DE202017102520U1

DE202017102520U1 - Simple and environmentally friendly production equipment for carbon nanomaterials

Info

Publication number: DE202017102520U1
Application number: DE202017102520.9U
Authority: DE
Original assignee: Ho Tsz Kin; World Linkage Holdings Ltd
Current assignee: World Linkage Holdings Ltd Hk
Priority date: 2017-03-31
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2017-05-29
Anticipated expiration: 2027-04-29
Also published as: JP3214780U; CN207091008U

Abstract

Einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien, umfassend einen Kurzschlussgenerator und einen AC/DC-Gleichrichter, der mit dem Kurzschlussgenerator verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterialien am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters angeordnet ist, und eine Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angeordnet ist.A simple and environmentally friendly production facility for carbon nanomaterials, comprising a short-circuit generator and an AC / DC rectifier connected to the short-circuit generator, characterized in that a carbon nano-vacuum device for producing carbon nanomaterials is provided at the output end of the AC / DC converter. Rectifier is arranged, and a carbon nano-control device for controlling the carbon nano-vacuum device is disposed on the carbon nano-vacuum device.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung betrifft einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien wie etwa Graphen-Nanoprodukte oder Fulleren-Nanoprodukte.The invention relates to simple and environmentally friendly production equipment for carbon nanomaterials such as graphene nanoproducts or fullerene nanoproducts.

Stand der TechnikState of the art

Kohlenstoff-Nanomaterialien sind faserförmige Kohlenstoff-Nanomaterialien, die durch Kräuseln mehrerer Lagen von Graphitflocken gebildet werden, eindimensionale Kohlenstoffmaterialien zwischen Kohlenstoff-Nanoröhren und gewöhnlichen Kohlenstofffasern sind und eine hohe Kristallorientierung, gute elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Kohlenstoff-Nanomaterialien weisen die Eigenschaften einer geringen Dichte, eines hohen spezifischen Moduls, einer hohen spezifischen Festigkeit, hoher elektrischer Leitfähigkeit, hoher Wärmestabilität und dergleichen gewöhnlicher Kohlenstofffasern auf, die im chemischen Gasphasenabscheidungsverfahren aufgewachsen werden, und finden daher breiten Einsatz in Industrien wie etwa der Luft- und Raumfahrtindustrie, der Verkehrsindustrie, der Industrie für Sport- und Freizeitprodukte, der medizinischen Industrie, der Maschinenbauindustrie und der Textilindustrie. Existierende Ausrüstung zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial beinhaltet chemische Gasphasenabscheidungsausrüstung, elektrostatische Spinnausrüstung und Feststoffphasensyntheseausrüstung. Die existierende Ausrüstung zur Herstellung von Kohlenstoff-Nanomaterial ist jedoch von komplexer Struktur, kostenintensiv und neigt während der Verarbeitung zur Umweltverschmutzung. Zu existierenden Nanomaterialproduktionsverfahren, die in Betrieben eingesetzt werden, gehören das elektrische Lichtbogenverfahren, das chemische Ablöseverfahren und das mechanische Ablöseverfahren. Gemäß dem elektrische Lichtbogenverfahren werden elektrische Lichtbögen zum Ionisieren von Kohlenstoffmaterialien verwendet, Nanokohlenstoffisotope werden mittels des elektrischen Lichtbogenverfahrens erzeugt, doch kommt dabei zu viel Elektrizität zum Einsatz, der Energieverbrauch ist zu hoch, weshalb das elektrische Lichtbogenverfahren für die industrielle Produktion ungeeignet ist. Gemäß dem Verfahren, nach dem Kohlenstoff zu Oxiden oxidiert wird und Kohlenstoffisotope nach dem Herauslösen von Sauerstoffmolekülen mittels anderer chemischer Stoffe zurückbleiben, ist die Umweltverschmutzung und die Gewässerverunreinigung schwerwiegend, der Verunreinigungsgehalt der Isotope ist zu hoch, die Qualität ist gering, und obwohl höchstwahrscheinlich eine Quantifizierung erzielbar ist, kann der Standard nicht erfüllt werden. Gemäß dem mechanischen Verfahren werden Kohlenstoffisotope durch lagenweises Ablösen von Kohlenstoffelementen erlangt, doch ist das mechanische Verfahren zu komplex, zu kostenintensiv und von zu geringer Effizienz und kann nicht leicht in Großproduktion angewandt werden.Carbon nanomaterials are fibrous carbon nanomaterials that are formed by crimping multiple layers of graphite flakes, are one-dimensional carbon materials between carbon nanotubes and ordinary carbon fibers, and have high crystal orientation, good electrical conductivity, and thermal conductivity. Carbon nanomaterials have the properties of low density, high specific modulus, high specific strength, high electrical conductivity, high heat stability, and the like of ordinary carbon fibers grown in the chemical vapor deposition method, and are thus widely used in industries such as air aerospace industry, the transport industry, the sports and leisure products industry, the medical industry, the engineering industry and the textile industry. Existing carbon nanomaterial manufacturing equipment includes chemical vapor deposition equipment, electrostatic spinning equipment, and solid phase synthesis equipment. However, the existing equipment for producing carbon nanomaterials is complex in structure, costly and prone to environmental pollution during processing. Existing nanomaterial production processes used in factories include the electric arc process, the chemical stripping process, and the mechanical stripping process. According to the electric arc method, electric arcs are used to ionize carbon materials, nanocarbon isotopes are produced by the electric arc method, but too much electricity is used, the power consumption is too high, and thus the electric arc method is unsuitable for industrial production. According to the method of oxidizing carbon to oxides and leaving carbon isotopes after dissolving oxygen molecules by other chemicals, the environmental pollution and the water pollution are serious, the impurity content of the isotopes is too high, the quality is low, and most likely quantification achievable, the standard can not be met. According to the mechanical method, carbon isotopes are obtained by layer-wise peeling of carbon elements, but the mechanical method is too complex, too costly and too low in efficiency and can not be easily applied to large-scale production.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Angesichts der technischen Nachteile des Stands der Technik soll die Erfindung einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien zum Lösen der Probleme des Stands der Technik bereitstellen, und die Herstellungsausrüstung ist einfach, kostengünstig, umweltfreundlich, energiesparend und geeignet für die Großproduktion.In view of the technical disadvantages of the prior art, the invention is intended to provide simple and environmentally friendly carbon nanomaterial production equipment for solving the problems of the prior art, and the manufacturing equipment is simple, inexpensive, environmentally friendly, energy-saving and suitable for large-scale production.

