在化学反应装置中热交换面积调节式反应热控制机构制造方法及图纸

本发明专利技术是关于化学反应装置中热交换面积调节式反应热控制机构，此机构包括接收反应液剂的反应容器；加热器；作为流入流出冷却介质液体的密封容器的冷却套；温度调节器；用作改变和调节冷却套中的气体量的供应和排泄交换机构的冷却介质液面控制器；前叙液面控制器通过增大或减小冷却套中冷却介质液体与反应容器外表面的接触面积，控制反应容器中液剂的化学反应热，它能用快速、可靠的方式控制反应容器中温度突变的化学反应。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
在化学反应装置中热交换面积调节式反应热控制机构本专利技术涉及在化学反应装置中通过自动调节热交换面积来控制反应热的机构，或者更详细地说，涉及化学反应装置中热交换面积调节式实用的反应热控制机构，该机构使用冷却套包围收纳液剂的反应容器，通过改变容器外表面和冷却套中的冷却介质液体的接触面积，能快速可靠地控制由反应容器中液剂的化学反应产生的反应热，而且不需要复杂的结构就能简单严格地控制冷却套中的冷却介质液体的液面，特别是它能用于安全地控制化学反应的突发温度变化。众所周知，伴随聚合或缩合化学反应的实验中，由于化学反应速度主要取决于诸如温度、压力、浓度和其它的外部条件，因此根据化学反应的类型特征严格快速地调节这些不同的条件是必要的。特别是，就放热的化学反应而论，因它的反应速度在绝大多数情况下都随温度敏感地变化，因此在诸条件中如果没有将温度调节在一合适的范围内，它会引起危险的情况。并且在某种情况下，当温度升高时，化学反应速度增加得太快以致于爆炸可能会突然发生，所以在上面提到的这种化学反应中快速地控制温度是必要的。过去，放热化学反应这种类型的温度控制装置，常用的是通过在反应容器的周围设置一具有冷却和加热双重手段的温度调节外套，以提高或降低流入外套的热传导媒介的温度来控制温度的化学反应-->装置。然而，这种装置必须通过单一的热传导媒介来进行反应容器的冷却和加热，由于需要转换控制从冷却到加热或从加热到冷却的温度控制方向，故响应速度差、不能快速控制温度。因此，为改进上述所说的缺陷，提出了一种分别具有冷却和加热的化学反应装置。这种分离型装置是通过设在反应容器内的加热器加热并且在反应容器的周围设置冷却套，以及使用通过虹吸管和类似的管道连接于安装在容器周围的冷却套底部的液面调节器，控制升高和降低冷却液面，用改变冷却液与容器外表面的接触面积进行冷却来控制温度(这种装置如日本国特许厅发行、特开平5—104002号公报)。然而，除冷却手段之外，这种装置已经被发现不适合使用，因为它需要包含虹吸管等的液面调节器，在尺寸上有变大的趋势而需要一宽阔的空间。本专利技术者提出另一种分离式化学反应装置(参照以本申请人的欧洲专利第415618号的说明书)，此装置用装在容器周围上部的冷却套冷却；在容器底部设置加热槽，使此加热槽沿上下方向移动，槽中的温水与反应容器下部的外表面之间的接触面积变化，进行加热以控制温度。然而，这种装置由于需要进行加热槽上下移动的机械动作，响应慢，不能准确地对应容器中温度的突然变化。此外，上面提到的一些化学反应装置有下述缺点。在进行温度控制时，必须准确地设定如冷却水、温水这样的热交换介质等的温度、流速等外部条件，以致于象人工费之类费用变大，产品的费用可能大大的增加，这是由于上面提到的设定工作需要大量的时间和劳力。因此，本专利技术旨在提供一种装置以解决上述缺点。本专利技术的目-->的是在化学反应装置中提供一热交换面积调节式反应热控制机构，对温度突变过程的化学反应，具有快速、准确的响应。本专利技术的另一个目的是提供一种在实用化学反应装置中的热交换面积调节式反应热控制机构，它能利用冷却手段简单地控制装在冷却套中的冷却介质液体的升降，且有一不占很大空间的简单的结构。