【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及碳纳米管粉末制备，具体一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备。
技术介绍
1、碳纳米管是一种基于其特殊显微结构而得名的特殊材料，其显微结构呈管状，径向尺寸为纳米量级，轴向尺寸为微米量级，管子两端基本上都封口，碳纳米管又名巴基管，主要可采用电弧放电法、化学气相沉积法、基板法、火焰法、激光蒸发法等进行制备，其中化学气相沉淀法主要利用乙炔、甲烷、乙烯、丙烯和正己烷等为碳源气体、以铁、钴、镍、钼、铂等过渡金属作为催化剂，在高温条件下将碳源气体在催化剂表面裂解出碳原子并且重组生成碳纳米管，此种方法制备的碳纳米管杂质少、形态和结构良好、设备投入资金较少且能够进行大规模的生产。
2、然而，现有的碳纳米管制备设备主要为卧式，对竖向空间的利用率不足，导致设备所占据的生产面积过大，另外，卧式制备装置易产生团集的问题，粉末催化剂无法与反应气充分接触，导致碳纳米管粉粒制备不稳定，此外，制备过程中需要保持反应罐内的恒温，且碳纳米管粉粒在出料过程中需要进行冷却，故而现有的制备装置需要外接多种设备来满足恒温及冷却需求，生产成本较为高昂。
3、于是，有鉴于此，针对现有的结构不足予以研究改良，提出一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，包括反应罐和能量回收
3、进一步的，所述反应罐内壁贴合有加热模块，且反应罐内部底端开设有操作口。
4、进一步的，所述反应罐底部外接有鼓风装置，所述鼓风装置包括下端盖、鼓风机和风叶轮，所述下端盖通过螺钉与操作口开口相固定，且下端盖内部设置有鼓风机，且鼓风机顶部输出端固定连接有风叶轮。
5、进一步的，所述鼓风装置还包括总管、通氮支管、通氢支管和通碳支管，所述鼓风机底部输入端衔接有总管，且总管左侧连通有通氮支管，所述总管中部连通有通氢支管，且总管右侧连通有通碳支管。
6、进一步的，所述反应罐右侧底部固定安装有供料组件，所述供料组件包括送料管道、进料斗和螺旋绞龙，所述送料管道顶部外接有进料斗，且送料管道内部转动安装有螺旋绞龙，并且送料管道末端与反应罐内部相连通。
7、进一步的，所述供料组件还包括伞齿轮、驱动轮、电机和传动皮带，所述螺旋绞龙输入端共轴固定有伞齿轮，且伞齿轮侧面啮合传动有驱动轮，所述驱动轮固定连接于电机输出端，且电机根部共轴连接有传动皮带。
8、进一步的，所述反应罐顶部外接有收集组件，所述收集组件包括收集器、导出管、碳纳米管粉末料仓和过滤网，所述收集器右侧顶部连通有导出管，且导出管初始端与反应罐顶部相连通，并且导出管外部套装有冷却套，所述收集器右侧底部连通有碳纳米管粉末料仓，且收集器中部设置有过滤网。
9、进一步的，所述反应罐右侧顶部固定安装有压缩组件，所述压缩组件包括缸体、偏心轮、连杆和活塞，所述缸体内部下方转动安装有偏心轮，且偏心轮通过传动皮带与电机传动连接，所述偏心轮圆周偏心连接有连杆，且连杆末端与活塞转动连接，并且活塞通过密封圈与缸体内部上方相配合。
10、进一步的，所述压缩组件还包括缸盖、进气阀和进气管道，所述缸体顶部扣接有缸盖，且缸盖内部左侧设有进气阀，所述进气阀左侧外接有进气管道，且进气管道与收集器左侧出口相连通。
11、进一步的，所述压缩组件还包括出气阀和压缩空气管道，所述缸盖内部右侧设有出气阀，且出气阀右侧外接有压缩空气管道，并且压缩空气管道末端与涡流室相连通。
12、本专利技术提供了一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，具备以下
13、有益效果：
14、1、本专利技术使用过程中，制备完成的碳纳米管粉粒经由反应罐顶部连通的导出管通入收集器，此过程中需要对碳纳米管粉粒进行冷却降温，相较于现有技术所使用的循环冷却系统，本申请通过在导出管中部套装冷却套，冷却套内的冷气由涡流室的冷端管实现供给，无需额外加装水冷机等高耗能的部件，即可实现碳纳米管粉粒由导出管输送行程中的降温冷却，此外，本申请通过在收集器中部加装过滤网，即可将碳纳米管粉粒拦截并掉落至碳纳米管粉末料仓内，完成碳纳米管粉粒的制备及收集，而排出的反应气则通过进气管道通入压缩组件内，经过加压后再次通入能量回收组件中实现闭环，既能防止反应气排出污染环境，又能实现能量高效回收利用，实现绿色生态循环。
15、2、本专利技术使用过程中，电机对输出末端的驱动轮进行旋转传动，在驱动轮与送料管道右端伞齿轮的啮合传动作用下，使得螺旋绞龙位于送料管道左端旋转，将由进料斗投入的催化剂粉末投放至反应罐内部，在碳纳米管粉粒制备过程中，催化剂匀速补充，反应罐内反应稳定，碳纳米管稳定输出，并具有较高的纯度，并且电机还通过根部共轴的传动皮带向压缩组件进行旋转传动，只需一处电机作为动力源，即可实现对供料组件与压缩组件的同步驱动，使得工序间的联动性更强，降低碳纳米管粉粒的制备成本。
