗4，反应箱箱盖1-2的侧面设置有箱盖把手12；反应箱箱体1-1的两个侧面由第一箱板1-3与第二箱板1-4构成；第一箱板1-3中心位置嵌有第一轴承3-1，第二箱板1-4中心位置嵌有第二轴承3-2，第一轴承3-1与第二轴承3-2的内圈分别与传动轴2-12焊接固定；

旋转床2设置在反应箱1内部，旋转床2包括反应管管体2-1，反应管管体2-1两端设置有第一连接管2-2和第二连接管2-3、第一管塞2-4和第二管塞2-5、第一U型管夹2-6和第二U型管夹2-7、第一导气管2-8和第二导气管2-9、第一管爪2-10和第二管爪2-11以及传动轴2-12；第一连接管2-2的开口装有第一管塞2-4，第二连接管2-3的开口装有第二管塞2-5，第一管塞2-4上设置有向反应管管体2-1内通入气体的第一导气管2-8，第二管塞2-5上装有排气的第二导气管2-9，第一导气管2-8和第二导气管2-9上自带开关；第一连接管2-2通过第一U型管夹2-6与第一管爪2-10固定，第二连接管2-3通过第二U型管夹2-7与第二管爪2-11固定；第一管爪2-10和第二管爪2-11的内圈与传动轴2-12焊接固定，传动轴2-12在转动系统的带动下转动，实现旋转床2的整体转动。

如图1、图2和图4所示，第一管爪2-10与第二管爪2-11均由一体的管爪四棱柱2-14和管爪半圆柱筒2-13组成，通过管爪四棱柱2-14一端与传动轴2-12焊接固定。

如图1和图3所示，旋转传动装置包括电机11、电机带轮10、皮带9和通过皮带9与电机带轮10传动连接的传动轴带轮8，传动轴带轮8内圈与传动轴2-12焊接固定，实现电机11带动旋转床2转动。

如图1和图3所示，反应箱箱盖1-2上设置有滑动玻璃视窗4，可通过滑动玻璃视窗4观察旋转床2的转动情况，也可滑开滑动玻璃视窗4，把温度计深入反应箱1，探测反应箱1内温度，通过滑动玻璃视窗4开度的大小调节反应箱1内的温度高低。

如图1和图2图所示，反应箱1的底部设置有垫板6和反应箱支承板7，连接方式为焊接。

如图1和图2所示，第一连接管2-2和第二连接管2-3的直径均小于反应管管体2-1的直径，壁厚相同，第一连接管2-2、第二连接管2-3直径相同，第一连接管2-2和第二连接管2-3与反应管管体2-1光滑过渡连接，反应管管体2-1、第一连接管2-2和第二连接管2-3一体成型，材质为石英玻璃。

其中，电机11为转数为0-120r/min的可调速电机。

具体实施时，用长柄药匙将固体粉末状反应物平铺于旋转床2的反应管管体2-1中，在第一连接管2-2的开口端塞上第一管塞2-4，将第一管塞2-4上用于向反应管管体2-1内通入气体的第一导气管2-8上的开关关闭，在第二连接管2-3的开口端塞上第二管塞2-5，将第二管塞2-5上用于反应管管体2-1向外排气的第二导气管2-9上的开关关闭；通过反应箱箱盖1-2上的箱盖把手12打开反应箱箱盖1-2，将反应管管体2-1保持水平，第一连接管2-2置于第一管爪2-10的半圆柱筒内，用第一U型管夹2-6将二者固定紧，第二连接管2-3置于第二管爪2-11的半圆柱筒内，用第二U型管夹2-7将二者固定紧，可以设置多个反应管，其它反应管安装操作同上，待反应管全部固定在管爪上后，盖上反应箱箱盖1-2。

如果需要在光化学反应前通入惰性气体或充入反应气体，通过第一导气管2-8连接储气瓶，打开第一导气管2-8和第二导气管2-9上的开关，对反应管管体2-1内充气，空气赶尽后或反应气体充入完毕后，关闭第一导气管2-8和第二导气管2-9上的开关，将反应管按照上面方法装入反应箱1内，盖上反应箱箱盖。

然后接通电机11的电源，调整电机11的转速，开启紫光灯5，由于紫光灯5只能透过石英玻璃管，因此用于装固体粉末状反应物的反应管管体2-1为石英玻璃管，紫光灯5透过石英玻璃管照射在固体粉末状反应物上，光化学反应开始。电机11转动，带动安装在电机11输出轴上的电机带轮10转动，电机带轮10带动皮带9转动，皮带9带动传动轴带轮8转动，传动轴带轮8带动传动轴2-12转动，传动轴2-12带动第一轴承3-1和第二轴承3-2转动，第一管爪2-10和第二管爪2-11随着传动轴2-12转动，带动反应管管体2-1转动；最终实现旋转床2的转动，随着旋转床2的转动，反应物在反应管管体2-1内翻滚，在紫光灯5的照射下，光化学反应均匀、充分、高效的进行。

反应完成后，电机11和紫光灯5停止工作，通过箱盖把手12揭开反应箱箱盖1-2，通过传动轴带轮8转动传动轴2-12，使其中一个反应管位于正上方，取掉第一U型管夹2-6，使得第一连接管2-2和第一管爪2-10解除固定，再取掉第二U型管夹2-7，使得第二连接管2-3和第二管爪2-11解除固定，取下反应管，同样的方法，逐个取下其它反应管，拔出第一管塞2-4和第二管塞2-5，倒出反应产物，残留在管壁上的产物用长柄药匙和长柄软毛刷移出。然后冲洗反应管，烘干，以备下次实验使用。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。