CN112356491B - 一种利用石墨粉制备碳陶的设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用石墨粉制备碳陶的设备，包括：成型机构，其包括上模具组件、下模具组件、驱动组件以及第一导向组件，下模具组件沿着圆周转动方向依次设置有上料工位、成型工位以及输出工位；入料机构，其包括设置在机架上的储料组件，入料机构位于上料工位上；以及输出机构，其包括设置在下模具组件下方的出料组件、设置在出料组件下方的传送组件以及用于驱动上模具组件将下模具组件内的陶碳自动输出至出料组件的第二导向组件，第一导向组件与第二导向组件圆滑过渡连接，输出机构位于输出工位；本发明解决了压制成型工作中，无法实现碳陶成型及输出连续性，生产效率低的技术问题。

Description

一种利用石墨粉制备碳陶的设备

技术领域

本发明涉及碳陶技术领域，尤其涉及一种利用石墨粉制备碳陶的设备。

背景技术

在实际应用中高强度、高硬度、高耐腐蚀性的碳石墨材料不会同时出现，如要制成同时能应付这三高性能的碳石墨材料，工艺难度大，生产周期长，成本太高，不适合市场大量推广应用。由于碳粉，碳纤维还属纯碳石墨材料，本质上属软性，在磨擦运动中碰到超过它硬度的颗粒即难以承受，会造成加速磨损，寿命短的后果，所以先靠碳材料本身是难以应付这种工况。

专利号为CN2009100264827的专利文献公开了一种碳陶复合材料的生产方法，取硅烷偶连剂：K577溶剂、99％酒精、二甲苯、水搅拌制成硅烷偶连剂混合溶液；取超细碳化硅粉、二硫化钨混合为陶瓷粉料；取陶瓷粉料、硅烷偶连剂混合溶液放入球磨机中球磨混合均匀成添加剂糊料；在捏合釜中加入沥青焦粉、碳黑、石墨粉混捏，加热，加入添加剂糊料、熔溶煤沥青、蒽油混合物混合制成熟料；将混合熟料热轧成薄片、冷却、磨粉、压制成型、焙烧、煤沥青浸渍、荒车、树脂浸渍、车加工、二次浸树脂浸渍、固化为成品。

但是，在实际使用过程中，发明人发现压制成型工作中，无法实现碳陶成型及输出连续性，生产效率低的问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足之处，通过设置成型机构配合入料机构以及输出机构，实现成型机构在传送过程中依次完成入料机构对石墨粉的均匀定量上料工作、成型工作以及输出机构对碳陶的向下输出工作，从而解决了压制成型工作中，无法实现碳陶成型及输出连续性，生产效率低的技术问题。

针对以上技术问题，采用技术方案如下：一种利用石墨粉制备碳陶的设备，包括：

成型机构，所述成型机构包括上模具组件、下模具组件、用于驱动所述上模具组件与下模具组件同步转动且安装在机架上的驱动组件以及安装在所述机架上且用于导向所述上模具组件沿着所述上模具组件圆周面上平行转动的第一导向组件，所述下模具组件沿着圆周转动方向依次设置有上料工位、成型工位以及输出工位；

入料机构，所述入料机构包括设置在所述机架上的储料组件，所述入料机构位于所述上料工位上；以及

输出机构，所述输出机构包括设置在所述下模具组件下方的出料组件、设置在所述出料组件下方的传送组件以及用于驱动所述上模具组件将下模具组件内的陶碳自动输出至出料组件的第二导向组件，所述第一导向组件与所述第二导向组件圆滑过渡连接，所述输出机构位于所述输出工位。

作为优选，所述上模具组件包括倾斜设置且为圆盘结构的传动盘以及设置在所述传动盘下表面且沿着所述传动盘圆周方向等间距设置若干组的压制件；

所述压制件包括底座、竖直设置且与所述底座固定连接的伸缩杆、设置在所述伸缩杆上且滑动端为球形结构设置的控制杆以及与所述伸缩杆的下端部固定连接的压板，所述控制杆匹配传动于所述第一导向组件以及第二导向组件内。

作为优选，所述下模具组件包括水平设置且为圆盘结构的圆周盘以及设置在所述圆周盘上表面且与所述压制件一一对应设置的承载模具，所述承载模具对应设置在所述圆周盘上开设的若干组安置槽上；

