自动控压气体发生器制造技术

本发明专利技术涉及自动控压气体发生器，属化学气体发生装置，适用作中小型化学气源。其特点是：装置设有体积可弹性膨胀的腔室１１，该腔室１１与反应液体Ｌ相连通。与已有的技术相比，具有产生气体压力可控、安全实用，操作简便灵活，能用作供气气源使用等优点。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动控压气体发生器，属化学气体发生装置，适用作中小型的化学气源。目前，化学气体发生装置，通常采用的是启普发生器，这在国内现行的初中化学教材《氢气的实验室制法》一节中有做专门介绍。其存在的不足是它没有设置控制气压的结构，因而使用操作不够灵活，不便作供气气源使用，不宜用作中小型化学气源。本专利技术的目的是专利技术一种能控制气压安全实用、操作简便灵活的自动控压气体发生器，以用作中小型化学气源。为实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案自动控压气体发生器，包括反应器、反应固体、反应液体，反应器由盛装反应液体的外筒、盛装反应固体的内筒、用于密封的顶盖等组成，作为化学气体发生装置，其特点是装置设有体积可弹性膨胀的腔室，该腔室与反应液体相连通。由于采取了上述的技术方案，本专利技术与已有的技术相比，具有压力可控安全实用，操作简便灵活，能用作供气气源使用等优点。下面结合附图，对本专利技术实施例作进一步详细说明。附图说明图1是本专利技术实施例1结构示意图。如图1所示，本专利技术包括反应器R、反应固体S、反应液体L。反应器R由盛装反应液体L的外筒1、盛装反应固体S的内筒2、用于密封的顶盖3三大构件外加密封橡皮圈4、活塞10、蝶形袋6、阀门5四大密封器件装配组合而成。内筒2装在外筒1内，顶盖3套住内筒2、压住密封橡皮圈4扣式连接于外筒1上(扣接的方式可形同压力锅，这样便于装配使用)，顶盖3周沿设肋12，起加强及助旋合作用。顶盖3上有三个开口管a、b、c，分别安装活塞10、蝶形袋6、阀门5，活塞10上部安装弹簧8，整个装置密封。为了使装置重量轻，可以用聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等塑料注塑成型制作反应器三大构件，为了使装置便携，可将装置设计成提桶式，其两侧安装提把9。内筒2上部装反应固体S，上部容器底侧开有许多小孔h，可容液体出入，下部为中空容器，浸在液体L中可产生浮力将内筒2浮起，能使固-液免于接触反应；内筒2中央为细长的顶杆d，套装于顶盖3的中央管b之中并伸出到b管口之上，b管外再安装形如蝶形弹簧的可伸缩的蝶形袋6。有了这一结构，就能够随时用人力压迫顶杆d，使盛装于内筒2之中的反应固体S随内筒2一起移动到适当位置以实现固-液的接触或分离，使气体发生或停止。顶杆d头部蝶形袋外有固定夹7，可将顶杆d固定在某一位置，以此可使内筒2上部的固体S能够固定在相应位置，实现与液体L的持续接触反应。反应速度可以通过调节顶杆d的高度得到有效的控制。顶杆d压得越深，固-液接触愈多，反应愈烈。若松开固定夹7，内筒2在浮力作用下上浮，则固-液分离，由此可令反应停止。活塞10安装在顶盖3的粗管a中，活塞10上部安装弹簧8，管a向下直通到外筒1底部与反应液体L连通，由管a、活塞10及弹簧8就构成体积可弹性膨胀的腔室11。弹簧8在一定位置耐受压力是一定的，若内部气压过大超过其耐受压力，它就会被压缩，于是活塞10上移腔室11体积发生弹性膨胀，使装置内部气压降低，由此维系内部气压的安全实用。不同的弹簧耐受压力也不一样，可以根据不同的需求压力选择相应耐压能力的弹簧，以便在使用时能得到需求压力。腔室11与反应液体相连通，可有效地自动地调控反应。当压下顶杆d使固-液接触反应时，如果此时反应过于激烈，气体产生速度大于阀门5的出气速度，则装置内部气体压力将增大，就会把反应液体L压入一部分到腔室11中，这样液面下降，固-液接触减少，反应速度就会降低，直至气体产生速度与阀门5出气速度相等同样，如果此时关闭阀门5，气压增大将使反应液体L不断流入腔室11中，直至固-液分离反应停止。因此腔室11有限压及调控反应的双重作用。