CN107827099A - 一种基于物联网的高效石墨烯生产设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于物联网的高效石墨烯生产设备，包括密封盖、支撑架和反应釜，还包括搅机构和调温机构，搅拌机构包括驱动组件、搅拌组件、第一支撑杆、第二传动杆、两个第一传动杆和两个第一移动块，调温机构包括水管、水箱、齿条、移动组件、出水口、热水口、冷水口、水泵和密封块，该基于物联网的高效石墨烯生产设备中，通过搅拌机构驱动搅拌桨升降，同时使搅拌桨自身转动的同时还能在反应釜内移动，扩大了搅拌桨的搅拌范围，使反应釜内的原料反应更加充分，提高了石墨烯生产设备的产量，通过调温机构不仅可以调节反应釜的温度的升降，还可以使反应釜的温度保持恒定，促进了反应的进行，提高了石墨烯生产设备成品的品质。

Description

一种基于物联网的高效石墨烯生产设备

技术领域

本发明涉及石墨烯生产设备领域，特别涉及一种基于物联网的高效石墨烯生产设备。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨，石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法，由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到了长足的发展。

一般在使用氧化还原法生产石墨烯的过程中，需要对原料进行搅拌，现有的石墨烯生产设备中，直接将搅拌机固定在反应釜内进行搅拌，导致搅拌机搅拌范围有限，从而使反应釜中的原料混合不充分，降低了石墨烯的产量，不仅如此，在石墨烯的生产过程中，需要进行多道工序，每道工序对温度都有不同的要求，如果温度偏差过大，会影响石墨烯生产成品的品质。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种基于物联网的高效石墨烯生产设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于物联网的高效石墨烯生产设备，包括密封盖、支撑架和反应釜，还包括搅机构和调温机构，所述搅拌机构设置在反应釜内，所述调温机构设置在反应釜的外周上；

所述搅拌机构包括驱动组件、搅拌组件、第一支撑杆、第二传动杆、两个第一传动杆和两个第一移动块，所述第一支撑杆水平设置在反应釜的上端内壁上，两个第一移动块分别套设在第一支撑杆的两端，所述驱动组件设置在第一支撑杆的上方，所述驱动组件与两个第一移动块均传动连接，两个第一传动杆的上端分别铰接在两个第一移动块上，两个第一传动杆的下端分别铰接在第二传动杆的两端，所述搅拌组件设置在第二传动杆的下方；

所述调温机构包括水管、水箱、齿条、移动组件、出水口、热水口、冷水口、水泵和密封块，所述出水口设置在水箱的上方，所述热水口和冷水口分别设置在水箱的下方的两侧，所述出水口通过水泵与水管的一端连接，所述齿条设置在水箱的内部，所述移动组件设置在齿条上，所述密封块设置在移动组件的下方。

作为优选，为了给搅拌桨的升降提供动力，所述驱动组件包括第一电机和两个丝杆，所述第一电机设置在第一支撑杆的上方，两个丝杆分别设置在第一电机的两侧，两个丝杆的螺纹方向相反，所述第一电机与两个丝杆均传动连接，两个第一移动块的上端均设有通孔，两个丝杆分别穿过两个第一移动块，两个丝杆分别与两个第一移动块螺纹连接。

作为优选，为了扩大搅拌桨的搅拌范围，所述搅拌组件包括套筒、连接杆、第一齿轮、第二齿轮、第二电机、第二支撑杆、驱动轴、第三齿轮和至少两个搅拌桨，所述连接杆设置在第二传动杆的下方，所述第一齿轮套设在连接杆上，所述套筒套设在连接杆的下端，所述第二支撑杆的水平设置在套筒的一侧，所述第二电机设置在第二支撑杆的下方，所述第二齿轮设置在第二支撑杆的上方，所述第二电机与第二齿轮传动连接，所述驱动轴铰接在第二支撑杆远离套筒的一端，所述第三齿轮设置在第二支撑杆的上方，至少两个搅拌桨周向均匀分布在驱动轴的下端外周上，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述第二齿轮与第三齿轮啮合。

