CN110028065A - 一种膨胀石墨分散剪切装置及其控制方法 - Google Patents

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任泽永
任泽明
骆凌云
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Abstract

一种膨胀石墨分散剪切装置及其控制方法，包括膨胀石墨粉料储存罐、水箱和混合罐，混合罐内具有上部粉料混合区和下部出粉区，混合罐侧壁对应下部出粉区设有出料口，该出料口装接有出料管路，膨胀石墨粉料储存罐的出口端与送粉机构连接，送粉机构通过粉料管路与混合罐的顶部连接，水箱通过供水管路与混合罐的上部粉料混合区连接，供水管路上设有输送泵，混合罐内设有形成真空环境的转动机构。本发明对膨胀石墨粉的混合效果好，保证膨胀石墨粉料的搅拌性。

Description

一种膨胀石墨分散剪切装置及其控制方法
技术领域
本发明属于膨胀石墨处理技术领域，具体地说是一种膨胀石墨分散剪切装置及方法。
背景技术
作为一种新型功能性碳素材料，膨胀石墨(Expanded Graphite，简称EG)是由天然石墨鳞片经插层、水洗、干燥、高温膨化得到的一种疏松多孔的蠕虫状物质。EG 除了具备天然石墨本身的耐冷热、耐腐蚀、自润滑等优良性能以外，还具有天然石墨所没有的柔软、压缩回弹性、吸附性、生态环境协调性、生物相容性、耐辐射性等特性。
膨胀石墨遇高温可瞬间体积膨胀150~300倍，由片状变为蠕虫状，从而结构松散，多孔而弯曲，表面积扩大、表面能提高、吸附鳞片石墨力增强，蠕虫状石墨之间可自行嵌合，这样增加了它的柔软性、回弹性和可塑性。
膨胀石墨材料是采用天然鳞片石墨经过硫酸、氧化剂处理得到的可膨胀石墨，然后在高温下瞬间膨胀、成型得到的。膨胀石墨是一种多孔材料，其孔经在纳米数量级范围，在化学电源的发展过程中，采用多孔材料制做电极是一次重要的技术进步。多孔材料电极使得参与电化学反应的活性表面得到很大的提高，从而提高了活性物质的利用率，同理使电极的真实电流密度大大降低，减小了电池的能量损失，使电池质量和性能明显改善。
膨胀石墨作为原材料进行石墨烯或者其他类型产品的制备时，需要将膨胀石墨粉料与水混合，然后不断的搅拌。受限于膨胀石墨粉的蠕虫性质，与水混合进行搅拌时非常困难，需要耗费很长的时间进行搅拌，才能实现充分的完全的混合。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种膨胀石墨分散剪切装置及其控制方法，对膨胀石墨粉料的混合效果佳。
为了解决上述技术问题，本发明采取以下技术方案：
一种膨胀石墨分散剪切装置，包括膨胀石墨粉料储存罐、水箱和混合罐，混合罐内具有上部粉料混合区和下部出粉区，混合罐侧壁对应下部出粉区设有出料口，混合罐顶部设有进粉口，混合罐侧壁对应上部粉料混合区设有位于进粉口下方的进液口，出料口装接有出料管路，膨胀石墨粉料储存罐的出口端与送粉机构连接，送粉机构通过粉料管路与混合罐顶部的进粉口连接，水箱通过供水管路与混合罐的进液口连接，供水管路上设有输送泵，混合罐内设有形成真空环境的转动机构。
所述出料管路具有输出支路和输出回路，输出回路与水箱连接。
所述转动机构包括伺服电机和螺杆，螺杆通过连接件与伺服电机连接，螺杆伸入混合罐内。
所述供水管路和粉料管路上分别设有阀门。
所述送粉机构为螺旋输送机。
所述输出回路与水箱的上部连接。
一种膨胀石墨分散剪切装置的控制方法，包括以下步骤：
使混合罐内的上部粉料混合区处于真空负压环境；
将膨胀石墨粉料从混合罐顶部的进粉口输送进去，水则从混合罐侧壁的进液口输送进去，水和膨胀石墨粉料在混合罐内的负压环境下形成相互吸附的作用，使得膨胀石墨粉料与水混合均匀，然后落下到下部出粉区，混合后的物料从出料口输送到出料管路。
所述从出料管路输出的混合后的物料一部分再次返回到水箱中，然后继续输送到混合罐中继续混合。
本发明利用一个负压环境的混合罐，利用负压压力，对进入的粉料和水形成一个吸力，从而使得水与粉料能够迅速有冲击力的相互混合，大大提高了混合效果，改变传统的搅拌形式的混合，保证了膨胀石墨粉料的均匀混合。
附图说明
附图1为本发明连接原理示意图。
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
