Пристрій для електрохімічного одержання інтеркальованого графіту

Реферат: Пристрій для електрохімічного одержання інтеркальованого графіту, що складається з патрубка для завантаження суміші графіту із сірчаною кислотою, анода, перфорованого катода, сепаратора, пристосування для очищення сепаратора й пристосування для вивантаження інтеркальованого графіту, причому зазначені конструкційні елементи змонтовані на рамі, патрубок для завантаження суміші графіту з розчином сірчаної кислоти оснащений валком, що вирівнює й регулює товщину шару суміші графіту з розчином сірчаної кислоти, анод електрично ізольований від рами і має форму ножових електродів, розташованих на відстані 10-25 мм один від одного, перфорований катод розташований горизонтально під анодом і відділений від анода сепаратором, виготовленим у вигляді замкнутої транспортерної стрічки-сепаратора, яка оснащена гофробортами та поперечними профілями і закріплена на ведучому й натяжному барабанах, пристосування для очищення сепаратора виготовлено у вигляді промивних колекторів, розташованих із двох боків транспортерної стрічки-сепаратора. UA 97545 U (12) UA 97545 U UA 97545 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до пристроїв, що використовують у технології електрохімічного одержання інтеркальованого графіту акцепторного типу, що здатний до термічного розширення при нагріванні. Відомий пристрій для електрохімічного одержання інтеркальованого графіту (далі - IГ), 7 описаний у патенті Російської Федерації № 2263070; МПК С01В 31/04, С25В1/00; опубліковано: 27.10.2005. Цей пристрій містить реактор карусельного типу з корпусом у вигляді циліндра, кільцевим анодом у формі жолоба, установленим у корпусі співвісно з ним, і катодами, виконаними у формі лопаток, радіально закріплених на осьовому вертикальному валу, установленими в жолобі анода з можливістю їхнього переміщення по жолобу й утворюючими в жолобі анода реакційні камери. Патрубки для завантаження суспензії й вивантаження сполуки включення в графіт виконані такими, що примикають один до одного, причому патрубок для завантаження встановлений у верхній частині корпуса, а патрубок для вивантаження - у нижній. Анод оснащений охолоджувальною сорочкою, а катоди - сепараційними чохлами. Пристрій оснащено патрубками для видалення газів, що відходять, і надлишків електроліту. Пристрій оснащений місткістю для гідролізу ІГ і промивання окисленого графіту й засобами для фільтрації й сушіння. Анод виконаний з покриттям, наприклад платиновим. Спільними істотними ознаками з пристроєм, що заявляється, є: наявність у конструкції патрубка для завантаження суспензії графіту, анода, катода, мембрани-сепаратора пристосування для вивантаження ІГ. Недоліками пристрою-аналога є: складність конструкції, невисока продуктивність, а також відсутність можливості повного видалення налиплого ІГ на поверхню мембрани-сепаратора. Спільними істотними ознаками із пристроєм, що заявляється, є: наявність у конструкції пристрою патрубка для завантаження суспензії графіту, анода, катода, мембрани-сепаратора, засобу для очищення мембрани-сепаратора, пристосування для вивантаження ІГ. Недоліками пристрою-аналога є: складність конструкції, невисока продуктивність, а також недостатня ефективність засобу для очищення мембрани-сепаратора. Найбільш близьким до корисної моделі, що заявляється, є пристрій для електрохімічного 6 одержання окисленого графіту, описаний у патенті Російської Федерації № 2142409; МПК С01В 31/04, С25В 1/00; опубліковано 10.12.1999. Цей пристрій містить корпус із внутрішньою циліндричною поверхнею та патрубками для подачі розчину кислоти та графіту й вивантаження продуктів окислення графіту, установлені в корпусі анод, катод і кільцеподібну діафрагмусепаратор із зазором між анодом і діафрагмою, що збільшується в 1,5-3 рази від патрубка подачі до патрубка вивантаження, установлене на осьовому валу колесо із транспортуючими лопатками й електрод порівняння. Анод виконаний у вигляді колеса, транспортуючі лопатки підпружинені