CN215466811U - 一种纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于纳米碳纤维合成过程中防止堵塞的装置技术领域，具体涉及一种纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，包括刮环机构、气体喷淋机构、清理轮机构和吹扫机构；所述刮环机构包括刮环和丝杆一，所述刮环与合成炉炉体内壁密切接触；所述气体喷淋机构设置于合成炉顶盖的下方，向合成炉内喷射从上而下的气幕；所述清理轮机构设置于所述刮环机构的下方，包括可上下移动、旋转的清理轮，所述清理轮与合成炉炉体内壁密切接触；所述吹扫机构设置于合成炉炉体侧壁下部的纳米碳纤维过渡收集区，定时向合成炉内部吹扫惰性气体。本实用新型对合成炉内壁粘附的纳米碳纤维进行定期清理，以确保纳米碳纤维合成过程实现连续生产，提高生产效率和产品质量。

Description

一种纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置

技术领域

本实用新型属于纳米碳纤维合成过程中防止堵塞的装置技术领域，具体涉及一种纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，适用于化学气相生长法制备纳米碳纤维设备。

背景技术

纳米碳纤维是一种具有特殊结构的一维量子材料，主要由呈六边形排列的碳原子构成，其特性为结晶度高、导电性强、导热快，具有非常优异的力学和电学性能，可以广泛应用于锂离子电池、电热转换器件、高分子复合材料等领域。纳米碳纤维粉体在合成过程以及下落收集过程中，容易在合成炉顶盖以及内壁粘附，最终堵塞下落通道，引起反应环境的变化造成产品质量的波动，甚至导致合成炉被迫停机，终止生产，无法实现连续运行。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，对合成炉内壁粘附的纳米碳纤维进行定期清理，以确保纳米碳纤维合成过程实现连续生产，提高生产效率和产品质量。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案：

本实用新型提供的一种纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，应用于纳米碳纤维合成炉上，所述防堵塞装置包括刮环机构、气体喷淋机构、清理轮机构和吹扫机构；所述刮环机构包括刮环和与刮环通过螺纹连接的丝杆一，所述丝杆一靠近合成炉炉体内壁布置，所述刮环与合成炉炉体内壁密切接触；所述气体喷淋机构设置于合成炉顶盖的下方，向合成炉内喷射从上而下的气幕；所述清理轮机构设置于所述刮环机构的下方，包括可上下移动、旋转的清理轮，所述清理轮与合成炉炉体内壁密切接触；所述吹扫机构设置于合成炉炉体侧壁下部的纳米碳纤维过渡收集区，定时向合成炉内部吹扫惰性气体。

进一步地，所述丝杆一的上端与合成炉顶盖通过轴承连接。

进一步地，所述刮环机构还包括设置于合成炉外部的电机一，所述电机一与丝杆一连接。

进一步地，所述刮环的形状为空心圆环，所述刮环机构采用四根丝杆一，沿圆周均匀穿套在刮环上。

进一步地，所述气体喷淋机构为具有腔体的圆形板材，所述圆形板材的底部开设有多个喷气孔，顶部设置用于通入惰性气体的进气口。

进一步地，所述清理轮机构还包括驱动机构，所述驱动机构包括丝杆二、支撑架、锥齿轮、螺母、圆柱齿轮和电机二；所述丝杆二从合成炉炉体底部向外穿出，其顶端通过法兰盘与清理轮固定连接，所述丝杆二的外表面从上至下设置有竖向的滑槽；所述支撑架设置于合成炉炉体的下方；所述锥齿轮通过轴承与支撑架固定连接，所述锥齿轮的内侧壁设置拨块，所述拨块嵌入丝杆二的滑槽内，所述锥齿轮的上部与圆柱齿轮相啮合，所述圆柱齿轮通过光轴与电机二连接；所述螺母设置在支撑架上，并与丝杆二通过螺纹连接。

进一步地，所述吹扫机构包括穿透合成炉炉体下部侧壁的进气管，所述进气管通过高压气体管道与高压储气罐连接，在高压气体管道上设置阀门。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型利用刮环沿着丝杆一上下运行，可以将合成炉内壁粘附的纳米碳纤维刮落，然而刮环在不运行时停留在顶盖位置容易粘附纳米碳纤维，需要将其从刮环上清理掉，此时向具有腔体的圆形板材通入惰性气体，惰性气体从喷气孔喷出，形成从上而下的气幕，从而将刮环上粘附的纳米碳纤维吹落；当刮环下降到合成炉下部时，清理轮向上移动，同时旋转，对刮环上粘附的纳米碳纤维清理，在旋转升降过程中也是对刮环运行不到的位置内壁粘附物清理；本实用新型设置在纳米碳纤维合成炉上，避免随着运行时间的加长，内部粘附物过多，引起堵塞甚至产品质量的波动，确保合成过程实现连续生产。

