專利名稱：快速反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種反應器，尤其涉及一種實現(xiàn)多組分快速分配、混合及反應的快速反應器。
背景技術：
目前在進行新材料、新配方和新藥物等的研制開發(fā)過程中，或者在生命科學、化學、物理等基礎研究領域中，通常會涉及到不同物質間的混合與反應，即把不同的物質按照不同的比例混合、反應在一起，然后測試其性能。例如測試新材料的機械性能或抗老化性能、藥物的活性、蛋白質的構象等，從而達到篩選新物質、優(yōu)化組分或發(fā)現(xiàn)新規(guī)律等目的。這一反應物(或原料)混合的過程往往涉及到各組成物質的計算與稱量，這不但會浪費科研人員的寶貴時間，并且往往難以避免因操作或計算的錯誤而造成錯誤的結果。并且每一個組分逐一分別反應容易因為實驗條件不一致而造成不正確的實驗結果，例如因為每次反應室內的溫度、大氣壓力等不同而造成實驗結果不正確，則會帶來較大的經濟損失。此外，物質的稱量還要用到精確的數(shù)字式天平等貴重儀器設施，液體組分要用到精確移液器，甚至是昂貴的自動化裝置，如全自動液體分裝系統(tǒng)(liquidhandling system)，但此類裝置不僅昂貴而且對于粘性液體則較難以轉移，從而帶來很大誤差。而且在上述過程中，每一次不同組分的物質混合、反應均需要稱量、轉移，因此除了上述的結果不準確、所需儀器昂貴、有些物質不容易被轉移外，還存在稱量的效率低、步驟麻煩等缺陷。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的一個技術問題在于提供一種結構簡單、操作方便且效率高的快速反應器。
為了解決上述的一個技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案本發(fā)明快速反應器，包括測量裝置、反應裝置、及將測量裝置與反應裝置拼裝起來的固定裝置，所述測量裝置上開設有容量孔，所述反應裝置上開設有反應孔。
優(yōu)選的，所述容量孔的直徑相同，深度不同或者直徑不同，深度相同。
優(yōu)選的，所述反應孔的開口形狀、直徑為便于物質傳輸?shù)男螤詈椭睆健?br> 優(yōu)選的，所述反應裝置上還設置有覆蓋反應裝置的蓋子。
優(yōu)選的，所述蓋子面向反應孔的一面設置多個分別伸入反應孔內的攪拌柱。
優(yōu)選的，所述測量裝置的容量孔開口位置設置有向測量裝置內縮進的門，且測量裝置上還設置控制門開關的按鈕，或者測量裝置的容量孔為注射器式或活塞式。
優(yōu)選的，所述測量裝置的每一容量孔的開口處設置有在關閉時密封容量孔內部空間的密封蓋。
優(yōu)選的，所述快速反應裝置還包括進氣裝置，所述進氣裝置包括伸入測量裝置的每一容量孔內的空心針。
優(yōu)選的，所述進氣裝置包括進氣通道與出氣通道，所述進氣通道、出氣通道均為一端封閉一端開口，上述空心針包括分別與進氣通道、出氣通道連通的空心針。
優(yōu)選的，所述反應裝置由底座及主體部構成，所述反應孔開設在主體部上，所述快速反應器還包括與反應裝置的主體部配合并便于出料的出料器。
相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明快速反應器無需稱量計算，大大節(jié)省了組分混合、制備前的準備時間，而且由于加入的物質量由容量孔的容積控制并且每一組分由所處位置決定，因此相較于現(xiàn)有技術中需要多次稱量而言，避免了由于人為因素導致的多次誤差，結果較為精確；本發(fā)明可以有效處理多種不同形態(tài)物質，從低粘度液體，高粘度液體，到固體，甚至氣體，皆可適用，并且能夠達到快速混合多元(二元，三元或四元等)組分的目的；并且混合后可以達到多組分快速分配、混合、反應一體化的目的，比現(xiàn)有技術極大的節(jié)約了時間，而且多種比例組分的反應在同一時間內進行，同樣可以避免由于實驗室內不同時間的溫度、壓力影響而導致實驗結果不正確的缺陷；另外，本發(fā)明的結構較為簡單，且可以由多種材料制成，相對于目前實驗所需要的多種精確稱量器具，應用本發(fā)明快速反應器還可以有效降低實驗成本。