Um die genannten technischen Ziele zu erreichen, umfasst die einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien einen Kurzschlussgenerator und einen AC/DC-Gleichrichter, der mit dem Kurzschlussgenerator verbunden ist, wobei eine Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterialien am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters angeordnet ist, und eine Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angeordnet ist.To achieve the above technical objectives, the simple and environmentally friendly carbon nanomaterial production equipment includes a short circuit generator and an AC / DC rectifier connected to the short circuit generator, a carbon nano vacuum device for producing carbon nanomaterials at the output end of the AC / DC rectifier, and a carbon nano-controller for controlling the carbon nano-vacuum device is disposed on the carbon nano-vacuum device.

Gemäß den obenstehenden wichtigsten technischen Merkmalen umfasst die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung einen Vakuumkasten, eine erste Vorschubvorrichtung, einen ersten Graphitstab, eine zweite Vorschubvorrichtung, einen zweiten Graphitstab, eine Nanomaterialaufnahmevorrichtung und eine Graphitabdeckung umfasst; der erste Graphitstab ist am oberen Ende der ersten Vorschubvorrichtung angebracht, der zweite Graphitstab ist am oberen Ende der zweiten Vorschubvorrichtung angebracht, die erste Vorschubvorrichtung und die zweite Vorschubvorrichtung sind parallel angeordnet und der erste Graphitstab und der zweite Graphitstab sind parallel angeordnet und beide sind mit dem AC/DC-Gleichrichter verbunden; die Nanomaterialaufnahmevorrichtung ist zwischen der ersten Vorschubvorrichtung und der zweiten Vorschubvorrichtung angebracht und ist am unteren Ende der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs und des zweiten Graphitstabs angeordnet; das untere Ende der Graphitabdeckung ist am oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung angebracht, das obere Ende oder das mittlere Ende der Graphitabdeckung ist an der Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs und des linken Endes des zweiten Graphitstabs angeordnet und die Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs und des linken Endes des zweiten Graphitstabs und das oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung sind durch die Graphitabdeckung verbunden, um einen geschlossenen Raum zu bilden; wobei der erste Graphitstab, der zweite Graphitstab, die erste Vorschubvorrichtung, die zweite Vorschubvorrichtung, die Graphitabdeckung und die Nanomaterialaufnahmevorrichtung allesamt im Vakuumkasten vorgesehen sind.According to the above main technical features, the carbon nano-vacuum device comprises a vacuum box, a first feed device, a first graphite rod, a second feed device, a second graphite rod, a nanomaterial receiving device, and a graphite cover; the first graphite rod is attached to the upper end of the first advancing device, the second graphite rod is attached to the upper end of the second advancing device, the first advancing device and the second advancing device are arranged in parallel, and the first graphite rod and the second graphite rod are arranged in parallel with each other AC / DC rectifier connected; the nanomaterial receiving device is mounted between the first advancing device and the second advancing device and is disposed at the lower end of the joint of the first graphite rod and the second graphite rod; the lower end of the graphite cover is attached to the upper end of the nanomaterial receiving device, the upper end or middle end of the graphite cover is located at the junction of the right end of the first graphite rod and the left end of the second graphite rod, and the junction of the right end of the first graphite rod and the left end of the second graphite rod and the upper end of the nanomaterial receiving device are connected by the graphite cover to form a closed space; wherein the first graphite rod, the second graphite rod, the first advancing device, the second advancing device, the graphite cover, and the nanomaterial receiving device are all provided in the vacuum box.

