RU212758U1 - DEVICE FOR OBTAINING GRAPHENE - Google Patents
DEVICE FOR OBTAINING GRAPHENE Download PDFInfo
- Publication number
- RU212758U1 RU212758U1 RU2021137314U RU2021137314U RU212758U1 RU 212758 U1 RU212758 U1 RU 212758U1 RU 2021137314 U RU2021137314 U RU 2021137314U RU 2021137314 U RU2021137314 U RU 2021137314U RU 212758 U1 RU212758 U1 RU 212758U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- explosion chamber
- obtaining graphene
- graphene
- oxygen
- continuous
- Prior art date
Links
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 27
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000737 periodic Effects 0.000 claims abstract description 5
- 230000001105 regulatory Effects 0.000 claims description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 27
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 11
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 11
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 10
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 5
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005474 detonation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 abstract description 2
- -1 tungsten-rhenium Chemical compound 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N butane;propane Chemical compound CCC.CCCC HOWJQLVNDUGZBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004200 deflagration Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 239000002360 explosive Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области получения графена - углеродного наноматериала, что представляет большой интерес для решения научных и технических задач.The utility model relates to the production of graphene - a carbon nanomaterial, which is of great interest for solving scientific and technical problems.
Техническая задача настоящей полезной модели заключается в повышении эффективности и производительности устройства за счет непрерывной подачи порций смеси углеводородного газа без кислорода.The technical objective of the present utility model is to increase the efficiency and productivity of the device by continuously supplying portions of a mixture of hydrocarbon gas without oxygen.
Для решения технической задачи полезной модели предложена конструкция устройства для получения графена, содержащая взрывную камеру с установленной внутри свечой зажигания, и соединенную с газовым баллоном, снабженную прозрачным окном для наблюдения за процессом горения и взрыва, датчиками давления и контроллером для сбора данных и управления, новым является то, что соединение взрывной камеры с газовым баллоном дополнительно оборудовано узлом регулирования подачи газа во взрывную камеру, снабженным лопастью-вертушкой, что превращает процесс получения графена из периодического в непрерывный.To solve the technical problem of the utility model, a design of a device for obtaining graphene is proposed, containing an explosion chamber with a spark plug installed inside and connected to a gas cylinder, equipped with a transparent window for monitoring the combustion and explosion process, pressure sensors and a controller for collecting data and controlling a new is that the connection of the explosion chamber with a gas cylinder is additionally equipped with a control unit for gas supply to the explosion chamber, equipped with a spinner blade, which turns the process of obtaining graphene from periodic to continuous.
Технический результат достигается тем, что по сравнению с прототипом предлагаемое устройство для получения графена имеет конструкцию, в которой соединение взрывной камеры с газовым баллоном дополнительно оборудовано узлом регулирования подачи газа во взрывную камеру, снабженным лопастью-вертушкой, что повышает эффективность и производительность устройства за счет непрерывной подачи порций смеси углеводородного газа без кислорода и превращает процесс получения графена из периодического в непрерывный.The technical result is achieved by the fact that, in comparison with the prototype, the proposed device for obtaining graphene has a design in which the connection of the explosion chamber with a gas cylinder is additionally equipped with a gas supply control unit to the explosion chamber, equipped with a spinner blade, which increases the efficiency and productivity of the device due to continuous supply portions of a mixture of hydrocarbon gas without oxygen and converts the process of obtaining graphene from periodic to continuous.
Предлагаемая конструкция позволяет осуществить непрерывный процесс получения графена без использования кислорода и при более низких дозвуковых скоростях, чем при детонационном режиме при скоростях, близких к скорости звука. Это обеспечит повышение эффективности и производительности процесса при снижении опасности за счет исключения добавок кислорода в горючие смеси и снижения скорости распространения пламени.The proposed design makes it possible to carry out a continuous process of obtaining graphene without the use of oxygen and at lower subsonic velocities than in the detonation mode at velocities close to the speed of sound. This will increase the efficiency and productivity of the process while reducing the risk by eliminating the addition of oxygen to combustible mixtures and reducing the speed of flame propagation.
