[发明专利]一种冷却器及制备碳纳米管的高真空系统

说明书

本发明涉及碳纳米管制备技术领域，尤其涉及一种冷却器及制备碳纳米管的高真空系统，包括壳体、端盖、水冷环、进气管和出气管，壳体与端盖连接，水冷环设置于壳体内部，水冷环包括定位筒和水冷管，定位筒一端与端盖连接，另一端与壳体之间留有空隙，水冷管螺旋缠绕并焊接在定位筒外壁上，水冷管的两端均穿过端盖与外界冷却水源连通，进气管与壳体连通，出气管穿过壳体伸入定位筒内，以使气体通入壳体中接触水冷管后进入定位筒中，通过出气管排出。本发明降低高温气体温度的同时又将粉尘到达下游管道和元器件前将其吸附掉，起到保护下游真空管道和元器件，减少真空元器件维护维修时间，不仅延长了真空元器件的使用寿命，满足规模化生产的要求。

技术领域

本发明涉及碳纳米管制备技术领域，尤其涉及一种冷却器及制备碳纳米管的高真空系统。

背景技术

目前碳纳米管工程化制备LPCVD设备，制备碳纳米管时在高真空石英腔体内利用高温分解通入工艺气体CH4和H2、O2、Ar、N2，通过粒子在样品表面的沉积形成碳纳米管。现有使用的真空系统中，没有增加冷却器，由于工艺温度较高，工艺过程中又可能会产生一些粉尘，长时间工作后高温的气体会烧毁元器件，也会在真空管道内壁和真空元器件上形成粉尘垢，如果不定期清理，就会造成元器件失灵或者损坏，甚至影响泵的功能，如果清洗频繁，就会增加装卸元器件工作量和增加维修时间。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是解决现有的碳纳米管工程化制备中缺少对高温气体的冷却设备，容易造成真空元器件烧毁和积累粉尘影响设备工作的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种冷却器，包括壳体、端盖、水冷环、进气管和出气管，所述壳体与所述端盖连接，所述水冷环设置于所述壳体内部，所述水冷环包括定位筒和水冷管，所述定位筒一端与所述端盖连接，另一端与所述壳体之间留有空隙，所述水冷管螺旋缠绕并焊接在所述定位筒外壁上，所述水冷管的两端均穿过所述端盖与外界冷却水源连通，所述进气管与所述壳体连通，所述出气管穿过所述壳体伸入所述定位筒内，以使气体通入所述壳体中接触所述水冷管后进入所述定位筒中，通过所述出气管排出。

其中，所述壳体包括壳罩和法兰连接件，所述法兰连接件设置于所述壳罩的敞口端，所述端盖为法兰盘，所述端盖与所述法兰连接件通过螺钉连接。

其中，所述端盖上设有冷却水进口和冷却水出口，所述水冷管的两端分别与所述冷却水进口和所述冷却水出口连接。

其中，所述端盖与所述法兰连接件之间还设有密封圈。

其中，所述水冷管为不锈钢管。

本发明还提供了一种制备碳纳米管的高真空系统，包括如上所述的冷却器。

其中，还包括真空元器件、真空管道和波纹管，所述冷却器的进气管与所述波纹管连接，所述冷却器的出气管与所述真空管道连接，所述真空管道上设有所述真空元器件。

(三)有益效果

本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明冷却器的定位筒位于壳体内且固定在端盖上，为水冷管缠绕提供支撑定位，且定位筒一端与壳体保持一定距离，水冷管外接冷却水源，水源进出水循环流动保证水冷环的冷却效果，进气管与出气管的所在位置以确保气体进出的方向，气流通过进气管进入壳体内部，首先经过水冷管与壳体内壁之间的区域，之后通过定位筒端部与壳体之间的空隙进入定位筒内部区域，在这两个区域中气体被冷却，温度降低，气体携带的粉尘颗粒等也被吸附在水冷环上，最后进入伸入定位筒中的出气管排出，本发明冷却器结构简单，拆装方便，降低高温气体温度的同时又将粉尘到达下游管道和元器件前将其吸附掉，起到保护下游真空管道和元器件，减少真空元器件维护维修时间，不仅延长了真空元器件的使用寿命，而且缩短了维护时间，满足规模化生产的要求。