Die Erfindung weist die vorteilhaften technischen Wirkungen auf, dass die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Produzieren von Kohlenstoff-Nanomaterialien am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters angeordnet ist und die Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angeordnet ist. Am Kurzschlussgenerator wird Wechselstrom erzeugt und durch den AC/DC-Gleichrichter in eine Gleichstromleistungsversorgung gleichgerichtet, der erste Graphitstab und der zweite Graphitstab werden in gleicher Richtung mit Strom versorgt, um einen elektrischer Hochspannungslichtbogen an der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs und des zweiten Graphitstabs entstehen zu lassen, und Plasmaionisierung findet aufgrund des elektrischen Hochspannungslichtbogens an Stoffen der Graphitstäbe statt, so das Kohlenstoffatome in den Graphitstäbe zerfallen und Kohlenstoff-Nanomaterialien herausgelöst und durch die Graphitabdeckung in der Nanomaterialaufnahmevorrichtung aufgefangen werden. Im Vergleich zu ähnlicher Ausrüstung des Stands der Technik weist die einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien die Vorteile auf, dass die Herstellungsausrüstung einfach und kostengünstig ist. Da der gesamte Kohlenstoff-Nanomaterialproduktionsprozess im geschlossenen Raum der Graphitabdeckung stattfindet, wird kein Gas nach außen abgelassen, wodurch eine Umweltschutzwirkung erreicht wird. Außerdem eignet sich das Herstellungsverfahren der Erfindung für die Großproduktion.The invention has the advantageous technical effects that the carbon nano-vacuum device for producing carbon nanomaterials is disposed at the output end of the AC / DC rectifier, and the carbon nano-controller for controlling the carbon nano-vacuum device at the carbon Nano-vacuum device is arranged. Alternating current is generated at the short circuit generator and rectified by the AC / DC rectifier into a DC power supply, the first graphite rod and the second graphite rod are energized in the same direction to create a high voltage electrical arc at the junction of the first graphite rod and the second graphite rod and plasma ionization occurs due to the high voltage electric arc on graphite rod fabrics, so that carbon atoms in the graphite rods disintegrate and carbon nanomaterials are released and captured by the graphite cover in the nanomaterial receiving device. Compared to similar prior art equipment, the simple and environmentally friendly carbon nanomaterial production equipment has the advantages that the manufacturing equipment is simple and inexpensive. Since the entire carbon nanomaterial production process takes place in the closed space of the graphite cover, no gas is discharged to the outside, whereby an environmental impact is achieved. In addition, the manufacturing method of the invention is suitable for large-scale production.

Für ein weiteres Verständnis der Aufgaben, strukturellen Merkmale und Funktionen der Erfindung folgt nun eine ausführliche Beschreibung anhand der begleitenden Zeichnungen wie folgt:For a further understanding of the objects, structural features and functions of the invention, a detailed description will now be given, with reference to the accompanying drawings, as follows:

Kurzebeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

1 ist eine schematische Darstellung von einfacher und umweltfreundlicher Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien der Erfindung; 1 Figure 3 is a schematic representation of simple and environmentally friendly carbon nanomaterial production equipment of the invention;

2 ist eine schematische Darstellung einer Induktionsspule mit doppeltem Eisenkern der Erfindung; 2 is a schematic representation of a double iron core induction coil of the invention;

3 ist eine schematische Darstellung eines Generators mit Induktionsspule mit doppeltem Eisenkern der Erfindung. 3 Figure 3 is a schematic representation of a dual iron core induction coil generator of the invention.

Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleDescription of the preferred embodiments

Für ein klareres und besseres Verständnis der von der Erfindung zu lösenden Aufgaben und des technischen Schemas und der vorteilhaften Wirkungen der Erfindung folgt eine weitere ausführliche Beschreibung der Erfindung anhand begleitender Zeichnungen und Ausführungsformen wie folgt. Es sei angemerkt, dass die spezifische Ausführungsform in der Beschreibung nur der Erläuterung der Erfindung dient, die Erfindung jedoch nicht einschränken soll.For a clearer and better understanding of the objects to be achieved by the invention and of the technical scheme and advantageous effects of the invention, a further detailed description of the invention follows with reference to accompanying drawings and embodiments as follows. It should be noted that the specific embodiment in the description is only illustrative of the invention, but is not intended to limit the invention.

Wie in 1–3 gezeigt, wird die von der Erfindung bereitgestellte einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien wie folgt anhand der begleitenden Ausführungsform erläutert und umfasst einen Kurzschlussgenerator 1, einen AC/DC-Gleichrichter 2, eine Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung und eine Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3.As in 1 - 3 1, the simple and environmentally friendly production equipment for carbon nanomaterials provided by the invention is explained below with reference to the accompanying embodiment and includes a short-circuit generator 1 , an AC / DC rectifier 2 , a carbon nano-vacuum device and a carbon nano-controller 3 ,

Die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung umfasst einen Vakuumkasten 4, eine erste Vorschubvorrichtung 5, einen ersten Graphitstab 6, eine zweite Vorschubvorrichtung 7, einen zweiten Graphitstab 8, eine Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 und eine Graphitabdeckung 10; der erste Graphitstab 6 ist am oberen Ende der ersten Vorschubvorrichtung 5 angebracht, der zweite Graphitstab 8 ist am oberen Ende der zweiten Vorschubvorrichtung 7 angebracht, die erste Vorschubvorrichtung 5 und die zweite Vorschubvorrichtung 7 sind parallel angeordnet und der erste Graphitstab 6 und der zweite Graphitstab 8 sind parallel angeordnet und beide sind mit dem AC/DC-Gleichrichter 2 verbunden; die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 ist zwischen der ersten Vorschubvorrichtung 5 und der zweiten Vorschubvorrichtung 7 angebracht und ist am unteren Ende der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstabs 8 angeordnet; das untere Ende der Graphitabdeckung 10 ist am oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 angebracht, das obere Ende oder das mittlere Ende der Graphitabdeckung 10 ist an der Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs 6 und des linken Endes des zweiten Graphitstabs 8 angeordnet, und die Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs 6 und des linken Endes des zweiten Graphitstabs 8 und das oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 sind durch die Graphitabdeckung 10 verbunden, um einen geschlossenen Raum zu bilden. Der erste Graphitstab 6, der zweite Graphitstab 8, die erste Vorschubvorrichtung 5, die zweite Vorschubvorrichtung 7, die Graphitabdeckung 10 und die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 sind allesamt im Vakuumkasten 4 vorgesehen. Der Kurzschlussgenerator 1 ist eine offene Schaltung des Magnetstromtyps und enthält einen Induktionstrom, der mit vorwärts fließt, und an Induktionsspule verwendet eine Auslegung mit doppeltem Eisenkern.The carbon nano vacuum device includes a vacuum box 4 , a first feeding device 5 , a first graphite rod 6 , a second feed device 7 , a second graphite rod 8th , a nanomaterial cradle 9 and a graphite cover 10 ; the first graphite rod 6 is at the top of the first feed device 5 attached, the second graphite rod 8th is at the upper end of the second feed device 7 attached, the first feed device 5 and the second feed device 7 are arranged in parallel and the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th are arranged in parallel and both are with the AC / DC rectifier 2 connected; the nanomaterial receiving device 9 is between the first feed device 5 and the second feed device 7 attached and is at the lower end of the junction of the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th arranged; the lower end of the graphite cover 10 is at the top of the nanomaterial receiving device 9 attached, the top or middle end of the graphite cover 10 is at the junction of the right end of the first graphite rod 6 and the left end of the second graphite rod 8th arranged, and the junction of the right end of the first graphite rod 6 and the left end of the second graphite rod 8th and the top of the nanomaterial receiving device 9 are through the graphite cover 10 connected to form a closed space. The first graphite rod 6 , the second graphite rod 8th , the first feed device 5 , the second feed device 7 , the graphite cover 10 and the nanomaterial receiving device 9 are all in the vacuum box 4 intended. The short circuit generator 1 is an open circuit of the solenoid type and includes an induction current, the with forward flowing, and induction coil uses a design with double iron core.

