CN110605168A - 一种石墨烯生产设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种石墨烯生产设备，包括主体、进料管、密封盖、出料管、驱动电机、传动轴和搅棒，所述主体的形状为圆柱形，所述进料管设置在主体的顶部，所述出料管设置在主体的底部，所述密封盖盖上在主体的顶部，所述密封盖与主体密度连接，所述密封盖上设有安装孔，所述安装孔与传动轴均与主体同轴设置，所述传动轴穿过安装孔，所述驱动电机与密封盖的顶部固定连接，所述驱动电机与传动轴的顶端传动连接，所述搅棒的中端固定在传动轴的底端，所述主体内设有粉碎机构和辅助机构，该石墨烯生产设备通过粉碎机构实现了消除原料中团聚的情况，不仅如此，还通过辅助机构提升了搅拌的均匀度。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯领域，特别涉及一种石墨烯生产设备。
背景技术
赫默法是石墨烯生产方法的一种，其是将氧化石墨放入水中超声分散，形成均匀分散、质量浓度为0.25g/L～1g/L的氧化石墨烯溶液，再向所述的氧化石墨烯溶液中滴加质量浓度为28%的氨水；将还原剂溶于水中，形成质量浓度为0.25g/L～2g/L的水溶液；将配制的氧化石墨烯溶液和还原剂水溶液混合均匀，将所得混合溶液置于油浴条件下搅拌，反应完毕后，将混合物过滤洗涤、烘干后得到石墨烯。
现有的搅拌设备在对石墨烯原料进行搅拌过程中，易使石墨烯原料产生团聚现象，影响石墨烯品质，不仅如此，现有的搅拌设备搅拌方式较为单一，导致石墨烯原料搅拌均匀度较差，降低了实用性。
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：一种石墨烯生产设备，包括主体、进料管、密封盖、出料管、驱动电机、传动轴和搅棒，所述主体的形状为圆柱形，所述进料管设置在主体的顶部，所述出料管设置在主体的底部，所述密封盖盖上在主体的顶部，所述密封盖与主体密度连接，所述密封盖上设有安装孔，所述安装孔与传动轴均与主体同轴设置，所述传动轴穿过安装孔，所述传动轴与安装孔的内壁密封且滑动连接，所述搅棒设置在主体内，所述搅棒的轴线与传动轴的轴线垂直且相交，所述驱动电机位于密封盖的远离主体的一侧，所述驱动电机与密封盖的顶部固定连接，所述驱动电机与传动轴的顶端传动连接，所述搅棒的中端固定在传动轴的底端，所述主体内设有粉碎机构和辅助机构；
所述粉碎机构包括固定管、固定环和转动环，所述固定管、固定环和转动环均与传动轴同轴设置，所述固定管的内径与固定环的外径相等，所述固定环的内径与传动轴的直径相等，所述转动环的内径与固定环的内径相等，所述转动环的外径与固定环的外径相等，所述固定管设置在搅棒和密封盖之间，所述转动环和固定环均位于固定管内，所述固定环与固定管的内壁密封且固定连接，所述传动轴与固定环的内壁滑动且密封连接，所述转动环位于固定环和搅棒自检，所述转动环与固定环贴合，所述转动环与固定环滑动且密封连接，所述固定环上设有至少两个第一连接孔，所述第一连接孔以传动轴的轴线为中心周向均匀分布，所述第一连接孔的轴线与传动轴平行，所述转动环上设有至少两个第二连接孔，所述第二连接孔与第一连接孔一一对应且同轴设置，所述第一连接孔的孔径与第二连接孔的孔径相等；
所述辅助机构包括驱动齿轮和至少两个辅助组件，所述驱动齿轮位于固定管和密封盖之间，所述驱动齿轮安装在传动轴上，所述辅助组件以固定管的轴线为中心周向均匀分布在固定管的外周；