16、3、本专利技术使用过程中，在电机通过传动皮带向偏心轮旋转传动的过程中，偏心轮进一步通过连杆与活塞转动连接，在活塞的往复运动过程中通过减小缸体内腔的体积获得高压空气，再通过活塞及缸盖两侧单向阀的配合实现压缩空气的连续供给，此过程中，进气阀通过进气管道与收集器左侧相连通，获取碳纳米管粉粒收集过程中排出的废弃反应气，并通过出气阀加压输送至压缩空气管道，而压缩空气管道末端与涡流室相连通，压缩空气首先通过涡流室喷嘴成切线进入圆柱型涡流发生腔并通往热端管，一部分气流通过控制阀回流至反应罐内部，通过高温气体的汇入降低加热模块的恒温负担，并通过反应气的再次回流提升氮、氢和碳源气体所组成的反应气浓度，降低生产资料的浪费，此外，剩余的气体被阻挡后，在原气流内圈以同样的转速反向旋转，并流向冷端管，在此过程中，两股气流发生热交换，内环气流迅速降温并由注冷管通往冷却套，用于碳纳米管粉粒导出过程中的降温，通过能量回收组件的设置，一举解决了碳纳米管粉粒导出过程中需要冷却降温的冷气供给问题，以及碳纳米管粉粒收集过程中废弃反应气的收集利用问题，整体流程设计合理，工序间关联性强，适用性强。
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1.一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，包括反应罐(1)和能量回收组件(8)，所述反应罐(1)右侧中部固定安装有能量回收组件(8)，所述能量回收组件(8)包括涡流室(801)、热端管(802)、控制阀(803)、冷端管(804)、注冷管(805)和冷却套(806)，所述涡流室(801)内壁设有圆柱型涡流发生腔，且涡流室(801)槽型气道朝向热端管(802)，并且热端管(802)末端设有控制阀(803)，而且热端管(802)末端与反应罐(1)内部相连通，所述涡流室(801)锥型气道朝向冷端管(804)，且冷端管(804)外接有注冷管(805)，并且注冷管(805)末端与冷却套(806)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述反应罐(1)内壁贴合有加热模块(2)，且反应罐(1)内部底端开设有操作口(3)。
3.根据权利要求1所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述反应罐(1)底部外接有鼓风装置(4)，所述鼓风装置(4)包括下端盖(401)、鼓风机(402)和风叶轮(4
4.根据权利要求3所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述鼓风装置(4)还包括总管(404)、通氮支管(405)、通氢支管(406)和通碳支管(407)，所述鼓风机(402)底部输入端衔接有总管(404)，且总管(404)左侧连通有通氮支管(405)，所述总管(404)中部连通有通氢支管(406)，且总管(404)右侧连通有通碳支管(407)。
5.根据权利要求1所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述反应罐(1)右侧底部固定安装有供料组件(5)，所述供料组件(5)包括送料管道(501)、进料斗(502)和螺旋绞龙(503)，所述送料管道(501)顶部外接有进料斗(502)，且送料管道(501)内部转动安装有螺旋绞龙(503)，并且送料管道(501)末端与反应罐(1)内部相连通。
6.根据权利要求5所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述供料组件(5)还包括伞齿轮(504)、驱动轮(505)、电机(506)和传动皮带(507)，所述螺旋绞龙(503)输入端共轴固定有伞齿轮(504)，且伞齿轮(504)侧面啮合传动有驱动轮(505)，所述驱动轮(505)固定连接于电机(506)输出端，且电机(506)根部共轴连接有传动皮带(507)。
7.根据权利要求1所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述反应罐(1)顶部外接有收集组件(6)，所述收集组件(6)包括收集器(601)、导出管(602)、碳纳米管粉末料仓(603)和过滤网(604)，所述收集器(601)右侧顶部连通有导出管(602)，且导出管(602)初始端与反应罐(1)顶部相连通，并且导出管(602)外部套装有冷却套(806)，所述收集器(601)右侧底部连通有碳纳米管粉末料仓(603)，且收集器(601)中部设置有过滤网(604)。