Das Eingangsende des AC/DC-Gleichrichters 2 ist an zwei Enden des Kurzschlussgenerators 1 angebracht, die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung ist am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters 2 angebracht und die Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3 ist an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angebracht. Ein Ende des ersten Graphitstabs 6 ist mit der positiven Elektrode des AC/DC-Gleichrichters 2 verbunden, und ein Ende des zweiten Graphitstabs 8 ist mit der negativen Elektrode des AC/DC-Gleichrichters 2 verbunden. Die erste Vorschubvorrichtung 5 ist am unteren Ende des ersten Graphitstabs 6 angebracht, die zweite Vorschubvorrichtung 7 ist am unteren Ende des zweiten Graphitstabs 8 angebracht, die Graphitabdeckung 10 ist mit dem oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 verbunden, die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 ist zwischen der ersten Vorschubvorrichtung 5 und der zweiten Vorschubvorrichtung 7 angebracht, die Graphitabdeckung 10 ist an der Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs 6 und des linken Endes des zweiten Graphitstabs 8 angeordnet, und ein geschlossener Raum wird gebildet. Die zwei Enden der Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3 sind entsprechend mit der ersten Vorschubvorrichtung 5 und der zweiten Vorschubvorrichtung 7 verbunden.The input end of the AC / DC rectifier 2 is at two ends of the short circuit generator 1 attached, the carbon nano-vacuum device is at the output end of the AC / DC rectifier 2 attached and the carbon nano-controller 3 is attached to the carbon nano vacuum device. One end of the first graphite rod 6 is with the positive electrode of the AC / DC rectifier 2 connected, and one end of the second graphite rod 8th is with the negative electrode of the AC / DC rectifier 2 connected. The first feed device 5 is at the bottom of the first graphite rod 6 attached, the second feed device 7 is at the lower end of the second graphite rod 8th attached, the graphite cover 10 is at the top of the nanomaterial receiving device 9 connected, the nanomaterial receiving device 9 is between the first feed device 5 and the second feed device 7 attached, the graphite cover 10 is at the junction of the right end of the first graphite rod 6 and the left end of the second graphite rod 8th arranged, and a closed space is formed. The two ends of the carbon nano-controller 3 are corresponding to the first feed device 5 and the second feed device 7 connected.

Das Ausgangsende des Kurzschlussgenerators 1 gibt Hochspannungswechselstrom (AC) mit einer Spannung von etwa 1500 V–2000 V, der Hochspannungs-AC wird durch den AC/DC-Gleichrichter 2 in Gleichstrom (DC) gleichgerichtet, und der DC ist mit der positiven Elektrode des ersten Graphitstabs 6 im Vakuumkasten 4 und der negativen Elektrode des zweiten Graphitstabs 8 im Vakuumkasten 4 verbunden. Die zwei Seiten des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstab 8 werden von der ersten Vorschubvorrichtung 5 und der zweiten Vorschubvorrichtung 7 geschoben, und die erste Vorschubvorrichtung 5 und die zweite Vorschubvorrichtung 7 werden durch die Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3 gesteuert. Wenn das negative Elektrodenende des ersten Graphitstabs 6 vom positiven Elektrodenende des zweiten Graphitstabs 8 um 2–10 mm beabstandet ist, kann ein elektrischer Hochspannungslichtbogen zwischen dem ersten Graphitstab 6 und dem zweiten Graphitstab 8 erzeugt werden, Plasmaionisierung findet aufgrund des elektrischen Hochspannungslichtbogens an den Stoffen des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstabs 8 statt und Kohlenstoffatome an der Oberfläche der Graphitstäbe zerfallen und werden zu neuen Kohlenstoff-Nanomaterialien rekombiniert. Die Graphitabdeckung 10 deckt den elektrischen Hochspannungslichtbogen wie ein Lampenschirm ab, und Kohlenstoff-Nanomaterialien, die unter Einwirkung des elektrischen Hochspannungslichtbogens erzeugt werden, werden jeweils in der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 aufgefangen und gelagert.The output end of the short circuit generator 1 gives high voltage AC (AC) with a voltage of about 1500V-2000V, the high voltage AC is through the AC / DC rectifier 2 rectified in direct current (DC), and the DC is with the positive electrode of the first graphite rod 6 in the vacuum box 4 and the negative electrode of the second graphite rod 8th in the vacuum box 4 connected. The two sides of the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th be from the first advancing device 5 and the second feed device 7 pushed, and the first feed device 5 and the second feed device 7 be through the carbon nano-controller 3 controlled. When the negative electrode end of the first graphite rod 6 from the positive electrode end of the second graphite rod 8th spaced apart by 2-10 mm, a high voltage electric arc may occur between the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th Plasma ionization is due to the electric high voltage arc on the fabrics of the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th instead of and carbon atoms on the surface of the graphite rods disintegrate and are recombined to form new carbon nanomaterials. The graphite cover 10 covers the high-voltage electric arc like a lampshade, and carbon nanomaterials generated under the action of the high-voltage electric arc are respectively received in the nano-material receiving device 9 collected and stored.