Description
Полезная модель относится к области получения графена - углеродного наноматериала, что представляет большой интерес для решения научных и технических задач.The utility model relates to the production of graphene - a carbon nanomaterial, which is of great interest for solving scientific and technical problems.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является устройство (патент США, US 9440857 B2, опубл. 13.09.2016), содержащее камеру сгорания, снабженную прозрачным стеклом для наблюдения за процессом детонационного взрыва, свечу зажигания, углеводородный газ в виде смеси ацетилена или этилена с добавкой кислорода, при взрыве которого образуется графен, который оседает на стенках камеры и его собирают механическим способом.The closest in technical essence and achieved effect is a device (US patent, US 9440857 B2, publ. 09/13/2016), containing a combustion chamber equipped with transparent glass to monitor the detonation explosion process, a spark plug, hydrocarbon gas in the form of a mixture of acetylene or ethylene with the addition of oxygen, during the explosion of which graphene is formed, which settles on the walls of the chamber and is collected mechanically.
Недостатками известного устройства являются низкая производительность, опасность при работе с кислородом, после каждого микровзрыва необходимо открывать окно камеры, производить забор полученного графена и вновь закреплять крышку камеры.The disadvantages of the known device are low productivity, danger when working with oxygen, after each microexplosion it is necessary to open the chamber window, take the obtained graphene and re-fix the chamber cover.
Техническая задача настоящей полезной модели заключается в повышении эффективности и производительности устройства за счет непрерывной подачи порций смеси углеводородного газа без кислорода.The technical objective of the present utility model is to increase the efficiency and productivity of the device by continuously supplying portions of a mixture of hydrocarbon gas without oxygen.
Для решения технической задачи полезной модели предложена конструкция устройства для получения графена, содержащая взрывную камеру с установленной внутри свечой зажигания и соединенную с газовым баллоном. Камера снабжена прозрачным окном для наблюдения за процессом горения и взрыва, датчиками давления и контроллером для сбора данных и управления. Новым является то, что соединение взрывной камеры с газовым баллоном дополнительно оборудовано узлом регулирования подачи газа во взрывную камеру, снабженным лопастью-вертушкой, что превращает процесс получения графена из периодического в непрерывный.To solve the technical problem of the utility model, a design of a device for producing graphene is proposed, containing an explosion chamber with a spark plug installed inside and connected to a gas cylinder. The chamber is equipped with a transparent window for monitoring the process of combustion and explosion, pressure sensors and a controller for data collection and control. What is new is that the connection of the explosion chamber with the gas cylinder is additionally equipped with a control unit for gas supply to the explosion chamber, equipped with a spinner blade, which turns the graphene production process from batch to continuous.
Технический результат достигается тем, что по сравнению с прототипом предлагаемое устройство для получения графена имеет конструкцию, в которой соединение взрывной камеры с газовым баллоном дополнительно оборудовано узлом регулирования подачи газа во взрывную камеру, снабженным лопастью-вертушкой, что повышает эффективность и производительность устройства за счет непрерывной подачи порций смеси углеводородного газа без кислорода и превращает процесс получения графена из периодического в непрерывный.The technical result is achieved by the fact that, in comparison with the prototype, the proposed device for obtaining graphene has a design in which the connection of the explosion chamber with a gas cylinder is additionally equipped with a gas supply control unit to the explosion chamber, equipped with a spinner blade, which increases the efficiency and productivity of the device due to continuous supply portions of a mixture of hydrocarbon gas without oxygen and converts the process of obtaining graphene from periodic to continuous.
На ил. 1 представлено устройство для получения графена.On ill. 1 shows a device for producing graphene.
1 - взрывная камера, 2 - свеча зажигания, 3 - газовый баллон, 4 - устройство для подачи газа, 5 - лопасть-вертушка, 6 - датчики давления, 7 - вольфрамрениевые микротермопары, 8 - терминальный блок, 9 - контроллер для сбора данных и управления.1 - explosion chamber, 2 - spark plug, 3 - gas cylinder, 4 - gas supply device, 5 - spinner blade, 6 - pressure sensors, 7 - tungsten-rhenium microthermocouples, 8 - terminal block, 9 - controller for data collection and management.
