[發明專利]氣相法連續生產納米材料兩室立式真空可控氣氛爐

無效

• 申請號: 201110369255.1
• 申請日: 2011-11-10
• 公開（公告）號: CN102515139A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 李鎮江;王勇;孟阿蘭
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;C01B31/30;B82Y40/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種立式連續生產真空可控氣氛爐，該氣氛爐是一種以氣體為原料，用于氣相法連續制備納米材料的設備，如說明書附圖1所示，其結構包括：連接銷軸(1)、緊定螺釘(2)、保溫密封門氣缸(3)、刮料氣缸(4)、刮料器(5)、換刷爐蓋(6)、感應電極(7)、緊固螺栓(8、9、10)、爐壁(11)、石墨硬氈板(12)、石墨碳氈(13)、進氣管I(14)、緊固螺栓(15)、熱電偶夾具(16)、進氣管II(17)、排氣管(18)、石墨套筒發熱器(19)、感應加熱線圈(20)、熱電偶(21)、反應室抽真空管(22)、載物臺(23)、載物臺高度調節器(24)、擋板(25)、導軌(26)、惰性氣體通氣管I(27)、密封墊圈(28)、保溫密封門(29)、惰性氣體通氣管II(30)、取料室密封爐門(31)、傳送帶(32)、取料室抽真空管(33)和滾軸(34)，其特征在于：爐體的反應室在上部，取料室在下部，從而構成立式結構，反應室和取料室之間設有保溫密封門(29)，可實現反應室與取料室之間的保溫與密封，反應室為雙層水冷結構，以防止爐體溫度過高，加熱時，利用感應加熱線圈(20)在石墨套筒發熱器(19)表面產生的“集膚效應”快速加熱石墨套筒發熱器(19)，進而對從爐體頂部伸入反應室并穿過石墨套筒發熱器(19)的進氣管I(14)和進氣管II(17)進行加熱，從而對進氣管I(14)中的反應氣體和進氣管II(17)中的帶有催化劑的載氣進行加熱，兩進氣管排出的高溫反應氣體和帶有催化劑的載氣相遇并發生反應，生成固體產物沉積在載物臺(23)上，刮料裝置可刮取載物臺(23)上的產物，產物被轉移到取料室中的傳送帶(32)上，啟動傳送裝置，產物最終由取料室底部的取料室密封爐門(31)自動排出。

2.一種根據權利要求1所述的立式連續生產真空可控氣氛爐，采用感應加熱方式進行加熱，感應加熱裝置主要由感應電極(7)、石墨套筒發熱器(19)和感應加熱線圈(20)組成，其特征是：感應加熱裝置處于反應室的上部，由感應加熱線圈(20)實現對石墨套筒發熱器(19)的加熱，從而直接對進氣管I(14)、進氣管II(17)加熱，進而實現對反應氣體和帶有催化劑的載氣加熱。

3.一種根據權利要求1所述的立式連續生產真空可控氣氛爐，設有由進氣管I(14)和進氣管II(17)組成的通氣裝置，其特征是：進氣管I(14)和進氣管II(17)采用剛玉管，兩管從爐體頂部伸入反應室，穿過石墨套筒發熱器(19)，兩管末端與載物臺(23)上表面的距離為50mm，兩管采用與豎直方向成15°角的傾斜放置設計，可實現管口相鄰，兩管管口排出的高溫氣體相遇發生反應，固體產物沉積在載物臺(23)上表面。

4.一種根據權利要求1所述的立式連續生產真空可控氣氛爐，設有自動取料裝置，由刮料器(5)、載物臺(23)和傳送帶(32)組成，其中刮料器(5)如說明書附圖3所示，由推桿(1)、加強肋板(2)、耐高溫鋼絲刮料刷(3)和剛性刮刀(4)組成，其特征是：在保溫密封門(29)開啟的情況下，刮料氣缸(4)伸出，牽引刮料器(5)刮取載物臺(23)上的產物，產物被轉移到取料室傳送帶(32)上，刮料完畢后，保溫密封門(29)關閉，生產繼續，向取料室通入惰性氣體至一個大氣壓，打開取料室密封爐門(31)，啟動取料室傳送裝置，產物由取料室底部自動排出。

5.一種根據權利要求1所述的立式連續生產真空可控氣氛爐，其生產方法為連續式生產，其特征為：生產時，首先對兩室抽真空，然后分別通過惰性氣體通氣管I(27)和惰性氣體通氣管II(30)向反應室和取料室通入惰性保護氣體，反應氣體和帶有催化劑的載氣分別通過進氣管I(14)和進氣管II(17)通入反應室，感應加熱系統對進氣管I(14)和進氣管II(17)加熱，間接實現對反應氣體和帶有催化劑的載氣加熱，高溫反應氣體和帶有催化劑的載氣在兩進氣管的末端相遇發生反應，生成固態產物沉積在載物臺(23)上，當滿足物料收集的條件時，打開保溫密封門(29)，刮料氣缸(4)伸出，牽引刮料器(5)刮取載物臺(23)上的產物，產物在重力作用下落入取料室的傳送帶(32)上，刮料完畢后刮料氣缸(4)復位，關閉保溫密封門(29)，反應繼續進行，經過多次刮料后傳送帶(32)上產物達到一定量時，通過惰性氣體通氣管II(30)向取料室通入惰性氣體到一個大氣壓，開啟取料室密封爐門(31)，啟動傳送裝置，產物在取料室底部自動排出，取料完畢，關閉取料室密封爐門(31)，然后對取料室抽真空至設定值后，通入惰性氣體與反應室氣壓平衡，等待下次取料過程，如此周期循環自動取料，取料過程獨立進行，不中斷反應室的生產過程，實現氣相法連續生產納米材料。