以下參照附圖，對本發(fā)明作進一步描述。
圖1為本發(fā)明快速反應器的組合示意圖。
圖2為圖1的分解示意圖。
圖3A-3C為測量裝置的示意圖。
圖4A-4C為反應裝置的示意圖。
圖5為本發(fā)明快速反應器的工作原理示意圖。
圖6為反應裝置應用帶有攪拌柱的蓋子的分解示意圖。
圖7為圖6的組合示意圖。
圖8為進氣裝置的示意圖。
圖9為本發(fā)明反應器應用于三元物質體系的示意圖。
圖10為本發(fā)明快速反應器的第二實施方式分解示意圖。
圖11A-11B為本發(fā)明快速反應器的反應裝置的另一實施方式的示意圖。
圖12為本發(fā)明快速反應器的出料裝置的示意圖。
圖13為出料裝置與反應裝置配合的示意圖。
圖14為出料裝置與反應裝置配合且其內存在有反應生成物的示意圖。
圖15為出料裝置的示意圖，其中反應生成物容納在出料裝置內。
具體實施例方式
請參照圖1-圖2所示，以二元物質混合反應的快速反應器100為例，所述快速反應器100包括測量裝置1、反應裝置2、將測量裝置1、反應裝置2安裝于一起的固定裝置3組成。
以圖3A-3C為例對本發(fā)明的測量裝置1進行說明，所述測量裝置1大致為縱長型，且其上開設有若干容量孔11，所述容量孔11的容積各不相同，在本實施方式中，以容量孔11的直徑相同而深度不同為例，所述兩兩相鄰容量孔11的深度差值是相同的，為描述方便，將兩兩相鄰容量孔11之間深度差值的梯度稱為步長。
以圖4A-4C為例對本發(fā)明的反應裝置2進行說明，所述反應裝置2的外輪廓與上述測量裝置1的外輪廓相同，所述反應裝置2上開設有若干反應孔21，所述每一反應孔21的體積相同，所述反應孔21的開口形狀、直徑可以與其相應配接的容量孔11的開口形狀、直徑相同。當然，所述反應孔21的開口形狀、直徑只要便于物質在容量孔11與反應孔21之間傳輸即可。
所述測量裝置1、反應裝置2可以通過固定裝置3固定到一起，并且測量裝置1的容量孔11與反應裝置2的反應孔21是對應的。所述固定裝置3可以是螺絲、螺栓等常見連接件，將測量裝置1、反應裝置2上先開設固定孔(未圖示)，螺絲等連接件穿過固定孔將上述兩元件相對固定，所述固定元件3也可以是夾持件，即在測量裝置1、反應裝置2對齊后，將夾持件的兩端分別夾設到測量裝置1、反應裝置2的底表面上對上述兩元件施加相對的壓力，從而確保二者之間的固定，另外，所述固定元件3也可以不是單獨設置的元件，而是由從測量裝置1或者反應裝置2上凸伸而成的卡鉤，及設置在反應裝置2或者測量裝置1上以與卡鉤卡合的卡槽組成。
可以理解的，上述測量裝置1、反應裝置2的外輪廓也可以是圓柱形、梯形體、或者其他的形狀。測量裝置1的容量孔11的直徑可以不同，而深度相同，或者是直徑與深度均不相同，以確保兩兩相鄰的容量孔11之間的容積差是相同的。當然，反應裝置2的反應孔21的容積可以不同，或者直徑、深度均不同而容積相同，如此均可以實現(xiàn)本發(fā)明的目的。在圖3A-圖4C中，容量孔11、反應孔21以圓形為例，實際上，所述容量孔11、反應孔21的截面形狀根據(jù)實際需要可以設計為多邊形、橢圓形或者其他形狀。
請參照圖5，以本發(fā)明快速反應器100對二元物質進行混合、反應為例進行說明。其中第一種物質為A，第二種物質為B，在此例中以物質A、B均為固體物質為例進行說明。
