Технический комплекс для получения растворов фуллеренов на основе терпенов

Предложение относится к физико-технологическим процессам получения растворов фуллеренов на основе терпенов, а также композиционных материалов на основе этих компонентов. Технический комплекс содержит основную и дополнительную рабочие камеры и агрегаты для их заполнения и обеспечения работы, в том числе: емкости с фуллереном, терпеном, наполнителями, маслами и ненасыщенными жирными кислотами. Обе рабочие камеры соединены с емкостями посредством дозаторов подаваемого компонента, одна из камер снабжена излучателем электромагнитных волн и излучателем акустических волн в ультразвуковом диапазоне частот. Дополнительная рабочая камера оснащена на выходном патрубке экспресс-анализатором состава и качества получаемого продукта-раствора фуллерена. Такое принципиальное выполнение технического комплекса позволяет вести эффективно процесс получения высококачественных растворов фуллеренов для использования в различных технологиях.

Ил.-2. Форм. 1 п.

Предложение относится к технологии получения растворов фуллерен-содержащих веществ и фуллеренов в жидких растворителях на основе терпенов и терпеноидов.

В настоящее время известны установки для получения растворов фуллеренов, из которых наиболее представительной и наиболее близкой по технической и технологической сущности является технический комплекс (установка) для получения растворов фуллеренов, содержащий рабочую камеру (рабочая камера - основа комплекса), емкость с фуллереном, емкости с наполнителем и дополнительными компонентами, дозаторы для подачи этих исходных материалов в полость рабочей камеры, контейнер для накопления продукта /RU, №2210537, 16.10.2001./.

Имея определенные преимущества перед аналогами, в частности, за счет наличия системы подачи различных компонентов, этот технический комплекс обладает также существенными и очевидными недостатками: отсутствие активирующих механизмов в камере смешения компонентов, которые технически невозможно расположить в единственной (основной) рабочей камере, отсутствие следящих приборов за процессом получения продукта (раствора фуллерена), требование использования дополнительного оборудования для получения качественного продукта. Эти недостатки весьма существенны, т.к. вносят в процесс: цикличность, вынужденные остановки, отражающиеся на процессе снижения качества и снижения производительности технического комплекса.

Технической задачей и положительным результатом данного предложения является дальнейшее совершенствование конструкции и конструктивных узлов технического комплекса, что позволяет существенно увеличить производительность процесса получения продукта, а также повысить его качество за счет активации всего процесса и контролируемости операций последовательного прохождения материала.

Это достигается за счет выполнения технического комплекса для

получения растворов фуллеренов на основе терпенов в виде основной рабочей камеры, емкостью с фуллереном, емкостями с наполнителем и дополнительными компонентами, дозаторами для подачи этих исходных компонентов в полость этой рабочей камеры, а также контейнер для накопления продукта (раствора фуллерена), при этом комплекс снабжен дополнительной рабочей камерой, соединенной посредством патрубка и дозатора с основной рабочей камерой, которая (основная) оснащена емкостью с терпеном, соединенной с полостью основной рабочей камеры с помощью дозатора терпена, основная рабочая камера также оснащена излучателем электромагнитных волн и излучателем акустических волн в ультразвуковом диапазоне частот, соединенных посредством своих реле времени с соответствующими преобразователями, эта основная камера также оснащена термоэлементом, размещенным в ее полости, а дополнительная рабочая камера снабжена валом, имеющим привод вращения, на валу закреплены диски, имеющие лопасти, причем лопасти на дисках, ориентированных друг к другу, имеют наклоны, направленные (у лопастей) в различные стороны, патрубок дополнительной рабочей камеры, соединяющий ее с основной рабочей камерой, оснащен сеткой, а выходной патрубок оснащен экспресс-анализатором состава и качества получаемого продукта - раствора фуллерена.

На чертеже представлен общий вид и принципиальная конструктивная схема описываемого технического комплекса для получения растворов фуллеренов на основе терпенов.

Технический комплекс содержит основную рабочую камеру 1 с загрузочным окном 2 и выходным патрубком 3 этой камеры 1. Камера 1 оснащена емкостями с исходными компонентами: емкость 4 с фуллереном, емкость 5 с наполнителем типа C_20-32, емкость 6 заполнена терпеном, емкость 7 с маслом, емкость 8 с ненасыщенной жирной кислотой; все указанные емкости имеют дозаторы 9 для подачи компонентов в полость камеры 1. Основная рабочая камера 1 снабжена излучателем 10 электромагнитных волн в микроволновом диапазоне частот, который соединен с генератором этих волн 11 посредством реле времени 12, камера 1 также оснащена излучателем 13 акустических волн ультразвукового диапазона частот, соединенного с генератором 14 посредством реле 15

времени. В камере 1 размещен термоэлемент 16 (электрический ТЭН) для поддержания заданной температуры в полости камеры. Камера 1 посредством патрубка 3, оборудованного дозатором, соединена с дополнительной рабочей камерой 17, имеющей сетку 18 по патрубком 3 для распределения поступающего раствора по полости камеры 17, имеющей свой выходной патрубок 19 для отвода продукта(раствора фуллерена).