相邻两个承载模具之间设置有限位环，且该限位环与所述承载模具的上表面沿着同一水平面设置。

作为优选，所述上料工位位于所述传动盘与圆周盘之间的最大垂直距离处；

所述成型工位位于所述传动盘与圆周盘之间的最小垂直距离处。

作为优选，所述驱动组件包括其输出端竖直向上设置的驱动电机以及与所述驱动电机的输出端同轴且固定连接的驱动轴；

所述驱动轴与所述圆周盘同轴且固定连接，所述驱动轴的输出端设置有第一锥齿，所述传动盘上同轴且固定连接有传动杆，所述传动杆的一端转动设置在所述机架上且其另一端设置有第二锥齿，所述第一锥齿与第二锥齿啮合设置。

作为优选，所述第一导向组件为第一导向轨道，该第一导向轨道与所述传动盘同轴且平行设置。

作为优选，所述储料组件包括出料仓，所述出料仓下设置有出料口且该出料口的下表面与所述限位环的上表面贴合设置。

作为优选，所述出料组件包括安装在机架上且与所述圆周盘同轴设置的错位盘以及设置在所述错位盘下方且其上方为广口结构的暂存盒，所述错位盘的上表面与所述圆周盘的下表面贴合设置且位于所述输出工位上开设有弧形槽；

所述驱动轴贯穿与所述错位盘的避让孔内。

作为优选，所述传送组件为皮带皮带轮传输方式；

所述暂存盒的下表面与传送组件的上表面间距与所述碳陶厚度相等。

作为又优选，所述第二导向组件包括第二导向轨道，所述第二导向轨道在竖直方向沿着所述驱动组件转动方向先下降后抬升。

本发明的有益效果：

(1)本发明中通过设置成型机构配合入料机构以及输出机构，实现成型机构在传送过程中依次完成入料机构对石墨粉的均匀定量上料工作、成型工作以及输出机构对碳陶的向下输出工作，整个装置的连续工作，提高碳陶的制备生产效率，其自动化程度高；

(2)本发明中通过设置储料组件配合限位环，当承载模具传送至出料口下方时，出料仓的石墨粉自动进入承载模具内，进而实现承载模具内的定量接料工作，同时承载模具继续传送工作时，承载模具内的石墨粉上表面受到出料口底部的刮平工作，进而利于后期压制成型时的均匀性，从而提高产品的质量及致密度；

(3)本发明中通过设置出料组件配合第二导向组件，当压制件上的控制杆传动至第二导向轨道时，碳陶失去错位盘的支撑进入弧形槽内，再利用控制杆在传动过程中受到第二导向轨道的导向下压，进而完成碳陶的自动竖直输出，其自动化程度高；

(4)本发明中通过设置传动盘在传动过程中与圆周盘之间的距离逐渐缩短，进而实现压制件的压板自动进入承载模具内，起到对承载模具内的石墨粉自动压制成型工作，进而实现连续性的成型工作。

综上所述，该设备具有结构简单、自动压制的优点，尤其适用于碳陶技术领域。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

图1为利用石墨粉制备碳陶的制备设备的结构示意图。

图2为利用石墨粉制备碳陶的制备设备的主视示意图。

图3为下模具组件的结构示意图一。

图4为下模具组件的剖视示意图。

图5为下模具组件的结构示意图二。

图6为上模具组件的结构示意图一。

图7为上模具组件的结构示意图二。

图8为成型机构的主视示意图。

图9为出料组件的俯视示意图。

图10为入料机构的结构示意图。

图11为入料机构的传料状态示意图一。

图12为入料机构的传料状态示意图二。

图13为输出机构的结构示意图。

图14为成型机构的压料状态示意图。

图15为成型机构的出料状态示意图。

图16为驱动组件的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明。

实施例一

如图1、图2所示，一种利用石墨粉制备碳陶的设备，包括：

成型机构1，所述成型机构1包括上模具组件11、下模具组件12、用于驱动所述上模具组件11与下模具组件12同步转动且安装在机架13上的驱动组件14以及安装在所述机架13上且用于导向所述上模具组件11沿着所述上模具组件11圆周面上平行转动的第一导向组件15，所述下模具组件12沿着圆周转动方向依次设置有上料工位Ⅰ、成型工位Ⅱ以及输出工位Ⅲ；