Поставленная задача реализуется тем, что устройство для получения графена содержит взрывную камеру с установленной внутри свечой зажигания, и соединенную с газовым баллоном, снабженную прозрачным окном для наблюдения за процессом горения и взрыва, датчиками давления и контроллером для сбора данных и управления, новым является то, что соединение взрывной камеры с газовым баллоном дополнительно оборудовано узлом регулирования подачи газа во взрывную камеру, снабженным лопастью-вертушкой, что превращает процесс получения графена из периодического в непрерывный.The task is realized by the fact that the device for obtaining graphene contains an explosion chamber with a spark plug installed inside, and connected to a gas cylinder, equipped with a transparent window for observing the combustion and explosion process, pressure sensors and a controller for data collection and control, what is new is that the connection of the explosion chamber with the gas cylinder is additionally equipped with a unit for regulating the gas supply to the explosion chamber, equipped with a spinner blade, which turns the process of obtaining graphene from periodic to continuous.
Сущность полезной модели поясняется чертежом.The essence of the utility model is illustrated by the drawing.
Предлагаемое устройство для получения графена состоит из следующих основных узлов и деталей: взрывная камера 1 с прозрачным окном для наблюдения за процессом горения и взрыва с установленной внутри камеры 1 свечой зажигания 2, и соединенная с газовым баллоном 3 через устройство для подачи газа 4, отличающееся тем, что соединение взрывной камеры 1 с газовым баллоном 3 дополнительно снабжено узлом регулирования подачи газа во взрывную камеру 1, снабженным лопастью-вертушкой 5, а взрывная камера 1 снабжена датчиками давления 6, вольфрамрениевыми микротермопарами 7, связанным с терминальным блоком 8 и контроллером 9 для сбора данных и управления.The proposed device for obtaining graphene consists of the following main components and parts: an
Устройство для получения графена работает следующим образом. Из газового баллона 3 через устройство для подачи газа 4, снабженное лопастью-вертушкой 5, пропан-бутановая смесь без накачки кислородом подается во взрывную камеру 1, где с помощью свечи зажигания 2 происходит горение - взрыв газо-воздушной смеси при дозвуковых скоростях (дефлаграция), в результате чего получается графен, оседающий на стенках камеры 1. После снятия давления во взрывной камере 1 с помощью установленного на стенке камеры спускового клапана происходит очередная подача газо-воздушной смеси из газового баллона 3 по описанной выше схеме, и процесс повторяется многократно, превращаясь в непрерывный процесс получения графена с большим выходом продукта. В конце операции полученный графен собирается с внутренних стенок взрывной камеры 1, включая и поверхность прозрачного окна, механическим способом при открытом окне. Характеристики взрывного процесса, от которых зависит качество полученного продукта, контролируются датчиками давления 6, вольфрамрениевой микротермопарой 7, соединенными с терминальным блоком 8 и контроллером управления и сбора данных 9.The device for obtaining graphene works as follows. From the
Предлагаемая конструкция позволяет осуществить непрерывный процесс получения графена без использования кислорода и при более низких дозвуковых скоростях, чем при детонационном режиме при скоростях, близких к скорости звука. Это обеспечит повышение эффективности и производительности процесса при снижении опасности за счет исключения добавок кислорода в горючие смеси и снижения скорости распространения пламени.The proposed design makes it possible to carry out a continuous process of obtaining graphene without the use of oxygen and at lower subsonic velocities than in the detonation mode at velocities close to the speed of sound. This will increase the efficiency and productivity of the process while reducing the risk by eliminating the addition of oxygen to combustible mixtures and reducing the speed of flame propagation.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU212758U1 true RU212758U1 (en) | 2022-08-05 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US848363A (en) * | 1906-07-13 | 1907-03-26 | Gilbert Harris & Company | Adjustable cross-bar for printers' chases. |
