超细碳粉生产控制系统技术方案

本实用新型专利技术公开了超细碳粉生产控制系统，包括碳粉制备炉，压力采集装置，第二温度采集装置、氧气分析仪、石墨棒伺服控制器、电源模块、第一真空泵、沉积仓、收集仓、气体控制柜、第二真空泵和气站。采用电源模块对石墨棒提供大电流低电压，并提供高压引弧，使石墨棒在碳粉制备炉中击穿成超细碳粉，第一真空泵将含碳粉的气体从出料管道吸到沉积仓，碳粉在沉积仓中沉积，与气体分离，气体控制柜控制通入碳粉制备炉的气体量，同时在第二真空泵的抽吸作用下将碳粉制备炉中的气体排出，避免碳粉制备炉中的氧含量过高，使得制备过程中碳粉与氧气反应，发生生产事故。

【技术实现步骤摘要】
超细碳粉生产控制系统
本技术属于超细碳粉生产
，具体地说，涉及超细碳粉生产控制系统。
技术介绍
纳米材料是指颗粒尺寸为纳米量级(0.1nm～100nm)的超微粒子(纳米微粒)及由其聚集而成的纳米固体材料，其处于原子簇和宏观物质交界的过渡区域，是由数目很少的原子或分子组成的聚集体。纳米碳材料有良好的化学稳定性、高机械强度、良好的导电性、丰富的孔隙结构等优异的物理化学性质。而制备纳米碳颗粒是制造出纳米碳材料的重要一环。目前已经开发出多种制备纳米碳颗粒的方法，包括机械球磨法、电弧放电法、激光热解法、离子束溅射法、化学气相沉积法、激光液相法等。随着等离子技术的发展和应用，等离子法制造纳米碳颗粒应用越来越广。申请号的201820362762.X的技术专利公开了一种基于plc控制的等离子炬制备纳米材料的控制系统，包括plc控制系统以及与其相连的工控机、报警装置、plc1控制系统、plc2控制系统和plc3控制系统；所述的plc控制系统包括以太网和plc控制器，plc控制器通过以太网与所述工控机相连；在工控机处能查看到各个设备的数据，通过工控机对各个部分的温度、气体流量以及压强等进行调控，plc控制系统对各个部分的设备进行分区控制，监测装置检测到有数据异常的时候，报警装置进行报警提示然后工作人员再进行检查和设定，过程中不再需要人工进行数据的逐一采集，而且能一次输入数据各部分同时调节不用人工再对各个仪表进行调节，而且当数据出现异常的时候能够及时报警，避免危险出现。该方案中公开了制备纳米材料的控制系统，但是不同的材料采用的工艺不相同，控制系统也存在差异，因此在制备纳米碳粉时还是需要其独特的控制系统。
技术实现思路
针对现有技术中上述的不足，本技术提供一种超细碳粉生产控制系统，采用电源模块对石墨棒提供大电流低电压，并提供高压引弧，使石墨棒在碳粉制备炉中击穿成超细碳粉，第一真空泵将含碳粉的气体从出料管道吸到沉积仓，碳粉在沉积仓中沉积，与气体分离，气体控制柜控制通入碳粉制备炉的气体量，同时在第二真空泵的抽吸作用下将碳粉制备炉中的气体排出，避免碳粉制备炉中的氧含量过高，使得制备过程中碳粉与氧气反应，发生生产事故。为了达到上述目的，本技术采用的解决方案是：超细碳粉生产控制系统，包括碳粉制备炉，用于提供碳粉制备的反应空间，所述的碳粉制备炉上安装有用于采集炉内压力的压力采集装置，用于采集炉内温度的第二温度采集装置和用于采集炉内氧气含量的氧气分析仪；石墨棒伺服控制器，与石墨棒送料电机电连接，用于控制送料电机动作将夹持的石墨棒向碳粉制备炉的中心区域移动；电源模块，输出正端与石墨棒细端连接，输出负端与石墨棒粗端连接，用于对石墨棒提供大电流低电压，同时提供高压引弧用于击穿石墨棒；第一真空泵，通过出料管道与碳粉制备炉连通，用于将碳粉制备炉中含碳粉的气体从出料管道吸到沉积仓；沉积仓，入口与出料管道连通，用于沉积含碳粉的气体中的碳粉；收集仓，入口与沉积仓的出口连通，用于收集沉积仓中沉积的碳粉；气体控制柜，通过管道与气站和碳粉制备炉连通，用于控制通入碳粉制备炉中的气体的质量和流量；第二真空泵，进口通过出料管道与碳粉制备炉连通，出口与氩气回收器连通，用于将碳粉制备炉及出料管道中不含碳粉的气体从出料管道吸到氩气回收器；气站，通过管道与气体控制柜连通，用于提供气体。出料管道靠近碳粉制备炉的一端设置有第一阀门，靠近第一真空泵的一端设置有第二阀门，靠近第二真空泵的一端设置有第三阀门。第二真空泵抽吸不含碳粉的气体时，第一阀门和第三阀门打开，第一真空泵抽吸函碳粉的气体时，第一阀门和第二阀门打开，沉积仓和收集仓之间通过管道连通，管道上设置有第四阀门，收集仓的出料口通过管道与碳粉手机装置连接，管道上安装有第五阀门。第四阀门打开，沉积仓内沉积的碳粉落入收集仓。