本专利技术的又一目的是在化学反应装置中提供一热交换面积调节式反应控制机构，它能简单可靠地利用如加热量和冷却量相等的简单的温度控制方式，即使不对热传导媒介设定那些复杂、高精度的作业也可稳定、容易地来控制温度。本专利技术的再一目的是在化学反应中提供一热交换面积节式反应控制机构，它在作业效率方面极优，这是由于它能准确地仅通过观察冷却套中冷却液位置，就可把握很难判断的化学反应是否已结束。用一种传统的化学反应装置的反应热控制机构，快速、可靠地响应温度突变过程的化学反应是困难的，即使它能够响应这种变化，也存在为实现这种响应，装置的结构变得相当复杂的问题。因此，为解决这个问题，本专利技术使用这样一种技术手段，其特征在于：在化学反应装置中包括：一个盛有一种起反应的液剂的反应容器；一个加热容器中上述的液剂的加热器；一个围绕在上述容器外面的密封容器并在容器中流进流出一种冷却介质液体的冷却套；一个根据放在前叙容器中的温度感应器传递的当前温度信号，计算降低液剂的温度所需要冷却液液面水平，并输出一个所必要的温度调节信号的温度控制器；和一个变更调节上述冷却套内气体容积的冷却液液面水平控制器；根据温度控制器输出的温度调节信号使泵正反转，向冷却套-->中输入气体或从冷却套中排出气体，根据气体容积使冷却液液面水平升降，增减反应容器外表面和冷却液的接触面积，以控制液剂的反应热。因此，本装置不仅能得到较好的响应，用快速、适当的方式调节反应容器内的温度，而且能可靠地维持化学反应的速度稳定，抑制它的过度反应，提高安全性。由于象上述的温度调节中，巧妙利用了通过送气和排气进行冷却量的补充现象，控制冷却套中冷却介质液体液面升降的很简单的、直接了当的冷却机构，所以不仅使装置的尺寸缩小、节约了安装空间，而且可以设置泵和发动机这种使冷却机构的操作远离易引起危险的化学反应容器的设施。此外，由于加热量和冷却量相同的单纯的温度调节方式的采用，不必要对热传媒体设定复杂的高精度的作业，并且由于仅通过观察冷却套中冷却介质液体液面就能够正确地把握化学反应的全过程的完了时间，在反应过程之后不会发生浪费宝贵的时间现象。因此，可以大大地改进劳动效率和减少产品的成本。图1是反映运用本专利技术构成的第1实施例的化学反应装置的基本机构的部件图。图2是反映运用本专利技术构成的第2实施例的化学反应装置的基本机构的部件图。图3是反映在第1实施例装置上的附加零件构成的第3实施例的化学反应装置的基本机构的部件图。图4是反映用第1实施例装置作的化学反应实验温度、液面、重合率的曲线图。实施本专利技术的最好方式-->下文，将在附图中反映的第1至3的实施例的基础上详细地描述本专利技术。在第1至3图中，细线指信号线，粗线指加热介质液体和冷却介质液体的流路，点线指气体流路。第1实施例首先，参照图1来描述运用本专利技术构成的第1实施例的化学反应装置的基本机构。符号1指能够盛装反应液剂A的反应容器，它的上部设有三个上端筒口11、12、13，它的下部设有一个下端筒口14。液剂A被从反应容器1的筒口11投入，搅拌器K从筒口12处插入，热电偶式温度感应器41被从筒口13处插入来测量液剂A的温度。在容器1下部的筒口14连结阀门V1，根据需要装在容器1中的液剂A的取样可以通过打开阀门V1收集。符号2指放在容器1里面的由形成螺旋状的管道组成的加热器。可以通过管道中循环的加热介质液体H加热前叙容器1中的液剂A。上述加热介质液体一般为温水。上述温水的循环被设定成能从热介质供给器21通过流路22以固定速度流过加热器2。换句话说，温水以维持在固定值的温度、流量在前叙加热器2循环且把热量传给容器1中的液剂A。符号3是指由围绕在反应容器1下部的液剂收容部外周的密封容器构成的冷却套。