CN110757869A - 一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法 - Google Patents

一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及石墨纸技术领域，且公开了一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法，由模块一和模块二组成，模块一包括有机体，所述机体的顶面固定连接有第一安装架，所述第一安装架的左右两侧分别安装有紧固螺栓，所述第一安装架的背面通过紧固螺栓螺纹套接有蓄料槽，所述蓄料槽底面的中部安装有阀门，所述机体内腔的下方卡接有滑块。本发明通过采用钢厂中回收产品，以碳过饱和而从铁水中析出碳的石墨结晶体为原料，经过重重加工而得到新型的导热石墨纸，并且本kish石墨纸能够与人工石墨纸配合使用，其复合材料能够得到更大范围的应用，大大提高本产品的适用范围，是本产品实用性的体现。

Description

一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法
技术领域
本发明涉及石墨纸技术领域，具体为一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法。
背景技术
石墨纸是将高碳磷片石墨经化学处理，高温膨胀轧制而成的一种材料，由于其良好的散热性，并且重量轻和占用空间小等优点，广泛应用于电力、石油、化工、仪表、机械、金刚石等行业的机、管、泵、阀的动密封和静密封，是替代橡胶、氟塑料、石棉等传统密封件的理想的新型密封材料。
由于现在的人工石墨纸生产成本非常高，导致用户无法降低成本，原材料厚度的原因导致人工石墨纸很难大范围推广使用。另外，天然石墨纸虽然加工成本低，但是产品的导热性能不高，同时受国外公司的天然石墨专利限制很难全方位推广；同时，现有的人工石墨纸是PI膜材料通过高温碳化后再石墨化，最后压延产生，虽然导热率比较好，但是很难做到厚度大于0.1毫米的产品，因为PI膜原材料的厚度决定了最终产品的厚度，应用范围有限。因此，石墨纸的广泛运用受到多方面条件的限制，如何生产更加实用和高效的导热石墨纸逐渐成为了亟需解决的问题，有鉴于此，提出一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法来解决上述问题。
发明内容
本发明提供了一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法，具备导热效果好、适用性强和生产成本低下的优点，解决了上述背景技术中提出的问题。
本发明提供如下技术方案：一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法，由模块一和模块二组成，模块一包括有机体，所述机体的顶面固定连接有第一安装架，所述第一安装架的左右两侧分别安装有紧固螺栓，所述第一安装架的背面通过紧固螺栓螺纹套接有蓄料槽，所述蓄料槽底面的中部安装有阀门，所述机体内腔的下方卡接有滑块，两侧所述滑块远离机体的一侧分别固定连接在滤网的左右两侧，所述机体左侧下方固定连接有第二安装架，所述第二安装架的内腔安装有电机一，所述电机一输出轴的一端伸出至机体的内腔，且电机一输出轴的一端固定套接在传动轴的左端，所述传动轴的右端固定连接在机体内腔右侧的下方，所述传动轴的左右两侧分别固定套接有椭圆块。
所述模块二包括有底座，所述底座顶面的左侧固定连接有滑动板，所述滑动板的中部开设有贯穿滑动板的滑槽，所述滑槽的上下两侧分别卡接有压辊，上方所述压辊的背面螺纹套接有调节螺母，且下方压辊的背面固定套接在电机二输出轴的一端，下方所述压辊上活动套接在传动带一的一侧，所述传动带一的另一侧活动套接有轴承，所述轴承的数量有四个，四个所述轴承的中部分别固定连接有向下伸出且垂直于底座的支撑杆，下方所述轴承之间活动套接有传动带二，所述底座顶面的右侧和中部分别固定连接有圆杆，两侧所述圆杆的顶面之间安装有输送带，右侧所述圆杆的顶端固定套接在电机三的内腔。
精选的，所述传动带二分为上下两部分，上方所述传动带二呈倾斜状且右侧高于左侧，下方所述传动带二的右端位于输送带左侧的底面。
精选的，所述机体内腔的左右两侧分别开设有条状槽，两侧所述滑块分别卡接在条状槽的内腔，所述条状槽的长度值等于椭圆块顶面到蓄料槽底面的距离值。
精选的，所述蓄料槽内腔的kish石墨原料以钢厂除尘灰收集的Kish石墨为基础，经过筛选，破碎，磁选，浮选等工艺，将kish石墨原料的含碳量提高到90％以上。
