Оборудование для получения наноматериалов

^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^™ 88 ( к содержанию3

СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ №55936

Предлагаемая полезная модель относится к оборудованию для получения углеродных материалов волокнистой структуры методом каталитического пиролиза и может найти применение в радиоэлектронной промышленности, сорбционной технике, в производстве материалов.

Технический результат заключается в упрощении конструкции, повышении ее надежности, а также увеличении производительности и однородности получаемого продукта.

В основе работы описанного устройства лежит принцип действия, изложенный в открытии, внесенном в Государственный реестр открытий СССР под №138 с приоритетом от 4 июня 1963 г., который формулируется так: «Экспериментально установлено неизвестное ранее явление возникновения статического перепада давления газа в виброкипящем слое, т.е. в слое, образованном в результате циклического изменения пористости дисперсного материала, подвергае-

В.П. КУЗЬМИНА Оборудование для получения наноматериалов

Схема устройства для получения углеродного материала (№55936):

1 – корпус; 2 – крышка; 3 – верхняя обечайка; 4 – коническая переходная вставка; 5 – нагреватель; 6 – вибропривод; 7 – патрубок подачи исходного газа; 8 – рециркуляционный контур; 9 – дросселирующее устройство; 10 – подогреватель газа; 11 – холодильник; 12 – измеритель расхода.

мого вертикальному вибрационному воздействию с ускорением, превышающим ускорение свободного падения материала в данной среде».

Устройство работает следующим образом. В корпус 1 помещается слой катализатора, реактор с помощью крышки 2 герметизируется, включается нагреватель 5 и вибропривод 6. При достижении температуры внутри корпуса заданной величины через патрубок подачи исходного газа 7 подается исходный углеродсодержащий газ, который, попадая в слой катализатора, разлагается на углерод и водород. Попадая в верхнюю обечайку 3, частично прореагировавший газ теряет свою

В.П. КУЗЬМИНА Оборудование для получения наноматериалов скорость, а частицы материала, подхваченные им, опускаются в вибро-ожиженный слой. Частицы, оседающие на стенках, также возвращаются в слой, двигаясь по конической вставке 4. Отводимый газ попадает в рециркуляционный контур 8, часть которого через дросселирующее устройство 9 отправляется на утилизацию, а остальная часть возвращается в нижнюю часть корпуса 1, подогреваясь до температуры реакции в теплообменнике 10. Если в рециркуляционном контуре 8 установлен холодильник 11, то газ охлаждается, а холодильник 11 исполняет роль теплового насоса, поскольку установлен в нисходящей части контура, форсируя подачу газа через рециркуляционный контур. Расход газа в рециркуляционном контуре контролируется измерителем расхода газа 12, при этом измеритель расхода работает с охлажденным газом, что повышает его срок службы и точность измерения. Подогреватель газа 10, установленный в восходящей части рециркуляционного контура, нагревает газ до температуры реакции, после чего газ возвращается в зону реакции.

Формула полезной модели №55936

• 1.    Устройство для получения углеродного материала состоит из реактора (включает корпус с крышкой, рециркуляционный контур, соединяющий верхнюю часть реактора с нижней, нагреватель, вибропривод и патрубок подачи исходного газа), установленного на упругих элементах с возможностью осевого перемещения, и отличается тем, что рециркуляционный контур снабжен дросселирующим устройством.

• 2.    Устройство отличается тем, что рециркуляционный контур снабжен подогревателем газа.

• 3.    Устройство отличается тем, что патрубок подачи исходного газа расположен на крышке.

• 4.    Устройство отличается тем, что сечение верхней части больше цилиндрической части не менее чем в 4 раза и содержит переходную часть в виде конуса с углом откоса 60^о.

• 5.    Устройство отличается тем, что рециркуляционный контур снабжен холодильником.

• 6.    Устройство отличается тем, что рециркуляционный контур снабжен измерителем расхода газа, установленным между холодильником и нагревателем.

В.П. КУЗЬМИНА Оборудование для получения наноматериалов

СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ №67095

Полезная модель относится к технологии получения катализаторов для производства волокнистых углеродных материалов методом пиролиза ароматических и неароматических углеводородов, а также для других технологических процессов. Предлагаемое устройство просто в аппаратурном исполнении и эксплуатации и обеспечивает получение никельсодержащего катализатора синтеза волокнистых углеродных материалов с повышенным выходом катализатора и высоким качеством.

Схема установки для получения катализатора (№67095):

1 – камера сгорания; 2 – резонансная труба; 3 – аэродинамический клапан; 4 – патрубок подачи топлива; 5 – запальная свеча; 6 – блок розжига; 7 – перистальтический насос; 8 – емкость с раствором катализатора; 9 – трубопровод; 10 – приемное устройство в виде циклона; 11 – вентилятор подачи воздуха; 12 – сопло; 13 – воронка.

