CN110514362B - 一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备 - Google Patents

Abstract

一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备，包括连通管的右端螺纹连接有连接管，所述连通管与连接管的外表面固定安装有两个相对称的固定座，两个相对称的固定座之间固定安装有密封壳，所述连通管的右端插接有连接杆，连接杆的上端贯穿并延伸至连通管的外部固定安装有固定槽，固定槽的上端插接有毛细管，所述连接杆的下端贯穿并延伸至连通管的内部固定安装有固定块。通过固定条、固定箱、活动条、漏板与固定板的配合使用，可以有效的将固定箱内的粉末状的酚酞给震落出来，在随着石墨烯在连接管与连通管内散发的高温，使管内的空气膨胀，使空气中的分子运动加速，方便了人们检测连通管与连接管之间的气密性。

Description

一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体为一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备。

背景技术

石墨晶体是由碳元素组成的六角网平面层状结构，同层的碳原子以sp2杂化形成共价键，每一个碳原子以三个共价键与另外三个原子相连，六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成片层结构，这里C-C键的键长为142pm，在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道，它们相互重叠，六个碳原子在同一个平面上形成了正六边形的环，伸展成片层结构，这里C-C键的键长为142pm，在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道，它们相互重叠，同一平面层上的碳原子间结合很强，但层与层间的范德华力很弱，单层石墨烯以二维晶体结构存在,厚度只有0.334nm,它是构筑其它维度炭质材料的基本单元,它可以包裹起来形成零维的富勒烯,卷起来形成一维的碳纳米管,层层堆积形成三维的石墨。

目前，石墨烯在生产过程中，需要经过冷却与沉淀这两个步骤，这两个步骤也是分开进行的，通常的方法是，用管道将沉淀装置与冷却装置连接起来，但是，这里要求对气密性要求非常高，如果管道之间连接不紧密，导致密封性不好的话，可能会影响石墨烯成品的质量，虽然管道连接前，工作人员都会简单的测量一下连接处的气密性，但是，工作人员又不能进行实时检测，随着工作时间的增加，管道的连接处发生掉落，或者随着机器的振动，管道连接处气密性不好，会出现降低石墨烯高导电性、高强度、超轻薄等特性。

发明内容

(一)技术方案

为实现上述在工作中可实时检测到气密性的目的，本发明提供如下技术方案：一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备，包括连通管，所述连通管的右端螺纹连接有连接管，所述连通管与连接管的外表面固定安装有两个相对称的固定座，两个相对称的固定座之间固定安装有密封壳，密封壳由透明的玻璃钢制成，所述连通管的右端插接有连接杆，连接杆的上端贯穿并延伸至连通管的外部固定安装有固定槽，固定槽的上端插接有毛细管，所述连接杆的下端贯穿并延伸至连通管的内部固定安装有固定块，固定块中部转轴处固定安装有挡板。

右侧上端的所述固定座内腔的中部通过固定条活动安装有固定箱，固定箱的外侧面搭接有活动条，活动条的下端插接有漏板，所述活动条的下端贯穿并延伸至漏板的下方固定安装有固定板。

进一步的，所述漏板的两端与连接管固定安装，且连接管的上端开设有与漏板相适配的通道，主要是为了让粉末状的酚酞漏下来。

进一步的，所述固定板的弧度为由向上弯曲的弧板制成，且固定板向右上方放置，主要是为了在石墨烯从右向流动的过程中，固定板能带动活动条向上运动的同时，固定板不会影响石墨烯的运动。

进一步的，所述活动条的两侧为呈反向弯曲的圆弧，其活动条的右侧向右弯曲，活动条的两侧固定安装有齿牙，主要是为了带动固定箱震动，将固定箱内部的酚酞粉末震动出来。

进一步的，所述毛细管上端的右侧固定安装有挥发杆，挥发杆的上端低于毛细管的上端，主要是为了将固定槽内的氢氧化钠挥发出去。

(二)有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备，具备以下有益效果：

1、该利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备，通过连接杆、固定槽、毛细管、固定块与挡板的配合使用，可以有效的利用了酚酞成分中含有4-羟基，与通过毛细管毛细现象散发出来的氢氧化钠反应，即弱碱反应，会变红，在视觉上，可以有效的提醒了工作人员管道的连接处气密性不好，需要重新密封，以此，来保证了管道的气密性，避免了在机器工作时，工作人员无法直接察觉到管道之间气密性不好，从而导致生产的石墨烯质量下降，不能使用的情况，方便了工作人员的使用。

