微反应器全自动供料装置的制作方法

本发明涉及实验室微反应器，具体涉及一种微反应全自动供料装置。

背景技术：

1、微反应器技术由于其快速、高效的特点，已成为实验室级别不可或缺的工具。微反应器能够在精确的条件下进行化学反应，显著提高了反应速度和产物的质量。然而，当前的微反应系统供料装置主要依赖手动操作来连接管路和更换试剂瓶，这不仅耗时耗力，还可能引入操作错误，影响反应的准确性和重复性。

2、某些供料装置中采用凸轮平流泵，流量很小，在切换物料引入气泡时，需要手动排出气泡，降低了整个系统的自动化程度；还存在无法实时监测反应液剩余量、需要人工不断检查等不足。

3、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种能够实现完全自动化操作的微反应器供料系统。具有自动连接液路、自动排除管路气泡、无缝更换试剂瓶，并具备实时监控反应液剩余量的功能，从而无需人工干预即可持续运行。提高实验的连续性和可靠性，减少试剂浪费，并提升整体安全性，特别是处理高活性或危险化学品时。

2、为实现上述目的，本发明提供一种微反应器全自动供料装置，所述微反应器全自动供料装置包括自动化液路连接单元、实时监测和定位单元、自动排气泡和动力单元和机械手取放单元；所述自动化液路连接单元与所述自动排气泡和动力单元通过管路连接；所述自动化液路连接单元、所述实时监测和定位单元、所述自动排气泡和动力单元和所述机械手取放单元由控制模块协调控制并供电；

3、所述自动化液路连接单元包括升降组件、鲁尔接头组件和反应液容器；所述升降组件包括沿导向轴滑动的升降板；所述鲁尔接头组件包括公头组件和与所述公头组件可组装和分离的母头组件；所述公头组件固定设置在升降板的一端，所述母头组件设置在反应液容器上；

4、所述实时监测和定位单元包括称重天平和设置在所述称重天平上的定位托盘；所述反应液容器放置在所述定位托盘上；

5、自动排气泡和动力单元包括三通阀i、平流泵、三通阀ⅱ和蠕动泵；所述三通阀i的第一端口通过第一管路连接反应液容器，所述三通阀i的第二端口通过第二管路连接另一反应液容器；所述三通阀i的第三端口通过第三管路连接至所述平流泵的第一端口，所述平流泵的第二端口通过第四管路连接至所述三通阀ⅱ的第一端口，所述三通阀ⅱ的第二端口连接第五管路作为反应液的出口，所述三通阀ⅱ的第三端口通过第六管路连接至所述蠕动泵的第一端口，所述蠕动泵的第二端口通过第七管路连接至废液容器；

6、所述机械手取放单元用于取放所述定位托盘。

7、优选的，所述升降组件包括固定板i和固定板ⅱ，所述固定板i和所述固定板ⅱ通过所述导向轴连接；所述升降板在所述固定板i和所述固定板ⅱ之间滑动，所述升降板连接驱动电机的输出轴，所述驱动电机固定在所述固定板i的一侧；所述固定板i或所述固定板ⅱ上设置有传感器，所述传感器与所述控制模块电性连接。

8、优选的，所述公头组件包括鲁尔公头、中空转接轴、压缩弹簧和锁紧螺帽，所述中空转接轴外侧套接所述压缩弹簧并抵接所述升降板一侧，所述升降板的另一侧通过所述锁紧螺帽固定所述中空转接轴，所述中空转接轴下端连接所述鲁尔公头。

9、优选的，所述母头组件包括鲁尔母头、双头外螺纹直通、穿板接头、倒锥接头和取液管；所述穿板接头设置在所述反应液容器的遮盖件上，所述穿板接头上端连接所述双头外螺纹直通，所述双头外螺纹直通上端连接所述鲁尔母头，所述穿板接头下端连接所述取液管，所述取液管外侧套设所述倒锥接头，所述倒锥接头连接所述穿板接头，所述鲁尔公头与所述鲁尔母头相匹配。

10、优选的，所述反应液容器还包括容器，所述遮盖件固定在所述容器的口端。

11、优选的，所述称重天平具有数据端口，并向所述控制模块实时传输数据；所述称重天平的秤盘上设置有定位销，所述定位托盘的底部开设定位销孔，所述定位销孔与所述定位销相匹配；所述定位托盘顶部设置有容置腔，所述定位托盘侧边开设取放孔。

12、优选的，所述自动排气泡和动力单元的工作模式包括自动排气泡和输送反应液；所述自动排气泡模式：控制所述三通阀ⅱ的第一端口与所述三通阀ⅱ的第三端口连通，启动所述平流泵和所述蠕动泵；

13、所述输送反应液模式：完成所述自动排气泡模式后，控制所述三通阀ⅱ的第一端口与所述三通阀ⅱ的第二端口连通，关闭所述蠕动泵。

14、优选的，所述机械手取放单元包括机械臂和设置在所述机械臂末端的取放单元，所述取放单元包括末端法兰和取放托板；所述末端法兰和所述取放托板通过等高台阶螺丝铰接，所述取放托板可相对所述末端法兰以所述等高台阶螺丝为圆心旋转；所述取放托板上设置有台阶销，所述台阶销与所述取放孔相匹配；所述取放托板侧边与所述末端法兰连接处设置有弹性件。

15、本发明提供的微反应器全自动供料装置具有以下优势：

16、1、提高操作效率与安全性。本发明中的自动化液路连接单元通过鲁尔公母接头实现快速、无误的连接和分离，大幅减少手动操作的时间和出错率。不仅提升了工作效率，也显著提高了实验的安全性，尤其是在处理高活性或危险化学品时，避免了直接接触。

