CN206188394U - 应用于制备石墨烯超声设备的电气系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种应用于制备石墨烯超声设备的电气系统，包括超声波驱动电源模块、流量控制模块和自动排气阀控制模块。超声波驱动电源模块用于驱动超声波驱动电源。流量控制模块用于调整超声波驱动电源的频率，实现对流量的监测。自动排气阀控制模块控制电磁阀S2的开合，实现对反应釜内压力的调控。本实用新型设计简单，操作方便，易于维护，该设计在实现六个超声波振子同时工作，提高了生产效率并保证了石墨烯产品高质量高品质的特性。特别设计了流量控制模块和自动排气阀控制模块，实现对流量和排气阀的自动控制，从而保证剥离的石墨烯质量和石墨烯剥离进程的正常进行。对石墨烯产品制备的发展有一定的推动作用。
Description
技术领域
本实用新型属于超声波技术领域，涉及一种超声设备电气设计，特别是关于一种应用于制备石墨烯超声设备的电气系统。
背景技术
超声波是指频率高于20000赫兹的的声波，它超过了人耳收听频率的范围。超声波在液体介质中传播时，通过机械作用、空化作用和热作用，产生力学、热学、光学、电学和化学等一系列效应。超声波振子由超声波换能器和超声波变幅杆组成超声波振动系统。超声波换能器是一种能把高频电能转化为机械能的装置，超声波变幅杆是一个无源器件，本身不产生振动，只是将超声波换能器输入的振动改变振幅后再传递出去，完成了阻抗变换。理论研究表明，在振幅相同的条件下,一个物体振动的能量与振动频率成正比，超声波在介质中传播时，介质质点振动的频率很高，因而能量很大。本实用新型就是针对石墨烯的制备研发设计能够产生多路超声波振子的电气设计。
石墨烯是21世纪发现的一种新型材料。它是只有单层碳原子厚度的二维晶体，作为目前为止自然界最薄材料，石墨烯同时具有高强韧、高透明度，强拉伸性、导电导热性能最强的优异特性。随着新型纳米材料石墨烯的发现，在超级电容器，新能源电池、传感器、复合材料等领域石墨烯将会有新的技术应用前景。在各种科技领域加速研发应用新型材料石墨烯的趋势下，石墨烯的制备成为各种科技领域的焦点。石墨烯的合成方法主要有两种：物理方法和化学方法，物理方法包括机械剥离法，取向附生法等方法；化学方法是化学还原法和化学解理法。
化学还原法是制备石墨烯广泛使用的方法之一。化学法具有成本低廉、工艺简单、生产设备简易、产量大等优点，但是用化学法生产出来的石墨烯产品结构上有缺陷，不能满足某些特殊领域的应用要求。而机械剥离法生产出的石墨烯能够保持完整的晶体结构，产品质量、品质较高，可以满足所有应用石墨烯领域的需求，但是产能较低。因此，提高生产高质量石墨烯设备的产能成为了人们研究的热点。
本实用新型针对超声波机械剥离石墨烯的方法设计超声设备电路，利用超声波驱动电源同时驱动六个超声波振子，有效提高了石墨烯产品的产能，同时又保持了机械剥离法产出的石墨烯高质量高品质的特性。同时，本实用新型对石墨烯的制备特别设计了对石墨烯制备设备的流量控制和自动排气阀的控制的电路设计，实现对流量和自动排气阀控制的控制，从而保证了石墨烯的剥离质量效果和石墨烯的正常稳定剥离进程。本实用新型对石墨烯产品制备的发展起着至关重要的作用。
发明内容
本实用新型针对现有技术的不足，提供了一种应用于制备石墨烯超声设备的电气系统。
本实用新型包括超声波驱动电源模块、流量控制模块和自动排气阀控制模块。超声波驱动电源模块用于驱动超声波驱动电源，流量控制模块用于调整超声波驱动电源的频率，自动排气阀控制模块控制电磁阀S2的开合。
所述的超声波驱动电源模块涉及的电路供电端为三相四线制，电压为380V。外部电源线L1、L2、L3、N接至空气开关AS的输入端，从空气开关AS的负载端引出的三相火线U、V、W分别接在熔断器FU1、熔断器FU2、熔断器FU3的一端，熔断器FU1、熔断器FU2、熔断器FU3的另一端与交流接触器KM主触点的一端相连接；从U相线所接的熔断器FU1的一端引出一相火线接在熔断器FU4的一端，从V相线所接的熔断器FU2的一端引出一相火线接在熔断器FU5的一端；启动按钮SB2与交流接触器KM的常开辅助触点并联后的一端通过急停按钮SB1与熔断器FU4的另一端相连；提示灯L的一端和交流接触器KM的线圈的一端接启动按钮SB2与交流接触器KM的常开辅助触点并联后的另一端；提示灯L的另一端和交流接触器KM的线圈的另一端接熔断器FU5的另一端。
交流接触器KM主触点的另一端引出的三相火线U、V、W分别与六个超声波驱动电源DP1～DP6相连，每一相上连接有两个超声波驱动电源，每个超声波驱动电源供电端的一端接在火线U/V/W上，供电端的另一端接在零线N上。超声波驱动电源DP1～DP6的一个输出端分别与换能器T1～T6相连，超声波驱动电源DP1～DP6的另一个输出端分出直流12V电源DC1～DC6用于驱动风扇F1～F6散热。
所述的流量控制模块中流量计FL供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；流量计FL的输出端接RS-485的一端，RS-485的另一端接串口服务器SS。电磁阀S1供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；电磁阀S1的输出端接远程终端单元RTU1的一端，远程终端单元RTU1的另一端接串口服务器SS。串口服务器SS接入计算机PC。
所述的自动排气阀控制模块中压力计Pg供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；压力计Pg的输出端接串口服务器SS。电磁阀S2供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；电磁阀S2的输出端接远程终端单元RTU2的一端，远程终端单元RTU2的另一端接串口服务器SS。串口服务器SS接入计算机PC实现对反应釜内压力的监测。
本实用新型的有益效果是：本实用新型所涉及的控制系统电路设计简单，操作方便，易于维护等特点。该电气设计在实现六个超声波振子同时工作，提高了生产效率并保证了石墨烯产品高质量高品质的特性。本实用新型对石墨烯的制备特别设计了对石墨烯制备设备的流量控制和自动排气阀的控制的电路设计，实现对流量和排气阀的自动控制，从而保证剥离的石墨烯质量和石墨烯剥离进程的正常进行。对石墨烯产品制备的发展有一定的推动作用。
附图说明
图1是本实用新型超声波驱动电源模块的电气示意图；
图2是本实用新型流量控制模块和自动排气阀控制模块的电气示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本实用新型的具体实施方式。
应用于制备石墨烯超声设备的电气设计包括超声波驱动电源模块、流量控制模块和自动排气阀控制模块。超声波驱动电源模块用于驱动超声波驱动电源，流量控制模块用于调整超声波驱动电源的频率，自动排气阀控制模块电磁阀S2的开合。
如图1所示，超声波驱动电源模块涉及的电路供电端为三相四线制，电压为380V。外部电源线L1、L2、L3、N接至空气开关AS的输入端，从空气开关AS的负载端引出的三相火线U、V、W分别接在熔断器FU1、熔断器FU2、熔断器FU3的一端，熔断器FU1、熔断器FU2、熔断器FU3的另一端与交流接触器KM主触点的一端相连接；从U相线所接的熔断器FU1的一端引出一相火线接在熔断器FU4的一端，从V相线所接的熔断器FU2的一端引出一相火线接在熔断器FU5的一端；启动按钮SB2与交流接触器KM的常开辅助触点并联后的一端通过急停按钮SB1与熔断器FU4的另一端相连；提示灯L的一端和交流接触器KM的线圈的一端接启动按钮SB2与交流接触器KM的常开辅助触点并联后的另一端；提示灯L的另一端和交流接触器KM的线圈的另一端接熔断器FU5的另一端。急停按钮SB1为常闭触点，启动按钮SB2为常开触点。当闭合总电源，闭合空气开关AS，按下启动按钮SB2后，交流接触器KM的线圈吸合，提示灯L亮。
交流接触器KM主触点的另一端引出的三相火线U、V、W分别与六个超声波驱动电源DP1～DP6相连，每一相上连接有两个超声波驱动电源，每个超声波驱动电源供电端的一端接在火线U/V/W上，供电端的另一端接在零线N上。超声波驱动电源DP1～DP6的一个输出端分别与换能器T1～T6相连，超声波驱动电源DP1～DP6的另一个输出端分出直流12V电源DC1～DC6用于驱动风扇F1～F6散热。超声波驱动电源采用220V供电，工作过程中可实现自动搜频与跟频，并可手动调节输出功率。当闭合总电源，闭合空气开关AS，按下启动按钮SB2后，六个超声波驱动电源DP1～DP6同时工作，六个风扇F1～F6配合电路散热，驱动六个超声波换能器T1～T6产生超声波振动，并将此振动能量向制作石墨烯原料中发射，从原料中剥离石墨烯。
如图2所示，为流量控制模块和自动排气阀控制模块。
