Реактор для отримання наноструктур

Реферат: Реактор для отримання наноструктур містить корпус, заповнений робочою рідиною, позитивні і негативні електроди, які з'єднані з джерелом напруги, вузол переміщення, патрубки для підведення та відведення робочої рідини. Між електродами розташовані електроізоляційні прокладки, які зв'язані з вузлом переміщення. UA 96541 U (12) UA 96541 U UA 96541 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до синтезу вуглецевих наноструктур електророзрядними методами. Відомий реактор для отримання вуглецевих наноструктур, що містить корпус, у вигляді поверхні зрізаного конуса, заповненого робочою рідиною, кришку, патрубки для підведення та відведення робочої рідини, позитивний електрод у вигляді диска і негативний, яким є корпус, електроди з'єднані з джерелом напруги, при цьому позитивний електрод встановлений з можливістю переміщення і виконаний у вигляді ряду електродів, діаметри яких зменшуються у напрямку їх переміщення (Патент України на корисну модель № 81663, С01В31/00, 10.07.2013, бюл. № 13/2013). Недоліком даного пристрою є наявність зовнішнього механічного або гідравлічного вузла переміщення позитивних електродів, що ускладнює конструкцію реактора, а також неможливість додаткової заміни його окремих елементів без заміни всього вузла, швидкої зміни геометричних розмірів окремих елементів у процесі експлуатації реактора, що зменшує надійність і ефективність його роботи. Відомий пристрій для отримання вуглецевих наноструктур, що містить корпус, заповнений робочою рідиною, позитивний електрод у вигляді ряду електродів і негативний електрод, які з'єднані з джерелом напруги, патрубки для підведення та відведення робочої рідини, при цьому позитивні електроди встановлені з можливість переміщення, корпус має форму циліндричної поверхні, а негативний електрод, виконаний у вигляді змінних патрубкоподібних вставок з різною товщиною стінок, у вставок товщина стінок збільшується по ходу руху позитивних електродів, між вставками розміщені електроізолюючі прокладки, а внутрішня поверхня корпусу виконана з електроізоляцією (Патент України на корисну модель № 82332, С01В31/00, 25.07.2013, бюл. № 14/2013.). Недоліком даного реактора є неможливість в процесі його роботи раціонально використовувати об'єм позитивних електродів і негативні електроди, в яких використовується тільки одна бокова поверхня, що зменшує ефективність його роботи. Як прототип взято реактор для отримання наноструктур, який містить корпус, заповнений робочою рідиною, позитивні і негативні електроди, які з'єднані з джерелом напруги, при цьому позитивні електроди із струмопровідним стержнем встановлені з можливістю переміщення, а негативні електроди виконані у вигляді змінних патрубкоподібних вставок з різною товщиною стінок, патрубки для підведення та відведення робочої рідини, в корпусі в нижній частині розташований додатковий електрод, виконаний у вигляді змінного кільця, розміщеного на електроізоляторі із зазором до струмопровідного стержня з позитивними електродами, при цьому струмопровідний стержень у нижній частині виконаний у вигляді змінної тонкостінної трубки, а його верхня частина виконана у вигляді спіралі Архімеда, прикріпленої до кришки корпусу, в корпусі встановлені вертикальні направляючі руху позитивних електродів, виконані із електроізоляційного матеріалу (Патент України на корисну модель № 84451, С01В31/00, 25.10.2013, Бюл. № 20). Недоліком даного реактора є неможливість у процесі його роботи раціонально використовувати об'єм позитивних електродів і негативні електроди, в яких використовується тільки одна бокова поверхня, що зменшує ефективність його роботи. В основу корисної моделі поставлена задача, розробити такий реактор для отримання наноструктур, в якому розташування між електродами електроізоляційних прокладок, які зв'язані з вузлом переміщення, дозволяє в процесі його роботи раціонально використовувати об'єм позитивних електродів і негативні електроди, в яких використовується дві бокові поверхні, що збільшує ефективність його роботи. Поставлена задача вирішується тим, що реактор для отримання наноструктур, містить корпус, заповнений робочою рідиною, позитивні і негативні електроди, які з'єднані з джерелом