Der Vakuumgrad des Vakuumkastens 4 wird über 2 Torr gehalten, so dass die Reinheit der hergestellten Produkte die Anforderungen erfüllt. Die Stärke des zwischen dem ersten Graphitstab 6 und dem zweiten Graphitstab 8 erzeugten elektrischen Lichtbogens kann durch Einstellen des Abstands zwischen dem ersten Graphitstab 6 und dem zweiten Graphitstab 8 gesteuert werden. Nach dem Erzeugen des elektrischen Lichtbogens zwischen dem ersten Graphitstab 6 und dem zweiten Graphitstab 8 fällt zudem die Spannung zwischen dem ersten Graphitstab 6 und dem zweiten Graphitstab 8 auf 50–250 V ab, der Strom liegt bei 2,5 A, die Leistungsaufnahme beträgt 125 W–625 W, weshalb die Produktionskosten reduziert werden.The degree of vacuum of the vacuum box 4 will over 2 Torr kept so that the purity of the manufactured products meets the requirements. The strength of between the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th generated electric arc can by adjusting the distance between the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th to be controlled. After generating the electric arc between the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th In addition, the voltage falls between the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th At 50-250 V, the current is 2.5 A, the power consumption is 125 W-625 W, which is why the production costs are reduced.

In der Ausführungsform ist der Kurzschlussgenerator 1 Generator für einen elektrischen Lichtbogen mit einer Doppeleisenkern-Induktionsspule. Der AC/DC-Gleichrichter 2, die Vakuumvorrichtung zum Produzieren der Kohlenstoffisotop-Nanomaterialien und eine Steuereinrichtung zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung sind vorgesehen. Die Statorinduktionsspule des Generators weist eine Doppeleisenkernauslegung auf, der Abstand zwischen zwei Eisenkernen ist größer als ein Magnet, eine Magnetschaltung ist eine offene Schaltung, Induktionsstrom fließ vorwärts und ein Rotor des Generators ist ein Magnetsatz. Der Druck im Vakuumkasten 4 wird reduziert, bis der negative Druck des Vakuumkastens 4 2–6 Torr erreicht. Die erste Vorschubvorrichtung 5, der erste Graphitstab 6, die zweite Vorschubvorrichtung 7, der zweite Graphitstab 8, die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 und die Graphitabdeckung 10 sind im Vakuumkasten 4 angebracht, und der elektrische Hochspannungslichtbogen wird an der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstabs 8 erzeugt. Der Abstand zwischen der Vorschubvorrichtung des ersten Graphitstabs 6 und der Vorschubvorrichtung des zweiten Graphitstabs 8 wird gesteuert, um zu gewährleisten, dass ein stabiler elektrischer Hochspannungslichtbogen an der Verbindungsstelle der zwei Graphitstäbe erzeugt wird und ein Alarmsignal ausgegeben werden kann und die Sicherheit der Ausrüstung gewährleistet werden kann, wenn der elektrische Hochspannungslichtbogen anomal ist.In the embodiment, the short circuit generator 1 Electric arc generator with a double iron core induction coil. The AC / DC rectifier 2 , the vacuum device for producing the carbon isotope nanomaterials, and a control device for controlling the carbon nano-vacuum device are provided. The stator induction coil of the generator has a double iron core design, the distance between two iron cores is larger than a magnet, a magnetic circuit is an open circuit, an induction current flows forward, and a rotor of the generator is a magnet set. The pressure in the vacuum box 4 is reduced until the negative pressure of the vacuum box 4 Reached 2-6 Torr. The first feed device 5 , the first graphite rod 6 , the second feed device 7 , the second graphite rod 8th , the nanomaterial cradle 9 and the graphite cover 10 are in the vacuum box 4 attached, and the electric high-voltage arc is at the junction of the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th generated. The distance between the feed device of the first graphite rod 6 and the advancing device of the second graphite rod 8th is controlled to ensure that a stable high voltage electric arc is generated at the junction of the two graphite rods and an alarm signal can be output and safety of the equipment can be ensured when the high voltage electrical arc is abnormal.

