[發明專利]一種無需粘合劑的碳納米管海綿低溫吸附板

在審

• 申請號: 202110183324.3
• 申請日: 2021-02-10
• 公開（公告）號: CN112827318A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 徐小龍;譚偉航
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: B01D53/04
• 分類號: B01D53/04;F04B37/08;G21B1/17
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張雪嬌

本發明提供了一種無需粘合劑的碳納米管海綿低溫吸附板，包括：低溫吸附板主體、碳納米管海綿與金屬絲網格組件；所述碳納米管海綿設置于低溫吸附板主體與金屬絲網格組件之間，且通過金屬絲網格組件固定于低溫吸附板主體的表面；所述金屬絲網格組件的四周固定連接于低溫吸附板主體的表面。與現有技術相比，本發明將碳納米管海綿采用機械固定的方式固定在低溫吸附板主體表面，避免在低溫泵使用過程中產生脫落，也方便維修更換；并且碳納米管海綿與低溫吸附板主體采用直接接觸的方式，可避免引入無機粘合劑；再者碳納米管海綿具有優良的吸附能力與較低的雜質含量，可提高低溫泵及后續流程的安全性。

技術領域

本發明屬于核聚變技術領域，尤其涉及一種無需粘合劑的碳納米管海綿低溫吸附板。

背景技術

聚變能作為核能有望終結能源危機。目前中國正在開展新一代先進聚變堆CFETR(中國聚變工程實驗堆)的研究工作，旨在建成安全、可靠、穩定、持續的聚變實驗裝置，為未來解決能源問題奠定技術基礎。

CFETR整個真空系統由若干臺低溫泵(低溫泵主體結構參見圖1)組成，通過交替運行的方式提供穩定的抽速和真空度，每個低溫泵配備有28塊低溫板，每塊低溫板表面都涂覆有低溫吸附劑，用于在4.5K的溫度下吸附難冷凝氣體氫同位素及氦。

傳統低溫吸附板采用椰殼型活性炭作為低溫吸附材料，并通過無機粘合劑固定。但椰殼型活性炭作為低溫吸附劑存在結構不均一、雜質含量高、易脫落粉化、導熱性能差等問題。

發明內容

有鑒于此，本發明要解決的技術問題在于提供一種無需粘合劑的碳納米管海綿低溫吸附板。

本發明提供了一種無需粘合劑的碳納米管海綿低溫吸附板，包括：

低溫吸附板主體、碳納米管海綿與金屬絲網格組件；

所述碳納米管海綿設置于低溫吸附板主體與金屬絲網格組件之間，且通過金屬絲網格組件固定于低溫吸附板主體的表面；

所述金屬絲網格組件的四周固定連接于低溫吸附板主體的表面。

優選的，所述低溫吸附板主體為中空結構，且與接觸碳納米管海綿表面相垂直的兩端分別設置有超臨界氣體進口與超臨界氣體出口。

優選的，所述超臨界氣體進口與超臨界氣體出口的外徑各自獨立地為5～10mm；內徑各自獨立地為2～7mm。

優選的，所述金屬絲網格組件中金屬絲的半徑為0.2～2mm。

優選的，所述金屬絲網格組件中網格的寬度與長度各自獨立地為5～15mm。

優選的，所述碳納米管海綿的厚度為10～20mm。

優選的，所述低溫吸附板主體的厚度為15～25mm。

優選的，所述金屬絲網格組件為不銹鋼絲網格組件。

優選的，所述低溫吸附板主體的規格為1000×200×20mm；所述碳納米管海綿的規格為900×170×15mm；所述金屬絲網格組件的規格為920×180×16mm。

本發明還提供了一種上述碳納米管海綿低溫吸附板在CFETR中的應用。

本發明提供了一種無需粘合劑的碳納米管海綿低溫吸附板，包括：低溫吸附板主體、碳納米管海綿與金屬絲網格組件；所述碳納米管海綿設置于低溫吸附板主體與金屬絲網格組件之間，且通過金屬絲網格組件固定于低溫吸附板主體的表面；所述金屬絲網格組件的四周固定連接于低溫吸附板主體的表面。與現有技術相比，本發明將碳納米管海綿采用機械固定的方式固定在低溫吸附板主體表面，避免在低溫泵使用過程中產生脫落，也在低溫泵出現故障的時候方便維修更換；并且碳納米管海綿與低溫吸附板主體采用直接接觸的方式，可避免引入無機粘合劑；再者碳納米管海綿具有優良的吸附能力與較低的雜質含量，可提高低溫泵及后續流程的安全性。