二：石墨烯超声设备

1.    产品简介

1.1产品构成

小试机：超声波主机+超声波驱动电源+实验固定架

中试机：超声波主机+超声波驱动电源+循环反应釜（含冷却夹套、加料口、送料泵、底座支架）

生产线：超声波主机+超声波驱动电源+电源放置柜+反应釜（含冷却夹套）+固定支架（含隔音棉）+流量计+变频泵

1.2工作原理

    超声波是指频率超过20000Hz的声波，超声波空化是指当超声波在液体中传播，且强度达到某个阈值时，会激发液体中的微气泡的生长和急速崩溃的过程，空化气泡在急剧崩溃的瞬间产生局部高温高压。在超声波空化强度的区域内，会产生上万亿个这样的气泡，从而促进一系列物理、化学变化。

专门用于石墨烯制备过程的超声波设备，通过对液体介质施加超声波，发挥超声波所独具的空化效应、机械效应等达到加工的目的。

1.3产品特点

石墨烯超声波设备*显著特点在于无论何种负载条件，超声波主机的输出振幅是始终一致的。

超声波本质上是一种振动，在液体中转播时，空化作用的大小是和超声波主机的振幅有关，振幅越大空化作用越大，反之空化作用就越小。在同样工况条件下，通过控制振幅，也就控制了空化效果，进而起到了控制石墨烯分散效果的作用。

石墨烯作为一种化工原料，其制取和应用过程中，液体的粘度、温度、压强、流速均在动态变化，因此对于超声波设备来说，负载也在不断变化。以细胞破碎仪为例，它是一种恒功率设备，即无论负载如何变化，其输出功率是不变的。当负载大，振幅就小，负载小振幅就大。由于振幅的不确定，细胞破碎仪产生的空化效果就不确定，进而导致实验或生产的不确定。超声波清洗机也是如此。

我司生产的石墨烯超声波设备，它不同于传统的超声波设备，是一种恒振幅设备。即当输出超声波主机输出振幅由超声波驱动电源调节确定后，无论负载如何变化，超声波设备的振幅始终不变，空化效果也就保持不变，实验和生产的效果也就可以确保稳定。当然可想而知，当负载小，设备的输出功率就小；负载大，设备的输出功率就大。在这样的条件下，设备功率已经与空化效果无关。

2.    产品功能、用途

2.1石墨烯超声波小试机：

专业用于石墨烯实验室内的实验设备，用于测试石墨烯制取或应用的可行性。通过石墨烯超声波小试机可以获得以下信息

1、超声波对该工况和应用条件是否有用

2、影响实验结果的因素（如超声波振幅、作用时间、反应容积、物料配比等）

3、获得理想的实验结果，并记录相关实验参数，为后续的中试实验提供标准

2.2石墨烯超声波中试机：

专业用于石墨烯超声波中试实验的实验设备，即在已经获得超声波小试实验结果后，通过中试设备进行放大实验，取得相关参数数据。石墨烯超声波中试机是石墨烯超声波生产线中一个独立的生产单元，通过循环送料泵实现物料在单个反应釜内的流动，从而模拟工业生产线的情况。通过中试机可以获得一系列于工业生产相关的参数，为后续的连续工业生产线的选型做准备。应用中试机后需要确定的参数如下：

1、单位时间的生产量

2、单套超声波设备的反应容积和流速

3、单套超声波设备的功率

4、**的物料配比

5、超声波单套数量

2.3石墨烯超声波生产线（六套超声波设备为一个单元）：

专业用于石墨烯超声波的生产和应用，主要用于工业化的石墨烯分散，其具体的选型，如功率，套数等，需要根据中试机实验结果确定。石墨烯超声波生产线除超声波设备和物料反应釜外，还配备了冷却循环用夹套、流量泵、流量计、电源放置柜、反应釜固定架（带隔音棉）。用户只需提供动力电缆、物料接口、冷却水接口即可实现石墨烯的工业化生产或应用。

6.设备要求

6.1反应物料要求

由于石墨烯的制取或应用一般是在化工环境下进行，超声波设备可适应一般的化工环境，但由于超声波设备的特殊性。对物料的腐蚀性、粘度、压强、流速等参数非常敏感，因此必须提供相应的物料工况条件才可以进行设备选型。

6.2设备外部环境要求

     由于超声波设备是机电设备的一种，其使用的环境类同与电气设备的使用环境，必须保证常温、常压、无粉尘、湿度≤60%。

6.3设备安装要求

1、超声波主机与反应釜为快卡法兰连接，标准配置的中试机和生产线的超声波主机的快卡法兰为直径77.5

2、除法兰以外，超声波主机不能其他部件均不能用于固定

3、超声波驱动电源（单套）的供电要求为220V 50Hz，若同时使用多台电源，请使用380V供电，并注意三相平衡

4、物料和冷却管道接口均为快卡法兰，直径为50.5。

5、地面要求平整，工作环境通风

6、超声波设备在使用过程中会产生噪音，现场人员必须佩带隔音耳塞

7.使用超声波设备的好处

超声波本质是一种高频率的机械振动，当其作用在液体中时，会产生空化作用，其可以在极小的区域内（1μm）产生高温、高压的微射流，进而对物料产生作用。由于空化作用是一个物理过程，其作用过程中不会产生任何副产品。

对于石墨烯的分散来说，超声波在液体中，通过空化作用，可以将数十层的石墨烯分散成几层甚至单层。设备只需经过简单的工艺改造即可满足生产或使用要求，超声波对氧化石墨烯或石墨烯单质均可提到理想的作用。

超声波设备对比传统工艺优势

1、超声波能量集中，大大提高生产效率

2、物理过程作用，无副产品或污染

3、超声波振动促进化学反应，可以减少化学催化剂的用量