所述辅助组件包括连接管、螺杆、密封板、传输管和传动单元，所述连接管和螺杆均与传动轴平行，所述密封板与连接管垂直，所述连接管的底端与主体内的底部之间设有间隙且固定连接，所述密封板与连接管的顶端密封且固定连接，所述螺杆设置在连接管内，所述螺杆与连接管的内壁滑动且密封连接，所述传输管设置在螺杆的靠近密封盖的一侧，所述连接管通过传输管与固定管的顶端固定连接且连通，所述传动单元设置在螺杆的顶端，所述驱动齿轮通过传动单元与螺杆传动连接。
作为优选，为了实现螺杆转动的效果，所述传动单元包括从动齿轮、轴承、转动轴和通孔，所述通孔设置在密封板上，所述通孔和转动轴均与连接管同轴设置，所述通孔的孔径小于连接管的内径且与转动轴的直径相等，所述转动轴穿过通孔，所述转动轴与通孔的内壁密封且滑动连接，所述转动轴的底端固定在螺杆上，所述轴承的内圈安装在转动轴的顶端，所述轴承的外圈固定在主体的内壁上，所述从动齿轮位于轴承和密封板之间，所述从动齿轮安装在转动轴上，所述驱动齿轮与从动齿轮啮合。
作为优选，为了提高螺杆的转速，所述驱动齿轮的齿数大于从动齿轮的齿数。
作为优选，为了减小转动轴与通孔内壁之间的间隙，所述转动轴与通孔内壁的连接处设有密封圈。
作为优选，为了便于转动轴的安装，所述转动轴上设有倒角。
作为优选，为了提升粉碎效果，所述第一连接孔内设有至少两个刀片，所述刀片轴线均匀固定在第一连接孔的内壁上。
作为优选，为了提高驱动电机的驱动力，所述驱动电机为伺服电机。
作为优选，为了延长主体的使用寿命，所述主体的外周设有防腐镀锌层。
作为优选，为了减小密封盖与主体抵靠时产生的冲击力，所述密封盖的靠近主体的一侧铺设有硅胶。
作为优选，为了便于搬运，所述主体的底部设有滚轮。
本发明的有益效果是，该石墨烯生产设备通过粉碎机构实现了消除原料中团聚的情况，与现有的粉碎机构相比，该粉碎机构结构简单，通过第一连接孔和第二连接孔之间的剪切力，使第一连接孔内的原料和第二连接孔内的原料产生错流，从而可以提升搅拌效果，不仅如此，还通过辅助机构提升了搅拌的均匀度，与现有的辅助机构相比，该辅助机构还实现了将原料输送至固定管内的功能，实用性更强。
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是本发明的石墨烯生产设备的结构示意图；
图2是本发明的石墨烯生产设备的剖视图；
图3是本发明的石墨烯生产设备的粉碎机构的结构示意图；
图4是图2的A部放大图；
图中：1.主体，2.进料管，3.密封盖，4.出料管，5.驱动电机，6.传动轴，7.搅棒，8.固定管，9.固定环，10.转动环，11.驱动齿轮，12.连接管，13.螺杆，14.密封板，15.传输管，16.从动齿轮，17.轴承，18.转动轴，19.刀片，20.滚轮。
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，一种石墨烯生产设备，包括主体1、进料管2、密封盖3、出料管4、驱动电机5、传动轴6和搅棒7，所述主体1的形状为圆柱形，所述进料管2设置在主体1的顶部，所述出料管4设置在主体1的底部，所述密封盖3盖上在主体1的顶部，所述密封盖3与主体1密度连接，所述密封盖3上设有安装孔，所述安装孔与传动轴6均与主体1同轴设置，所述传动轴6穿过安装孔，所述传动轴6与安装孔的内壁密封且滑动连接，所述搅棒7设置在主体1内，所述搅棒7的轴线与传动轴6的轴线垂直且相交，所述驱动电机5位于密封盖3的远离主体1的一侧，所述驱动电机5与密封盖3的顶部固定连接，所述驱动电机5与传动轴6的顶端传动连接，所述搅棒7的中端固定在传动轴6的底端，所述主体1内设有粉碎机构和辅助机构；
石墨烯原料从进料管2输送至主体1内，通过驱动电机5运行，使传动轴6带动搅棒7转动，从而实现搅拌原料的功能，搅拌完毕后，原料从出料管4实现排料，这里，设置粉碎机构的作用是消除原料中的团聚，设置辅助机构的作用提升搅拌效果。