精选的，所述蓄料槽用来对原料进行暂时的存放，通过阀门将原料释放至滤网内腔后，在滤网的抖动下，得以筛选出大于30目的kish石墨原料。
精选的，所述滤网将kish石墨原料进行筛分完毕之后，通过酸化处理，制成含碳量大于98％的Kish可膨胀石墨，确保可膨胀倍数200倍以上。
精选的，所述输送带在输送kish膨胀石墨蠕虫之前，先通过螺旋输送设备将石墨蠕虫输送至膨胀炉内，在1200度高温膨胀炉内会迅速膨胀，会得到膨胀容积为200ml/g的Kish膨胀石墨蠕虫，Kish膨胀石墨蠕虫经过旋流器降温后再进入料仓，经过振动筛选，均匀的分布到输送带上面。
精选的，所述传动带二和压辊在输送kish膨胀石墨蠕虫时，由于传动带和压辊结构的原因，会将kish膨胀石墨蠕虫进行挤压成型，在传动带和压辊中间利用加热系统进行加热，其温度控制在400度左右，经过挤压之后再进行切割卷曲，最终达到客户需要的不同厚度和密度的产品。
本发明具备以下有益效果：
1、本发明通过采用钢厂中回收产品，以碳过饱和而从铁水中析出碳的石墨结晶体为原料，经过重重加工而得到新型的导热石墨纸，并且本kish石墨纸能够与人工石墨纸配合使用，其复合材料能够得到更大范围的应用，大大提高本产品的适用范围，是本产品实用性的体现。
2、本发明通过采用以kish石墨为原料来生产石墨纸，并且Kish石墨纸的结晶度和石墨片层厚度决定了它比天然的石墨导热性能更好，天然石墨纸导热率通常在200W/(m·K)左右，用kish石墨做成的导热材料导热率大于400W/(m·K)，解决了天然石墨导热率不足的问题,满足客户更多需求。
3、本发明通过以kish石墨为原料来进行石墨纸的生产工作，并且由于kish石墨自身性质的原因，使得kish石墨可加工厚度范围是0.01mm-10mm，导致新型石墨纸的厚度能够较传统石墨纸更薄，能够间接地提高最终产品的使用性能，是本产品可行性的体现。
附图说明
图1为本发明模块一结构示意图；
图2为本发明模块二结构示意图；
图3为本发明滑动板背面结构示意图。
图中：1、机体；2、第一安装架；3、紧固螺栓；4、蓄料槽；5、阀门；6、滤网；7、滑块；8、第二安装架；9、电机一；10、传动轴；11、椭圆块；12、底座；13、滑动板；14、滑槽；15、压辊；16、调节螺母；17、电机二；18、传动带一；19、轴承；20、传动带二；21、支撑杆；22、圆杆；23、输送带；24、电机三。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3，一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法，由模块一和模块二组成，模块一包括有机体1，机体1内腔的左右两侧分别开设有条状槽，两侧滑块7分别卡接在条状槽的内腔，条状槽的长度值等于椭圆块11顶面到蓄料槽4底面的距离值，当电机一9带动椭圆块11不断旋转时，椭圆块11由于自身结构的原因，会将滤网6不断顶起有放下，在电机一9的持续旋转作用下，滤网6也会出现不停抖动的效果，两侧滑块7卡接在机体1两侧条状槽的设计，使得滤网6可以沿着条状槽来上下活动，是滤网6能够实现抖动的主要原因，机体1底面的四周分别固定连接有对称分布的固定座，固定座的数量有四个，且四个固定座的底面在同一水平面上，四个固定座的设计，能够给装置提供支撑作用力，同时四个固定座的底面在同一水平面上，可以保证确保装置始终处于稳定的状态，为装置进行石墨纸制备提供了保障，机体1的顶面固定连接有第一安装架2，第一安装架2的左右两侧分别安装有紧固螺栓3，第一安装架2的背面通过紧固螺栓3螺纹套接有蓄料槽4，蓄料槽4内腔的kish石墨原料以钢厂除尘灰收集的Kish石墨为基础，经过筛选，破碎，磁选，浮选等工艺，将kish石墨原料的含碳量提高到90％以上，蓄料槽4底面的中部开设有出料口，阀门5安装在出料口的中部，蓄料槽4的底面向中部倾斜，出料口是kish石墨原料向下漏出的主要作用点，出料口配合阀门5的共同使用，可以达到便于对kish石墨原料出料速度的控制，并且蓄料槽4的底面向中部倾斜，使得蓄料槽4内腔的原料能够在重力作用下完全流出，避免原料在蓄料槽4内腔的边角处堆积的情况，蓄料槽4底面的中部安装有阀门5，机体1内腔的下方卡接有滑块7，两侧滑块7远离机体1的一侧分别固定连接在滤网6的左右两侧，滤网6将kish石墨原料进行筛分完毕之后，通过酸化处理，制成含碳量大于98％的Kish可膨胀石墨，确保可膨胀倍数200倍以上，机体1左侧下方固定连接有第二安装架8，第二安装架8的内腔安装有电机一9，电机一9输出轴的一端伸出至机体1的内腔，且电机一9输出轴的一端固定套接在传动轴10的左端，传动轴10的左右两端分别固定套接在转环的内腔，两侧转环的顶面在同一水平面上，且转环远离传动轴10的一侧固定连接在机体1内腔的两侧，传动轴10主要是将电机一9转动的作用力传递给两侧的椭圆块11，由于电机一9和传动轴10在工作状态时处于转动的状态，但是其位置是需要保持固定的，因此在传动轴10的两侧分别采用转环的设计，不仅能够不妨碍传动轴10转动的效果，还可以确保传动轴10位置的固定，传动轴10的右端固定连接在机体1内腔右侧的下方，传动轴10的左右两侧分别固定套接有椭圆块11。