Gemäß der wesentlichen Auslegung der Ausführungsform weist die Statorinduktionsspule des Generators eine Doppeleisenkernauslegung auf, der Abstand zwischen zwei Eisenkernen ist größer als ein Magnet, eine Magnetschaltung ist eine offene Schaltung, Induktionsstrom fließ vorwärts und ein Rotor des Generators ist ein Magnetsatz. Durch diese Auslegung kann das Ausgangsende des Generators unmittelbar einen Kurzschluss erreichen, ohne dass der Generator durchbrennt, weshalb der elektrische Hochspannungslichtbogen leicht mit extrem geringem Energieverbrauch erzeugt werden kann; durch die Stromversorgung können die Kohlenstoff-Nanomaterialien leicht und umweltfreundlich hergestellt werden, die Produktionsausrüstung ist einfach und günstig und die Produktionsenergiekosten sind äußerst niedrig; gemäß den Daten der Ausführungsform wird nur eine Leistung von 125 W zum Erzeugen des elektrischen Lichtbogens benötigt, und nur 1 kW elektrische Energie wird zum Herstellen von 1 Gramm Kohlenstoff-Nanomaterialien benötigt.According to the essential construction of the embodiment, the stator induction coil of the generator has a double iron core design, the distance between two iron cores is larger than a magnet, a magnetic circuit is an open circuit, an induction current flows forward, and a rotor of the generator is a magnet set. By this interpretation, the output end of Generators directly reach a short circuit without the generator burns, which is why the electric high-voltage arc can be easily generated with extremely low energy consumption; the power supply makes carbon nanomaterials easy and environmentally friendly to produce, the production equipment is simple and cheap, and the production energy costs are extremely low; According to the data of the embodiment, only a power of 125 W is required for generating the electric arc, and only 1 kW of electric power is required for producing 1 gram of carbon nanomaterials.

Der elektrische Lichtbogengenerator mit Doppeleisenkernspule ist mit dem AC/DC-Gleichrichter 2 verbunden, die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Produzieren von Kohlenstoff-Nanomaterialien ist am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters 2 angeordnet und die Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3 zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung ist an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angeordnet. Die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 ist zwischen der ersten Vorschubvorrichtung 5 und der zweiten Vorschubvorrichtung 7 angebracht und am unteren Ende der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstab 8 angeordnet; das unteren Ende der Graphitabdeckung 10 ist am oberen Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 angebracht, das obere Ende oder das mittlere Ende der Graphitabdeckung 10 ist an der Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs 6 und des linken Endes des zweiten Graphitstabs 8 angeordnet, und die Verbindungsstelle des rechten Endes des ersten Graphitstabs 6 und des linken Endes des zweiten Graphitstabs 8 und das obere Ende der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 sind durch die Graphitabdeckung 10 verbunden, um einen geschlossenen Raum zu bilden; der erste Graphitstab 6, der zweite Graphitstab 8, die erste Vorschubvorrichtung 5, die zweite Vorschubvorrichtung 7, die Graphitabdeckung 10 und die Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 sind allesamt im Vakuumkasten vorgesehen. Durch die Merkmale des elektrischen Lichtbogengenerators mit Doppeleisenkernspule wird die Kohlenstoffnanoproduktion wirtschaftlich und umweltfreundlich. Außerdem eignet sich das Herstellungsverfahren der Ausführungsform für die Großproduktion.The electric arc generator with double iron core coil is with the AC / DC rectifier 2 connected, the carbon nano-vacuum device for producing carbon nanomaterials is at the output end of the AC / DC rectifier 2 arranged and the carbon nano-controller 3 for controlling the carbon nano-vacuum device is disposed on the carbon nano-vacuum device. The nanomaterial receiving device 9 is between the first feed device 5 and the second feed device 7 attached and at the lower end of the junction of the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th arranged; the lower end of the graphite cover 10 is at the top of the nanomaterial receiving device 9 attached, the top or middle end of the graphite cover 10 is at the junction of the right end of the first graphite rod 6 and the left end of the second graphite rod 8th arranged, and the junction of the right end of the first graphite rod 6 and the left end of the second graphite rod 8th and the top of the nanomaterial receiving device 9 are through the graphite cover 10 connected to form a closed space; the first graphite rod 6 , the second graphite rod 8th , the first feed device 5 , the second feed device 7 , the graphite cover 10 and the nanomaterial receiving device 9 are all provided in a vacuum box. The characteristics of the electric arc generator with double iron core coil make carbon nanoproduction economical and environmentally friendly. In addition, the manufacturing method of the embodiment is suitable for large-scale production.

Die Doppeleisenkern-Induktionsspule in 2 ist aus zwei Eisenkernen gebildet. Wenn sich der Magnet M von der linken Seite in der Figur der Induktionsspule nähert, nähert sich der Eisenkern X dem Magnet M immer weiter an und kann die meisten magnetischen Kraftlinien des Magnets M an einen Kupferdraht links von der schneidenden Induktionsspule lenken. Da der rechte Eisenkern Y extrem weit von der Induktionsspule entfernt ist, werden von dem Eisenkern Y nur einige wenige magnetische Kraftlinien oder sogar keine magnetischen Kraftlinien an einen Kupferdraht rechts von der schneidenden Induktionsspule gelenkt, weshalb der Induktionsstrom nur in einer Richtung fließen kann. Wenn sich der Magnet M zwischen dem Eisenkern X und dem Eisenkern Y der Induktionsspule bewegt, ist die Anzahl der magnetischen Kraftlinien des Magnets M, die durch den Eisenkern X zu einer Seite der Induktionsspule gelenkt wird, die gleiche wie die Anzahl der magnetischen Kraftlinien des Magnets M, die durch den Eisenkern Y zu der anderen Seite der Induktionsspule gelenkt wird, wobei allerdings die Anzahl der magnetischen Kraftlinien, die durch den Eisenkern X gelenkt wird, allmählich abnimmt, die Anzahl der magnetischen Kraftlinien, die durch den Eisenkern Y gelenkt wird, allmählich zunimmt und somit der Induktionsstrom nur in derselben Richtung fließen kann. Der Magnet M entfernt sich von der Induktionsspule und nähert sich mehr und mehr dem Eisenkern Y an, die Anzahl der magnetischen Kraftlinien des Magnets M, die durch den Eisenkern Y zur rechten Seite der schneidenden Induktionsspule gelenkt wird, nimmt stark zu, doch da hingegen der Eisenkern X auf der linken Seite recht weit von der Induktionsspule entfernt ist, werden durch den Eisenkern X nur einige wenige magnetische Kraftlinien oder sogar keine magnetischen Kraftlinien an den Kupferdraht links von der Induktionsspule gelenkt, weshalb der Induktionsstrom in der Induktionsspule nur in derselben Richtung fließen kann.The double iron core induction coil in 2 is made up of two iron cores. As the magnet M approaches from the left side in the figure of the induction coil, the iron core X continues to approach the magnet M and can direct most magnetic lines of force of the magnet M to a copper wire to the left of the cutting induction coil. Since the right iron core Y is extremely far from the induction coil, only a few magnetic lines of force or even no magnetic lines of force are directed from the iron core Y to a copper wire to the right of the cutting induction coil, and therefore the induction current can only flow in one direction. When the magnet M moves between the iron core X and the iron core Y of the induction coil, the number of magnetic lines of force of the magnet M, which is directed by the iron core X to one side of the induction coil, is the same as the number of magnetic lines of force of the magnet M, which is directed to the other side of the induction coil by the iron core Y, but the number of lines of magnetic force directed by the iron core X gradually decreases, the number of lines of magnetic force directed by the iron core Y gradually increases increases and thus the induction current can flow only in the same direction. The magnet M moves away from the induction coil and approaches more and more to the iron core Y, the number of magnetic lines of force of the magnet M, which is directed by the iron core Y to the right side of the cutting induction coil, increases sharply, but since the Iron core X on the left side is quite far from the induction coil, only a few magnetic lines of force or even no magnetic lines of force are directed to the copper wire to the left of the induction coil by the iron core X, and therefore the induction current in the induction coil can only flow in the same direction ,