附图说明

图1是本实用新型实施例的纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例的丝杆一与刮环连接的结构示意图；

图3是本实用新型实施例的刮环与气体喷淋机构的位置示意图；

图4是本实用新型实施例的清理轮机构的驱动机构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例的锥齿轮与丝杆二连接的正视示意图；

图6是本实用新型实施例的锥齿轮与丝杆二连接的俯视示意图。

图中序号所代表的含义为：

1.刮环，2.丝杆一，3.纳米碳纤维合成炉，4.合成炉顶盖，5.清理轮，6.圆形板材，7.喷气孔，8.进气口，9.丝杆二，10.支撑架，11.锥齿轮，12.螺母，13.圆柱齿轮，14.法兰盘，15.滑槽，16.拨块，17.进气管，18.高压气体管道，19.高压储气罐，20.阀门。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

如图1所示，本实施例的纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，应用于纳米碳纤维合成炉3上，该防堵塞装置包括刮环机构、气体喷淋机构、清理轮机构和吹扫机构四个部分。

如图2所示，所述刮环机构包括刮环1、与刮环1通过螺纹连接的丝杆一2和电机一，所述丝杆一2靠近合成炉炉体内壁布置，所述丝杆一2的上端与合成炉顶盖4通过轴承连接，所述刮环1与合成炉炉体内壁密切接触，所述电机一设置于合成炉的外部，并与丝杆一2连接；优选的，所述刮环1使用耐高温材料制作，形状为空心圆环，刮环机构可采用四根丝杆一2，四根丝杆一2沿圆周均匀穿套在刮环1上。当生产运行时，启动外部的电机一，电机一带动丝杆一2旋转，与丝杆一2螺纹连接的刮环1上下直线运行，将合成炉炉体内壁上粘附的纳米碳纤维刮落，避免其长时间粘附堆积引起堵塞。

由于刮环1在不运行时停留在合成炉顶盖4位置，同样容易粘附纳米碳纤维，此时就需要气体喷淋机构和清理轮机构清理刮环1上粘附的纳米碳纤维。

如图3所示，所述气体喷淋机构固定于合成炉顶盖4的下方，为一个耐高温且具有腔体的圆形板材6，所述圆形板材6的底部开设有多个喷气孔7，顶部设置用于通入惰性气体的进气口8；惰性气体可由进气口8进入圆形板材6的腔体内，再从喷气孔7喷出，形成从上而下的气幕，将刮环1上粘附的纳米碳纤维吹落，避免其粘附堵塞。

所述清理轮机构设置于刮环机构的下方，包括清理轮5和清理轮5的驱动机构，其中清理轮5为轮状结构，采用耐高温材料制成，所述清理轮5与合成炉炉体内壁密切接触，驱动机构使得清理轮5可根据需要上下移动，同时旋转；如图4至6所示，所述驱动机构包括丝杆二9、支撑架10、锥齿轮11、螺母12、圆柱齿轮13和电机二；所述丝杆二9从合成炉炉体底部向外穿出，其顶端通过法兰盘14与清理轮5固定连接，所述丝杆二9的外表面从上至下设置有竖向的滑槽15；所述支撑架10设置于合成炉炉体的下方，起到支撑其他部件的作用；所述锥齿轮11通过轴承与支撑架10固定连接，所述锥齿轮11的内侧壁设置拨块16，所述拨块16嵌入丝杆二9的滑槽15内，所述锥齿轮11的上部与圆柱齿轮13相啮合，所述圆柱齿轮13通过光轴与电机二连接；所述螺母12设置在支撑架10上，并与丝杆二9通过螺纹连接。待刮环1下降到一定位置，启动电动机二，圆柱齿轮13旋转带动锥齿轮11一同旋转，锥齿轮11的拨块16拨动丝杆二9旋转，同时丝杆二9沿着螺母12实现上下移动，拨块16始终在滑槽15内，以此实现清理轮5的升降与旋转同步，丝杆二9带动清理轮5上升到刮环1位置，清理轮5旋转即可对刮环1上粘附物进行清理，同时清理轮5旋转升降过程是对刮环1运行不到的位置内壁粘附物的清理，避免堵塞。