上述冷却套3有一供给冷却介质C的流入口32和一排泄前叙冷却介质C的流出口33，还有一改变上述密封容器里气体量的供应和排出口31。通常，固定温度的自来水被用作冷却介质液体C，前述的水被从入水口供给进入冷却套。反应容器1里的液剂A的化学反应过程中，固定温度的水不断地本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化学反应装置中热交换面积调节式反应热控制机构，其特征在于此控制机构包括：接收反应液剂A的反应容器(1)；配置在这个反应容器(1)中的加热器(2)，前叙加热器(2)通过从加热介质液体供应器(21)通流加热介质液体H，加热反应容器1中的液剂A；作为至少围绕在反应容器(1)的液剂A的接收部外周的密封容器的冷却套(3)，冷却套(3)除了有改变密封容器中气体量的排进口(31)外，还有供给冷却介质液体C的流入口32和排泄冷却介质液体C的流出口33；根据安置在反应容器1中的温度感应器41的发出的当时温度信号，计算降低液剂A的温度所必要的冷却介质液体C的液面L且输出所要求的温度信号的温度控制器(4)；冷却介质液体液面水平控制器，作为通过流路(51)连接冷却套(3)的进出口(31)来改变和调节冷却套(31)的气体G的容积的供排交换机构，它根据温度控制器(4)输出温度调节信号，通过双向驱动泵P1进行流路切换，由此向冷却套(3)经过口(31)供给或从其中排出气体G根据气体G的容积而增加或减少流入和流出冷却套(3)的冷却介质液体C的量，增大或减小冷却介质液体C与反应容器(1)外表面的接触面积，控制反应容器(1)中的液剂反应热。...

【技术特征摘要】
1994.11.02 JP 269731/941.一种化学反应装置中热交换面积调节式反应热控制机构，其特征在于此控制机构包括：接收反应液剂A的反应容器(1)；配置在这个反应容器(1)中的加热器(2)，前叙加热器(2)通过从加热介质液体供应器(21)通流加热介质液体H，加热反应容器1中的液剂A；作为至少围绕在反应容器(1)的液剂A的接收部外周的密封容器的冷却套(3)，冷却套(3)除了有改变密封容器中气体量的排进口(31)外，还有供给冷却介质液体C的流入口32和排泄冷却介质液体C的流出口33；根据安置在反应容器1中的温度感应器41的发出的当时温度信号，计算降低液剂A的温度所必要的冷却介质液体C的液面L且输出所要求的温度信号的温度控制器(4)；冷却介质液体液面水平控制器，作为通过流路(51)连接冷却套(3)的进出口(31)来改变和调节冷却套(31)的气体G的容积的供排交换机构，它根据温度控制器(4)输出温度调节信号，通过双向驱动泵P1进行流路切换，由此向冷却套(3)经过口(31)供给或从其中排出气体G根据气体G的容积而增加或减少流入和流出冷却套(3)的冷却介质液体C的量，增大或减小冷却介质液体C与反应容器(1)外表面的接触面积，控制反应容器(1)中的液剂反应热。2.一种化学反应装置中热交换面积调节或反应热控制机构，其特征在于此控制机构包括：接收反应液剂A的反应容器(1)；配置在这个反应容器(1)中的加热器(2)，前叙加热器(2)通过从加热介质液体供应器(21)通流加热介质液体H，加热反应容器(1)中的液剂A；作为至少围绕在反应容器1里的液剂A的接收部外周的密封容器的冷却套(3)，冷却套(3)除了有改变密封容器中气体量的排进口(31)外，还有供给冷却介质液体C的流入口(32)和排泄冷却介质液体C的流出口(33)；根据安置在反应容器1中的温度感应器41发出当时温度信号，计算为降低液...

【专利技术属性】
技术研发人员：埜村守，芦沢伸夫，
申请(专利权)人：轰产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP