CN206635037U - 一种石墨烯生长炉 - Google Patents

Abstract

一种石墨烯生长炉，包括：外层石英管、内层石英管、加热炉内壁、加热炉上盖和温度控制器，所述石墨烯生长炉本体的下部为柜体式设计，且在柜休上设置有水冷装置箱与流量计及真空箱，并在真空箱的内安装有旋片式真空泵，所述石墨烯生长炉本体的上部中间部位及水冷装置箱顶部设置有滑轨式管式炉，所述右管道密封支架与左管道密封支架内侧之间设置有滑轨式管式炉，且右管道密封支架与左管道密封支架及滑轨式管式炉中心点处于平行位置。经过改进后本实用新型可实现快速升温和快速冷却的一体化及自动化，解决了石墨烯材料高温处理后的快速冷却问题，并采用一端固定密封装置，能实现快速安装，缩短石墨烯材料的加工过程时间。

Description

一种石墨烯生长炉

技术领域

本实用新型属于石墨烯技术领域，涉及一种石墨烯生长炉，尤其涉及石墨烯制备管式炉。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的新材料，是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，是只有一个碳原子厚度的二维材料。由于石墨烯特殊的化学结构使其在力学、热学、光学、电学等方面具有十分优异的性质，这也使得它在显示、能源、探测及光电子等领域具有广泛的应用前景，石墨烯的应用开发也将给众多研究领域带来革命性转移。

现在市场上多采用高温炉和真空石英这类制备石墨烯的设备，石墨烯生长完成后，热场无法完全离开真空石英腔，设备也未设冷却装置，无法实现石墨烯材料生长后的快速冷却。而且真空石英腔两端固定，炉体无法移出石英腔体，不能实现石墨烯材料的连续生长。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种石墨烯生长炉，旨在解决现有石墨烯生长炉设备上存在的问题和不足。

本实用新型所采用的技术方案是：

一种石墨烯生长炉，包括：抽气口、水冷式法兰、外凸起密封环、内法兰、内凸起密封环、半圆形垫块、外层石英管双密封环、右管道密封支架、外层石英管、内层石英管、加热炉内壁、加热炉上盖、温度控制器、左管道密封支架、排气孔、流量计、滑轨式管式炉、水冷装置箱、真空箱、旋片式真空泵、外壁凹形密封槽、螺丝孔、内孔、凹形槽、石墨烯生长炉本体和滑动轨，所述石墨烯生长炉本体的下部为柜体式设计，且在柜休上设置有水冷装置箱与流量计及真空箱，并在真空箱的内安装有旋片式真空泵，所述石墨烯生长炉本体的上部中间部位及水冷装置箱顶部设置有滑轨式管式炉，且滑轨式管式炉安装在滑动轨之上，所述滑动轨的两端设置有右管道密封支架与左管道密封支架，所述左管道密封支架的左端的密封装置上设置有排气孔，所述右管道密封支架的右端设置内法兰与水冷式法兰及抽气口，所述右管道密封支架与左管道密封支架内侧之间设置有滑轨式管式炉，且右管道密封支架与左管道密封支架及滑轨式管式炉的中心点处于平行位置，所述右管道密封支架与左管道密封支架及滑轨式管式炉中心位置安装有外层石英管，且在外层石英管内孔中安装有内层石英管。

优选的，所述滑轨式管式炉上设置有温度控制器与加热炉上盖，且加热炉上盖上设置有半圆形加热炉内壁。

优选的，所述滑轨式管式炉为上下分离式箱形设计，通过加热炉上盖与下部滑轨式管式炉的闭合，使半圆形加热炉内壁与下部滑轨式管式炉内的内壁组合呈360度圆形通孔。

优选的，所述外层石英管与内层石英管的左端与左管道密封支架右端相连接，外层石英管通过旋接扣合装置与左管道密封支架相连接，且外层石英管的外壁由滑轨式管式炉的圆形通孔中通过。

优选的，所述左管道密封支架通过右端安装的环形密封件与内层石英管相连接。

优选的，所述右管道密封支架与内孔之间的外壁上，设置有外壁凹形密封槽与凹形槽，且右管道密封支架的右端面上设置有连接内法兰的螺丝孔。

优选的，所述内层石英管通过半圆形垫块与外层石英管的内孔相连接，且外层石英管通过外层石英管双密封环与右管道密封支架的内孔相连接。

本实用新型的有益效果是：

经过改进后本发明可实现快速升温和快速冷却的一体化及自动化，解决了石墨烯材料高温处理后的快速冷却问题，并采用一端固定密封装置，能实现快速安装，缩短石墨烯材料的加工过程时间。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的右管道密封支架结构示意图。

图中，1、抽气口；2、水冷式法兰；3、外凸起密封环；4、内法兰；5、内凸起密封环；6、半圆形垫块；7、外层石英管双密封环；8、右管道密封支架；9、外层石英管；10、内层石英管；11、加热炉内壁；12、加热炉上盖；13、温度控制器；14、左管道密封支架；15、排气孔；16、流量计；17、滑轨式管式炉；18、水冷装置箱；19、真空箱；20、旋片式真空泵；21、外壁凹形密封槽；22、螺丝孔；23、内孔；24、凹形槽；25、石墨烯生长炉本体；26、滑动轨。

具体实施方式

下面结合附图1-2和具体实施方式对本实用新型进行详细说明：

一种石墨烯生长炉，包括：抽气口1、水冷式法兰2、外凸起密封环3、内法兰4、内凸起密封环5、半圆形垫块6、外层石英管双密封环7、右管道密封支架8、外层石英管9、内层石英管10、加热炉内壁11、加热炉上盖12、温度控制器13、左管道密封支架14、排气孔15、流量计16、滑轨式管式炉17、水冷装置箱18、真空箱19、旋片式真空泵20、外壁凹形密封槽21、螺丝孔22、内孔23、凹形槽24、石墨烯生长炉本体25和滑动轨26，石墨烯生长炉本体25的下部为柜体式设计，且在柜休上设置有水冷装置箱18与流量计16及真空箱19，并真空箱19的内安装有旋片式真空泵20，石墨烯生长炉本体25的上部中间部位及水冷装置箱18顶部设置有滑轨式管式炉17，且滑轨式管式炉17安装在滑动轨26之上，滑动轨26的两端设置有右管道密封支架8与左管道密封支架14，左管道密封支架14的左端的密封装置上设置有排气孔15，右管道密封支架8的右端设置内法兰4与水冷式法兰2及抽气口1，右管道密封支架8与左管道密封支架14内侧之间设置有滑轨式管式炉17，且右管道密封支架8与左管道密封支架14及滑轨式管式炉17的中心点处于平行位置，右管道密封支架8与左管道密封支架14及滑轨式管式炉17中心位置安装有外层石英管9，且在外层石英管9内孔中安装有内层石英管10。

进一步的，滑轨式管式炉17上设置有温度控制器13与加热炉上盖12，且加热炉上盖12上设置有半圆形加热炉内壁11。其中温度控制器13为滑轨式管式炉17温度上限设定装置。

进一步的，滑轨式管式炉17为上下分离式箱形设计，通过加热炉上盖12与下部滑轨式管式炉17的闭合，使半圆形加热炉内壁11与下部滑轨式管式炉17内的内壁组合呈360度圆形通孔。通孔为横向圆形通孔。

进一步的，外层石英管9与内层石英管10的左端与左管道密封支架14右端相连接，外层石英管9通过旋接扣合装置与左管道密封支架14相连接，且外层石英管9的外壁由滑轨式管式炉17的圆形通孔中通过。旋接扣合装置为卡扣式连接装置，设置在外层石英管9的左端，并于左管道密封支架14内孔的卡扣式连接装置，通过顺时针旋转进行闭合。

进一步的，左管道密封支架14通过右端安装的环形密封件与内层石英管10相连接。环形密封件设置安装于左管道密封支架14内，为环形夹层式设计，外层石英管9外壁与外层石英管9内孔壁处于夹层内，突出并向内延伸至外层石英管9内孔10厘米，内层石英管10处于环形密封件的内层，与外层石英管9通过环形密封件相间隔。

进一步的，右管道密封支架8与内孔23之间的外壁上，设置有外壁凹形密封槽21与凹形槽24，且右管道密封支架8的右端面上设置有连接内法兰4的螺丝孔22。以上所述为图2的右管道密封支架8结构描述。

进一步的，内层石英管10通过半圆形垫块6与外层石英管9的内孔相间隔，且外层石英管9通过外层石英管双密封环7与右管道密封支架8的内孔23相连接。内层石英管10穿入外层石英管9内孔中，半圆形垫块为间隔状排列于外层石英管9内孔中，将内层石英管10垫起，且使内层石英管10内孔的中心点与外层石英管9内孔中心点平行。