所述吹扫机构设置于合成炉炉体侧壁下部的纳米碳纤维过渡收集区，定时向合成炉内部吹扫惰性气体；所述吹扫机构包括穿透合成炉炉体下部侧壁的进气管17，所述进气管17通过高压气体管道18与高压储气罐19连接，在高压气体管道18上设置阀门20，打开阀门20即可向合成炉内通入高压惰性气体进行吹扫。由于合成炉正常运行时纳米碳纤维会沉积在炉壁上，同时刮环1运行时会导致大量的纳米碳纤维下落，极易造成过渡区的堵塞，增加吹扫机构后，定期吹扫，避免堵塞。

工作原理如下：

生产运行时，定期启动外部的电机一，电机一带动丝杆一2转动，刮环1沿着丝杆一2上下运行，可以将合成炉炉体内壁粘附的纳米碳纤维刮落；由于刮环1在不运行时停留在合成炉顶盖4位置，同样容易粘附纳米碳纤维，此时就需要气体喷淋机构和清理轮机构清理刮环1上粘附的纳米碳纤维；当刮环1停留在合成炉顶盖4位置时，向具有腔体的圆形板材6通入惰性气体，惰性气体从喷气孔7喷出，形成从上而下的气幕，从而将刮环1上粘附的纳米碳纤维吹落；当刮环1下降到一定位置，启动电机二，清理轮5向上移动同时旋转，清理轮5上升到刮环1处，清理轮5旋转即可对刮环1上粘附物进行清理。定期通过吹扫机构向纳米碳纤维过渡收集区吹扫惰性气体，避免堵塞。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中使用的 “一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非现定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。

最后需要说明的是：以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，仅用于说明本实用新型的技术方案，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，应用于纳米碳纤维合成炉上，其特征在于，所述防堵塞装置包括刮环机构、气体喷淋机构、清理轮机构和吹扫机构；所述刮环机构包括刮环和与刮环通过螺纹连接的丝杆一，所述丝杆一靠近合成炉炉体内壁布置，所述刮环与合成炉炉体内壁密切接触；所述气体喷淋机构设置于合成炉顶盖的下方，向合成炉内喷射从上而下的气幕；所述清理轮机构设置于所述刮环机构的下方，包括可上下移动、旋转的清理轮，所述清理轮与合成炉炉体内壁密切接触；所述吹扫机构设置于合成炉炉体侧壁下部的纳米碳纤维过渡收集区，定时向合成炉内部吹扫惰性气体。

2.根据权利要求1所述的纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，其特征在于，所述丝杆一的上端与合成炉顶盖通过轴承连接。

3.根据权利要求1或者2所述的纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，其特征在于，所述刮环机构还包括设置于合成炉外部的电机一，所述电机一与丝杆一连接。

4.根据权利要求1所述的纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，其特征在于，所述刮环的形状为空心圆环，所述刮环机构采用四根丝杆一，沿圆周均匀穿套在刮环上。

5.根据权利要求1所述的纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，其特征在于，所述气体喷淋机构为具有腔体的圆形板材，所述圆形板材的底部开设有多个喷气孔，顶部设置用于通入惰性气体的进气口。

6.根据权利要求1所述的纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，其特征在于，所述清理轮机构还包括驱动机构，所述驱动机构包括丝杆二、支撑架、锥齿轮、螺母、圆柱齿轮和电机二；所述丝杆二从合成炉炉体底部向外穿出，其顶端通过法兰盘与清理轮固定连接，所述丝杆二的外表面从上至下设置有竖向的滑槽；所述支撑架设置于合成炉炉体的下方；所述锥齿轮通过轴承与支撑架固定连接，所述锥齿轮的内侧壁设置拨块，所述拨块嵌入丝杆二的滑槽内，所述锥齿轮的上部与圆柱齿轮相啮合，所述圆柱齿轮通过光轴与电机二连接；所述螺母设置在支撑架上，并与丝杆二通过螺纹连接。

7.根据权利要求1所述的纳米碳纤维合成设备的防堵塞装置，其特征在于，所述吹扫机构包括穿透合成炉炉体下部侧壁的进气管，所述进气管通过高压气体管道与高压储气罐连接，在高压气体管道上设置阀门。

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