Es sind vier unabhängige Doppeleisenkern-Induktionsspulen vorgesehen; da der Induktionsstrom der Doppeleisenkern-Induktionsspule vorwärts fließt, kann jede Doppeleisenkern-Induktionsspule als unabhängige Stromversorgung betrachtet werden, und die vier unabhängigen Doppeleisenkern-Induktionsspulen können in Reihe oder parallel geschaltet werden, je nach den verschiedenen Auslegungsanforderungen. 3 zeigt die optimale Abfolge der Stator-Doppeleisenkern-Induktionsspulen und des Rotormagnets des Generators mit Doppeleisenkern-Induktionsspule.There are four independent double iron core induction coils provided; As the induction current of the double iron core induction coil flows forward, each double iron core induction coil can be considered as an independent power supply, and the four independent double iron core induction coils can be connected in series or in parallel, depending on the various design requirements. 3 shows the optimal sequence of the stator double iron core induction coils and the rotor magnet of the generator with double iron core induction coil.

Schließend ist die Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Produzieren von Kohlenstoff-Nanomaterialien am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters 2 angeordnet und die Kohlenstoff-Nano-Steuereinrichtung 3 zum Steuern der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung ist an der Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung angeordnet. Am Kurzschlussgenerator 1 wird Wechselstrom erzeugt und durch den AC/DC-Gleichrichter 2 in eine Gleichstromleistungsversorgung gleichgerichtet, der erste Graphitstab 6 und der zweite Graphitstab 8 werden in gleicher Richtung mit Strom versorgt, um einen elektrischer Hochspannungslichtbogen an der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs 6 und des zweiten Graphitstabs 8 entstehen zu lassen, und Plasmaionisierung findet aufgrund des elektrischen Hochspannungslichtbogens an Stoffen der Graphitstäbe statt, so das Kohlenstoffatome in den Graphitstäbe zerfallen und Kohlenstoff-Nanomaterialien herausgelöst und durch die Graphitabdeckung in der Nanomaterialaufnahmevorrichtung 9 aufgefangen werden. Im Vergleich zu ähnlicher Ausrüstung des Stands der Technik weist die einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien die Vorteile auf, dass die Herstellungsausrüstung einfach und kostengünstig ist. Da der gesamte Kohlenstoff-Nanomaterialproduktionsprozess im geschlossenen Raum der Graphitabdeckung 10 stattfindet, wird kein Gas nach außen abgelassen, wodurch eine Umweltschutzwirkung erreicht wird. Außerdem eignet sich das Herstellungsverfahren der Erfindung für die Großproduktion.Closing is the carbon nano-vacuum device for producing carbon nanomaterials at the output end of the AC / DC rectifier 2 arranged and the carbon nano-controller 3 for controlling the carbon nano-vacuum device is disposed on the carbon nano-vacuum device. At the short circuit generator 1 AC power is generated and through the AC / DC rectifier 2 rectified into a DC power supply, the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th are powered in the same direction to a high voltage electric arc at the junction of the first graphite rod 6 and the second graphite rod 8th plasma ionization occurs due to the high voltage electric arc on graphite rod fabrics, so the carbon atoms in the graphite rods disintegrate and carbon nanomaterials are dissolved out and through the graphite cover in the nanomaterial receiving device 9 be caught. Compared to similar prior art equipment, the simple and environmentally friendly carbon nanomaterial production equipment has the advantages that the manufacturing equipment is simple and inexpensive. Since the entire carbon nanomaterial production process in the closed space of graphite coverage 10 takes place, no gas is discharged to the outside, whereby an environmental impact is achieved. In addition, the manufacturing method of the invention is suitable for large-scale production.

