DE102013113433A1 - Anlage für Sammlung des Kohlenstoffnanomaterials eines chemischen Reaktors - Google Patents
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Abstract
Die Anlage für die Sammlung von Kohlenstoffnanomaterial eines chemischen Reaktors mit einer Teleskopstange und einem Schaber ist nach der Erfindung so aufgebaut, dass der in Form von einzelnen Sektoren ausgebildete Schaber das Kohlenstoffnanomaterial von den Wänden eines Fällungsbechers abstreift. Die Sektoren befinden sich zwischen zwei Scheiben und sind mittels elastischer Elemente abgefedert. Dadurch können sich die Sektoren bei einer Bewegung nach oben von den Wänden des Fällungsbechers abheben und bei einer Bewegung nach unten an die Wände des Fällungsbechers andrücken.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Anlage für die Sammlung von Kohlenstoffnanomaterial eines chemischen Reaktors nach dem Oberbegriff des Anspruchs.
- Kohlenstoffnanomaterialien werden zunehmend in verschidenen Wirtschaftssektoren verwendet. Die Kohlenstoffnanomaterialen sind extrem fest, ultra flexibel und haben ein geringes Gewicht. In kurzer Zeit nehmen sie auf dem Markt der Gewinnung der Bodenschätze von seltenen Erden, die als Legierungszusätze verwendet werden, eine Rolle ein, da sie diese ersetzen.
- Eine Anlage für die Synthese des Kohlenstoffnanomaterials ist zur Zeit bekannt (BY 4324), die einen plasmachemischen Reaktor aufweist. Zudem sind ein Kohlenstoffnanomaterial-Fällungsbecher im unteren Teil des Reaktors und eine automatische Anlage für die Sammlung des gewonnenen Kohlenstoffnanomaterials vorgesehen, die eine Form von Bürste-Kolben aufweist, der sich im Fällungsbecher vor- und rückwärts bewegt.
- Die Anlage funktioniert wie folgend.
- Wenn der plasmachemische Reaktor im Betrieb ist, wird synthetisiertes Nanomaterial mit einem Gasstrom in den Fällungsbecher transportiert und lagert sich an den Wänden des Fällungsbechers ab. Dann wird es mit einer Bürste abgeputzt und gelangt anschließend zur Lagerung.
- Die Anlage hat folgenden Nachteil:
Der Fällungsbecher heizt sich während des Betriebs wesentlich auf. Demzufolge wird sich die zylindrische Innenfläche des Fällungsbechers mehr und mehr konusartig verwandeln. Der Grund dafür ist ein unterschiedlicher Wärmegrad der verschiedenen Zonen des Fällungsbechers. - Der Oberteil des Fällungsbechers weitet sich mehr aus als der Unterteil des Fällungsbechers. Beim Putzen putzt die Bürste den Oberteil des Fällungsbechers ineffektiv. Dies führt zum Verlust an dem Zielprodukt.
- Es gibt eine technische Lösung ohne die oben genannten Nachteile, die als Prototyp angesehen wird. Die Anlage für die Synthese des Kohlenstoffnanomaterials (BY 5842) weist einen plasmachemischen Reaktor mit einem Austritt auf, der an den Fällungsbecher mit der automatischen Anlage für die Sammlung von Kohlenstoffnanomaterial angeschlossen ist. Diese Anlage für die Sammlung von Kohlenstoffnanomaterial weist eine Stange und einen konusartigen Schaber auf. Der konusartige Mechanismus ist in einzelne Sektoren unterteilt. Diese Sektoren sind beweglich an der Spitze eines Kegels relativ miteinander verbunden.
- Diese Anlage für die Sammlung des Kohlenstoffnanomaterials funktioniert folgendermaßen:
Wenn die Stange sich nach oben bewegt, trennen sich die Ränder der Sektoren von der Innenfläche des Fällungsbechers. Dabei bewegt sich das gesamte System nach oben. Wenn die Stange sich rückwärts bewegt, entfalten sich die Sektoren wie ein Regenschirm, und ihre Ränder drücken sich an die Innenfläche des Fällungsbechers. Dabei wird das Nanomaterial von der Wand des Fällungsbechers abgeputzt. - Wenn sich die Anlage nach unten bewegt, folgt sie der Krümmung der Oberfläche des Fällungsbechers, die infolge der Aufheizung entsteht. Der Öffnungswinkel des Schirms ist etwa 90°, d. h. das Nanomaterial akkumuliert sich allmählich im Oberteil des Fällungsbechers und blockiert den Austritt aus dem Reaktor. Der Betrieb ist einzustellen, und der Fällungsbecher ist zu reinigen. Dadurch reduziert sich die Anlagenleistung.
- Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Leistungsdauer zu ermöglichen und somit die Anlagenleistung zu erhöhen.
- Die gestellte Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs gelöst.
- Die Anlage für die Sammlung des Kohlenstoffnanomaterials eines chemischen Reaktors weist eine Stange und einen Schaber auf. Nach der Erfindung besteht die Stange aus einem Außenrohr und einer darin legenden Stange. Am Ende des Außenrohrs ist perpendikulär zu seiner Achse eine untere Scheibe in Form eines stumpfen Kreiskegels mit einer Achse fixiert. Diese Achse fällt mit der Achse der Stange zusammen. An der Stange ist eine obere Scheibe fixiert. Zwischen den Scheiben sind Sektoren des Schabers angeordnet. Die Innenflächen dieser Sektoren sind auch konusartig mit der Achse des Kegels, die mit der Achse der Stange zusammenfällt. Dabei sind die Winkel der Kegel der unteren Scheibe und der Sektoren gleich. Die Sektoren sind in der Lage, sich radial zu bewegen. Zwischen der unteren Scheibe und jedem Sektor ist ein elastisches Element angeordnet.
- Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Längsschnitt durch die Anlage und -
2 einen Schnitt entlang der Linie A-A der1 von oben gesehen. - Die Anlage weist eine Teleskopstange auf, die aus einem Außenrohr
1 und einer darin liegenden Stange2 besteht. Die Teleskopstange richtet sich axial gegen einen Fällungsbecher3 und scheidet Nanomaterial ab. Am Ende des Außenrohrs1 ist eine untere Scheibe5 perpendikulär zur Achse des Außenrohrs1 mit einem Flansch4 fixiert. Die unter Scheibe5 ist in Form eines stumpfen Kreiskegels ausgebildet, d. h. ihre Seitenoberfläche ist konusartig mit der Spitze zur Achse des Außenrohrs1 ausgerichtet. Am Ende der Stange2 ist eine obere Scheibe6 befestigt. Die obere Scheibe6 steht senkrecht zur Achse der Stange2 . In dem Raum zwischen den Scheiben5 und6 liegen Sektoren7 , deren Innenflächen auch konusartig ausgebildet sind. Diese Sektoren7 sorgen für eine geringe radiale Bewegung und haben eine auswechselbare Schneidkante8 . Die Winkel der Kegel der unteren Scheibe5 und der Sektoren7 sind gleich, und ihre konusartigen Oberflächen sorgen für eine Kontaktierung. Der Reaktor10 schließt sich an den Fällungsbecher3 an. Im Unterteil des Fällungsbechers3 gibt es ein Loch11 für die Entfernung des Nanomaterials. - Die Anlage funktioniert folgendermaßen:
Wenn Nanomaterial erzeugt wird, bewegt sich das System nach unten. Nach einem bestimmten Zeitintervall schaltet sich ein Steuermechanismus (nicht gezeigt) ein, Dies führt zu einer Bewegung des Außenrohrs1 . Das sich bewegende Außenrohr1 hebt die obere Scheibe6 an, wobei sich das elastische Element9 aufrichtet und den Sektor7 anhebt. Der Sektor7 mit Luft in radialer Richtung hebt sich von der Wand des Fällungsbechers3 ab und bewegt sich daher leicht nach oben. Wenn die Anlage dicht am oberen Ende des Fällungsbechers3 ankommt, stoppt der Steuermechanismus die Bewegung des Außenrohrs1 . Der Mechanismus zur Bewegung der Stange2 wird eingeschaltet. Die Stange2 bewegt sich nach unten. Bei ihrer Bewegung drückt die Stange2 auf den Sektor7 und überträgt den Druck auf das elastische Element9 . Das elastische Element9 presst sich zusammen und bewegt den Sektor7 zur Wand des Fällungsbechers3 . Die Schneidkante8 drückt sich dicht an die Wand des Fällungsbechers3 . Die gesamte Anlage setzt sich in Bewegung und reinigt die Wand des Fällungsbechers von Nanomaterial. Bei ihrer Bewegung folgt die Anlage der Krümmung der Oberfläche des Fällungsbechers3 . - Die wichtigsten Vorteile der Anlage sind:
Die Anlage kann an die Spitze des Fällungsbechers3 herantreten. Es gibt keine Zonen, die nicht gereinigt werden. Da die Sektoren7 einen Spalt in radialer Richtung haben und durch die elastischen Elemente9 abgefedert sind, gleiten die Schneidkanten8 bei ihrer Bewegung nach oben auf der Oberfläche des Fällungsbechers3 . Bei ihrer Bewegung nach unten folgen sie der Krümmung der Oberfläche des Fällungsbechers3 . Ein solcher Betrieb der Anlage für die Sammlung von Kohlenstoffnanomaterial ermöglicht einen Dauerbetrieb eines chemischen Reaktors und erhöht seine Produktivität.
Claims (1)
- Anlage für die Sammlung von Kohlenstoffnanomaterial eines chemischen Reaktors mit einer Teleskopstange und einem Schaber, der aus einzelnen Sektoren besteht, dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskopstange teleskopisch aus einem Außenrohr (
1 ) und einer darin liegenden Stange (2 ) besteht, dass am Ende des Außenrohrs (1 ) senkrecht zu seiner Achse eine untere Scheibe (5 ) in Form eines stumpfen Kreiskegels mit einer Achse fixiert ist, dass diese Achse mit der Achse der Stange (2 ) zusammenfällt und am oberen Ende der Stange (2 ) eine obere Scheibe (6 ) fixiert ist, dass zwischen den Scheiben (5 und6 ) Sektoren des Schabers angeordnet sind, dass die Innenflächen dieser Sektoren (7 ) konusartig mit der Achse des Kreiskegels sind, die mit der Achse der Stange (2 ) zusammenfällt, dass die Winkel der Kegel der unteren Scheibe (5 ) und der Sektoren (7 ) gleich sind, wobei die konusartigen Oberflächen der unteren Scheibe (5 ) und der Sektoren (7 ) für eine Kontaktierung sorgen, dass die Sektoren (7 ) in der Lage sind, sich radial zu bewegen und dass zwischen der unteren Scheibe (5 ) und jedem Sektor (7 ) ein elastisches Element (9 ) angeordnet ist.
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