一种二氧化钛纳米管制备用水热反应釜装置的制作方法

1.本实用新型涉及实验装置技术领域，具体为一种二氧化钛纳米管制备用水热反应釜装置。


背景技术：

2.水热合成法具有操作简单，条件温和，成本低等特点，可调变水热条件及后处理等工艺制备形貌均一、结晶度高的钛纳米管，是一种应用较为广泛的方法。水热合成法一般采用热电偶加热或者硅油等介质进行加热，表现出来的缺陷在于两者不能实现对反应釜的均匀受热，特别是硅油等介质进行加热时，加热介质液体容易进入反应釜内，造成污染，清洗复杂。
3.一般而言，在水热合成钛纳米管，反应釜处于静置状态，调控二氧化钛纳米管性能的条件一般局限于二氧化钛与氢氧化钠浓度，受热时间和受热温度。有研究报道旋转水热反应釜等动态水热环境下，可获得不同长度、壁厚的钛纳米管，从而为获得性能各异的钛纳米管材料提供了方法。但旋转水热反应釜受到诸多条件的限制，为此针对水热合成钛纳米管的制备对现有装置还需进一步设计和改进。


技术实现要素：

4.针对现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种二氧化钛纳米管制备用水热反应釜装置，通过设置可旋转的底座和搅拌臂组件，实现了二氧化钛纳米管制备用水热反应釜装置的自动作业，解决了现有技术中不能较好的调控反应釜的旋转速度和加热不均匀等问题。
5.为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：
6.一种二氧化钛纳米管制备用水热反应釜装置，包括底板和反应釜，所述反应釜上端开口，所述底板上设置有可旋转的底座和搅拌臂组件，所述搅拌臂组件上套装有反应釜盖，所述底座上设置有电源插头，所述反应釜外部包裹有隔热套，所述隔热套的内壁上设置有电阻丝，位于所述反应釜底部的隔热套上设置有电源接口，所述反应釜放置在所述底座上，且所述电源插头插接在所述电源接口内，所述搅拌臂组件可由所述反应釜外部偏转至所述反应釜的上方并向下插入所述反应釜内部进行旋转搅拌，且所述反应釜盖盖装在所述反应釜的上端。
7.在其中一个实施例中，所述底座包括第一旋转电机、第一蜗轮、第一蜗杆和底座板，所述电源插头设置在所述底座板上，所述第一旋转电机设置在所述底板上，所述底座板与所述第一蜗杆连接，所述第一旋转电机通过所述第一蜗轮和第一蜗杆驱动所述底座板旋转。
8.在其中一个实施例中，还包括设置在所述底座上的第一蜗杆座，所述第一蜗杆座内部设置有第一蜗杆轴承，所述第一蜗杆的下端竖直的插接在所述第一蜗杆轴承的内圈内部、上端与所述底座板的下平面固定连接，所述第一蜗轮套装在所述第一旋转电机的主轴
上，且与所述第一蜗杆啮合。
9.在其中一个实施例中，所述搅拌臂组件包括座板、第二旋转电机、第二蜗轮、第二蜗杆、丝杠安装支架、上下电机、滚动丝杠、滑动支架、搅拌电机和搅拌杆，
10.所述第二旋转电机设置在所述底板上，所述丝杠安装支架与所述第二蜗杆连接，所述第二旋转电机通过所述第二蜗轮和第二蜗杆驱动所述丝杠安装支架左右旋转；
11.所述上下电机和滚动丝杠设置在所述丝杠安装支架上，所述滑动支架与所述滚动丝杠连接，所述上下电机通过所述滚动丝杠驱动所述滑动支架上下移动；
12.所述搅拌电机设置在所述滑动支架上，所述搅拌杆与所述搅拌电机的主轴连接。
13.在其中一个实施例中，还包括设置在所述底板上的第二蜗杆座，所述第二蜗杆座内部设置有第二蜗杆轴承，所述第二蜗杆的下端竖直的插接在所述第二蜗杆轴承的内圈内部、上端与所述丝杠安装支架的下平面固定连接，所述第二蜗轮套装在所述第二旋转电机的主轴上，且与所述第二蜗杆啮合。
14.在其中一个实施例中，还包括设置在所述丝杠安装支架上的螺杆座，所述螺杆座内部设置有螺杆轴承，所述滚动丝杠包括螺杆和螺母，所述螺母螺接在所述螺杆上，所述螺杆的下端竖直的插接在所述螺杆轴承的内圈内部、上端套装有同步带轮，所述上下电机的主轴上套装有同步带轮，安装在所述螺杆和上下电机主轴上同步带轮通过传动皮带传动连接，所述螺母与所述滑动支架的侧边固定连接。
15.在其中一个实施例中，还包括轴套，所述轴套的一端套接在所述搅拌电机主轴的端部、另一端套装在所述搅拌杆的端部。