作为优选，为了实现反应釜内升温和降温的控制，所述移动组件包括第二移动块、第三电机和蜗杆，所述第二移动块的内部设有空腔，所述第三电机设置在第二移动块的一侧内壁上，所述第三电机与蜗杆传动连接，所述齿条穿过第二移动块，所述蜗杆设置在齿条的上方，所述蜗杆与齿条匹配。

作为优选，为了提高石墨烯生产设备的控温效果，所述水管缠绕在反应釜的外周上，所述水管沿着反应釜的轴线螺旋向上。

作为优选，为了延长水管的使用寿命，所述水管的材质为不锈钢。

作为优选，为了防止第二移动块的内部进水，所述第二移动块与齿条的接触部位设有密封圈。

作为优选，为了提高密封块的密封效果，所述密封块的材质为橡胶。

作为优选，为了提高石墨烯生产设备的温度控制的精确度，所述热水口与冷水口之间的距离大于密封块的宽度。

作为优选，为了提高石墨烯生产设备的智能化程度，所述反应釜的外壁上设有PLC和无线信号收发模块。

本发明的有益效果是，该基于物联网的高效石墨烯生产设备中，通过搅拌机构驱动搅拌桨升降，同时使搅拌桨自身转动的同时还能在反应釜内大范围移动，从而扩大了搅拌桨的搅拌范围，使反应釜内的原料反应更加充分，提高了石墨烯生产设备的产量，与传统搅拌机构相比，该机构搅拌范围更大，使原料混合更加充分，不仅如此，通过调温机构不仅可以调节反应釜的温度的升降，还可以使反应釜的温度保持恒定，促进了反应釜内原料相互反应的进行，提高了石墨烯生产设备成品的品质，与传统调温机构相比，该机构通过水作为导热介质，使温度调节更加稳定。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的基于物联网的高效石墨烯生产设备的结构示意图；

图2是本发明的基于物联网的高效石墨烯生产设备的搅拌机构的结构示意图；

图3是本发明的基于物联网的高效石墨烯生产设备的搅拌组件的结构示意图；

图4是本发明的基于物联网的高效石墨烯生产设备的水管与反应釜的连接结构示意图；

图5是本发明的基于物联网的高效石墨烯生产设备的调温机构的结构示意图；

图中：1.密封盖，2.支撑架，3.反应釜，4.第一移动块，5.丝杆，6.第一支撑杆，7.第一电机，8.第二传动杆，9.第一传动杆，10.套筒，11.连接杆，12.第一齿轮，13.第二齿轮，14.第二电机，15.第三齿轮，16.第二支撑杆，17.驱动轴，18.搅拌桨，19.水管，20.水箱，21.齿条，22.出水口，23.水泵，24.第三电机，25.蜗杆，26.第二移动块，27.热水口，28.密封块，29.冷水口。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种基于物联网的高效石墨烯生产设备，包括密封盖1、支撑架2和反应釜3，还包括搅机构和调温机构，所述搅拌机构设置在反应釜3内，所述调温机构设置在反应釜3的外周上；

如图2所示，所述搅拌机构包括驱动组件、搅拌组件、第一支撑杆6、第二传动杆8、两个第一传动杆9和两个第一移动块4，所述第一支撑杆6水平设置在反应釜3的上端内壁上，两个第一移动块4分别套设在第一支撑杆6的两端，所述驱动组件设置在第一支撑杆6的上方，所述驱动组件与两个第一移动块4均传动连接，两个第一传动杆9的上端分别铰接在两个第一移动块4上，两个第一传动杆9的下端分别铰接在第二传动杆8的两端，所述搅拌组件设置在第二传动杆8的下方；

其中，通过驱动轴组件驱动两个第一移动块4沿着第一支撑杆6移动，当两个第一移动块4相向移动的时候，通过两个第一传动杆6驱动第二传动杆8下降，当两个第一移动块4向背移动的时候，通过两个第一传动杆6驱动第二传动杆8上升，从而通过第二传动杆8驱动搅拌组件升降，通过搅拌组件对反应釜3内部的原料进行搅拌，使原料之间混合均匀，从而提高了石墨烯的产量；