工作原理：打开滑轨式管式炉17的加热炉上盖12，由右管道密封支架8上的内孔23处，推入外层石英管9，使之通过滑轨式管式炉17并置于左管道密封支架14上的内孔23处，在内孔23边缘设置有凹形槽24，在此处安装入外层石英管双密封环7后，将内层石英管10穿入外层石英管9的内孔中，并在外层石英管9的内壁与内层石英管10的外壁间隙外放置半圆形垫块6，将石墨物料及填充密封圆形块放置于内层石英管10内，将内法兰4上的内凸起密封环5对准右管道密封支架8上的外壁凹形密封槽21，并通过螺丝孔22使用内六角螺丝安装在支架上，在内法兰4的外壁上同样设置有螺丝孔22及外壁凹形密封槽21，在其上安装上水冷式法兰2即可，左管道密封支架14中安装有环形密封装置，并与外层石英管9及内层石英管10旋接扣合装置相连接，通过旋转与左管道密封支架14进行闭合，此时接入真空管道在抽气口1处，并在排气孔15处接入排气管道，通电后，开启旋片式真空泵20，将内外层石英管内的气体排出，使内外层石英管内呈真空状态，调整温度控制器13上的加热数据及时间后，即可对物料进行加热处理。

石墨烯生长完成后，打开并拆卸下右管道密封支架8一端的所有零件，并旋转打开连接于左管道密封支架14上的外层石英管9和内层石英管10，并抽离石墨烯生长炉本体25即可。

综上所述，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种石墨烯生长炉，包括：抽气口(1)、水冷式法兰(2)、外凸起密封环(3)、内法兰(4)、内凸起密封环(5)、半圆形垫块(6)、外层石英管双密封环(7)、右管道密封支架(8)、外层石英管(9)、内层石英管(10)、加热炉内壁(11)、加热炉上盖(12)、温度控制器(13)、左管道密封支架(14)、排气孔(15)、流量计(16)、滑轨式管式炉(17)、水冷装置箱(18)、真空箱(19)、旋片式真空泵(20)、外壁凹形密封槽(21)、螺丝孔(22)、内孔(23)、凹形槽(24)、石墨烯生长炉本体(25)和滑动轨(26)，其特征在于：所述石墨烯生长炉本体(25)的下部为柜体式设计，且在柜休上设置有水冷装置箱(18)与流量计(16)及真空箱(19)，且在真空箱(19)的内安装有旋片式真空泵(20)，所述石墨烯生长炉本体(25)的上部中间部位及水冷装置箱(18)顶部设置有滑轨式管式炉(17)，且滑轨式管式炉(17)安装在滑动轨(26)之上，所述滑动轨(26)的两端设置有右管道密封支架(8)与左管道密封支架(14)，所述左管道密封支架(14)的左端的密封装置上设置有排气孔(15)，所述右管道密封支架(8)的右端设置内法兰(4)与水冷式法兰(2)及抽气口(1)，所述右管道密封支架(8)与左管道密封支架(14)内侧之间设置有滑轨式管式炉(17)，且右管道密封支架(8)与左管道密封支架(14)及滑轨式管式炉(17)的中心点处于平行位置，所述右管道密封支架(8)与左管道密封支架(14)及滑轨式管式炉(17)中心位置安装有外层石英管(9)，且在外层石英管(9)内孔中安装有内层石英管(10)。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯生长炉，其特征在于：所述滑轨式管式炉(17)上设置有温度控制器(13)与加热炉上盖(12)，且加热炉上盖(12)上设置有半圆形加热炉内壁(11)。

3.根据权利要求1或2所述的一种石墨烯生长炉，其特征在于：所述滑轨式管式炉(17)为上下分离式箱形设计，通过加热炉上盖(12)与下部滑轨式管式炉(17)的闭合，使半圆形加热炉内壁(11)与下部滑轨式管式炉(17)内的内壁组合呈360度圆形通孔。

4.根据权利要求1所述的一种石墨烯生长炉，其特征在于：所述外层石英管(9)与内层石英管(10)的左端与左管道密封支架(14)右端相连接，外层石英管(9)通过旋接扣合装置与左管道密封支架(14)相连接，且外层石英管(9)的外壁由滑轨式管式炉(17)的圆形通孔中通过。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯生长炉，其特征在于：所述左管道密封支架(14)通过右端安装的环形密封件与内层石英管(10)相连接。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯生长炉，其特征在于：所述右管道密封支架(8)与内孔(23)之间的外壁上，设置有外壁凹形密封槽(21)与凹形槽(24)，且右管道密封支架(8)的右端面上设置有连接内法兰(4)的螺丝孔(22)。

7.根据权利要求1或6所述的一种石墨烯生长炉，其特征在于：所述内层石英管(10)通过半圆形垫块(6)与外层石英管(9)的内孔相连接，且外层石英管(9)通过外层石英管双密封环(7)与右管道密封支架(8)的内孔(23)相连接。