16.在其中一个实施例中，所述反应釜盖上设置有通孔，所述通孔内部嵌置有盖体轴承，所述反应釜盖通过所述盖体轴承套装在所述轴套的外部。
17.在其中一个实施例中，所述第一蜗杆中空设置且两端开口，连接所述电源接口的导线由所述第一蜗杆的上端进入并经由所述第一蜗杆的下端穿出再与外接电源连通。
18.在其中一个实施例中，还包括反应釜感应器、温度传感器和控制器，所述反应釜感应器设置在所述底座板上，所述温度传感器设置在所述隔热套内部，所述反应釜感应器、温度传感器、第一旋转电机、第二旋转电机、上下电机和搅拌电机分别与所述控制器电性连接。
19.与现有技术相比，本实用新型提供的一种二氧化钛纳米管制备用水热反应釜装置，通过在反应釜外部套装隔热套，同时在隔热套的内壁设置电阻丝给反应釜进行加热，能有效保证反应釜受热均匀。通过设置可旋转的底座、搅拌组件以及反应釜感应器、温度传感器和控制器，实现了对反应釜内的温度和旋转速度进行整体的智能控制，保证了实验的效果和整个装置的严谨性，同时为系统研究水热合成条件对钛纳米管的影响提供了便利。
附图说明
20.图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
21.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、等指示的方
位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
22.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
23.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
24.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
25.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
26.如图1所示，为了便于描述，本实用新型中的“上”“下”“左”“右”“前”“后”方位基准以附图1所示的方位为准；
27.一种二氧化钛纳米管制备用水热反应釜装置，包括底板1和反应釜9，反应釜9上端开口，底板1上设置有可旋转的底座和搅拌臂组件，搅拌臂组件上套装有反应釜盖11，底座上设置有电源插头，反应釜9外部包裹有隔热套8，隔热套8的内壁上设置有电阻丝，因为隔热套8是包裹在整个反应釜9的外部，这样通过电阻丝给反应釜9加热，这样反应釜9就会被加热的更为均匀，有利于提高实验的实验效果；位于反应釜9底部的隔热套上设置有电源接口，反应釜9放置在底座上，且底座上的电源插头插接在反应釜9上电源接口内以实现给电阻丝供电的目的，搅拌臂组件可由反应釜9的外部偏转至反应釜9的上方并向下插入反应釜9内部进行旋转搅拌，且反应釜盖11盖装在反应釜9的上端。
28.在本实施例中，底座包括第一旋转电机2、第一蜗轮5、第一蜗杆6和底座板7，电源插头设置在底座板7上，第一旋转电机2设置在底板1上，底座板7与第一蜗杆6连接，第一旋转电机2通过第一蜗轮5和第一蜗杆6驱动底座板7旋转。
29.具体的，还包括设置在底座1上的第一蜗杆座4，第一蜗杆座4内部设置有第一蜗杆轴承，第一蜗杆6的下端竖直的插接在第一蜗杆座4内部的第一蜗杆轴承的内圈内部、上端
与底座板7的下平面固定连接，第一蜗轮5套装在第一旋转电机2的主轴3上，且与第一蜗杆6啮合；
30.通过第一旋转电机2、第一蜗轮5和第一蜗杆6驱动底座板7旋转以实现反应釜9实验时的旋转，同时，反应釜9放置在底座板7上，底座板7上的电源插头插接在反应釜9底部的电源接口内，以实现对隔热套8内壁上的电阻丝进行供电，实现对反应釜9的加热。
31.在本实施例中，搅拌臂组件包括座板21、第二旋转电机22、第二蜗轮24、第二蜗杆26、丝杠安装支架21、上下电机17、滚动丝杠、滑动支架14、搅拌电机13和搅拌杆10，
32.第二旋转电机22设置在底板1上，丝杠安装支架21与第二蜗杆26连接，第二旋转电机22通过第二蜗轮24和第二蜗杆26驱动丝杠安装支架21左右旋转；