流量控制模块中流量计FL供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；流量计FL的输出端接RS-485的一端，RS-485的另一端接串口服务器SS。电磁阀S1供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；电磁阀S1的输出端接远程终端单元RTU1的一端，远程终端单元RTU1的另一端接串口服务器SS。流量计FL在管道口接入，串口服务器SS接入计算机PC，通过调整超声波驱动电源的频率，实现对制备石墨烯设备的流量控制，从而保证石墨烯的剥离质量效果。
自动排气阀控制模块中压力计Pg供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；压力计Pg的输出端接串口服务器SS。电磁阀S2供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；电磁阀S2的输出端接远程终端单元RTU2的一端，远程终端单元RTU2的另一端接串口服务器SS。串口服务器SS接入计算机PC实现对反应釜内压力的监测，在石墨烯剥离过程中，当超声波在石墨烯产品制备的反应釜内产生空化作用，产生大量气体，电磁阀S2打开，排出影响石墨烯剥离的气体，从而保证石墨烯的正常稳定剥离进程。
Claims (6)
1.应用于制备石墨烯超声设备的电气系统，其特征在于：包括超声波驱动电源模块、流量控制模块和自动排气阀控制模块；超声波驱动电源模块用于驱动超声波驱动电源，流量控制模块用于调整超声波驱动电源的频率，自动排气阀控制模块控制电磁阀S2的开合。
2.如权利要求1所述的应用于制备石墨烯超声设备的电气系统，其特征在于：所述的超声波驱动电源模块涉及的电路供电端为三相四线制，电压为380V；外部电源线L1、L2、L3、N接至空气开关AS的输入端，从空气开关AS的负载端引出的三相火线U、V、W分别接在熔断器FU1、熔断器FU2、熔断器FU3的一端，熔断器FU1、熔断器FU2、熔断器FU3的另一端与交流接触器KM主触点的一端相连接；从U相线所接的熔断器FU1的一端引出一相火线接在熔断器FU4的一端，从V相线所接的熔断器FU2的一端引出一相火线接在熔断器FU5的一端；启动按钮SB2与交流接触器KM的常开辅助触点并联后的一端通过急停按钮SB1与熔断器FU4的另一端相连；提示灯L的一端和交流接触器KM的线圈的一端接启动按钮SB2与交流接触器KM的常开辅助触点并联后的另一端；提示灯L的另一端和交流接触器KM的线圈的另一端接熔断器FU5的另一端；
交流接触器KM主触点的另一端引出的三相火线U、V、W分别与六个超声波驱动电源DP1～DP6相连，每一相上连接有两个超声波驱动电源，每个超声波驱动电源供电端的一端接在火线U/V/W上，供电端的另一端接在零线N上；超声波驱动电源DP1～DP6的一个输出端分别与换能器T1～T6相连，超声波驱动电源DP1～DP6的另一个输出端分出直流12V电源DC1～DC6用于驱动风扇F1～F6散热。
3.如权利要求1所述的应用于制备石墨烯超声设备的电气系统，其特征在于：所述的流量控制模块中流量计FL供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；流量计FL的输出端接RS-485的一端，RS-485的另一端接串口服务器SS；电磁阀S1供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；电磁阀S1的输出端接远程终端单元RTU1的一端，远程终端单元RTU1的另一端接串口服务器SS；串口服务器SS接入计算机PC。
4.如权利要求1所述的应用于制备石墨烯超声设备的电气系统，其特征在于：所述的自动排气阀控制模块中压力计Pg供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；压力计Pg的输出端接串口服务器SS；电磁阀S2供电端的一端接220电源电压，另一端接零线N；电磁阀S2的输出端接远程终端单元RTU2的一端，远程终端单元RTU2的另一端接串口服务器SS；串口服务器SS接入计算机PC。
5.如权利要求2所述的应用于制备石墨烯超声设备的电气系统，其特征在于：所述的急停按钮SB1为常闭触点，启动按钮SB2为常开触点。
6.如权利要求2所述的应用于制备石墨烯超声设备的电气系统，其特征在于：超声波驱动电源采用220V供电，工作过程中可实现自动搜频与跟频，并可手动调节输出功率。
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