气相法连续生产纳米材料两室立式真空可控气氛炉.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102515139A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102515139A(43)申请公布日2012.06.27(21)申请号201110369255.1(22)申请日2011.11.10(71)申请人青岛科技大学地址266061山东省青岛市松岭路99号青岛科技大学机电工程学院(72)发明人李镇江王勇孟阿兰(51)Int.Cl.C01B31/02(2006.01)C01B31/30(2006.01)B82Y40/00(2011.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书44页页附图附图33页(54)发明名称气相法连续生产纳米材料两室立式真空可控气氛炉(57)摘要本发明涉及纳米材料合成设备技术领域，是一种可用于气相法连续生产纳米材料的真空可控气氛炉。炉体设计为两室结构，上部为反应室，下部为取料室，从而构成立式结构，两室之间设有保温密封门，可实现取料过程和反应室生产过程的同步进行。采用感应加热装置实现对气体原料的高效加热；采用自动取料装置，实现对产物的自动取料，取料过程不中断反应室的生产过程，实现了连续、高效生产纳米材料的目的。本发明与传统单室炉相比具有加热效率和生产效率高、节约能源的优点。CN102539ACN102515139A权利要求书1/2页1.一种立式连续生产真空可控气氛炉，该气氛炉是一种以气体为原料，用于气相法连续制备纳米材料的设备，如说明书附图1所示，其结构包括：连接销轴(1)、紧定螺钉(2)、保温密封门气缸(3)、刮料气缸(4)、刮料器(5)、换刷炉盖(6)、感应电极(7)、紧固螺栓(8、9、10)、炉壁(11)、石墨硬毡板(12)、石墨碳毡(13)、进气管I(14)、紧固螺栓(15)、热电偶夹具(16)、进气管II(17)、排气管(18)、石墨套筒发热器(19)、感应加热线圈(20)、热电偶(21)、反应室抽真空管(22)、载物台(23)、载物台高度调节器(24)、挡板(25)、导轨(26)、惰性气体通气管I(27)、密封垫圈(28)、保温密封门(29)、惰性气体通气管II(30)、取料室密封炉门(31)、传送带(32)、取料室抽真空管(33)和滚轴(34)，其特征在于：炉体的反应室在上部，取料室在下部，从而构成立式结构，反应室和取料室之间设有保温密封门(29)，可实现反应室与取料室之间的保温与密封，反应室为双层水冷结构，以防止炉体温度过高，加热时，利用感应加热线圈(20)在石墨套筒发热器(19)表面产生的“集肤效应”快速加热石墨套筒发热器(19)，进而对从炉体顶部伸入反应室并穿过石墨套筒发热器(19)的进气管I(14)和进气管II(17)进行加热，从而对进气管I(14)中的反应气体和进气管II(17)中的带有催化剂的载气进行加热，两进气管排出的高温反应气体和带有催化剂的载气相遇并发生反应，生成固体产物沉积在载物台(23)上，刮料装置可刮取载物台(23)上的产物，产物被转移到取料室中的传送带(32)上，启动传送装置，产物最终由取料室底部的取料室密封炉门(31)自动排出。2.一种根据权利要求1所述的立式连续生产真空可控气氛炉，采用感应加热方式进行加热，感应加热装置主要由感应电极(7)、石墨套筒发热器(19)和感应加热线圈(20)组成，其特征是：感应加热装置处于反应室的上部，由感应加热线圈(20)实现对石墨套筒发热器(19)的加热，从而直接对进气管I(14)、进气管II(17)加热，进而实现对反应气体和带有催化剂的载气加热。3.一种根据权利要求1所述的立式连续生产真空可控气氛炉，设有由进气管I(14)和进气管II(17)组成的通气装置，其特征是：进气管I(14)和进气管II(17)采用刚玉管，两管从炉体顶部伸入反应室，穿过石墨套筒发热器(19)，两管末端与载物台(23)上表面的距离为50mm，两管采用与竖直方向成15°角的倾斜放置设计，可实现管口相邻，两管管口排出的高温气体相遇发生反应，固体产物沉积在载物台(23)上表面。4.一种根据权利要求1所述的立式连续生产真空可控气氛炉，设有自动取料装置，由刮料器(5)、载物台(23)和传送带(32)组成，其中刮料器(5)如说明书附图3所示，由推杆(1)、加强肋板(2)、耐高温钢丝刮料刷(3)和刚性刮刀(4)组成，其特征是：在保温密封门(29)开启的情况下，刮料气缸(4)伸出，牵引刮料器(5)刮取载物台(23)上的产物，产物被转移到取料室传送带(32)上，刮料完毕后，保温密封门(29)关闭，生产继续，向取料室通入惰性气体至一个大气压，打开取料室密封炉门(31)，启动取料室传送装置，产物由取料室底部自动排出。5.一种根据权利要求1所述的立式连续生产真空可控气氛炉，其生产方法为连续式生产，其特征为：生产时，首先对两室抽真空，然