如图2-4所示，所述粉碎机构包括固定管8、固定环9和转动环10，所述固定管8、固定环9和转动环10均与传动轴6同轴设置，所述固定管8的内径与固定环9的外径相等，所述固定环9的内径与传动轴6的直径相等，所述转动环10的内径与固定环9的内径相等，所述转动环10的外径与固定环9的外径相等，所述固定管8设置在搅棒7和密封盖3之间，所述转动环10和固定环9均位于固定管8内，所述固定环9与固定管8的内壁密封且固定连接，所述传动轴6与固定环9的内壁滑动且密封连接，所述转动环10位于固定环9和搅棒7自检，所述转动环10与固定环9贴合，所述转动环10与固定环9滑动且密封连接，所述固定环9上设有至少两个第一连接孔，所述第一连接孔以传动轴6的轴线为中心周向均匀分布，所述第一连接孔的轴线与传动轴6平行，所述转动环10上设有至少两个第二连接孔，所述第二连接孔与第一连接孔一一对应且同轴设置，所述第一连接孔的孔径与第二连接孔的孔径相等；
所述辅助机构包括驱动齿轮11和至少两个辅助组件，所述驱动齿轮11位于固定管8和密封盖3之间，所述驱动齿轮11安装在传动轴6上，所述辅助组件以固定管8的轴线为中心周向均匀分布在固定管8的外周；
所述辅助组件包括连接管12、螺杆13、密封板14、传输管15和传动单元，所述连接管12和螺杆13均与传动轴6平行，所述密封板14与连接管12垂直，所述连接管12的底端与主体1内的底部之间设有间隙且固定连接，所述密封板14与连接管12的顶端密封且固定连接，所述螺杆13设置在连接管12内，所述螺杆13与连接管12的内壁滑动且密封连接，所述传输管15设置在螺杆13的靠近密封盖3的一侧，所述连接管12通过传输管15与固定管8的顶端固定连接且连通，所述传动单元设置在螺杆13的顶端，所述驱动齿轮11通过传动单元与螺杆13传动连接。
传动轴6的转动带动驱动齿轮11转动，驱动齿轮11的转动通过传动单元使螺杆13转动，通过螺杆13的转动使连接管12内的原料受到向着靠近密封盖3方向的推力，从而使连接管12内的原料从传输管15流入固定管8内，并进入第一连接孔内，再通过第二连接孔从固定管8的底端排出，实现了连接管12内原料的定向流动，从而增加了原料的搅拌方式和搅拌方向，提升了搅拌效果，并且，传动轴6的转动带动转动环10转动，从而使团聚的原料通过第一连接孔和第二连接孔内壁之间产生的剪切力实现粉碎团聚原料的效果。
作为优选，为了实现螺杆13转动的效果，所述传动单元包括从动齿轮16、轴承17、转动轴18和通孔，所述通孔设置在密封板14上，所述通孔和转动轴18均与连接管12同轴设置，所述通孔的孔径小于连接管12的内径且与转动轴18的直径相等，所述转动轴18穿过通孔，所述转动轴18与通孔的内壁密封且滑动连接，所述转动轴18的底端固定在螺杆13上，所述轴承17的内圈安装在转动轴18的顶端，所述轴承17的外圈固定在主体1的内壁上，所述从动齿轮16位于轴承17和密封板14之间，所述从动齿轮16安装在转动轴18上，所述驱动齿轮11与从动齿轮16啮合。
驱动齿轮11的转动带动从动齿轮16转动，从而使转动轴18在轴承17的支撑作用下带动螺杆13转动，实现了驱动螺杆13转动的功能。
作为优选，为了提高螺杆13的转速，所述驱动齿轮11的齿数大于从动齿轮16的齿数。
齿轮传动中，齿数与转速成反比，从而可以提高从动齿轮16的转速，即提高了螺杆13的转速，通过提高螺杆13的转速可以增加原料在连接管12内的流速，从而提升搅拌效果和提高消除原料团聚的效率。
作为优选，为了减小转动轴18与通孔内壁之间的间隙，所述转动轴18与通孔内壁的连接处设有密封圈。
密封圈的作用是减小转动轴18与通孔内壁之间的间隙，提高密封性。
作为优选，为了便于转动轴18的安装，所述转动轴18上设有倒角。
倒角的作用是减小转动轴18穿过通孔时的口径，起到了便于安装的效果。