首先在測量裝置1中的每一容量孔11內加滿物質A，由于容量孔11的容積是遞減的，因此加入在容量孔11內的物質A的體積也是遞減的。之后將測量裝置1與反應裝置2拼裝起來，并且使容量孔11與反應孔21一一對應，通過加熱或者震蕩等方式，使物質A在測量裝置1、反應裝置2中傳輸，并且最終所有的物質A均落入反應裝置2的反應孔21內，并且由于容量孔11內的容積是遞減的，因此物質A進入反應孔21之后，在各反應孔21內也呈階梯狀分布。在測量裝置1的容量孔11內再加入物質B，然后將測量裝置1與反應裝置2拼裝，使物質B再次進入反應裝置2的反應孔21，然后使物質A與物質B進行混合、反應。當然，可以根據(jù)需要調整容量孔11與反應孔21的對應關系，最后得到配方為AxB(1-x)的任意一組分。在圖5所示實施方式中，測量裝置1被取下，使反應裝置2保持敞口狀態(tài)，反應孔21內的物質A、物質B在一般情況下進行混合、反應。
可以理解的，在使物質A、物質B混合、反應時，根據(jù)需要，可以將測量裝置1與反應裝置2保持拼裝的狀態(tài)，或者在測量裝置1被取下后，在反應裝置2上覆上蓋子4，使蓋子4能夠覆蓋所有的反應孔21。優(yōu)選的，如圖6、圖7所示，所述蓋子4面向反應孔21的一側可以設置有分別伸向不同反應孔21的攪拌柱41，這樣在物質A、物質B混合、反應時蓋子4上的攪拌柱41可以對物質A、物質B進行攪拌以加快混合、反應的速度。
以上為本發(fā)明快速反應器100中加入固體物質混合、反應的例子，當然本發(fā)明快速反應器100也可以應用液態(tài)或者氣態(tài)物質在其中混合、反應。例如，在液態(tài)物質加入到容量孔11后，將液態(tài)物質固化，待測量裝置1與反應裝置2拼裝后，再通過震動或者加熱等方式將物質恢復為液態(tài)并傳送到反應裝置2的反應孔21內。也可以采用如下方式，將測量裝置1的容量孔11的開口位置設置向測量裝置1內縮進的門(未圖示)，測量裝置1上還設置控制門開關的按鈕(未圖示)，在液體物質注入容量孔11后，將門關閉，并且在測量裝置1的容量孔11與反應裝置2的反應孔21對齊后，按動按鈕，將門打開，使容量孔11內的液體物質流入到反應孔21內。另外，所述測量裝置1的容量孔11也可以設置為活塞式或者注射器式，從而方便將物質從容量孔11壓入或者射入反應孔21內，當然這種活塞式或者注射器式的容量孔11同樣適用于固態(tài)物質或者氣態(tài)物質。
當然，如圖8所示，本發(fā)明快速反應器100還可以包括進氣裝置5，所述進氣裝置5包括進氣通道52、出氣通道53、分別自進氣通道52、出氣通道53延伸而出的空心針522、532。上述進氣通道52、出氣通道53在進氣裝置5內平行延伸，但卻不在一個平面內，且所述進氣體通道52的進氣端521伸入裝有氣態(tài)物質的容器(未圖示)內，另一端為封閉端，所述出氣通道53的出氣端531伸入外界環(huán)境中或者其他氣態(tài)物質容器中，另一端為封閉端。所述進氣裝置5應用到本發(fā)明快速反應器100時，測量裝置1的每一容量孔11內分別容納有一對空心針522、532，所述空心針522的一端通過進氣通道52同時接入同一個裝有氣態(tài)物質的容器中，測量裝置1在需要加入氣體時有密封蓋(未圖示)將容量孔11蓋住，所述密封蓋可以設置為在高壓下不會漏氣的密封蓋，因此在需要氣體混合、反應時，將出氣通道53的出氣端531封閉使其不泄露氣體，用空心針522將容量孔11內填充滿第一種氣體后，將第一種氣體注入到反應孔21內，之后再在容量孔11內注入第二種氣體，同樣將第二種氣體注入反應孔21內，使二者混合、反應，這里采用的測量裝置1的容量孔11可以是注射器式或者活塞式，以便將氣體推入或者注入到反應孔21內。當然。所述進氣裝置5不僅可以用于向測量裝置1內輸入要混合、反應的反應氣體，還可以輸入在快速反應器100內起保護作用的保護氣體，在輸入保護氣體時，進氣通道52的進氣端521輸入保護氣體，通過空心針522注入到各反應孔21內，保護氣體隨后又通過空心針532自出氣通道53的出氣端531排出，以對反應孔21內混合、反應的物質起保護作用。