33.上下电机17和滚动丝杠设置在丝杠安装支架21上，滑动支架14与滚动丝杠连接，上下电机17通过滚动丝杠驱动滑动支架14上下移动；
34.搅拌电机13设置在滑动支架14上，搅拌杆10与搅拌电机13的主轴连接。
35.具体的，还包括设置在底板1上的第二蜗杆座25，第二蜗杆座25内部设置有第二蜗杆轴承，第二蜗杆26的下端竖直的插接在第二蜗杆座25内部的第二蜗杆轴承的内圈内部、上端与丝杠安装支架21的下平面固定连接，第二蜗轮24套装在第二旋转电机22的主轴上，且与第二蜗杆26啮合。
36.进一步的，还包括设置在丝杠安装支架21上的螺杆座20，螺杆座20内部设置有螺杆轴承，滚动丝杠包括螺杆18和螺母15，螺母15螺接在螺杆18上，螺杆18的下端竖直的插接在螺杆座20内部的螺杆轴承的内圈内部、上端套装有同步带轮，上下电机17的主轴上套装有同步带轮，安装在螺杆18和上下电机17的主轴上同步带轮通过传动皮带16传动连接，螺母15与滑动支架14的侧边固定连接；
37.通过第二旋转电机22、第二蜗轮24和第二蜗杆26驱动丝杠安装支架21旋转以实现搅拌电机13和搅拌杆10实验时的左右偏摆，同时，通过上下电机17、螺杆18和螺母15驱动滑动支架14上下移动以实现搅拌电机13和搅拌杆10实验时的上下移动，相应的，搅拌电机13驱动搅拌杆10旋转，以实现实验时搅拌杆10对反应釜9内部实验材料的搅拌作业。
38.在本实施例中，还包括轴套12，轴套12的一端套接在搅拌电机13的主轴的下端、另一端套装在搅拌杆10的上端，搅拌电机13通过轴套12驱动搅拌杆旋转进行对反应液体的搅拌，传动效率高，同时结构简单紧凑。
39.在本实施例中，反应釜盖11上设置有通孔，该通孔内部嵌置有盖体轴承，反应釜盖11通过盖体轴承套装在轴套12的外部，以实现反应釜盖11与轴套12的连接，在搅拌杆10旋转时，反应釜盖11可以保持静止不动，以免影响反应釜的密封性。
40.在本实施例中，第一蜗杆6中空设置且两端开口，连接底座板7上的电源接口的导线由第一蜗杆6的上端进入并经由第一蜗杆6的下端穿出再与外接电源连通，以确保连接底座板7上的电源接口的导线不会暴露在外，以免受到不必要的损伤。
41.在本实施例中，还包括反应釜感应器、温度传感器和控制器，反应釜感应器设置在底座板7上以感应反应釜9是否正确的放置在底座板7上，且确保底座板7上的电源插头插接在反应釜9底部上电源接口内，温度传感器设置在隔热套内部以随时检测电阻丝在工作时的温度，反应釜感应器、温度传感器、第一旋转电机2、第二旋转电机22、上下电机17和搅拌电机13分别与控制器电性连接，控制器接收来自反应釜感应器和温度传感器的感应信号有
序的控制第一旋转电机2、第二旋转电机22、上下电机17和搅拌电机13的启停以及供给电阻丝的电源的通断，实现了整个反应装置的自动化控制。
42.本实用新型提供的一种二氧化钛纳米管制备用水热反应釜装置的工作过程如下：首先将需要进行反应的实验材料放进反应釜9，然后将反应釜9放置在底座板7上，同时底座板7上的电源插头插接在反应釜9底部上电源接口内，此时，反应釜感应器检测到反应釜9已经放置到正确的位置，并将该感应信号传送至控制器，控制器立即控制供给电阻丝的电源进行接通，电阻丝开始发热对反应釜9进行加热，同时，以此控制第二旋转电机22、上下电机17和搅拌电机13，驱动位于反应釜9一侧的搅拌杆10以及反应釜盖11首先由反应釜9的一侧偏转至反应釜9的上方，然后上下电机17驱动搅拌杆10以及反应釜盖11向下移动，搅拌杆10插入反应釜内，同时，反应釜盖11盖合在反应釜9上，最后，搅拌电机13驱动搅拌杆10旋转，对反应釜9内部的实验材料进行搅拌，以完成整个实验。
43.本实用新型提供的一种二氧化钛纳米管制备用水热反应釜装置中的第一旋转电机2、第二旋转电机22、上下电机17和搅拌电机13也可以通过控制器进行手动的控制，以方便实验者对实验的进程进行人为干预或调整。
44.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
45.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。