作为优选，为了提升粉碎效果，所述第一连接孔内设有至少两个刀片19，所述刀片19轴线均匀固定在第一连接孔的内壁上。
原料在第一连接孔内流动，当团聚的原料撞击到刀片19上时，通过刀片19可以实现切开团聚原料的功能，提升效果团聚原料的效率。
作为优选，为了提高驱动电机5的驱动力，所述驱动电机5为伺服电机。
伺服电机具有过载能力强的特点，从而可以提高驱动电机5的驱动力。
作为优选，为了延长主体1的使用寿命，所述主体1的外周设有防腐镀锌层。
防腐镀锌层的作用是提升主体1的防锈能力，从而延长主体1的使用寿命。
作为优选，为了减小密封盖3与主体1抵靠时产生的冲击力，所述密封盖3的靠近主体1的一侧铺设有硅胶。
该设备可以通过打开密封盖3进行维护，维护完毕后，再将密封盖3盖紧，这里，通过硅胶质地较为柔软的特性，可以减小密封盖3与主体1抵靠时产生的冲击力，实现缓冲和减振效果。
作为优选，为了便于搬运，所述主体1的底部设有滚轮20。
滚轮20的作用是提高主体1的机动性，起到了便于搬运的效果。
该设备在使用过程中，通过搅棒7的转动实现搅拌石墨烯原料的功能，并通过使石墨烯原料在连接管12内实现定向流动，增加了原料搅拌的方式和原料搅拌的方式，提升了搅拌的均匀度，并且，通过连接管12内原料的定向流动，使原料从固定管8的顶端输送至固定管8内部，并使原料穿过第一连接孔和第二连接孔再从固定管8的底端排出，这里，通过转动环10的转动，使团聚的原料通过第一连接孔和第二连接孔内壁之间产生的剪切力实现粉碎团聚原料的效果。
与现有技术相比，该石墨烯生产设备通过粉碎机构实现了消除原料中团聚的情况，与现有的粉碎机构相比，该粉碎机构结构简单，通过第一连接孔和第二连接孔之间的剪切力，使第一连接孔内的原料和第二连接孔内的原料产生错流，从而可以提升搅拌效果，不仅如此，还通过辅助机构提升了搅拌的均匀度，与现有的辅助机构相比，该辅助机构还实现了将原料输送至固定管8内的功能，实用性更强。
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)
1.一种石墨烯生产设备，包括主体（1）、进料管（2）、密封盖（3）、出料管（4）、驱动电机（5）、传动轴（6）和搅棒（7），所述主体（1）的形状为圆柱形，所述进料管（2）设置在主体（1）的顶部，所述出料管（4）设置在主体（1）的底部，所述密封盖（3）盖上在主体（1）的顶部，所述密封盖（3）与主体（1）密度连接，所述密封盖（3）上设有安装孔，所述安装孔与传动轴（6）均与主体（1）同轴设置，所述传动轴（6）穿过安装孔，所述传动轴（6）与安装孔的内壁密封且滑动连接，所述搅棒（7）设置在主体（1）内，所述搅棒（7）的轴线与传动轴（6）的轴线垂直且相交，所述驱动电机（5）位于密封盖（3）的远离主体（1）的一侧，所述驱动电机（5）与密封盖（3）的顶部固定连接，所述驱动电机（5）与传动轴（6）的顶端传动连接，所述搅棒（7）的中端固定在传动轴（6）的底端，其特征在于，所述主体（1）内设有粉碎机构和辅助机构；
所述粉碎机构包括固定管（8）、固定环（9）和转动环（10），所述固定管（8）、固定环（9）和转动环（10）均与传动轴（6）同轴设置，所述固定管（8）的内径与固定环（9）的外径相等，所述固定环（9）的内径与传动轴（6）的直径相等，所述转动环（10）的内径与固定环（9）的内径相等，所述转动环（10）的外径与固定环（9）的外径相等，所述固定管（8）设置在搅棒（7）和密封盖（3）之间，所述转动环（10）和固定环（9）均位于固定管（8）内，所述固定环（9）与固定管（8）的内壁密封且固定连接，所述传动轴（6）与固定环（9）的内壁滑动且密封连接，所述转动环（10）位于固定环（9）和搅棒（7）自检，所述转动环（10）与固定环（9）贴合，所述转动环（10）与固定环（9）滑动且密封连接，所述固定环（9）上设有至少两个第一连接孔，所述第一连接孔以传动轴（6）的轴线为中心周向均匀分布，所述第一连接孔的轴线与传动轴（6）平行，所述转动环（10）上设有至少两个第二连接孔，所述第二连接孔与第一连接孔一一对应且同轴设置，所述第一连接孔的孔径与第二连接孔的孔径相等；