模块二包括有底座12，底座12顶面的左侧固定连接有滑动板13，滑动板13的中部开设有贯穿滑动板13的滑槽14，滑槽14的上下两侧分别卡接有压辊15，kish膨胀石墨蠕虫会在传动带二20的带动下，进入两个压辊15的中部，当kish膨胀石墨蠕虫活动时，会受到两个压辊15的挤压，并且两个压辊15之间的缝隙宽度值即是挤压成型后材料的厚度值，上方压辊15的背面螺纹套接有调节螺母16，且下方压辊15的背面固定套接在电机二17输出轴的一端，下方压辊15上活动套接在传动带一18的一侧，传动带一18的另一侧活动套接有轴承19，轴承19的数量有四个，四个轴承19的中部分别固定连接有向下伸出且垂直于底座12的支撑杆21，下方轴承19之间活动套接有传动带二20，传动带二20和压辊15在输送kish膨胀石墨蠕虫时，由于传动带20和压辊15结构的原因，会将kish膨胀石墨蠕虫进行挤压成型，在传动带20和压辊15中间利用加热系统进行加热，其温度控制在400度左右，经过挤压之后再进行切割卷曲，最终达到客户需要的不同厚度和密度的产品，传动带二20分为上下两部分，上方传动带二20呈倾斜状且右侧高于左侧，下方传动带二20的右端位于输送带23左侧的底面，当kish膨胀石墨蠕虫沿着输送带23输送至传动带二20的顶面上时，由于上下两侧传动带二20夹持的作用力，kish膨胀石墨蠕虫会逐渐挤压呈扁平状，达到预压成型的目的，下方传动带二20的右端处于输送带23左侧底面的设计，使得输送带23上的kish膨胀石墨蠕虫能够完全输送至传动带二20的顶面上，底座12顶面的右侧和中部分别固定连接有圆杆22，圆杆22的数量有两个，两侧圆杆22的顶端分别安装有轴承二，两侧轴承二的顶面在同一水平面上，两侧轴承二的顶面在同一水平面的设计，可以确保输送带23的顶面可以始终处于水平的状态，圆杆22的下方主要起到支撑固定输送带23的作用，当电机三24需要带动输送带23活动时，必须采用轴承二作为电机三24和圆杆22之间的连接件，两侧圆杆22的顶面之间安装有输送带23，输送带23在输送kish膨胀石墨蠕虫之前，先通过螺旋输送设备将石墨蠕虫输送至膨胀炉内，在1200度高温膨胀炉内会迅速膨胀，会得到膨胀容积为200ml/g的Kish膨胀石墨蠕虫，Kish膨胀石墨蠕虫经过旋流器降温后再进入料仓，经过振动筛选，均匀的分布
到输送带上面，右侧圆杆22的顶端固定套接在电机三24的内腔，电机三24输出轴的一端固定套接在右侧圆杆22顶面轴承二的内腔，底座12顶面的右侧固定连接有连接杆，电机三24固定连接在连接杆的顶端，底座12顶面的连接杆主要是将电机三24进行安装固定，当电机三24转动时，其圆杆22顶端的轴承二也会随之转动，是输送带23能够进行原料输送的主要原因。
工作原理：使用时，将kish原料放置在蓄料槽4的内腔，这时打开电机一9的电源，在电机一9带动传动轴10的转动下，椭圆块11也会随之同步旋转，达到滤网6可以上下不断抖动，实现原料的筛分作业，筛分完毕之后，提取大于30目的kish石墨原料进行酸化处理，用以制成kish可膨胀石墨，之后将kish可膨胀石墨通过膨胀炉加工成kish膨胀石墨蠕虫，把kish膨胀石墨蠕虫放置在输送带23的表面上，旋开调节螺母16，使得压辊15可以上下滑动，这时两块压辊15之间的距离值即是加工后石墨纸的厚度值，调节完毕之后打开电机二17和电机三24的电机，输送带23会将kish膨胀石墨蠕虫缓慢输送至传动带二20的表面上，同时在传动带二20的转动下，上下两个传动带二20会将hish膨胀石墨蠕虫进行预压，预压后的石墨蠕虫顺着传动带二20的作用力继续向左侧滑动，在两个压辊15之间的缝隙下挤压成型，最后将kish石墨纸通过模具进行切割成各种零部件，用PET覆膜之后包装出厂即可。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。同时在本发明的附图中，填充图案只是为了区别图层，不做其他任何限定。