В полости камеры 17 установлен вал 20, соединенный с приводом его вращения 21; на валу жестко закреплены диски: 22 и диск 23; диски 22 имют лопасти 24 на поверхностях, обращенных к диску 23, а на обоих сторонах диска 23 имеются лопасти 25, причем лопасти 24 ориентированы свом наклоном в одну сторону, а лопасти 25 - в другую, между лопастями имеется зазор, заполняемый жидкостью из камеры 1, которую лопасти активно возмущают и перемешивают до однородного состава компонентов в смеси. Патрубок 19 имеет встроенный в его магистраль датчик 26 экспресс-анализатора состава и качества получаемого раствора фуллерена (продукта). В качестве такого анализатора 26 целесообразно использовать датчик жидкостного хроматографа.

Работа описанного технического комплекса для получения растворов фуллеренов осуществляется следующим образом. В полость основной рабочей камеры 1 подают исходные компоненты из емкостей 4, 5, 6, 7 и 8 (как это указано выше) с помощью дозаторов 9; включают термоэлемент 16, а также излучатели 10 и 13, с помощью которых ведут комплексную обработку раствора в камере 1, при этом задают параметры работы: термоэлемента 16 - от 50 до 100°С, излучателя 10 - длиной волны 9,4 мм, вводимой мощностью 1,0 Вт/см ²; излучателя 13 - частота 25-35 кГц, вводимой мощностью 20-50 мВт/см³; давление в камере выдерживают 40-80 Бар, а время такого воздействия на раствор выдерживают в течение 10-20 мин. После такой первичной обработки в камере 1 раствор подают в полость камеры 17, где ведут интенсивную и окончательную обработку раствора фуллерена до получения продукта, используя вращение вала и лопастей 24 и 25 на дисках 22 и 23 вала, число оборотов на валу регулируют от 400 до 800 об/мин., а время этой обработки раствора выбирают 3-5 мин. Раствор периодически исследуют

с помощью указанного прибора экспресс-анализатора 26, -и, если показатели раствора удовлетворяют регламенту, раствор отводят на прямое использование или в контейнер на хранение; при неудовлетворительных показателях - время воздействия увеличивают в указанных временных пределах в обеих рабочих камерах.

Таким образом, технический комплекс для получения растворов фуллеренов на основе терпенов, где именно терпен играет важнейшую роль в получении концентрированного и качественного раствора фуллерена, является более прогрессивным техническим решением по отношению к аналогам и базовому объекту (совпадающему с прототипом), т.к. это техническое решение позволяет существенно, в 5-7 раз повысить концентрированность раствора по фуллерену и фуллеренсодержащим материалам.

(56) Источники информации, использованные заявителем:

1. RU 2210537, С 01 В 31/02, 2001. - (прототип).

2. WIPO W6 03/038163, 30.10.2001.

3. JP 06122513, 05.06.1994.

4. US 5994410, С 01 В 31/00, 1996.

5. RU 2205790, С 01 В 31/00, 2001.

Указанные источники информации использованы для определения критериев "новизна", "существенность отличий" "промышленное использование" и "положительный результат". Эти критерии полностью подтверждены, что дает основание заявителю для взятия патента.

Технический комплекс для получения растворов фуллеренов на основе терпенов, содержащий основную рабочую камеру, емкость с фуллереном, емкости с наполнителем и дополнительными компонентами, дозаторы для подачи этих исходных материалов в полость рабочей камеры, контейнер для накопления продукта, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной рабочей камерой, соединенной посредством патрубка и дозатора с основной рабочей камерой, оснащенной дополнительно емкостью с терпеном, соединенной с полостью основной рабочей камеры с помощью дозатора терпена, при этом, основная рабочая камера оснащена излучателем электромагнитных волн и излучателем акустических волн в ультразвуковом диапазоне частот, соединенных посредством реле времени с соответствующими преобразователями, эта рабочая камера также оснащена термоэлементом, размещенным в ее полости, а дополнительная рабочая камера снабжена валом, имеющим привод, на валу закреплены диски, имеющие лопасти, причем лопасти на дисках, ориентированных друг к другу, имеют наклоны, направленные в различные стороны, патрубок дополнительной рабочей камеры, соединяющий ее с основной рабочей камерой, оснащен сеткой, а выходной патрубок оснащен экспресс-анализатором состава и качества получаемого продукта-раствора фуллерена.