або виконані знімними, катод виконаний у вигляді перфорованого кільця з розривом менш 1/2 його кола у верхній частині й установлений у нижній частині корпусу під діафрагмою. Пристрій додатково містить патрубки для подачі кислоти у простір між діафрагмою-сепаратором і днищем реактора та для виводу газів і кислоти. Спільними істотними ознаками із пристроєм, що заявляється, є: наявність у пристрої патрубка для завантаження суміші графіту з розчином сірчаної кислоти; анода; перфорованого катода; сепаратора; пристосування для очищення сепаратора та пристосування для вивантаження ІГ. Недоліками пристрою-прототипу є: складність конструкції, невисока продуктивність, а також недостатня ефективність пристосування для очищення сепаратора від ІГ. Ніякі скребки не дозволяють повністю очистити сепаратор, якщо він забився дрібною фракцією графіту. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлена задача у пристрої для електрохімічного одержання інтеркальованого графіту шляхом зміни конструктивних елементів забезпечити спрощення конструкції, підвищення продуктивності, ефективності очищення транспортерної стрічки-сепаратора від ІГ при збереженні високих споживчих властивостей одержаного з ІΓ розширеного графіту. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для електрохімічного одержання інтеркальованого графіту, який складається з патрубка для завантаження суміші графіту із сірчаною кислотою, анода, перфорованого катода, сепаратора, пристосування для очищення сепаратора й пристосування для вивантаження інтеркальованого графіту, згідно з корисною моделлю, зазначені конструкційні елементи змонтовані на рамі, патрубок для завантаження суміші графіту з розчином сірчаної кислоти оснащений валком, що вирівнює й регулює товщину шару суміші графіту з розчином сірчаної кислоти, анод електрично ізольований від рами і має форму ножових електродів, розташованих на відстані 10-25 мм один від одного, перфорований катод розташований горизонтально під анодом і відділений від анода сепаратором, виготовленим у вигляді замкнутої транспортерної стрічки-сепаратора, яка оснащена 1 UA 97545 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 гофробортами та поперечними профілями і закріплена на ведучому й натяжному барабанах, пристосування для очищення сепаратора виготовлено у вигляді промивних колекторів, розташованих із двох боків транспортерної стрічки-сепаратора. Згідно з корисною моделлю, пристосування для вивантаження ІΓ виготовлено у вигляді похилого приймального лотка, по якому потоки води із промивних колекторів змивають ІΓ на нутч-фільтр. Для пояснення суті корисної моделі нижче наведено креслення, на якому схематично показано пристрій для одержання інтеркальованого графіту. Креслення, що пояснює корисну модель, ніяким чином не обмежують обсяг домагань, який викладено у формулі корисної моделі, а тільки пояснюють суть пристрою для електрохімічного одержання інтеркальованого графіту. На фіг. 1 зображена схема пристрою для одержання ІГ. На фіг. 2 зображений схематичний вид зверху пристрою для електрохімічного одержання ІΓ (транспортерна стрічка-сепаратор з барабанами не показана). Пристрій складається з рами 1, на якій закріплені основні конструкційні елементи: завантажувальний патрубок 2, оснащений валком 3, що вирівнює й регулює товщину шару суміші графіту з розчином сірчаної кислоти; електрично ізольований від рами анод 4, що має форму ножових електродів; перфорований катод 5; ведучий барабан 6, привод 7 ведучого барабана 6, натяжний барабан 8 з натяжним пристроєм 9; промивні колектори 10, приймальний лоток 11 з обмежувальними стінками 12. На ведучому й натяжному барабанах розташована транспортерна стрічка-сепаратор 13 з гофробортами 14 (фіг. 2) і поперечними профілями 15. Анод 4 і перфорований катод 5 приєднані до джерела постійного струму з регулюючим пристосуванням (не показані). Робота пристрою, що заявляється, відбувається так. Суміш графіту з розчином сірчаної кислоти (далі - графітова суспензія) поміщають у