一种适用于流体流动体系的双开型反应釜的制作方法

本实用新型涉及一种高温高压模拟的反应釜，尤其针对渗滤、淋滤、水岩反应合成使用，更具体的，涉及一种适用于流体流动体系的双开型反应釜。

背景技术：

反应釜广泛应用于地质过程模拟、医药合成、矿物和材料合成、化学合成反应以及生物生长培养等。通用的反应釜大多结构简单，即由一端开口的釜体和压帽组成，使用过程中，将待反应样品和流体采用压帽密封于釜体内。这一类反应釜主要应用于静态的过程模拟或反应合成。但是，很多情况下需要营造一种动态的不平衡环境，诸如反应流体的成分变化实时监控、反应流体的即时采样以及控制流体流动的状态等情况。

中国专利文献2016200890578公开了一种用于流体流动体系的贯穿式组合水热反应釜，包括一个两端开口的圆柱体状的釜体，釜体表面中间位置有斜向嵌入的测温孔，釜体内部中间有样品仓，样品仓的两端有过滤片封口，过滤片封口处有密封圈，过滤片通过转换压接头安装在釜体内，两个转换压接头中间分别有高压毛细管，高压毛细管通过压帽和卡套密封固定在釜体内，高压毛细管一端通向过滤片，另一端通向釜体外。该技术方案中，在反应釜与转换压接头处采用过滤片、密封圈的密封方式，在高温、高压环境下存在密封失效以及零部件损坏的风险。

技术实现要素：

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供了一种适用于流体流动体系的双开型反应釜，该反应釜的釜体具有锥形开口，简化零部件的数目，配合更加紧密、牢靠；流体还可以在该反应釜中双向流动，真实模拟流体的流动过程。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种适用于流体流动体系的双开型反应釜，包括中空圆柱体状釜体，釜体的两端均设有锥形开口，在釜体的内部位于两个锥形开口之间形成容纳样品反应仓的圆筒形空腔，圆筒形空腔中位于样品反应仓的两端设有滤膜封口；锥形开口处设有密封锥体，密封锥体通过套设在釜体之外的压紧螺帽设置于锥形开口处；密封锥体设有用于流体渗透穿过的管孔，管孔一端通向滤膜，另一端通向釜体之外；釜体的外周表面中间位置设有斜向内嵌入的测温孔。

具体的，锥形开口沿着釜体向外逐渐扩大，锥形开口具有和密封锥体相互适配的锥角，例如锥角为45度。锥面密封(喇叭口密封)相较于平面密封更容易安装，且密封效果好，更适用于高压环境下的密封。

其中，设置测温孔用于监控样品反应仓的温度；本实用新型的温度上限至650℃，相较于现有技术中专利号为2016200890578中提供的水热反应釜的温度上限(850℃)有一定幅度的降低，二者分别用于不同流体反应流动体系的模拟过程，具有不同的用途。再者，由于温度上限不同，前者的材料多采用贵金属，成本很高，贵金属在变性后维修维护的成本也高居不下，相应的，本申请中可以根据实际使用情况也可以采用不同材质的反应仓，例如聚四氟乙烯，当然也可以采用黄金、铂金等性能更加优良的贵金属材料，灵活应用于各种类型反应。进一步的，本实用新型中清洗更加方便，釜体内的圆筒形空腔内壁更加光滑，清洁过程不容易产生残留。

根据不同的反应条件，优选的，釜体、密封锥体、压紧螺帽可选用耐高温、耐高压、耐腐蚀的材质制成，滤膜可采用聚四氟乙烯滤膜或金箔等。

进一步的，滤膜一方面用于样品反应仓前置过滤，另一方面只允许流体渗滤通过，用于反应过程中拦截大颗粒样品，避免封堵流体渗入孔和流体渗出孔；优选的，在流体渗入孔和流体渗出孔中均可设置用于流体渗透穿过的高压毛细管。