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备，由模块一和模块二组成，其特征在于：所述模块一包括有机体(1)，所述机体(1)的顶面固定连接有第一安装架(2)，所述第一安装架(2)的左右两侧分别安装有紧固螺栓(3)，所述第一安装架(2)的背面通过紧固螺栓(3)螺纹套接有蓄料槽(4)，所述蓄料槽(4)底面的中部安装有阀门(5)，所述机体(1)内腔的下方卡接有滑块(7)，两侧所述滑块(7)远离机体(1)的一侧分别固定连接在滤网(6)的左右两侧，所述机体(1)左侧下方固定连接有第二安装架(8)，所述第二安装架(8)的内腔安装有电机一(9)，所述电机一(9)输出轴的一端伸出至机体(1)的内腔，且电机一(9)输出轴的一端固定套接在传动轴(10)的左端，所述传动轴(10)的右端固定连接在机体(1)内腔右侧的下方，所述传动轴(10)的左右两侧分别固定套接有椭圆块(11)；
所述模块二包括有底座(12)，所述底座(12)顶面的左侧固定连接有滑动板(13)，所述滑动板(13)的中部开设有贯穿滑动板(13)的滑槽(14)，所述滑槽(14)的上下两侧分别卡接有压辊(15)，上方所述压辊(15)的背面螺纹套接有调节螺母(16)，且下方压辊(15)的背面固定套接在电机二(17)输出轴的一端，下方所述压辊(15)上活动套接在传动带一(18)的一侧，所述传动带一(18)的另一侧活动套接有轴承(19)，所述轴承(19)的数量有四个，四个所述轴承(19)的中部分别固定连接有向下伸出且垂直于底座(12)的支撑杆(21)，下方所述轴承(19)之间活动套接有传动带二(20)，所述底座(12)顶面的右侧和中部分别固定连接有圆杆(22)，两侧所述圆杆(22)的顶面之间安装有输送带(23)，右侧所述圆杆(22)的顶端固定套接在电机三(24)的内腔。
2.根据权利要求1所述的一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备，其特征在于：所述传动带二(20)分为上下两部分，上方所述传动带二(20)呈倾斜状且右侧高于左侧，下方所述传动带二(20)的右端位于输送带(23)左侧的底面。
3.根据权利要求1所述的一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备，其特征在于：所述机体(1)内腔的左右两侧分别开设有条状槽，两侧所述滑块(7)分别卡接在条状槽的内腔，所述条状槽的长度值等于椭圆块(11)顶面到蓄料槽(4)底面的距离值。
4.根据权利要求1所述的一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法，其特征在于：所述蓄料槽(4)内腔的kish石墨原料以钢厂除尘灰收集的Kish石墨为基础，经过筛选，破碎，磁选，浮选等工艺，将kish石墨原料的含碳量提高到90％以上。
5.根据权利要求4所述的一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法，其特征在于：所述蓄料槽(4)用来对原料进行暂时的存放，通过阀门(5)将原料释放至滤网(6)内腔后，在滤网(6)的抖动下，得以筛选出大于30目的kish石墨原料。
6.根据权利要求5所述的一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法，其特征在于：所述滤网(6)将kish石墨原料进行筛分完毕之后，通过酸化处理(盐酸+氢氟酸+硫酸+高锰酸钾)，制成含碳量大于98％的Kish可膨胀石墨，确保可膨胀倍数200倍以上。
7.根据权利要求6所述的一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法，其特征在于：所述输送带(23)在输送kish膨胀石墨蠕虫之前，先通过螺旋输送设备将石墨蠕虫输送至膨胀炉内，在1200度高温膨胀炉内会迅速膨胀，会得到膨胀容积为200ml/g的Kish膨胀石墨蠕虫，Kish膨胀石墨蠕虫经过旋流器降温后再进入料仓，经过振动筛选，均匀的分布到输送带上面。
8.根据权利要求7所述的一种以Kish石墨为原料的导热石墨纸制备设备及方法，其特征在于：所述传动带二(20)和压辊(15)在输送kish膨胀石墨蠕虫时，由于传动带(20)和压辊(15)结构的原因，会将kish膨胀石墨蠕虫进行挤压成型，在传动带(20)和压辊(15)中间利用加热系统进行加热，其温度控制在400度左右，经过挤压之后再进行切割卷曲，最终达到客户需要的不同厚度和密度的产品。
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