| US9440857B2 (en) * | 2013-05-10 | 2016-09-13 | Kansas State University Research Foundation | Process for high-yield production of graphene via detonation of carbon-containing material |
| RU2731278C2 (en) * | 2018-02-21 | 2020-09-01 | Минобрнауки России Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Технологии Микроэлектроники И Особочистых Материалов Российской Академии Наук (Иптм Ран) | Method of synthesis of graphene-like layers in porous silicon structures |
| RU2750709C1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-07-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Graphene modified by nitrogen atoms and its manufacturing method |
| RU2760676C1 (en) * | 2020-12-18 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Roll-type cvd reactor for synthesising graphene coatings on substrates in the form of a wide strip |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US848363A (en) * | 1906-07-13 | 1907-03-26 | Gilbert Harris & Company | Adjustable cross-bar for printers' chases. |
| US9440857B2 (en) * | 2013-05-10 | 2016-09-13 | Kansas State University Research Foundation | Process for high-yield production of graphene via detonation of carbon-containing material |
| RU2731278C2 (en) * | 2018-02-21 | 2020-09-01 | Минобрнауки России Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Проблем Технологии Микроэлектроники И Особочистых Материалов Российской Академии Наук (Иптм Ран) | Method of synthesis of graphene-like layers in porous silicon structures |
| RU2750709C1 (en) * | 2020-10-19 | 2021-07-01 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки "Федеральный исследовательский центр "Институт катализа им. Г.К. Борескова Сибирского отделения Российской академии наук" (ИК СО РАН, Институт катализа СО РАН) | Graphene modified by nitrogen atoms and its manufacturing method |
| RU2760676C1 (en) * | 2020-12-18 | 2021-11-29 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Roll-type cvd reactor for synthesising graphene coatings on substrates in the form of a wide strip |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU212758U1 (en) | DEVICE FOR OBTAINING GRAPHENE | |
| CN103958865A (en) | Method for operating at least one precombustion chamber-fired internal combustion engine | |
| CN103821606B (en) | Pre-burning generator | |
| WO2007034107A3 (en) | Method for producing synthetic gas using an oxygen-containing gas produced by at least one gas turbine | |
| CN107893711A (en) | A kind of gas hydrogen-oxygen torch type electric ignition device | |
| RU2008144287A (en) | METHOD FOR PRODUCING ACETHYLENE BY PARTIAL OXIDATION OF HYDROCARBONS | |
| CN203717108U (en) | Precombustion generator | |
| CN113108312A (en) | Valveless self-adaptive gaseous fuel high-frequency detonation combustion scheme | |
| CN102179660A (en) | Flame heating tool for bolt in deep hole | |
| CN202970908U (en) | Oxy-hydrogen decarbonizing device with atmospheric pressure detection protection | |
| CN106091004A (en) | A kind of gas combusting limestone kiln ignition process and special purpose device | |
| CN206496906U (en) | A kind of constant volume constant pressure mixing theory Constant Volume Bomb | |
| CN102001905B (en) | Plasma coal pyrolysis quenching device with anti-wear cover | |
| CN210601614U (en) | Flame temperature automatic regulating device of horizontal ampoule machine | |
| JPS6358865B2 (en) | ||
| JPS60502264A (en) | A combustion method for an internal combustion engine that uses a resonant air chamber in a reciprocating piston that induces a closed sound tube that resonates within the combustion chamber. | |
| CN220958533U (en) | Discharge pipe line ignition device | |
| CN209042418U (en) | Solar battery sheet produces PECVD process tail gas treatment device combustion head | |
| US1272181A (en) | Production of nitrogen from the air. | |
| CN209310029U (en) | A kind of igniter of flame cutting machine | |
| CN201964751U (en) | Novel soft carbon black production device | |
| RU2728270C1 (en) | Boiler water combustion device | |
| RU2556926C1 (en) | Method of continuous production of graphenes | |
| SU729222A1 (en) | Method and reactor for carbon black production | |
| CN200956248Y (en) | Drum hammer |