所述辅助机构包括驱动齿轮（11）和至少两个辅助组件，所述驱动齿轮（11）位于固定管（8）和密封盖（3）之间，所述驱动齿轮（11）安装在传动轴（6）上，所述辅助组件以固定管（8）的轴线为中心周向均匀分布在固定管（8）的外周；
所述辅助组件包括连接管（12）、螺杆（13）、密封板（14）、传输管（15）和传动单元，所述连接管（12）和螺杆（13）均与传动轴（6）平行，所述密封板（14）与连接管（12）垂直，所述连接管（12）的底端与主体（1）内的底部之间设有间隙且固定连接，所述密封板（14）与连接管（12）的顶端密封且固定连接，所述螺杆（13）设置在连接管（12）内，所述螺杆（13）与连接管（12）的内壁滑动且密封连接，所述传输管（15）设置在螺杆（13）的靠近密封盖（3）的一侧，所述连接管（12）通过传输管（15）与固定管（8）的顶端固定连接且连通，所述传动单元设置在螺杆（13）的顶端，所述驱动齿轮（11）通过传动单元与螺杆（13）传动连接。
2.如权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于，所述传动单元包括从动齿轮（16）、轴承（17）、转动轴（18）和通孔，所述通孔设置在密封板（14）上，所述通孔和转动轴（18）均与连接管（12）同轴设置，所述通孔的孔径小于连接管（12）的内径且与转动轴（18）的直径相等，所述转动轴（18）穿过通孔，所述转动轴（18）与通孔的内壁密封且滑动连接，所述转动轴（18）的底端固定在螺杆（13）上，所述轴承（17）的内圈安装在转动轴（18）的顶端，所述轴承（17）的外圈固定在主体（1）的内壁上，所述从动齿轮（16）位于轴承（17）和密封板（14）之间，所述从动齿轮（16）安装在转动轴（18）上，所述驱动齿轮（11）与从动齿轮（16）啮合。
3.如权利要求2所述的石墨烯生产设备，其特征在于，所述驱动齿轮（11）的齿数大于从动齿轮（16）的齿数。
4.如权利要求2所述的石墨烯生产设备，其特征在于，所述转动轴（18）与通孔内壁的连接处设有密封圈。
5.如权利要求2所述的石墨烯生产设备，其特征在于，所述转动轴（18）上设有倒角。
6.如权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于，所述第一连接孔内设有至少两个刀片（19），所述刀片（19）轴线均匀固定在第一连接孔的内壁上。
7.如权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于，所述驱动电机（5）为伺服电机。
8.如权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于，所述主体（1）的外周设有防腐镀锌层。
9.如权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于，所述密封盖（3）的靠近主体（1）的一侧铺设有硅胶。
10.如权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于，所述主体（1）的底部设有滚轮（20）。
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