因此，根據(jù)上述描述，本發(fā)明的快速反應器100可以進行特殊條件下的物質混合、反應，如高壓，或無水無氧等極端條件下的反應。
上面所描述的實施方式中，測量裝置1的容量孔11的容積各不相同，當然，根據(jù)實際的需要，所述容量孔11的容積也可以是完全相同(如圖9所示)的，或者測量裝置1的部分容量孔11的容積相同，而其他容量孔11的容積可以相同，也可以不同。
以上為二元(兩種)物質混合、反應為例對本發(fā)明的快速反應器100進行說明，本發(fā)明的快速反應器100還可以應用于三元(三種)、多元(多種)物質體系。圖9所示為本發(fā)明快速反應器100應用于三元物質體系的一個例子，如圖9所示，在反應裝置2的反應孔21內已經加入物質A、物質B后，再通過測量裝置1的容量孔11再增加一種物質C，然后將測量裝置1與反應裝置2拼裝，從而使此物質A、B、C混合、反應，從而使得本發(fā)明快速反應器100可以應用于三元物質體系。
圖10所示為本發(fā)明快速反應器100的第二實施方式示意圖，其中相同的標號表示與圖1所示實施方式中的相同元件。所述測量裝置1的容量孔11與反應裝置2的反應孔21均設置為兩排，根據(jù)需要，可以首先在測量裝置1的容量孔11內加入第一種、第二種物質并添加到反應孔21后，再在不同的容量孔11內按一定排列方式分別加入第二、第三種物質，然后對測量裝置1及反應裝置2進行拼裝，從而使得兩次拼裝即可實現(xiàn)第一種、第二種物質、第一種、第三種及第二種、第三種物質的混合、反應。
圖10以容量孔11、反應孔12順序排列在測量裝置1、反應裝置2上為例，可以理解的，容量孔11、反應孔21可以是不規(guī)則排布方式排列在測量裝置1、反應裝置2上。而且容量孔11、反應孔21也可以不止兩排，可以是三排、或者三排以上均可，并且，每一排的數(shù)目也不限于圖示中的10或11個，而可以是任意多個。
請參照圖11A、圖11B所示，本發(fā)明快速反應器100的反應裝置2也可以設置為分體式，即反應裝置2包裝主體部22、設置在主體部22的底座23。上述反應孔開設在主體部22內，主體部22與底座23連接為一體時，通過密封元件(未圖示)將二者連接位置密封以防止泄露物質。
請參照圖12所示，本發(fā)明快速反應器100還可以包括一個出料裝置6，所述出料裝置6由基座62、自基座62向上垂直延伸的若干柱狀部61、及開設在柱狀部61內的出料孔63。如圖13-圖15所示，使用時，出料裝置6與反應裝置2的主體部22配合，且柱狀部61伸入主體部22內的反應孔21內。這樣在反應裝置2內的物質反應完畢所得的物質M即直接落入出料孔63內，從而有利于將反應所得的物質M從反應裝置2中取出，這對快速反應器100中反應獲得難取物質而言則更有好處。當然，可以理解的，上述出料裝置6的柱狀部61也可以是實心的，在反應裝置2的反應孔22內生成物質M后，將反應裝置2的主體部22與底座23分離，并將出料裝置6與主體部22配合，柱狀部61伸入反應孔22后以將反應生成物M從反應孔22中推出。
根據(jù)所要應用體系及物質混合、反應所需要的條件，本發(fā)明快速反應器可以由廣泛原料制成，例如金屬，合金，無機物，高分子材料等。
本發(fā)明快速反應器100可以迅速混合各組分，并進行快速的反應、合成。以二元物質體系為例，假設步長(單一組分的梯度)為5％(整體深度為100％)，采用本發(fā)明的快速反應器100，只需簡單的物質轉移而無需稱量與計算，并且反應的時間也只是耗費相當于進行一個現(xiàn)有技術中對一種比例的二元物質混合、反應的周期。而如果用傳統(tǒng)工藝，需要配制20個不同組分，需要進行2*20即40次的物質稱量，并且如果每個組分單獨反應，反應時間為本發(fā)明快速反應器100的20倍。