根据本实用新型另一种具体实施方式，压紧螺帽的中部设有通孔，密封锥体远离釜体的一端设有贯穿通孔的转接部，流体渗入孔贯穿转接部设置。具体的，通过旋转两端的压紧螺帽，压紧密封锥体使密封锥体与釜体、滤膜和样品反应仓之间形成相对密封区域。

本实用新型提供的用于流动流体体系的双开型反应釜，它的结构容许流体从任意一端进入样品反应仓，并从样品反应仓的另一端流出，可以真实模拟流体的流动过程，通过首尾相连使液体通过不同釜体来模拟一个多期次过程，并且可以通过改变流体的方向来观测反应和逆反应的异同；它的釜体、滤膜封口、压紧螺帽和样品反应仓均为独立零部件，便于拆装，利于反应，易于安置样品，也易于后期清洗；其中，样品反应仓采用例如圆筒状模块化设计，使装置更加耐高压。

本实用新型具有如下优点：釜体具有锥形开口，配合密封锥体具有良好的密封效果，不仅适用于传统反应，还适用于流动体系的反应，广泛适用于各种条件的反应，加上样品反应仓的模块化设计，可以拓展设备的稳压上限至650℃和100MPa，大大提高设备的实用性；由于反应釜为双开型贯通式釜体，所以可以首尾相连，用于模仿流体连续穿过不同体系的情形，并且可以通过改变流体流向来模拟更多的实验设计思路，并且可以做到实时监控反应物成分。

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。

附图说明

图1是本实用新型适用于流体流动体系的双开型反应釜的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种适用于流体流动体系的双开型反应釜，包括中空圆柱体状釜体1，釜体1的两端均设有锥形开口2，在釜体1的内部位于两个锥形开口2之间形成容纳样品反应仓3的圆筒形空腔，圆筒形空腔中位于样品反应仓3的两端设有滤膜4封口；锥形开口2处设有密封锥体5，密封锥体5通过套设在釜体1之外的压紧螺帽6设置于锥形开口2处；密封锥体5设有用于流体渗透穿过的管孔7，管孔7一端通向滤膜4，另一端通向釜体1之外。

釜体1的外周表面中间位置设有斜向内嵌入的测温孔8，其中，设置测温孔8用于监控样品反应仓的温度。

优选的，样品反应仓3为圆筒状。

在本实用新型的另一个优选示例中，压紧螺帽6的中部设有通孔，密封锥体5远离釜体1的一端设有贯穿通孔的转接部9，管孔7贯穿转接部8设置，通过旋转压紧螺帽6，压紧密封锥体5使密封锥体5与釜体1的锥形开口2、滤膜4和样品反应仓3之间形成相对密封区域。

反应前：把反应初始物放置在样品反应仓3中，再把样品反应仓3放置于釜体1的圆筒形空腔中；在圆筒形空腔中位于样品反应仓3的两端加上滤膜4，釜体1两端通过压紧螺帽6施加力使密封锥体5压紧至釜体1的锥形开口2处，形成圆筒形空腔内形成相对密封的空间。

如果需要，可以将多个反应釜依次连接。

反应中：温度传感器插进测温孔8，把反应釜放置于加热炉，通过例如温控仪控制反应仓温度；反应流体通过其中一端的贯穿密封锥体5的管孔7伸入，然后经过滤膜4流至样品反应仓3，从样品反应仓3流出后在通过滤膜4经釜体1另一端的管孔7渗出。

通过外接液体泵，可以调节流体进出口流量以及流体方向，可以在一定范围控制反应仓压力进行反应。

优选的，可以通过设置外接液体泵的方式，以调节流体进出口的流量，进而可以在一定范围控制样品反应仓2内的压力变化。

反应后，把压紧螺帽6拧开，并移开密封锥体5，拿掉滤膜4，取出样品反应仓3及其中的产物，用毛刷把反应釜体1中圆筒形空腔内壁及样品反应仓2内壁擦拭干净，然后清洗，晾干，放置好，待后续处理。

虽然本实用新型以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本实用新型实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的实用新型范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本实用新型所做的同等改进，应为本实用新型的范围所涵盖。