专利名称：一种碳纳米管的自动化生产设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种碳纳米管的生产设备，尤其是涉及一种碳纳米管的自动化生产设备。
背景技术：
现有的碳纳米管的生产多采用在原先的实验室设备基础上改进的卧式生产设备，用CVD方法(化学气相沉积法)进行生产，如图2所示，目前的卧式生产设备主要为一个管式结构的反应腔，在反应腔外设置有加热装置，在反应腔的两端口分别设置有进料阀和出料阀与外界相通，生产时将反应容器放入反应腔中，然后通入反应气体进行反应即可制得碳纳米管产成品。但是，目前的生产设备尚存在以下缺陷一是没有考虑到自动化生产的因素，在碳纳米管容器的进料取料过程中需要专人进行手工操作，且过程不连续，要耗费大量时间，影响生产效率，从而妨碍了碳纳米管的价格下降，影响其推广使用；二是在进料和取料时会有大量空气进入反应腔内，致使反应不能连续进行，需要通入惰性气体将空气排出后再通反应气体，这个过程会耗费大量时间，且造成能源和反应气体的大量浪费；三是高温反应时反应容器会与反应腔内材料微弱粘结，造成取料的不便；四是进料取料和进气出气共用同一个管口，致使进料取料过程中外界空气进入反应腔，和反应气体发生反应，从而导致生产中断。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对上述现有技术现状而提供一种碳纳米管的自动化生产设备，在碳纳米管的制备过程中能够实现自动化操作，生产效率大大提高，满足产品产业化阶段的自动化生产的需要，且操作方便，并能够有效地节约能源和反应气体。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为一种碳纳米管的自动化生产设备，包括一个管式结构的反应腔，所述的反应腔外设置有加热装置，所述的反应腔的两端分别设置有第一进料阀和第一取料阀，所述的第一进料阀上连接有进料腔，所述的第一取料阀上连接有取料腔，所述的进料腔设置有与外界相连的第二进料阀，所述的取料腔设置有与外界相连的第二取料阀，所述的第二进料阀与所述的第二取料阀之间设置有连接轨道，所述的轨道上设置有输送装置，所述的进料腔内设置有进料手，所述的取料腔内设置有取料手，所述的进料腔的上方设置有催化剂喷撒器。
所述的反应腔设置有开口垂直于腔体的自动调气装置。
所述的进料腔设置有进料腔进气口和进料腔出气口，所述的取料腔设置有取料腔进气口和取料腔出气口。
所述的反应腔内设置的耐热金属导轨，所述的导轨设置在所述的第一进料阀和所述的第一取料阀之间。
所述的反应腔内设置有数据反馈检测装置。
所述的取料腔外设置有冷却装置。
碳纳米管的自动化生产设备包括一个自动控制装置，所述的自动控制装置接收反馈检测信号，输出操作控制信号给各个执行元件来实现整个设备的自动化操作。
与现有技术相比，本实用新型的优点在于在原来反应腔的两端分别连接进料腔和取料腔，在进料腔中设置进料手和催化剂喷撒器，在取料腔中设置取料手，并在第二进料阀与第二取料阀之间设置有连接轨道，轨道上设置有输送装置，通过一个自动控制装置，可以实现整个碳纳米管的生产设备的自动化操作，并减少操作者数量，大大提高生产效率；使用原有的生产设备，用手工操作一天能生产5炉，而采用本设备后，相同时间内就能生产9炉，效率是原来的1.8倍，如考虑夜间进行自动工作，效率还能加大；在反应腔设置自动调气装置，其开口垂直于腔体，留出两个口供自动进料取料用，不仅可以方便地实现进料和取料操作，还可以节约大量能源和反应气体；进料腔与取料腔分别设置有进气口和排气口构成的供气系统，能够独立地保持惰性气氛，这样在进料和取料时，不会将空气带入反应腔中；反应腔两端与外界各通过两个阀门连接，反应腔内气体环境不受进料、出料过程的影响，能够保持连续工作；反应腔底部设置导轨，利于反应容器的移动和定位；取料腔外设置冷却装置，可以有效减少反应产物的冷却时间；反应腔设置数据反馈检测装置，使整个反应过程均有参数反馈，利于即时生产监控和数据采集分析。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为现有技术的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。
如图所示，一种碳纳米管的自动化生产设备，包括一个管式结构的反应腔1，反应腔1外设置有加热装置11，反应腔1设置有开口垂直于腔体的自动调气装置12，反应腔1内设置有耐热金属导轨13，导轨13设置在第一进料阀2和第一取料阀3之间，反应腔1内设置有数据反馈检测装置14，反应腔1的两端分别设置有第一进料阀2和第一取料阀3，第一进料阀2上连接有进料腔4，进料腔4设置有与外界相连的第二进料阀5，进料腔4内设置有进料手41，进料腔4的上方设置有催化剂喷撒器42，进料腔4设置有进料腔进气口43和进料腔出气口44，第一取料阀3上连接有取料腔6，取料腔6设置有与外界相连的第二取料阀7，第二进料阀5与第二取料阀7之间设置有连接轨道(未显示)，轨道上设置有输送装置8，取料腔6内设置有取料手61，取料腔6设置有取料腔进气口62和取料腔出气口63，取料腔6外设置有冷却装置64，进料腔4、反应腔1和取料腔6通过阀门连通，三者同轴线，一个自动控制装置(图中未显示)，用于接收反馈检测信号和输出操作控制信号。