如图4-5所示，所述调温机构包括水管19、水箱20、齿条21、移动组件、出水口22、热水口27、冷水口29、水泵23和密封块28，所述出水口22设置在水箱20的上方，所述热水口27和冷水口29分别设置在水箱20的下方的两侧，所述出水口22通过水泵23与水管19的一端连接，所述齿条21设置在水箱20的内部，所述移动组件设置在齿条21上，所述密封块28设置在移动组件的下方；

其中，通过移动组件驱动密封块18沿着齿条21左右移动，当反应釜3内温度过高的时候，通过移动组件驱动密封块18向左移动，从而通过密封块28将热水口27堵住，而冷水口29与水箱20连通，之后通过冷水口29将冷水注入水箱20内部，从而使水箱20内部的水温度降低，之后通过水泵23将水抽入水管19内部，从而使反应釜3降温，当反应釜3内温度过低的时候，通过移动组件驱动密封块18向右移动，从而通过密封块28将冷水口29堵住，而热水口27与水箱20连通，之后通过热水口27将热水注入水箱20内部，从而使水箱20内部的水温度升高，之后通过水泵23将水抽入水管19内部，从而使反应釜3升温，从而实现了对反应釜3温度的调节，提高了石墨烯成品的品质。

如图2所示，所述驱动组件包括第一电机7和两个丝杆5，所述第一电机7设置在第一支撑杆6的上方，两个丝杆5分别设置在第一电机7的两侧，两个丝杆5的螺纹方向相反，所述第一电机7与两个丝杆5均传动连接，两个第一移动块4的上端均设有通孔，两个丝杆5分别穿过两个第一移动块4，两个丝杆5分别与两个第一移动块4螺纹连接；

其中，通过第一电机7驱动两个丝杆5转动，从而通过两个丝杆5与两个第一移动块4的相互作用，使两个第一移动块4相向或者向背运动，从而通过两个第一传动杆9驱动第二传动杆8升降，从而实现了搅拌桨18的升降。

如图3所示，所述搅拌组件包括套筒10、连接杆11、第一齿轮12、第二齿轮13、第二电机14、第二支撑杆16、驱动轴17、第三齿轮15和至少两个搅拌桨18，所述连接杆11设置在第二传动杆8的下方，所述第一齿轮12套设在连接杆11上，所述套筒10套设在连接杆11的下端，所述第二支撑杆16的水平设置在套筒10的一侧，所述第二电机14设置在第二支撑杆16的下方，所述第二齿轮13设置在第二支撑杆16的上方，所述第二电机14与第二齿轮13传动连接，所述驱动轴17铰接在第二支撑杆16远离套筒10的一端，所述第三齿轮15设置在第二支撑杆16的上方，至少两个搅拌桨18周向均匀分布在驱动轴17的下端外周上，所述第二齿轮13与第一齿轮12啮合，所述第二齿轮13与第三齿轮15啮合；

其中，通过第二电机14驱动第二齿轮13转动，由于第二齿轮13与第一齿轮12啮合，并且第一齿轮12固定在连接杆11上，在第二齿轮13的驱动下，使第二支撑杆16以套筒10为圆心转动，从而使铰接在第二支撑杆16远离套筒10一端的驱动轴17以套筒10为圆心转动，从而扩大了搅拌桨18的搅拌范围，由于第二齿轮13与第三齿轮15啮合，在第二齿轮13驱动下第三齿轮15转动，从而通过驱动轴17驱动搅拌桨18转动，从而实现了对反应釜3内部原料的搅拌。

如图5所示，所述移动组件包括第二移动块26、第三电机24和蜗杆25，所述第二移动块26的内部设有空腔，所述第三电机24设置在第二移动块26的一侧内壁上，所述第三电机24与蜗杆25传动连接，所述齿条21穿过第二移动块26，所述蜗杆25设置在齿条21的上方，所述蜗杆25与齿条21匹配；