如附图1所示，本发明揭示了一种膨胀石墨分散剪切装置，包括膨胀石墨粉料储存罐14、水箱和混合罐1，混合罐1内具有上部粉料混合区11和下部出粉区10，混合罐1侧壁对应下部出粉区10设有出料口2，混合罐1顶部设有进粉口12，混合罐1侧壁对应上部粉料混合区11设有位于进粉口12下方的进液口9，出料口2装接有出料管路8，膨胀石墨粉料储存罐14的出口端与送粉机构15连接，送粉机构15通过粉料管路13与混合罐1顶部的进粉口12连接，水箱通过供水管路3与混合罐1的进液口9连接，供水管路3上设有输送泵4，混合罐1内设有形成真空环境的转动机构。转动机构包括伺服电机和螺杆，螺杆通过连接件与伺服电机连接，螺杆伸入混合罐内，利用伺服电机带动螺杆高速旋转，从而使得混合罐内具有一个负压吸力，可以促使进入到混合罐的上部粉料混合区的水和膨胀石墨粉料形成相互吸附的作用，实现快速有效的均匀混合。
所述出料管路8具有输出支路7和输出回路6，输出回路6与水箱连接。从出料管路输出的混合后的物料，一部分直接经输出支路输出，一部分可以再次输送至水箱，然后接着再输送到混合罐内再次混合，实现多次混合，确保混合效果。
所述供水管路3和粉料管路13上分别设有阀门5，利用阀门实现开度、开启和关闭的控制。
所述送粉机构15为螺旋输送机，确保对膨胀石墨粉料罐内的膨胀石墨粉料的有效输送。
所述输出回路6与水箱的上部连接，使得输送到水箱的物料能够与水箱中的水更好的下落接触。
另外，本发明还揭示了一种膨胀石墨分散剪切装置的控制方法，包括以下步骤：
使混合罐内的上部粉料混合区处于真空负压环境，从而使得上部粉料混合区有一个吸附作用力，能够对进入其中的物质起到快速吸附作用。
将膨胀石墨粉料从混合罐顶部的进粉口输送进去，水则从混合罐侧壁的进液口输送进去，水和膨胀石墨粉料在混合罐内的负压环境下形成相互吸附的作用，使得膨胀石墨粉料与水混合均匀，然后落下到下部出粉区，混合后的物料从出料口输送到出料管路。从而利用上部粉料混合区的吸附力，取代传统的搅拌器搅拌混合，能够使得膨胀石墨粉料与水更好的混合，并且混合效果更好。
所述从出料管路输出的混合后的物料一部分再次返回到水箱中，然后继续输送到混合罐中继续混合。
本发明中，采用真空负压环境形成的吸附力，使得膨胀石墨粉料与水形成具有冲击性的相互吸附，混合效果更好，确保膨胀石墨粉料的后续正常使用。
需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种膨胀石墨分散剪切装置，其特征在于，包括膨胀石墨粉料储存罐、水箱和混合罐，混合罐内具有上部粉料混合区和下部出粉区，混合罐侧壁对应下部出粉区设有出料口，混合罐顶部设有进粉口，混合罐侧壁对应上部粉料混合区设有位于进粉口下方的进液口，出料口装接有出料管路，膨胀石墨粉料储存罐的出口端与送粉机构连接，送粉机构通过粉料管路与混合罐顶部的进粉口连接，水箱通过供水管路与混合罐的进液口连接，供水管路上设有输送泵，混合罐内设有形成真空环境的转动机构。
2.根据权利要求1所述的膨胀石墨分散剪切装置，其特征在于，所述出料管路具有输出支路和输出回路，输出回路与水箱连接。
3.根据权利要求2所述的膨胀石墨分散剪切装置，其特征在于，所述转动机构包括伺服电机和螺杆，螺杆通过连接件与伺服电机连接，螺杆伸入混合罐内。
4.根据权利要求3所述的膨胀石墨分散剪切装置，其特征在于，所述供水管路和粉料管路上分别设有阀门。
5.根据权利要求4所述的膨胀石墨分散剪切装置，其特征在于，所述送粉机构为螺旋输送机。
6.根据权利要求5所述的膨胀石墨分散剪切装置，其特征在于，所述输出回路与水箱的上部连接。
7.一种根据权利要求1-6中任一项所述的膨胀石墨分散剪切装置的控制方法，包括以下步骤：
使混合罐内的上部粉料混合区处于真空负压环境；
将膨胀石墨粉料从混合罐顶部的进粉口输送进去，水则从混合罐侧壁的进液口输送进去，水和膨胀石墨粉料在混合罐内的负压环境下形成相互吸附的作用，使得膨胀石墨粉料与水混合均匀，然后落下到下部出粉区，混合后的物料从出料口输送到出料管路。
8.根据权利要求7所述的膨胀石墨分散剪切装置的控制方法，其特征在于，所述从出料管路输出的混合后的物料一部分再次返回到水箱中，然后继续输送到混合罐中继续混合。
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