Die vorstehende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgte anhand der begleitenden Zeichnungen, doch ist der Schutzumfang der Erfindung nicht auf die vorstehende Beschreibung beschränkt. Alle Modifikationen, äquivalenten Ersetzungen und Verbesserungen durch einschlägige Fachleute ohne Abweichung von Umfang und Wesen der Erfindung fallen in den Schutzumfang der Erfindung.The foregoing description of the preferred embodiment of the invention has been given with reference to the accompanying drawings, but the scope of the invention is not limited to the foregoing description. All modifications, equivalent substitutions, and improvements by those skilled in the art without departing from the scope and spirit of the invention are within the scope of the invention.

Zusammenfassung Summary

Die Erfindung betrifft einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien. Die einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung umfasst einen Kurzschlussgenerator und einen AC/DC-Gleichrichter. Eine Kohlenstoff-Nano-Vakuumvorrichtung zum Herstellen von Kohlenstoff-Nanomaterialien ist am Ausgangsende des AC/DC-Gleichrichters angeordnet. Am Kurzschlussgenerator wird Wechselstrom erzeugt und durch den AC/DC-Gleichrichter in eine Gleichstromleistungsversorgung gleichgerichtet, ein erster Graphitstab und ein zweiter Graphitstab werden in gleicher Richtung mit Strom versorgt, um einen elektrischer Hochspannungslichtbogen an der Verbindungsstelle des ersten Graphitstabs und des zweiten Graphitstabs entstehen zu lassen, und Plasmaionisierung findet aufgrund des elektrischen Hochspannungslichtbogens an Stoffen der Graphitstäbe statt, so das Kohlenstoffatome in den Graphitstäbe zerfallen und Kohlenstoff-Nanomaterialien herausgelöst und durch eine Graphitabdeckung in einer Nanomaterialaufnahmevorrichtung aufgefangen werden. Im Vergleich zu ähnlicher Ausrüstung des Stands der Technik weist die einfache und umweltfreundliche Produktionsausrüstung für Kohlenstoff-Nanomaterialien die Vorteile auf, dass die Herstellungsausrüstung einfach und kostengünstig ist. Da der gesamte Kohlenstoff-Nanomaterialproduktionsprozess im geschlossenen Raum der Graphitabdeckung stattfindet, wird kein Gas nach außen abgelassen, wodurch eine Umweltschutzwirkung erreicht wird. Außerdem eignet sich das Herstellungsverfahren der Erfindung für die Großproduktion.The invention relates to simple and environmentally friendly production equipment for carbon nanomaterials. The simple and environmentally friendly production equipment includes a short circuit generator and an AC / DC rectifier. A carbon nano-vacuum device for producing carbon nanomaterials is disposed at the output end of the AC / DC rectifier. Alternating current is generated at the short circuit generator and rectified by the AC / DC rectifier into a DC power supply, a first graphite rod and a second graphite rod are energized in the same direction to create a high voltage electrical arc at the junction of the first graphite rod and the second graphite rod , and plasma ionization occurs due to the high voltage electric arc on graphite rod fabrics, so that carbon atoms in the graphite rods disintegrate and carbon nanomaterials are released and captured by a graphite cover in a nanomaterial receiving device. Compared to similar prior art equipment, the simple and environmentally friendly carbon nanomaterial production equipment has the advantages that the manufacturing equipment is simple and inexpensive. Since the entire carbon nanomaterial production process takes place in the closed space of the graphite cover, no gas is discharged to the outside, whereby an environmental impact is achieved. In addition, the manufacturing method of the invention is suitable for large-scale production.

Claims

A simple and environmentally friendly production facility for carbon nanomaterials, comprising a short-circuit generator and an AC / DC rectifier connected to the short-circuit generator, characterized in that a carbon nano-vacuum device for producing carbon nanomaterials is provided at the output end of the AC / DC converter. Rectifier is arranged, and a carbon nano-control device for controlling the carbon nano-vacuum device is disposed on the carbon nano-vacuum device.

A double iron core coil electric arc generator according to claim 1, characterized in that a stator induction coil of the generator has a double iron core design, the distance between two iron cores is larger than a magnet, a magnetic circuit is an open circuit, induction current flows forward, and a rotor of the generator is a magnet set is.

A simple and environmentally friendly carbon nanomaterial production equipment according to claim 1, characterized in that the carbon nano-vacuum device comprises a vacuum box, a first feed device, a first graphite rod, a second feed device, a second graphite rod, a nanomaterial receiving device, and a graphite cover; the first graphite rod is attached to the upper end of the first advancing device, the second graphite rod is attached to the upper end of the second advancing device, the first advancing device and the second advancing device are arranged in parallel, and the first graphite rod and the second graphite rod are arranged in parallel and both to the AC / DC rectifiers are connected; the nanomaterial receiving device is mounted between the first advancing device and the second advancing device and located at the lower end of the junction of the first graphite rod and the second graphite rod; the lower end of the graphite cover is attached to the upper end of the nanomaterial receiving device, the upper end or middle end of the graphite cover is located at the junction of the right end of the first graphite rod and the left end of the second graphite rod, and the junction of the right end of the first graphite rod and the left end of the second graphite rod and the upper end of the nanomaterial receiving device are connected by the graphite cover to form a closed space; wherein the first graphite rod, the second graphite rod, the first feeding device, the second feeding device, the graphite cover and the Nanomaterialaufnahmevorrichtung are all provided in the vacuum box.

A control device of the vacuum device according to claim 1, characterized in that the control means controls the distance between the advancing device of the first graphite rod and the advancing device of the second graphite rod to ensure that a stable high voltage electric arc is generated at the junction of the two graphite rods and outputs an alarm signal and the safety of the equipment can be guaranteed if the electric high-voltage arc is abnormal.