напруги, вузол переміщення, патрубки для підведення та відведення робочої рідини, при цьому між електродами розташовані електроізоляційні прокладки, які зв'язані з вузлом переміщення. Розташування між електродами електроізоляційних прокладок, які зв'язані з вузлом переміщення, дозволяє в процесі його роботи раціонально використовувати об'єм позитивних електродів, які в зоні їх ерозії повністю переміщуються на дві бокові поверхні негативних електродів, що збільшує ефективність його роботи. На фіг. 1 - зображений реактор для отримання наноструктур, позитивні електроди у верхньому положенні; на фіг. 2 - зображений реактор для отримання наноструктур, позитивні електроди у нижньому положенні. Реактор містить корпус 1, заповнений робочою рідиною, наприклад, етиловим спиртом, кришку 2, позитивні і негативні пластиноподібні електроди 3 і 4, які з'єднані з джерелом напруги (на кресленнях не показане). Між електродами розташовані електроізоляційні прокладки 5, 1 UA 96541 U 5 10 15 20 25 30 виконані у вигляді пластин, які закріплені на основі 6 з аналогічного матеріалу і зв'язані з вузлом переміщення. Він виконаний, наприклад, у вигляді розташованого в нижній частині корпусу 1 змінного кільця 7, розміщеного на електроізоляторі 8 із зазором до змінної тонкостінної трубки 9. Кільце 7 з'єднане через струмопровідні стержні 10 із джерелом високої напруги. На основі 6 закріплена трубка 9 з можливістю її заміни. В корпусі 1 внутрішня поверхня виконана з електроізоляцією, наприклад, кремнійорганічний компаунд (на кресленнях не показано). Корпус 1 споряджений патрубками для підведення 11 та відведення 12 робочої рідини і газовідводом 13. Використання даного реактора відбувається наступним чином. У корпус 1, заповнений робочою рідиною, на електроди 3 і 4 подають високу напругу. При цьому між цими електродами, де електроізоляційні прокладки розташовані нижче, утворюються електричні дуги і відбувається електроерозія електродів 3 зі зменшенням їх товщини та збільшення товщини електродів 4. Місця пробою постійно мігрують між ними. В процесі роботи реактора довжина верхньої частини електродів 3, товщина яких прийнята із розрахунку забезпечення оптимальної роботи реактора в процесі їх ерозії, зменшується. Після чого заявляється нестабільність роботи реактора із-за збільшення зазорів між електродами 3 і 4 розділених електроізоляційними прокладками 5. Для стабілізації роботи реактора опускають вниз ці прокладки. Для цього подають напругу на додатковий електрод - змінне кільце 7 і тонкостінну трубку 9. Між ним утворюються електричні дуги, відбувається електроерозія тонкостінної трубки 9 із швидким зменшенням її діаметра і довжини та збільшенням товщини змінного кільця 7. Електроізоляційні прокладки 5 опускаються вниз на задану величину. При цьому між електродами 3 і 4, де електроізоляційні прокладки 5 опустилися вниз, утворюються електричні дуги і відбувається електроерозія електродів 3 зі зменшенням їх товщини та збільшення товщини електродів 4 і т. д. Внаслідок дії високих температур і тисків, що виникають у процесі роботи реактора, відбувається деструкція робочої рідини та зародження кластерів вуглецю. Після охолодження та зниження тиску в реакторі відбувається синтез вуглецевих наноструктур. Робочу рідину після обробки відводять через патрубок 12 для подальшого виділення матеріалу з вуглецевими наноструктурами. Після охолодження пристрою знімають кришку 2, дістають із корпусу 1 залишки електродів 3, електроди 5, змінну тонкостінну трубку 9 і міняють їх на нові. Кришка 2 і елементи 3, 5 і 9 встановлюють на місце, реактор готовий для повторного використання. Саме тому дане технічне рішення у сукупності з новими суттєвими ознаками забезпечує ефективність роботи реактора для отримання наноструктур. 35 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 Реактор для отримання наноструктур, що містить корпус, заповнений робочою рідиною, позитивні і негативні електроди, які з'єднані з джерелом напруги, вузол переміщення, патрубки для підведення та відведення робочої рідини, який відрізняється тим, що між електродами розташовані електроізоляційні прокладки, які зв'язані з вузлом переміщення. 2 UA 96541 U 3 UA 96541 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4