2、该利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备，通过固定条、固定箱、活动条、漏板与固定板的配合使用，可以有效的将固定箱内的粉末状的酚酞给震落出来，随着石墨烯在连接管与连通管内散发的高温，使管内的空气膨胀，使空气中的分子运动加速，酚酞粉末的运动也会加速，如果不密封，酚酞粉末会迅速伴随气体从管道连接处泄露出去，方便了人们检测连通管与连接管之间的气密性。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明结构固定槽、毛细管、固定块与挡板示意图；

图3为本发明固定座内部详细结构示意图。

图中：1连通管、2连接管、3固定座、4密封壳、5连接杆、6固定槽、7毛细管、8固定块、9挡板、10固定条、11固定箱、12活动条、13漏板、14固定板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-3，一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备，包括连通管1，连通管1的右端螺纹连接有连接管2，连通管1与连接管2的外表面固定安装有两个相对称的固定座3，两个相对称的固定座3之间固定安装有密封壳4，密封壳4由透明的玻璃钢制成，连通管1的右端插接有连接杆5，连接杆5的上端贯穿并延伸至连通管1的外部固定安装有固定槽6，固定槽6的上端插接有毛细管7，毛细管7上端的右侧固定安装有挥发杆，挥发杆的上端低于毛细管7的上端，主要是为了将固定槽6内的氢氧化钠挥发出去，连接杆5的下端贯穿并延伸至连通管1的内部固定安装有固定块8，固定块8中部转轴处固定安装有挡板9。

通过连接杆5、固定槽6、毛细管7、固定块8与挡板9的配合使用，可以有效的利用了，酚酞成分中含有4-羟基，与通过毛细管7毛细现象散发出来的氢氧化钠反应，即弱碱反应，会变红，在视觉上，可以有效的提醒了工作人员，管道的连接处，气密性不好，需要从新密封，以此，来保证了，管道的气密性，避免了在机器工作时，工作人员无法直接察觉到管道之间气密性不好，从而导致生产的石墨烯质量下降，不能使用的情况，方便了工作人员的使用。

右侧上端的固定座3内腔的中部通过固定条10活动安装有固定箱11，固定箱11的外侧面搭接有活动条12，活动条12的两侧为呈反向弯曲的圆弧，其活动条12的右侧向右弯曲，活动条12的两侧固定安装有齿牙，主要是为了带动固定箱11震动，将固定箱11内部的酚酞粉末震动出来，活动条12的下端插接有漏板13，漏板13的两端与连接管2固定安装，且连接管2的上端开设有与漏板13相适配的通道，主要是为了让粉末状的酚酞漏下来。活动条12的下端贯穿并延伸至漏板13的下方固定安装有固定板14，固定板14的弧度为由向上弯曲的弧板制成，且固定板14向右上方放置，主要是为了在石墨烯从右向流动的过程中，固定板14能带动活动条12向上运动的同时，固定板14不会影响石墨烯的运动。

通过固定条10、固定箱11、活动条12、漏板13与固定板14的配合使用，可以有效的将固定箱11内的粉末状的酚酞给震落出来，在随着石墨烯在连接管2与连通管1内散发的高温，使管内的空气膨胀，使空气中的分子运动加速，方便了人们检测连通管1与连接管2之间的气密性。

酚酞的熔点为258-262℃，石墨烯在进入连接管2内的温度大约为150-230之间，所以酚酞是不会被燃烧的。

需要说明的是，由于石墨烯先冷却再沉淀，即，由连通管1进入沉淀池中，一些片状的石墨烯外表可能会沾染一些酚酞粉末，进入沉淀池时，由于沉淀池内是丙酮溶液，酚酞只溶于酒精，乙醇、乙醚，溶于稀碱溶液呈深红色，是不与丙酮反应的(也不与碳反应，由于石墨烯是有碳单质构成，从而不与石墨烯反应)，酚酞会漂浮在沉淀池的上方，将酚酞打捞出来即可。