завантажувальний патрубок 2, оснащений валком 3, що вирівнює й регулює товщину шару графітової суспензії. Установлюють зазор між ножовими електродами анода 4 у межах від 10 мм до 25 мм, а відстань ножових електродів від поверхні транспортерної стрічки-сепаратора 13 становить 4-14 мм. Вмикають привод 7 ведучого барабана 6 і встановлюють швидкість руху транспортерної стрічки-сепаратора 13 у межах заявленого у формулі корисної моделі інтервалу (1-18 см/хвил.). Транспортерна стрічкасепаратор 13 починає рух у напрямку проти годинникової стрілки (фіг. 1). При цьому графітова суспензія із завантажувального патрубка 2 зміщується на рухому транспортерну стрічкусепаратор 13, де валок 3 розподіляє графітову суспензію по поверхні рухомої транспортерної стрічки-сепаратора 13 рівномірним шаром товщиною 5-14 мм. Коли графітова суспензія досягає 2 анода 4, вмикають постійний електричний струм, установлюють густину струму 25-42 мА/см . У процесі руху транспортерної стрічки-сепаратора з графітовою суспензією між анодом 4 і перфорованим катодом 5 графіт у суспензії під дією постійного електричного струму перетворюється в суспензію ІГ. Потім при переміщенні транспортерної стрічки-сепаратора по циліндричній поверхні ведучого барабана 6 суміш продуктів електролізу відшаровується від поверхні транспортерної стрічки-сепаратора й падає на приймальний лоток 11 з обмежувальними стінками 12. Струмені води із промивних колекторів 10 вимивають із поверхні транспортерної стрічки-сепаратора залишки ІГ та змивають весь продукт електрохімічної обробки по приймальному лотку 11 на нутч-фільтр. А транспортерна стрічка-сепаратор повертається до натяжного барабана 8, знову підходить до завантажувального патрубка 2 і знову покривається шаром графітової суспензії, яка далі підходить до анода та під дією постійного електричного струму перетворюється в суспензію ІГ. У процесі роботи пристрою у міру витрати графітової суспензії нові порції графітової суспензії додають у завантажувальний патрубок 2, забезпечуючи безперервність процесу одержання ІГ. Технічним результатом корисної моделі, що заявляється, є: спрощення конструкції, підвищення продуктивності, ефективності очищення транспортерної стрічки-сепаратора від ІГ при збереженні високих споживчих властивостей одержаного з ІГ розширеного графіту. Пристрій для електрохімічного одержання інтеркальованого графіту може знайти застосування на підприємствах, що виготовляють виготовлене з розширеного графіту устаткування й запасні частини для атомної, хімічної промисловості, теплоенергетики, металургії тощо. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Пристрій для електрохімічного одержання інтеркальованого графіту, що складається з патрубка для завантаження суміші графіту із сірчаною кислотою, анода, перфорованого катода, 2 UA 97545 U 5 10 сепаратора, пристосування для очищення сепаратора й пристосування для вивантаження інтеркальованого графіту, який відрізняється тим, що зазначені конструкційні елементи змонтовані на рамі, патрубок для завантаження суміші графіту з розчином сірчаної кислоти оснащений валком, що вирівнює й регулює товщину шару суміші графіту з розчином сірчаної кислоти, анод електрично ізольований від рами і має форму ножових електродів, розташованих на відстані 10-25 мм один від одного, перфорований катод розташований горизонтально під анодом і відділений від анода сепаратором, виготовленим у вигляді замкнутої транспортерної стрічки-сепаратора, яка оснащена гофробортами та поперечними профілями і закріплена на ведучому й натяжному барабанах, пристосування для очищення сепаратора виготовлено у вигляді промивних колекторів, розташованих із двох боків транспортерної стрічки-сепаратора. 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що пристосування для вивантаження ІΓ виготовлено у вигляді похилого приймального лотка, по якому потоки води із промивних колекторів змивають ІΓ на нутч-фільтр. 3 UA 97545 U Комп’ютерна верстка А. Крулевський 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