所述的生产控制系统还包括控制器，所述的控制器分别与压力采集装置、第二温度采集装置、氧气分析仪、石墨棒伺服控制器、电源模块、第一真空泵、气体控制柜以及第二真空泵电连接。压力采集装置、第二温度采集装置和氧气分析仪采集的碳粉制备炉内压力数据、温度数据和含氧量数据传输到控制器，控制器根据设定的参数控制第二真空泵对碳粉制备炉内的气体进行抽吸，在碳粉制备炉内含氧量数据和压力数据达到设定的阈值时，控制电源模块供电，在温度达到设定阈值时进行高压引弧，使石墨棒在碳粉制备炉中击穿，随着反应的进行，石墨棒伺服控制器控制送料电机动作将夹持的石墨棒向碳粉制备炉的中心区域移动，以满足反应需求。全程自动化控制，减少人工参与度，通过布线布局，可以实现远程控制，保障生产人员的安全，同时能够节省人力。所述的生产控制系统还包括电源模块水冷组件，水冷组件包括水冷板、冷却水储存装置和水泵，所述的冷却水储存装置用于存储冷却水，所述的水泵的进水口通过管道与冷却水储存装置连通，水泵的出水口通过管道与水冷板的进水口连通，水冷板的出水口通过管道与冷却水储存装置连通，所述的水泵与控制器电连接，所述的电源模块固定安装在水冷板上，水泵将冷却水储存装置中的冷却水泵到水冷板，对电源模块冷却，热交换后的冷却水回流到冷却水储存装置。将电源模块固定安装在水冷板上，通过水泵将冷却水储存装置中的水泵到水冷板，与电源模块进行热交换，实现对电源模块的冷却，水冷板有效隔离冷却水与电源模块内部的电子元器件，迅速带走热量避免电子元器件高温损坏的同时，也能防止电源模块中的电子元器件被冷却水及冷却水汽化产生的水汽损坏。所述的电源模块水冷组件还包括冷却水温度调节组件，所述的冷却水温度调节组件包括第一温度采集装置、水冷机组和加热棒，所述的第一温度采集装置安装在冷却水储存装置内部，将采集到的冷却水温度传输到控制器，所述的加热棒固定在冷却水储存装置内部且与控制器电连接，用于对凝固的冷却水加热使其熔化，所述的水冷机组与控制器电连接且通过管道与冷却水储存装置连通，对冷却水进行冷却。在冷却水温度较高时，通过水冷机组对冷却水进行冷却，以满足对电源模块的冷却需求，在环境温度较低，冷却水储存装置中的冷却水凝固结冰时，使用加热棒对冷却水进行加热，使结冰的冷却水熔化，使泵能够将冷却水泵出，同时避免碎冰损坏泵。控制器根据第一温度采集装置采集到的冷却水温度来控制加热棒和水冷机组运行。水冷机组与冷却水储存装置之间的管道包括进水管和出水管，管道上设置有阀门，用于控制冷却水在管道内的流通。所述的水冷板包括上盖板和下盖板，上盖板与下盖板密封固定连接，所述的下盖板内部开设有用于通过冷却水的通道，通道的进水口通过管道与水泵的出水口连通，通道的出水口通过管道与冷却水储存装置连通。上下盖板密封，盖板采用导热性能较好的材料制成，电源模块的热量通过热传导传导到水冷板与冷却水进行热交换，实现冷却。所述的气体控制柜包括多路管道以及各管道上的流量控制组件，所述的流量控制组件包括气动阀和质量流量计；所述的气站包括氩气罐、氢气罐、氧气罐和压缩空气罐，所述的氩气罐、氢气罐、氧气罐和压缩空气罐各与一路管道连通。在反应过程中一般通入氩气，在改变工艺时会偶尔通入其他气体，质量流量计能够采集气体流量，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.超细碳粉生产控制系统，其特征在于：包括/n碳粉制备炉，用于提供碳粉制备的反应空间，所述的碳粉制备炉上安装有用于采集炉内压力的压力采集装置，用于采集炉内温度的第二温度采集装置和用于采集炉内氧气含量的氧气分析仪；/n石墨棒伺服控制器，与石墨棒送料电机电连接，用于控制送料电机动作将夹持的石墨棒向碳粉制备炉的中心区域移动；/n电源模块，输出正端与石墨棒细端连接，输出负端与石墨棒粗端连接，用于对石墨棒提供大电流低电压，同时提供高压引弧用于击穿石墨棒；/n第一真空泵，通过出料管道与碳粉制备炉连通，用于将碳粉制备炉中含碳粉的气体从出料管道吸到沉积仓；/n沉积仓，入口与出料管道连通，用于沉积含碳粉的气体中的碳粉；/n收集仓，入口与沉积仓的出口连通，用于收集沉积仓中沉积的碳粉；/n气体控制柜，通过管道与气站和碳粉制备炉连通，用于控制通入碳粉制备炉中的气体的质量和流量；/n第二真空泵，进口通过出料管道与碳粉制备炉连通，出口与氩气回收器连通，用于将碳粉制备炉及出料管道中不含碳粉的气体从出料管道吸到氩气回收器；/n气站，通过管道与气体控制柜连通，用于提供气体。/n