石墨烯进入丙酮溶液中沉淀，主要是为了将未成品的石墨烯利用范德华力或毛细管力将“单层石墨烯“捞出。

在使用时，当所生产的高温石墨烯从连接管2内进入连通管1内时，石墨烯会顶着固定板14带动活动条12向上运动，如图3所示，活动条12向上运后，活动条12上的齿牙会与固定箱11接触，固定箱11在活动条12上的齿牙的带动下会发生幅度不大的抖动，之后，固定箱11内的粉末酚酞会散落到连接管2内，再随着连接管2内的石墨烯从右至左运动，带动了连接管2内的空气从右至左运动，由于，石墨烯散发的高温，在连接管2与连通管1内，加快了分子的运动，以及，连接管2与连通管1内由于高温气压大，密封壳4内气压相对较小，所以，如果连接管2与连通管1连接处不密封的话，那么酚酞粉末会随着空气，流入密封壳4内，于此同时，石墨烯从右至左运动至连通管1内，会带动敲击挡板9左右运动，挡板9会通过固定块8带动连接杆5运动，从而固定槽6会左右摆动，而固定槽6内的氢氧化钠(NaOH)溶液会随着毛细管7通过毛细现象挥发出去，与附着在酚酞上，此时，由于酚酞遇碱变红，所以，若连接管2与连通管1不紧密，密封壳4内就会充满红色。

关于酚酞遇氢氧化钠(NaOH)变红原理：酚酞主要成分名称中有4-羟基,这是酚羟基，所以,酚酞是一种弱有机酸,在pH＜8.2的溶液里为无色的内酯式结构,当pH＞8.2时为红色的醌式结构。

毛细现象：是在一些线度小到足以与液体弯月面的曲率半径相比较的毛细管7中发生的现象，毛细管7中整个液体表面都将变得弯曲，液固分子间的相互作用可扩展到整个液体，日常生活中常见的毛细现象，如水因能润湿玻璃而会在细玻璃管中升高；反之，水银却因不能润湿玻璃而在现象其中下降，究其原因，全在于液体表面张力和曲面内外压强差的作用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备，包括连通管（1），其特征在于：所述连通管（1）的右端螺纹连接有连接管（2），所述连通管（1）与连接管（2）的外表面固定安装有两个相对称的固定座（3），两个相对称的固定座（3）之间固定安装有密封壳（4），所述连通管（1）的右端插接有连接杆（5），连接杆（5）的上端贯穿并延伸至连通管（1）的外部固定安装有固定槽（6），固定槽（6）的上端插接有毛细管（7），所述连接杆（5）的下端贯穿并延伸至连通管（1）的内部固定安装有固定块（8），固定块（8）中部转轴处固定安装有挡板（9）；

右侧上端的所述固定座（3）内腔的中部通过固定条（10）活动安装有固定箱（11），固定箱（11）的外侧面搭接有活动条（12），活动条（12）的下端插接有漏板（13），所述活动条（12）的下端贯穿并延伸至漏板（13）的下方固定安装有固定板（14）；

所述漏板（13）的两端与连接管（2）固定安装，且连接管（2）的上端开设有与漏板（13）相适配的通道。

2.根据权利要求1所述的一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备，其特征在于：所述固定板（14）的弧度为由向上弯曲的弧板制成，且固定板（14）向右上方放置。

3.根据权利要求1所述的一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备，其特征在于：所述活动条（12）的两侧为呈反向弯曲的圆弧，其活动条（12）的右侧向右弯曲，活动条（12）的两侧固定安装有齿牙。

4.根据权利要求1所述的一种利用颜色变换的石墨烯气密性检测设备，其特征在于：所述毛细管（7）上端的右侧固定安装有挥发杆，挥发杆的上端低于毛细管（7）的上端。

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