17、2、确保化学反应的精度和连续性。实时监测和定位单元通过持续监控试剂瓶中的反应液的量，配合自动调节供料速度和时间，确保了化学反应的连续性和稳定性。大大提高了反应的可重复性和可靠性，对于药物合成等精细化学工艺尤为关键。

18、3、自动排气泡提高系统稳定性。自动排气泡和动力单元通过专用泵阀配置和程序自动排除在物料更换或管路连接过程中引入的气泡。减少了由气泡引起的反应不稳定和潜在的化学事故，增强了整个化学过程的安全性和可控性。

19、4、机械手自动更换反应液容器(试剂瓶)提升自动化程度。机械手取放单元通过精确的对位和防错位功能，确保反应液容器的快速更换和正确安装。不仅提高了整体操作的自动化程度，也保证了长时间实验的无人值守运行，降低了人力成本并提升了操作的连续性。

技术特征：

1.微反应器全自动供料装置，其特征在于，所述微反应器全自动供料装置(100)包括自动化液路连接单元(10)、实时监测和定位单元(20)、自动排气泡和动力单元(30)和机械手取放单元(40)；所述自动化液路连接单元(10)与所述自动排气泡和动力单元(30)通过管路连接；所述自动化液路连接单元(10)、所述实时监测和定位单元(20)、所述自动排气泡和动力单元(30)和所述机械手取放单元(40)由控制模块(50)协调控制并供电；

2.根据权利要求1所述的微反应器全自动供料装置，其特征在于，所述升降组件(101)包括固定板i(1011)和固定板ⅱ(1012)，所述固定板i(1011)和所述固定板ⅱ(1012)通过所述导向轴(1013)连接；所述升降板(1014)在所述固定板i(1011)和所述固定板ⅱ(1012)之间滑动，所述升降板(1014)连接驱动电机(1015)的输出轴，所述驱动电机(1015)固定在所述固定板i(1011)的一侧；所述固定板i(1011)或所述固定板ⅱ(1012)上设置有传感器(1016)，所述传感器(1016)与所述控制模块(50)电性连接。

3.根据权利要求2所述的微反应器全自动供料装置，其特征在于，所述公头组件(1021)包括鲁尔公头(10211)、中空转接轴(10212)、压缩弹簧(10213)和锁紧螺帽(10214)，所述中空转接轴(10212)外侧套接所述压缩弹簧(10213)并抵接所述升降板(1014)一侧，所述升降板(1014)的另一侧通过所述锁紧螺帽(10214)固定所述中空转接轴(10212)，所述中空转接轴(10212)下端连接所述鲁尔公头(10211)。

4.根据权利要求2所述的微反应器全自动供料装置，其特征在于，所述母头组件(1022)包括鲁尔母头(10221)、双头外螺纹直通(10222)、穿板接头(10223)、倒锥接头(10224)和取液管(10225)；所述穿板接头(10223)设置在所述反应液容器的遮盖件(1031)上，所述穿板接头(10223)上端连接所述双头外螺纹直通(10222)，所述双头外螺纹直通(10222)上端连接所述鲁尔母头(10221)，所述穿板接头(10223)下端连接所述取液管(10225)，所述取液管(10225)外侧套设所述倒锥接头(10224)，所述倒锥接头(10224)连接所述穿板接头(10223)，所述鲁尔公头(10211)与所述鲁尔母头(10221)相匹配。

5.根据权利要求4所述的微反应器全自动供料装置，其特征在于，所述反应液容器还包括容器(1032)，所述遮盖件(1031)固定在所述容器(1032)的口端。

6.根据权利要求2所述的微反应器全自动供料装置，其特征在于，所述称重天平(201)具有数据端口(2012)，并向所述控制模块(50)实时传输数据；所述称重天平(201)的秤盘上设置有定位销(2011)，所述定位托盘(202)的底部开设定位销孔(2021)，所述定位销孔(2021)与所述定位销(2011)相匹配；所述定位托盘(202)顶部设置有容置腔(2022)，所述定位托盘(202)侧边开设取放孔(2023)。

7.根据权利要求2所述的微反应器全自动供料装置，其特征在于，所述自动排气泡和动力单元(30)的工作模式包括自动排气泡和输送反应液；所述自动排气泡模式：控制所述三通阀ⅱ(303)的第一端口(3a)与所述三通阀ⅱ(303)的第三端口(3c)连通，启动所述平流泵(302)和所述蠕动泵(304)；

8.根据权利要求6所述的微反应器全自动供料装置，其特征在于，所述机械手取放单元(40)包括机械臂和设置在所述机械臂末端的取放单元，所述取放单元包括末端法兰(401)和取放托板(402)；所述末端法兰(401)和所述取放托板(402)通过等高台阶螺丝(403)铰接，所述取放托板(402)可相对所述末端法兰(401)以所述等高台阶螺丝(403)为圆心旋转；所述取放托板(402)上设置有台阶销(406)，所述台阶销(406)与所述取放孔(2023)相匹配；所述取放托板(402)侧边与所述末端法兰(401)连接处设置有弹性件(405)。

技术总结
本发明公开了微反应器全自动供料装置，属于实验室微反应器技术领域，具体包括自动化液路连接单元、实时监测和定位单元、自动排气泡和动力单元和机械手取放单元；自动化液路连接单元与自动排气泡和动力单元通过管路连接；自动化液路连接单元、实时监测和定位单元、自动排气泡和动力单元和机械手取放单元由控制模块协调控制并供电。该方案能够实现微反应器供料系统自动化，具有自动连接液路、自动排除管路气泡、自动更换反应液容器，并具备实时监控反应液剩余量的功能，无需人工干预即可持续运行。提高实验的连续性和可靠性，减少试剂浪费，并提升整体安全性。

技术研发人员：陈安,杨天
受保护的技术使用者：深圳智微通科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5