碳纳米管生产线制造技术

本实用新型专利技术公开了碳纳米管生产线，包括有前、后管式电加热炉，前管式电加热炉的进料端和出料端分别连通有前进料手套箱和前出料手套箱，后管式电加热炉的进料端和出料端分别连通有后进料手套箱和后出料手套箱，前进料手套箱和后出料手套箱之间以及前出料手套箱和后进料手套箱之间均连通有过渡管，所述前、后进料手套箱内均设有若干装有碳纳米管原料粉的匣钵。本实用新型专利技术主要用于碳纳米管生产与实验，同时也用于其他碳材料等工艺。具有温度均匀、控制稳定、具有温度扰动小、升温速度快、节能、使用温度高、寿命长，泄漏率降低，更换方便、轻巧、开启方便省力，操作简单，匣钵可以无需经常置换惰性气体的条件下循环使用等特点。

Carbon nanotube production line

【技术实现步骤摘要】
碳纳米管生产线
：本技术涉及碳纳米管生产设备领域，主要涉及碳纳米管生产线。
技术介绍
：现有技术中，碳纳米管的生产设备包括有管式电加热炉以及连通在管式电加热炉两端的手套箱，进料端手套箱内放置有匣钵，匣钵内装有碳纳米管的原料粉。由于碳纳米管制造过程需要在惰性气体环境中，工作前，需要对整个生产设备通入惰性气体，将整个生产设备内的空气置换成惰性气体，空气被赶走后，整个生产设备处于惰性气体环境中。碳纳米管原料粉装入匣钵后送入到管式热加热炉中，匣钵一个一个相互推进至出料端的手套箱，进入出料端手套箱内匣钵内已经是碳纳米管成品。装有碳纳米管成品的匣钵被送出手套箱。当被送出的匣钵再次被送入进料端手套箱后，因为其内混有空气，又需要对整个生产设备进行充惰性气体工作，工作效率低下。
技术实现思路
：本技术目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种碳纳米管生产线，它可以循环利用匣钵，提高了碳纳米管的工作效率。本技术是通过以下技术方案实现的：碳纳米管生产线，包括有前、后管式电加热炉，其特征在于，前管式电加热炉的进料端和出料端分别连通有前进料手套箱和前出料手套箱，后管式电加热炉的进料端和出料端分别连通有后进料手套箱和后出料手套箱，前进料手套箱和后出料手套箱之间以及前出料手套箱和后进料手套箱之间均连通有过渡管，前出料手套箱和后出料手套箱的底部均设有出料口；前、后管式电加热炉的进料端均连通有惰性气体排气管，前、后管式电加热炉的出料端均连通有惰性气体进料管；所述前、后进料手套箱内均设有若干装有碳纳米管原料粉的匣钵。所述的碳纳米管生产线，其特征在于：所述前、后出料手套箱内均安装有匣钵翻转机构。所述的碳纳米管生产线，其特征在于：所述前、后进料手套箱内均安装有可以送料以及可以翻转匣钵的机械手。所述的碳纳米管生产线，其特征在于：所述前、后管式电加热炉均包括有炉体，炉体内均设有四条炉管，每条炉管的两端均分别与对应的手套箱连通；每个炉管均包括有加热段和冷却段，加热段均位于炉管的中间部位，冷却段均位于炉管的两端部位；炉体内对应炉管的加热段部位设有加热管，炉管的冷却段缠绕有冷却水管。所述的碳纳米管生产线，其特征在于：惰性气体进、出气管上均安装有流量计。本技术中的加热管为采用微露式内嵌电阻丝陶瓷纤维加热管，圆周式环型加热，最大加热功率（四管）约200kw；发热体选用原装进口KTL电阻丝，其具有稳定性高、寿命长等特点。保温材料采用氧化铝纤维制品保温。炉膛轴向加热采取功率非均匀性分布，克服炉口热损失过大，轴向温度不均匀的现象。为减少温区间的相互干扰，设有多道温区隔板,同时可以作为炉管支撑。所述惰性气体采用天然气或氮气，流量计控制流量。氮气置换系统：用于置换密封箱，工作管，过渡舱内的空气。温度控制系统，为个单点控制单元组成，每个单点温度控制采用经典的闭环负反馈控制系统控制。控温仪表选用日本进口单点控温仪，其具有P、I、D参数自整定和人工修订功能，同时具有超温、欠温、断偶等断电报警保护功能，任何一种报警一旦产生系统会立即切断动力电源，以防止温控系统失效时产品过烧。执行元件用进口固态继电器技术代替传统的交流接触器控制，实现软触点控制，控温精确、可靠、使用寿命长。同时其控制方式结合实际经验采用周波过零触发方式，其原理是将仪表的输出时间占空比信号转化成周波数，使负载电流的通断按一个正弦周波为基本时间单位均匀分布，采用此控制方式大大缓和了负载的冲击，改善了因P、I、D积分饱和引起的超调现象，提高了系统的控制精度。同时克服调压方式造成功率因数低，电网污染等问题；以占空比50%输出为例，列出周波过零触发控制方式与传统单一周期过零触发方式在负载上的波形图周波过零触发控制方式负载电压波形是间隔断开的正弦波。在多组加热温区同时运行时，由于负载电流的随机性和叠加性，造成总动力负载电流相对均衡，从而解决了电流表打针问题，提高了电源设备的利用率和避免增容，同时也大大缓和了负载冲击，提高了系统的控制精度。