作为化学气体发生装置，本专利技术可用于制备能够用颗粒状固体与液体反应发生的，不易溶于反应固体或反应液体的气体，如氢气(H2)、乙炔气(C2H2)、氧气(O2)等，分别可由铝粒或锌粒和烧碱液、电石与饱和食盐水、双氧水用固体颗粒催化剂(如活性炭颗粒)催化分解等反应制得，相关反应式如下用铝粒或锌粒与烧碱液反应制取氢气时，须加入消泡剂消泡，反应结束后可将反应所得的废溶液予以回收以降低产气费用。值得说明的是使用时，反应器内的残留空气将会影响上述气体的正常使用，故先要打开阀门5放空让反应进行一段时间，直至排出气体纯度经检验满足使用要求为止，这就是装置使用前必须进行的排空作业。排空作业在制备氢气、乙炔气等燃气时尤须认真仔细彻底地进行，因为这将关系到使用的安全问题。反应药品消耗完后，要及时更换新的药品；装有药品的反应器，严禁倒置；装置长期不用时，应将药品取出分开放置。图2是本专利技术实施例2结构示意图。实施例2是将实施例1加以改变而得来的，其图上各相同附图标记的名称、意义同于图1。所不同的是实施例2是将腔室11设在装置底部，这样做就便于将腔室11与外筒1连成一体，从而简化顶盖3的结构，便于顶盖3的注塑成型。另外，在实施例2中，还简去了实施例1中用于控制内筒2位置的蝶形袋6、固定夹7、开口管b等结构，因此，在本实施例中内筒2的位置是固定的。结构简化主要有利于降低制造成本。同时，实施例2还示出了一种简便实用的气体阀门，这就是触压式排气阀13。如图2所示，它由设在顶盖3上的出气管C、阀顶杆及座16、密封橡皮圈17、顶杆座下弹簧14及内筒2中央的顶杆d等装配组合而成，装配时先将弹簧14安装在顶杆d上，然后在阀顶杆座16上安装橡皮圈17，并将其套装入出气管C中，顶杆16中间横穿小弹簧18将其别在管C中，之后扣顶盖3于外筒1上，即可同时安装得触压式排气阀13。弹簧14安装在顶杆d上使顶杆d得到了较好的利用，采用触压式排气阀而不采用普通气阀，主要是做充气球之用。如图2所示，将气球15套在管C上，手指轻压管C口上的气球皮，即可碰压顶杆16使排气阀13打开，气体排出即可将气球充起，采用反应得到氢气的反应固体(S)和反应液体(L)时，将得到氢气，充出氢气球来。图3是本专利技术实施例3结构示意图。实施例3是本专利技术的另一种特殊情形，其图上各相同附图标记的名称、意义与作用同于图1、图2。其特殊性在于在实施例3中，腔室11是由外筒筒身采取可弹性伸缩的结构构造而成，这样腔室11是设在外筒上，与外筒成为一体，而非另外设置，这使整个装置结构更为简化，大大降低制造成本。如图3所示，在实施例3中，外筒1筒身部分由上而下自M至N之间一段采取了可弹性伸缩的叠合碟形弹簧式结构，在这段筒身的两端设有两对挂耳E1/E2及E3/E4，每对挂耳之间挂有拉力弹簧(或橡皮绳等)8拉紧，由此构造出一段可弹性伸缩的筒身，形成体积可弹性膨胀的腔室11，该腔室作为外筒的组成部分，当然与反应液体相连通，因而能够发挥自动控压及调控反应的作用。其作用方式是在弹簧8拉力作用下，M-N之间筒身被压缩，固-液接触反应气体发生，此时如阀门5是打开的，则气体将不断排出，一旦阀门5关闭，则随着反应进行腔室11内气体不断增多，气压增大，腔室11体积膨胀，M-N间筒身弹性伸张将内筒2顶起，直至固-液分离反应停止。因此阀门5开则反应发生，关则反应停止，由此实现自动调控反应功能；不同拉力的弹簧可得到不同的气体压力，由此可实现自动控压的功能。外筒1可采用吹塑成型法制作，制造时可在筒身顶面吹制提把9，以供本品便携之用。装配时，先在外筒1内放入反应液体L，在内筒2内放入本文档来自技高网...

【技术保护点】
自动控压气体发生器，包括反应器（Ｒ）、反应固体（Ｓ）、反应液体（Ｌ），反应器（Ｒ）由盛装反应液体（Ｌ）的外筒（１）、盛装反应固体（Ｓ）的内筒（２）及用于密封的顶盖（３）等组成，作为化学气体发生装置，其特征在于：装置设有体积可弹性膨胀的腔室（１１），该腔室（１１）与反应液体（Ｌ）相连通。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：王卫平，
申请(专利权)人：王卫平，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]