[发明专利]自动实验装置以及使用该自动实验装置的自动实验方法

说明书

本发明提供一种用于将样品放入压力容器中并自动地在预定的温度和压力下进行样品的化学及/或物理的反应的自动实验装置和使用该自动实验装置的自动实验方法。根据本发明的实施方式，能够从始至终自动地进行实验且不需要用户的参与。结果，能够防止由于手动操作而导致气体泄露以及人体暴露于有害气体的风险。该装置包括控制器，该控制器配置成在样品保持部件气密地固定至压力容器且样品容纳于压力容器的样品收纳室内的状态下，在预定的温度和压力下，自动地进行反应进程。

本申请主张2017年3月8日提交的美国专利申请No.62/468,853以及2017年6月23日提交的美国专利申请No.15/631,622的优先权，其通过引用而全部结合到本文中。

技术领域

本发明涉及一种自动实验装置以及使用该自动实验装置的自动实验方法，更具体地，涉及一种用于将样品放入压力容器中并自动地在预定的温度和压力下进行样品的化学及/或物理的反应的装置和方法。

背景技术

从专利US9,132,406已知一种利用微波而在样品上开始且/或促进化学及/或物理的反应的装置。该装置包括压力容器，并且，该压力容器限定反应室。将样品放入用于在样品上开始且/或促进化学及/或物理的高压反应的反应室。此外，压力容器包括绝缘衬里(所谓的衬垫)，该绝缘衬里用作压力容器的绝缘层，以改善压力容器的热阻。绝缘衬里优选由塑料、聚四氟乙烯(PTFE)、陶瓷、或者钽制成。并且，绝缘衬里用于防止压力容器的内衬里被反应物及/或产物化学地污染、腐蚀，并保护压力容器的内衬里。

此外，盖子设在压力容器之上，并配置成打开或关闭压力容器。当盖子关闭压力容器时，压力容器的上部和盖子被夹具夹合，从而封闭压力容器。更具体而言，当盖子就位于压力容器的上部时，共同形成圆形金属夹具的两个夹座能够闭合。当两个钢制夹座闭合时，能够彼此抵靠地被螺栓紧固。

螺栓的螺纹与形成于两个夹座中的一个的反向螺纹接合，使得后者能够被拉向彼此。螺栓的螺纹的一部分突出并超过一个夹座的反向螺纹，具有由此防止螺栓沿着脱离夹具的方向被旋出的长度。在该状态下，螺栓被手动旋转，以锁定该两个夹座，使得盖子和压力容器被气密地固定。

在该气密地固定的状态下，气体被供应至反应室中，以增加压力容器的内部压力。这时，产生微波，以加热样品，从而进行样品的反应。在反应终止之后，通过手动拧松螺栓而松开夹具，并且，从压力容器移出样品。

在这种常规实验装置中，如上所述，在样品被放入压力容器中之后，应当通过手动拧紧螺栓而气密地固定夹具，并且，在反应完成之后，应当通过手动拧松螺栓而松开夹具。取决于样品的种类，可能产生对人体有害的气体作为反应产物。结果，这构成了一个问题：用户在亲自固定、释放夹具时，可能吸入该有害气体。

由于夹具被手动固定，因而，为了拧紧螺栓而施加的力可能每次均不同。如果螺栓未被拧紧，则可能无法恰当地实现封闭压力容器。如果反应发生于压力容器未被恰当地封闭的这种状态下，则可能未以正确的方式进行反应，气体可能从压力容器泄露。该情形可能导致灾难。

此外，在反应期间，取决于用作反应物的材料的种类，可能生成作为产物的酸性材料。生成的酸性材料腐蚀设在实验装置内的零件和用于输送气体的管道。如果这种零件和管道遭到腐蚀，则受影响的零件和管道需要更换。然而，由于每个零件和管道独立地安置于实验装置内，因而，对于普通用户而言，难以更换应当被谨慎处理的零件和管道。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种能够从始至终自动地进行实验且不需要手动操作的自动实验装置和自动实验方法。结果，根据实施方式，能够降低气体泄露以及人体暴露于有害气体的风险。此外，根据实施方式，能够容易地更换用于输送气体的零件和管道。

附图说明

图1是根据本发明的一个实施方式的自动实验装置的透视图。

图2是图1所示的压力容器的结构的截面示意图。