其中，通过第三电机24驱动蜗杆25转动，由于蜗杆25与齿条21匹配，在蜗杆25与齿条21的相互作用下，驱动第二移动块26沿着齿条21左右移动，从而驱动密封块28左右移动。

作为优选，为了提高石墨烯生产设备的控温效果，所述水管19缠绕在反应釜3的外周上，所述水管19沿着反应釜3的轴线螺旋向上，通过水管19和反应釜3的连接方式，增大了水管19与的反应釜3接触的面积，并且延长了水在水管19内流动的时间，从而提高了石墨吸生产设备的控温效果。

作为优选，为了延长水管19的使用寿命，所述水管19的材质为不锈钢，由于不锈钢具有较好的抗腐蚀性能，水管19的材质为不锈钢时，降低了水管19被腐蚀的速度，从而延长了水管19的寿命。

作为优选，为了防止第二移动块26的内部进水，所述第二移动块26与齿条21的接触部位设有密封圈，通过密封圈将第二移动块26与齿条21接触部位密封，使第二移动块26沿着齿条21移动的过程中，水不会流入第二移动块26内部，从而使第二移动块26内部的器件能够正常工作。

作为优选，为了提高密封块28的密封效果，所述密封块28的材质为橡胶，由于橡胶较为柔软，从而使密封块28与水箱20内壁贴合更加紧密，从而提高了密封块28的密封效果。

作为优选，为了提高石墨烯生产设备的温度控制的效果，所述热水口27与冷水口29之间的距离大于密封块28的宽度，当热水口27与冷水口29之间的距离大于密封块28的宽度时，使密封块28在堵住热水口27与冷水口29之间其中的一个的时候不会影响另一个的进水，从而提高石墨烯生产设备的温度控制的效果。

作为优选，为了提高石墨烯生产设备的智能化程度，所述反应釜3的外壁上设有PLC和无线信号收发模块，通过无线信号接收模块可以将石墨烯生产设备与外部移动设备建立通讯，之后可以通过外部移动设备对石墨烯生产设备进行监测和控制，提高石墨烯生产设备的智能化程度。

在石墨烯生产设备工作的过程中，通过驱动组件驱动两个第一移动块4沿着第一支撑杆6移动，之后通过两个第一传动杆6驱动第二传动杆8升降，从而通过第二传动杆8驱动搅拌组件升降，通过搅拌组件对反应釜3内部的原料进行搅拌，使原料之间混合均匀，从而提高了石墨烯的产量，通过移动组件驱动密封块18沿着齿条21左右移动，从而通过密封块28控制冷水口29和热水口27的进水量，之后通过水泵23将水抽入水管19内部，从而使反应釜3升温，从而实现了对反应釜3温度的调节，提高了石墨烯成品的品质。

与现有技术相比，该基于物联网的高效石墨烯生产设备中，通过搅拌机构驱动搅拌桨18升降，同时使搅拌桨18自身转动的同时还能在反应釜3内大范围移动，从而扩大了搅拌桨18的搅拌范围，使反应釜3内的原料反应更加充分，提高了石墨烯生产设备的产量，与传统搅拌机构相比，该机构搅拌范围更大，使原料混合更加充分，不仅如此，通过调温机构不仅可以调节反应釜3的温度的升降，还可以使反应釜3的温度保持恒定，促进了反应釜3内原料相互反应的进行，提高了石墨烯生产设备成品的品质，与传统调温机构相比，该机构通过水作为导热介质，使温度调节更加稳定。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种基于物联网的高效石墨烯生产设备，包括密封盖(1)、支撑架(2)和反应釜(3)，其特征在于，还包括搅机构和调温机构，所述搅拌机构设置在反应釜(3)内，所述调温机构设置在反应釜(3)的外周上；

所述搅拌机构包括驱动组件、搅拌组件、第一支撑杆(6)、第二传动杆(8)、两个第一传动杆(9)和两个第一移动块(4)，所述第一支撑杆(6)水平设置在反应釜(3)的上端内壁上，两个第一移动块(4)分别套设在第一支撑杆(6)的两端，所述驱动组件设置在第一支撑杆(6)的上方，所述驱动组件与两个第一移动块(4)均传动连接，两个第一传动杆(9)的上端分别铰接在两个第一移动块(4)上，两个第一传动杆(9)的下端分别铰接在第二传动杆(8)的两端，所述搅拌组件设置在第二传动杆(8)的下方；