【技术特征摘要】
1.超细碳粉生产控制系统，其特征在于：包括
碳粉制备炉，用于提供碳粉制备的反应空间，所述的碳粉制备炉上安装有用于采集炉内压力的压力采集装置，用于采集炉内温度的第二温度采集装置和用于采集炉内氧气含量的氧气分析仪；
石墨棒伺服控制器，与石墨棒送料电机电连接，用于控制送料电机动作将夹持的石墨棒向碳粉制备炉的中心区域移动；
电源模块，输出正端与石墨棒细端连接，输出负端与石墨棒粗端连接，用于对石墨棒提供大电流低电压，同时提供高压引弧用于击穿石墨棒；
第一真空泵，通过出料管道与碳粉制备炉连通，用于将碳粉制备炉中含碳粉的气体从出料管道吸到沉积仓；
沉积仓，入口与出料管道连通，用于沉积含碳粉的气体中的碳粉；
收集仓，入口与沉积仓的出口连通，用于收集沉积仓中沉积的碳粉；
气体控制柜，通过管道与气站和碳粉制备炉连通，用于控制通入碳粉制备炉中的气体的质量和流量；
第二真空泵，进口通过出料管道与碳粉制备炉连通，出口与氩气回收器连通，用于将碳粉制备炉及出料管道中不含碳粉的气体从出料管道吸到氩气回收器；
气站，通过管道与气体控制柜连通，用于提供气体。


2.根据权利要求1所述的超细碳粉生产控制系统，其特征在于：所述的生产控制系统还包括控制器，所述的控制器分别与压力采集装置、第二温度采集装置、氧气分析仪、石墨棒伺服控制器、电源模块、第一真空泵、气体控制柜以及第二真空泵电连接。


3.根据权利要求2所述的超细碳粉生产控制系统，其特征在于：所述的生产控制系统还包括电源模块水冷组件，水冷组件包括水冷板、冷却水储存装置和水泵，所述的冷却水储存装置用于存储冷却水，所述的水泵的进水口通过管道与冷却水储存装置连通，水泵的出水口通过管道与水冷板的进水口连通，水冷板的出水口通过管道与冷却水储存装置连通，所述的水泵与控制器电连接，所述的电源模块固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：成都金创立科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川;51