8.根据权利要求1所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述反应罐(1)右侧顶部固定安装有压缩组件(7)，所述压缩组件(7)包括缸体(701)、偏心轮(702)、连杆(703)和活塞(704)，所述缸体(701)内部下方转动安装有偏心轮(702)，且偏心轮(702)通过传动皮带(507)与电机(506)传动连接，所述偏心轮(702)圆周偏心连接有连杆(703)，且连杆(703)末端与活塞(704)转动连接，并且活塞(704)通过密封圈与缸体(701)内部上方相配合。
9.根据权利要求8所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述压缩组件(7)还包括缸盖(705)、进气阀(706)和进气管道(707)，所述缸体(701)顶部扣接有缸盖(705)，且缸盖(705)内部左侧设有进气阀(706)，所述进气阀(706)左侧外接有进气管道(707)，且进气管道(707)与收集器(601)左侧出口相连通。
10.根据权利要求9所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述压缩组件(7)还包括出气阀(708)和压缩空气管道(709)，所述缸盖(705)内部右侧设有出气阀(708)，且出气阀(708)右侧外接有压缩空气管道(709)，并且压缩空气管道(709)末端与涡流室(801)相连...
【技术特征摘要】
1.一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，包括反应罐(1)和能量回收组件(8)，所述反应罐(1)右侧中部固定安装有能量回收组件(8)，所述能量回收组件(8)包括涡流室(801)、热端管(802)、控制阀(803)、冷端管(804)、注冷管(805)和冷却套(806)，所述涡流室(801)内壁设有圆柱型涡流发生腔，且涡流室(801)槽型气道朝向热端管(802)，并且热端管(802)末端设有控制阀(803)，而且热端管(802)末端与反应罐(1)内部相连通，所述涡流室(801)锥型气道朝向冷端管(804)，且冷端管(804)外接有注冷管(805)，并且注冷管(805)末端与冷却套(806)相连通。
2.根据权利要求1所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述反应罐(1)内壁贴合有加热模块(2)，且反应罐(1)内部底端开设有操作口(3)。
3.根据权利要求1所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述反应罐(1)底部外接有鼓风装置(4)，所述鼓风装置(4)包括下端盖(401)、鼓风机(402)和风叶轮(403)，所述下端盖(401)通过螺钉与操作口(3)开口相固定，且下端盖(401)内部设置有鼓风机(402)，且鼓风机(402)顶部输出端固定连接有风叶轮(403)。
4.根据权利要求3所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述鼓风装置(4)还包括总管(404)、通氮支管(405)、通氢支管(406)和通碳支管(407)，所述鼓风机(402)底部输入端衔接有总管(404)，且总管(404)左侧连通有通氮支管(405)，所述总管(404)中部连通有通氢支管(406)，且总管(404)右侧连通有通碳支管(407)。
5.根据权利要求1所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，其特征在于，所述反应罐(1)右侧底部固定安装有供料组件(5)，所述供料组件(5)包括送料管道(501)、进料斗(502)和螺旋绞龙(503)，所述送料管道(501)顶部外接有进料斗(502)，且送料管道(501)内部转动安装有螺旋绞龙(503)，并且送料管道(501)末端与反应罐(1)内部相连通。
6.根据权利要求5所述的一种便于自动补充催化剂的碳纳米管制备设备，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李开元，
申请(专利权)人：湖北冠毓新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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