再以三元物質體系為例，假設步長(單一組分的梯度)為5％。采用本發(fā)明快速反應器100，同樣也只需簡單的物質轉移而無需稱量與計算，并且反應的時間也只是耗費相當于進行一個現(xiàn)有技術中對一種比例的三元物質混合、反應的周期、因此效果更加驚人。因為用傳統(tǒng)工藝，需要配制20*20即400個不同組分，進行3*400即1200次物質稱量，并且如果每個組分單獨反應，反應時間為本發(fā)明快速反應器100的400倍。對于更多元體系，或更精細的步長則傳統(tǒng)方式需要更漫長時間，而本發(fā)明則混合、反應的時間同樣還是傳統(tǒng)方式的一次反應周期。
另外，根據(jù)上面的描述，本發(fā)明快速反應器100的另一特點是可以有效處理多種不同形態(tài)物質，從低粘度液體，高粘度液體，到固體，甚至氣體，皆可適用。而且由于加入的物質量由測量裝置1的容量孔11的體積控制并且每一組分由所處位置決定，因此本發(fā)明的另一大優(yōu)點是大大減少了人為錯誤發(fā)生的可能性。
以上所述為本發(fā)明的優(yōu)選的實施方式，在不改變本發(fā)明的主要構思的范圍下，可以通過上述實施例以外的方案對本發(fā)明進行變更、修改或添加特征，而這些變更、修改或者添加的特征也落入本發(fā)明權利要求的保護范圍內。
權利要求
1.一種快速反應器，其特征在于包括測量裝置、反應裝置、及將測量裝置與反應裝置拼裝起來的固定裝置，所述測量裝置上開設有容量孔，所述反應裝置上開設有反應孔。
2.如權利要求1所述的快速反應器，其特征在于所述容量孔的直徑相同，深度不同或者直徑不同，深度相同。
3.如權利要求1所述的快速反應器，其特征在于所述反應孔的開口形狀、直徑為便于物質傳輸?shù)男螤詈椭睆健?br> 4.如權利要求1所述的快速反應器，其特征在于所述反應裝置上還設置有覆蓋反應裝置的蓋子。
5.如權利要求4所述的快速反應器，其特征在于所述蓋子面向反應孔的一面設置多個分別伸入反應孔內的攪拌柱。
6.如權利要求1所述的快速反應器，其特征在于所述測量裝置的容量孔開口位置設置有向測量裝置內縮進的門，且測量裝置上還設置控制門開關的按鈕，或者測量裝置的容量孔為注射器式或活塞式。
7.如權利要求1-6中任一項所述的快速反應器，其特征在于所述測量裝置的每一容量孔的開口處設置有在關閉時密封容量孔內部空間的密封蓋。
8.如權利要求1-6中任一項所述的快速反應器，其特征在于所述快速反應裝置還包括進氣裝置，所述進氣裝置包括伸入測量裝置的每一容量孔內的空心針。
9.如權利要求8所述的快速反應器，其特征在于所述進氣裝置包括進氣通道與出氣通道，所述進氣通道、出氣通道均為一端封閉一端開口，上述空心針包括分別與進氣通道、出氣通道連通的空心針。
10.如權利要求1-6中任一項所述的快速反應器，其特征在于所述反應裝置由底座及主體部構成，所述反應孔開設在主體部上，所述快速反應器還包括與反應裝置的主體部配合并便于出料的出料器。
全文摘要
本發(fā)明公開一種快速反應器，包括具有容量孔的測量裝置、具有反應孔的反應裝置及用于將測量裝置與反應裝置進行拼裝的固定裝置，加入反應孔內的物質的量根據(jù)容量孔的體積來控制。在使用所述快速反應器時，首先在容量孔內加入物質A，在測量裝置與反應裝置拼裝之后將物質A傳送到反應裝置中，隨后將測量裝置與反應裝置分離，重復上述步驟以將物質B、C等物質逐一加入反應裝置中，從而實現(xiàn)兩兩物質或者多種物質混合、反應。因此本發(fā)明快速反應器的結構簡單，無需精確稱量儀即可實現(xiàn)多組分不同比例的混合，并且在一個反應期間能進行多比例組分的反應，有利于節(jié)約時間、節(jié)省成本，且大大縮短了實驗所需時間。
文檔編號B01J19/00GK1895783SQ20051008400
公開日2007年1月17日 申請日期2005年7月15日 優(yōu)先權日2005年7月15日
發(fā)明者閻桂榮 申請人:閻桂榮