本发明涉及单壁碳纳米管的生产，特别涉及一种单壁碳纳米管的生产设备及其控制方法。
背景技术：
1、采用电弧放电法制备单壁纳米碳管是单壁纳米碳管常用的制备方法，其制备原理是在真空容器中通入含碳气体，以过渡金属作为催化剂形成阴极，钨针作为阳极，氩气被阴阳极之间的高电压击穿并电离形成稳定的电弧，在电弧放电的过程中，接收极中的金属催化剂气化，并在反应容器内形成纳米级别的液滴，含碳气体在反应容器内的高温环境下附着在金属液滴上脱氢，从而生产出单壁碳纳米管。
2、目前，制备单壁纳米碳管的生产设备中，当阴阳极之间产生电弧使金属催化剂气化后，催化剂容纳部内的催化剂量逐渐降低，其会导致阴阳极之间的间隙过大，两者之间的电弧不稳定，最终导致生产中断的问题。
技术实现思路
1、本发明要解决的技术问题是现有单壁碳纳米管的生产设备阴阳极之间的电弧不稳定导致生产中断的问题。
2、针对上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
3、一种单壁碳纳米管的生产设备，包括：主反应器以及安装于主反应器上的电弧等离子体炬组件与催化剂组件，所述电弧等离子体炬组件与催化剂组件分别伸入至所述主反应器内且间隔设置；所述主反应器的上侧设有催化剂补充口，所述催化剂补充口通过催化剂补充管路与催化剂供料组件连通；控制单元，所述控制单元根据所述电弧等离子体炬组件与催化剂组件之间的电压值控制所述催化剂供料组件的状态。
4、本发明的部分实施方式中，所述电弧等离子体炬组件与所述催化剂组件之间的电压值高于第一阈值时，控制单元控制所述催化剂供料组件打开供料管路，并按第一流量供料第一设定时间后关闭所述供料管路。
5、本发明的部分实施方式中，所述催化剂供料组件包括用于容纳催化剂颗粒的供料斗，所述供料斗的底部设有旋转供料阀，所述旋转供料阀上连接旋转电机，所述旋转电机控制所述旋转供料阀打开或关闭。
6、本发明的部分实施方式中，所述催化剂供料组件还包括设置于所述旋转供料阀出口侧的排料管路，所述排料管路与所述催化剂补充管路通过法兰连接。
7、本发明的部分实施方式中，所述催化剂供料组件还包括密封罩设于所述供料斗上的供料盖，所述供料盖上设有保护气进口，所述保护气进口与保护气供气系统连通。
8、本发明的部分实施方式中，还包括罩设于主反应器外侧的反应器外壳，所述反应器外壳与所述主反应器之间填充保温材料，所述电弧等离子体炬组件与催化剂组件沿所述反应器外壳伸入至所述主反应器内侧。
9、本发明的部分实施方式中，所述催化剂组件安装于所述主反应器的下侧壁，其包括催化剂容纳部，所述催化剂容纳部用于容纳与之形状匹配的固态催化剂；所述催化剂补充口位于所述主反应器的上侧壁并与所述催化剂容纳部正对。
10、本发明同时提供一种单壁碳纳米管的生产设备的控制方法，包括：控制与电弧等离子体炬组件连接的电弧发生器启动，以使电弧等离子体炬组件与催化剂组件之间产生电弧，接收到电弧等离子体炬组件与催化剂组件之间的电压值低于第二阈值的检测信号时，控制进料气进入所述主反应器内。
11、本发明的部分实施方式中，当接收到电弧等离子体炬组件与催化剂组件之间的电压值高于第一阈值的检测信号时，控制所述催化剂供料组件打开供料管路，并按第一流量供料第一设定时间后关闭所述供料管路。
12、本发明的部分实施方式中，当接收到电弧等离子体炬组件与催化剂组件之间的电压值高于第一阈值的检测信号时，控制所述催化剂供料组件打开供料管路，并按第一流量供料，直至接收到电弧等离子体炬组件与催化剂组件之间的电压值低于第三阈值的检测信号时，关闭所述供料管路。
13、本发明的技术方案相对现有技术具有如下技术效果：
14、本发明提供的单壁碳纳米管的生产设备中，当电弧等离子体炬组件与催化剂组件之间的间隙大于设定阈值后，控制单元则根据所述电弧等离子体炬组件与所述催化剂组件之间的电压值控制所述催化剂供料组件的状态，使催化剂供料组件的金属催化剂沿所述催化剂补充管路及催化剂补充口进入至催化剂容纳部内，以进行催化剂的补充，使电弧离子体炬组件与催化剂组件之间电压恢复至设定阈值内，解决了现有单壁碳纳米管的生产设备阴阳极之间的电弧不稳定导致生产中断的问题，实现了单壁碳纳米管的连续性生产。
1.一种单壁碳纳米管的生产设备，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种单壁碳纳米管的生产设备，其特征在于，所述电弧等离子体炬组件与所述催化剂组件之间的电压值高于第一阈值时，控制单元控制所述催化剂供料组件打开供料管路，并按第一流量供料第一设定时间后关闭所述供料管路。
3.根据权利要求1或2所述的一种单壁碳纳米管的生产设备，其特征在于，所述催化剂供料组件包括用于容纳催化剂颗粒的供料斗，所述供料斗的底部设有旋转供料阀，所述旋转供料阀上连接旋转电机，所述旋转电机控制所述旋转供料阀打开或关闭。
4.根据权利要求3所述的一种单壁碳纳米管的生产设备，其特征在于，所述催化剂供料组件还包括设置于所述旋转供料阀出口侧的排料管路，所述排料管路与所述催化剂补充管路通过法兰连接。
5.根据权利要求4所述的一种单壁碳纳米管的生产设备，其特征在于，所述催化剂供料组件还包括密封罩设于所述供料斗上的供料盖，所述供料盖上设有保护气进口，所述保护气进口与保护气供气系统连通。
6.根据权利要求1或2所述的一种单壁碳纳米管的生产设备，其特征在于，还包括罩设于主反应器外侧的反应器外壳，所述反应器外壳与所述主反应器之间填充保温材料，所述电弧等离子体炬组件与催化剂组件沿所述反应器外壳伸入至所述主反应器内侧。
7.根据权利要求1或2所述的一种单壁碳纳米管的生产设备，其特征在于，所述催化剂组件安装于所述主反应器的下侧壁，其包括催化剂容纳部，所述催化剂容纳部用于容纳与之形状匹配的固态催化剂；所述催化剂补充口位于所述主反应器的上侧壁并与所述催化剂容纳部正对。
8.一种单壁碳纳米管的生产设备的控制方法，其特征在于，包括：
9.根据权利要求8所述的单壁碳纳米管的生产设备的控制方法，其特征在于，当接收到电弧等离子体炬组件与催化剂组件之间的电压值高于第一阈值的检测信号时，控制所述催化剂供料组件打开供料管路，并按第一流量供料第一设定时间后关闭所述供料管路。
10.根据权利要求8所述的单壁碳纳米管的生产设备的控制方法，其特征在于，当接收到电弧等离子体炬组件与催化剂组件之间的电压值高于第一阈值的检测信号时，控制所述催化剂供料组件打开供料管路，并按第一流量供料，直至接收到电弧等离子体炬组件与催化剂组件之间的电压值低于第三阈值的检测信号时，关闭所述供料管路。
