DE102013113433B4

DE102013113433B4 - Anlage für Sammlung des Kohlenstoffnanomaterials eines chemischen Reaktors

Info

Publication number: DE102013113433B4
Application number: DE102013113433.5A
Authority: DE
Inventors: Alyaksandr Ivanowski; Siarhei Zhdanok
Original assignee: DOMLEX Ltd
Current assignee: Exset Labs Bv Nl
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2033-12-05
Also published as: DE102013113433A1

Abstract

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 und 6) 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.

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 liegenden 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 der 1 von oben gesehen.
Die Anlage weist eine Teleskopstange auf, die aus einem Außenrohr 1 und einer darin liegenden Stange 2 besteht. Die Teleskopstange richtet sich axial gegen einen Fällungsbecher 3 und scheidet Nanomaterial ab. Am Ende des Außenrohrs 1 ist eine untere Scheibe 5 perpendikulär zur Achse des Außenrohrs 1 mit einem Flansch 4 fixiert. Die unter Scheibe 5 ist in Form eines stumpfen Kreiskegels ausgebildet, d. h. ihre Seitenoberfläche ist konusartig mit der Spitze zur Achse des Außenrohrs 1 ausgerichtet. Am Ende der Stange 2 ist eine obere Scheibe 6 befestigt. Die obere Scheibe 6 steht senkrecht zur Achse der Stange 2. In dem Raum zwischen den Scheiben 5 und 6 liegen Sektoren 7, deren Innenflächen auch konusartig ausgebildet sind. Diese Sektoren 7 sorgen für eine geringe radiale Bewegung und haben eine auswechselbare Schneidkante 8. Die Winkel der Kegel der unteren Scheibe 5 und der Sektoren 7 sind gleich, und ihre konusartigen Oberflächen sorgen für eine Kontaktierung. Der Reaktor 10 schließt sich an den Fällungsbecher 3 an. Im Unterteil des Fällungsbechers 3 gibt es ein Loch 11 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 Außenrohrs 1. Das sich bewegende Außenrohr 1 hebt die obere Scheibe 6 an, wobei sich das elastische Element 9 aufrichtet und den Sektor 7 anhebt. Der Sektor 7 mit Luft in radialer Richtung hebt sich von der Wand des Fällungsbechers 3 ab und bewegt sich daher leicht nach oben. Wenn die Anlage dicht am oberen Ende des Fällungsbechers 3 ankommt, stoppt der Steuermechanismus die Bewegung des Außenrohrs 1. Der Mechanismus zur Bewegung der Stange 2 wird eingeschaltet. Die Stange 2 bewegt sich nach unten. Bei ihrer Bewegung drückt die Stange 2 auf den Sektor 7 und überträgt den Druck auf das elastische Element 9. Das elastische Element 9 presst sich zusammen und bewegt den Sektor 7 zur Wand des Fällungsbechers 3. Die Schneidkante 8 drückt sich dicht an die Wand des Fällungsbechers 3. 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 Fällungsbechers 3.
Die wichtigsten Vorteile der Anlage sind:
Die Anlage kann an die Spitze des Fällungsbechers 3 herantreten. Es gibt keine Zonen, die nicht gereinigt werden. Da die Sektoren 7 einen Spalt in radialer Richtung haben und durch die elastischen Elemente 9 abgefedert sind, gleiten die Schneidkanten 8 bei ihrer Bewegung nach oben auf der Oberfläche des Fällungsbechers 3. Bei ihrer Bewegung nach unten folgen sie der Krümmung der Oberfläche des Fällungsbechers 3. Ein solcher Betrieb der Anlage für die Sammlung von Kohlenstoffnanomaterial ermöglicht einen Dauerbetrieb eines chemischen Reaktors und erhöht seine Produktivität.

Claims

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 und 6) 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.