^^^^^^^M 92 к содержанию

В.П. КУЗЬМИНА Оборудование для получения наноматериалов

Устройство работает следующим образом. Блоком розжига 6 на запальной свече 5 создаются периодические разряды. Далее вентилятором 11 подается стартовый воздух на вход аэродинамического клапана 3, и производится подача пропанобутановой смеси в камеру сгорания 1 через патрубок подачи топлива 4. После выхода аппарата пульсирующего горения на устойчивый пульсирующий режим работы блок розжига 6 и вентилятор 11 отключаются. Перистальтическим насосом 7 из емкости 8 по трубопроводу 9 раствор катализатора подается в аэродинамический клапан 3, где дробится на мелкие капли воздушным пульсирующим потоком со стационарной составляющей, направленной внутрь камеры сгорания 1. Образующиеся из раствора катализатора в камере сгорания 1 и резонансной трубе 2 твердые мелкодисперсные частицы улавливаются циклоном 10. При этом за счет захвата окружающего воздуха зазором между соплом 12 и воронкой 13 производится снижение температуры продуктов сгорания.

Формула полезной модели №67095

• 1.    Установка для получения катализатора состоит из соединенной с устройством подачи сушильного агента сушильной камеры, в которой размещено распылительное устройство, соединенной с приемным устройством готового катализатора. Сушильная камера отличается тем, что она выполнена в виде аппарата пульсирующего горения (АПГ), содержащего снабженную аэродинамическим клапаном камеру сгорания, соединенную с резонансной трубой.

• 2.    Установка для получения катализатора отличается тем, что распылительное устройство выполнено в виде соединенного с емкостью, включающей раствор катализатора, перистальтического насоса, выход которого соединен с аэродинамическим клапаном.

• 3.    Установка для получения катализатора отличается тем, что камера сгорания снабжена запальной свечой, соединенной с блоком розжига.

• 4.    Установка для получения катализатора отличается тем, что на выходе резонансной трубы через воздушный промежуток установлено приемное устройство готового катализатора.

• 5.    Установка для получения катализатора отличается тем, что приемное устройство готового катализатора выполнено в виде циклона.

• 6.    Установка для получения катализатора отличается тем, что выход резонансной трубы снабжен соплом, входящим в воронку, расположенную на входном патрубке циклона.

• 7.    Установка для получения катализатора отличается тем, что аэродинамический клапан выполнен в виде патрубка, соединенного с камерой сгорания.

• 8.    Установка для получения катализатора отличается тем, что вход аэродинамического клапана соединен с вентилятором подачи воздуха.

В.П. КУЗЬМИНА Оборудование для получения наноматериалов

Формула полезной модели № 67096

• 1.    Реактор для исследования процесса получения волокнистых углеродных структур, содержащий соединенный с трубопроводом подачи углеводородного газа корпус, в котором установлены нагреватели, имеет следующие отличия. Корпус изготовлен из оптически прозрачного материала и снабжен уплотнительным элементом. Нагреватель выполнен в виде цилиндрической обечайки. В ней помещена кювета в виде колбы с крышкой, в которой установлен трубопровод подачи углеводородного газа. Между нагревателями и кюветой размещены датчики

• 2.    Реактор для исследования процесса получения волокнистых углеродных структур отличается тем, что на противоположной уплотнительному элементу стенке реактора выполнены газоотводящие каналы.

• 3.    Реактор для исследования процесса получения волокнистых углеродных структур отличается тем, что нагреватель закреплен на керамическом фланце, снабженном каналом для пропуска трубопровода подачи углеводородного газа.

• 4.    Реактор для исследования процесса получения волокнистых углеродных структур отличается тем, что крышка кюветы снабжена газоотводящими каналами.

• 5.    Реактор для исследования процесса получения волокнистых углеродных структур отличается тем, что он снабжен оголовком со штуцерами подачи рабочих и вспомогательных газов.

• 6.    Реактор для исследования процесса получения волокнистых углеродных структур отличается тем, что датчики для измерения электропроводности соединены с преобразователем электрических сигналов.

для измерения электропроводности.

В.П. КУЗЬМИНА Оборудование для получения наноматериалов

Способ получения. Газофазное химическое осаждение (каталитический пиролиз-CVD) углеводородов (СхHy) на катализаторах (Ni/Mg) происходит при атмосферном давлении и температуре 580 ^ 650^оС. Время процесса - 10 ^ 80 мин.

В настоящее время выпускается оборудование производительностью 2000 кг/год, которое успешно реализуется на междуна- родном рынке.

Производственные линии различной комплектации были поставлены и успешно функционируют в г. Владимире (Россия), г. Житомире (Украина), г. Токио (Япония).

Уважаемые коллеги!

При использовании материала данной статьи просим делать библиографическую ссылку на неё:

Кузьмина В.П. Нанотехнологии в строительстве // Нанотехнологии в строительстве: научный Интернет-журнал. М.: ЦНТ «НаноСтроительство». 2009, Том 1, № 4. C. 88–95. URL: (дата обращения:                 ).

Dear colleagues!

The reference to this paper has the following citation format:

Kuzmina V.P. Equipment for producing. Nanotechnologies in Construction: A Scientific Internet-Journal, Moscow, CNT «NanoStroitelstvo». 2009, Vol. 1, no. 4, pp. 88–95. Available at: (Accessed _____________). (In Russian).