测温元件采用K分度热偶。温度控制采用独立控制柜，所有控制均位于同一面板上，操作方便，并配有中文标识，设备与控制柜之间标配电线电缆由用户方自行负责。本系统是采用自动的方式来完成碳纳米管生产过程中的精确计量与上下料。本方案拟采用自制5轴机械手加自动启闭门与光栅传感器及接近开关来完成整个动作，采用PLC控制的顺序动作来完成整个流程。整个项目工作时通过信号进行关联控制达到全自动工作不用人工干予的目的。提高整个设备运行的可靠性与安全性。由于采用机械定量投料，可以比人工投料更精确。机械手严格按照流程与时间进行工作可以更精确的控制加热时间，从而得到更高质量的产品。同时提高产品的品质，并能在整个生产过程中始终保持优良品质。机械手拟采用如下设计方案。1.机械手可以进行高度方向的升降操作，行程按操作需要而定。2.机械手可以沿升降轴线进行旋转。旋转极限为正负360度。3.机械手可以改变到旋转轴线的距离。行程按方便拿放及推动方便设计。4.机械手可以进行翻转。以便将匣钵中有物料倒到堆料区。5.机械手具有抓握功能。便于夹紧或放下匣钵。此机械手可以完成抓取、放下、升降、旋转、调距、推送等动作。通过这一整套的机上料绞龙、机械手与自动门等的配合工作起到了代替人进行简单、重复、枯燥的劳动。自动绞龙代替手工加电子称的加料模式，能更精确的控制加料量。加料时移动机械手可以更均匀的将料平铺到料盒底部。使催化剂能更充分的接触反应气体。全自动化的生产提高了劳动生产率，不会因操作人员离开而中断生产。精确的加热时间与温度控制能保证产品的品质始终如一。同时在生产过程中人员可以离开危险的工作区域，通过摄像头监控设备工作情况，远程控制设备工作即可。提高了设备生产过程的安全性。当收料端满仓时，感应开关给出信号，启动电磁阀，高压气体带着碳纳米管一起进入储料桶，当物料抽尽后，PLC根据设定的时间关闭电磁阀。氮气电磁阀打开，冲入氮气使收料仓的压力与加热炉内的压力保持一致。本技术的优点是：本技术主要用于碳纳米管生产与实验，同时也用于其他碳材料等工艺。具有温度均匀、控制稳定、具有温度扰动小、升温速度快、节能、使用温度高、寿命长，泄漏率降低，更换方便、轻巧、开启方便省力，操作简单，匣钵可以无需经常置换惰性气体的条件下循环使用等特点，特别是降低了综合生产成本及稳定了产品品质，适合企业大批量生产。附图说明：图1为本技术的主视图。图2为本技术的俯视图。具体实施方式：参见附图。碳纳米管生产线，包括有前、后管式电加热炉1、2，前管式电加热炉1的进料端和出料端分别连通有前进料手套箱3和前出料手套箱4，后管式电加热炉2的进料端和出料端分别连通有后进料手套箱5和后出料手套箱6，前进料手套箱3和后出料手套箱6之间以及前出料手套箱4和后进料手套箱5之间均连通有过渡管7，前出料手套箱4和后出料手套箱5的底部均设有出料口12；前、后管式电加热炉1、2的进料端均连通有惰性气体排气管8，前、后管式电加热炉的出料端均连通有惰性气体进料管9；所述前、后进料手套箱5内均设有若干装有碳纳米管原料粉的匣钵。所述前、后进料手套箱5内均安装有可以送料以及可以翻转匣钵的机械手。所述前、后管式电加热炉均包括有炉体10，炉体内均设有四条炉管11，每条炉管11的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.碳纳米管生产线，包括有前、后管式电加热炉，其特征在于，前管式电加热炉的进料端和出料端分别连通有前进料手套箱和前出料手套箱，后管式电加热炉的进料端和出料端分别连通有后进料手套箱和后出料手套箱，前进料手套箱和后出料手套箱之间以及前出料手套箱和后进料手套箱之间均连通有过渡管，前出料手套箱和后出料手套箱的底部均设有出料口；前、后管式电加热炉的进料端均连通有惰性气体排气管，前、后管式电加热炉的出料端均连通有惰性气体进料管；所述前、后进料手套箱内均设有若干装有碳纳米管原料粉的匣钵。

【技术特征摘要】
1.碳纳米管生产线，包括有前、后管式电加热炉，其特征在于，前管式电加热炉的进料端和出料端分别连通有前进料手套箱和前出料手套箱，后管式电加热炉的进料端和出料端分别连通有后进料手套箱和后出料手套箱，前进料手套箱和后出料手套箱之间以及前出料手套箱和后进料手套箱之间均连通有过渡管，前出料手套箱和后出料手套箱的底部均设有出料口；前、后管式电加热炉的进料端均连通有惰性气体排气管，前、后管式电加热炉的出料端均连通有惰性气体进料管；所述前、后进料手套箱内均设有若干装有碳纳米管原料粉的匣钵。2.根据权利要求1所述的碳纳米管生产线，其特征在于：所述前、后...

【专利技术属性】
技术研发人员：张时利，姜和山，张时祝，张立秀，
申请(专利权)人：合肥日新高温技术有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34