进料输送装置可以是进料输运车、进料输送架或进料输送带，取料输送装置也可以是取料输运车、取料输送架或取料输送带。
工作时，输送装置8将碳纳米管反应容器摆放到位，将碳纳米管反应容器经进料腔4送入反应腔1，移动的过程中，催化剂喷撒器42开始工作，把催化剂均布在反应容器中，打开第一进料阀2，由进料手41将反应容器送至反应腔1内已设定的位置，开始反应，待反应完成后，打开第一取料阀3，由取料手61将反应容器送至取料腔6内，关闭第一取料阀3，进行下一次生产，而此容器内产物冷却后，打开第二取料阀8，由取料手61取出至输送装置8上，完成一个生产过程。整个过程均有参数反馈，利于即使监控和数据采集分析。在取出反应产物后，反应容器被送至进料腔2的进口处等待下一次生产。循环此过程，即可达到连续生产碳纳米管的目的。本实用新型结构简单，过程易控。利于碳纳米管的工业化流水线生产。
连续生产碳纳米管的工艺流程包括进料过程，反应过程，取料过程三环节。进料过程包括输送装置8通过外部运输轨道(未显示)连接取料腔3和进料腔2，反应容器在取出反应产物后即可投回输送装置8等待下一次生产，进料腔4与输送装置8由第二进料阀5相连，内部装有进料手41，由第一进料阀2与反应腔1相连，两个阀门间设置有供气装置，使阀门间的部分能够保持惰性气氛。反应腔1底部设置有导轨13，方便反应容器移动与定位，它通过第一取料阀3与取料腔6相连，取料腔6内设置有取料手61，取料腔6通过第二取料阀7与输送装置8相连，同样两个阀门间的部分设置有供气系统，使取料腔6能保持惰性气氛。
进料腔4、反应腔1和取料腔6气氛环境保持相对独立，工作时，其它工序不干涉反应腔1内环境，因而可提高工作效率和气体及热能的利用效率，进行连续生产；同时进料、取料、定位均由程序控制，能够实现自动化流水线生产。
本实用新型结构简单，过程易控，有效解决了目前手工操作中的有关问题，能够进行工业化流水线生产。
权利要求1.一种碳纳米管的自动化生产设备，包括一个管式结构的反应腔，所述的反应腔外设置有加热装置，所述的反应腔的两端分别设置有第一进料阀和第一取料阀，其特征在于所述的第一进料阀上连接有进料腔，所述的第一取料阀上连接有取料腔，所述的进料腔设置有与外界相连的第二进料阀，所述的取料腔设置有与外界相连的第二取料阀，所述的第二进料阀与所述的第二取料阀之间设置有连接轨道，所述的轨道上设置有输送装置，所述的进料腔内设置有进料手，所述的取料腔内设置有取料手，所述的进料腔的上方设置有催化剂喷撒器。
2.如权利要求1所述的一种碳纳米管的自动化生产设备，其特征在于所述的反应腔设置有开口垂直于腔体的自动调气装置。
3.如权利要求1所述的一种碳纳米管的自动化生产设备，其特征在于所述的进料腔设置有进料腔进气口和进料腔出气口，所述的取料腔设置有取料腔进气口和取料腔出气口。
4.如权利要求1所述的一种碳纳米管的自动化生产设备，其特征在于所述的反应腔内设置的耐热金属导轨，所述的导轨设置在所述的第一进料阀和所述的第一取料阀之间。
5.如权利要求1所述的一种碳纳米管的自动化生产设备，其特征在于所述的反应腔内设置有数据反馈检测装置。
6.如权利要求1所述的一种碳纳米管的自动化生产设备，其特征在于所述的取料腔外设置有冷却装置。
7.如权利要求1～6中任一项权利要求所述的一种碳纳米管的自动化生产设备，其特征在于它包括一个自动控制装置，所述的自动控制装置接收反馈检测信号，输出操作控制信号。
专利摘要本实用新型公开了一种碳纳米管的自动化生产设备，包括一个管式结构的反应腔，反应腔外设置有加热装置，反应腔的两端分别设置有第一进料阀和第一取料阀，特点是第一进料阀上连接有进料腔，第一取料阀上连接有取料腔，进料腔设置有与外界相连的第二进料阀，取料腔设置有与外界相连的第二取料阀，第二进料阀与第二取料阀之间设置有连接轨道，轨道上设置有输送装置，进料腔内设置有进料手，取料腔内设置有取料手，进料腔的上方设置有催化剂喷撒器，通过一个自动控制装置，可以实现整个碳纳米管的生产设备的自动化操作，并减少操作者数量，大大提高生产效率；使用原有的生产设备，用手工操作一天能生产5炉，而采用本设备后，相同时间内就能生产9炉，效率是原来的1.8倍。
文档编号C01B31/00GK2756615SQ20042011407
公开日2006年2月8日 申请日期2004年12月10日 优先权日2004年12月10日
发明者黄德欢, 周泽华, 施新华, 孔凡志, 丁建设, 高峰, 蒲秀英 申请人:宁波华实纳米材料有限公司