所述调温机构包括水管(19)、水箱(20)、齿条(21)、移动组件、出水口(22)、热水口(27)、冷水口(29)、水泵(23)和密封块(28)，所述出水口(22)设置在水箱(20)的上方，所述热水口(27)和冷水口(29)分别设置在水箱(20)的下方的两侧，所述出水口(22)通过水泵(23)与水管(19)的一端连接，所述齿条(21)设置在水箱(20)的内部，所述移动组件设置在齿条(21)上，所述密封块(28)设置在移动组件的下方。

2.如权利要求1所述的基于物联网的高效石墨烯生产设备，其特征在于，所述驱动组件包括第一电机(7)和两个丝杆(5)，所述第一电机(7)设置在第一支撑杆(6)的上方，两个丝杆(5)分别设置在第一电机(7)的两侧，两个丝杆(5)的螺纹方向相反，所述第一电机(7)与两个丝杆(5)均传动连接，两个第一移动块(4)的上端均设有通孔，两个丝杆(5)分别穿过两个第一移动块(4)，两个丝杆(5)分别与两个第一移动块(4)螺纹连接。

3.如权利要求1所述的基于物联网的高效石墨烯生产设备，其特征在于，所述搅拌组件包括套筒(10)、连接杆(11)、第一齿轮(12)、第二齿轮(13)、第二电机(14)、第二支撑杆(16)、驱动轴(17)、第三齿轮(15)和至少两个搅拌桨(18)，所述连接杆(11)设置在第二传动杆(8)的下方，所述第一齿轮(12)套设在连接杆(11)上，所述套筒(10)套设在连接杆(11)的下端，所述第二支撑杆(16)的水平设置在套筒(10)的一侧，所述第二电机(14)设置在第二支撑杆(16)的下方，所述第二齿轮(13)设置在第二支撑杆(16)的上方，所述第二电机(14)与第二齿轮(13)传动连接，所述驱动轴(17)铰接在第二支撑杆(16)远离套筒(10)的一端，所述第三齿轮(15)设置在第二支撑杆(16)的上方，至少两个搅拌桨(18)周向均匀分布在驱动轴(17)的下端外周上，所述第二齿轮(13)与第一齿轮(12)啮合，所述第二齿轮(13)与第三齿轮(15)啮合。

4.如权利要求1所述的基于物联网的高效石墨烯生产设备，其特征在于，所述移动组件包括第二移动块(26)、第三电机(24)和蜗杆(25)，所述第二移动块(26)的内部设有空腔，所述第三电机(24)设置在第二移动块(26)的一侧内壁上，所述第三电机(24)与蜗杆(25)传动连接，所述齿条(21)穿过第二移动块(26)，所述蜗杆(25)设置在齿条(21)的上方，所述蜗杆(25)与齿条(21)匹配。

5.如权利要求1所述的基于物联网的高效石墨烯生产设备，其特征在于，所述水管(19)缠绕在反应釜(3)的外周上，所述水管(19)沿着反应釜(3)的轴线螺旋向上。

6.如权利要求1所述的基于物联网的高效石墨烯生产设备，其特征在于，所述水管(19)的材质为不锈钢。

7.如权利要求4所述的基于物联网的高效石墨烯生产设备，其特征在于，所述第二移动块(26)与齿条(21)的接触部位设有密封圈。

8.如权利要求1所述的基于物联网的高效石墨烯生产设备，其特征在于，所述密封块(28)的材质为橡胶。

9.如权利要求1所述的基于物联网的高效石墨烯生产设备，其特征在于，所述热水口(27)与冷水口(29)之间的距离大于密封块(28)的宽度。

10.如权利要求1所述的基于物联网的高效石墨烯生产设备，其特征在于，所述反应釜(3)的外壁上设有PLC和无线信号收发模块。