入料机构2，所述入料机构2包括设置在所述机架13上的储料组件21，所述入料机构2位于所述上料工位Ⅰ上；以及

输出机构3，所述输出机构3包括设置在所述下模具组件12下方的出料组件31、设置在所述出料组件31下方的传送组件32以及用于驱动所述上模具组件11将下模具组件12内的陶碳10自动输出至出料组件31的第二导向组件33，所述第一导向组件15与所述第二导向组件33圆滑过渡连接，所述输出机构3位于所述输出工位Ⅲ。

在本实施例中，通过设置成型机构1配合入料机构2以及输出机构3，实现成型机构1在传送过程中依次完成石墨粉的上料工作、成型工作以及输出工作，整个装置的连续工作，提高碳陶的制备生产效率，其自动化程度高。

需要说明的是，成型机构1采用转盘结构实现工作的连续性，有利于设备的安装，进而充分利用车间的有效空间。

进一步，如图6、图7所示，所述上模具组件11包括倾斜设置且为圆盘结构的传动盘111以及设置在所述传动盘111下表面且沿着所述传动盘111圆周方向等间距设置若干组的压制件112；

所述压制件112包括底座113、竖直设置且与所述底座113固定连接的伸缩杆114、设置在所述伸缩杆114上且滑动端为球形结构设置的控制杆115以及与所述伸缩杆114的下端部固定连接的压板116，所述控制杆115匹配传动于所述第一导向组件15以及第二导向组件33内。

在本实施例中，通过设置传动盘111在传动过程中与圆周盘121之间的距离逐渐缩短，进而实现压制件112的压板116自动进入承载模具122内，起到对承载模具122内的石墨粉自动压制成型工作，进而实现连续性的成型工作。

进一步，如图3、图4和图5所示，所述下模具组件12包括水平设置且为圆盘结构的圆周盘121以及设置在所述圆周盘121上表面且与所述压制件112一一对应设置的承载模具122，所述承载模具122对应设置在所述圆周盘121上开设的若干组安置槽123上；

相邻两个承载模具122之间设置有限位环124，且该限位环124与所述承载模具122的上表面沿着同一水平面设置。

进一步，如图8、图9所示，所述上料工位Ⅰ位于所述传动盘111与圆周盘121之间的最大垂直距离处；

所述成型工位Ⅱ位于所述传动盘111与圆周盘121之间的最小垂直距离处。

进一步，如图16所示，所述驱动组件14包括其输出端竖直向上设置的驱动电机141以及与所述驱动电机141的输出端同轴且固定连接的驱动轴142；

所述驱动轴142与所述圆周盘121同轴且固定连接，所述驱动轴142的输出端设置有第一锥齿143，所述传动盘111上同轴且固定连接有传动杆144，所述传动杆144的一端转动设置在所述机架13上且其另一端设置有第二锥齿145，所述第一锥齿143与第二锥齿145啮合设置。

在本实施例中，通过设置驱动组件14带动上模具组件11以及下模具组件12的同步转动，进而实现对应设置的压板116及承载模具122在驱动组件14的传动下保持相对静止，进而不影响压板116自动进入承载模具122内。

进一步，如图14所示，所述第一导向组件15为第一导向轨道，该第一导向轨道与所述传动盘111同轴且平行设置。

在本实施例中，通过设置第一导向组件15起到对压制件112的支撑及导向作用。

进一步，如图10所示，所述储料组件21包括出料仓，所述出料仓下设置有出料口210且该出料口210的下表面与所述限位环124的上表面贴合设置。

在本实施例中，通过设置储料组件21配合限位环124，当承载模具122传送至出料口210下方时，出料仓的石墨粉自动进入承载模具122内，进而实现承载模具122内的定量接料工作，同时承载模具122继续传送工作时，承载模具122内的石墨粉上表面受到出料口210底部的刮平工作，进而利于后期压制成型时的均匀性，从而提高产品的质量及致密度。

进一步，如图9、图14和图15所示，所述出料组件31包括安装在机架13上且与所述圆周盘121同轴设置的错位盘311以及设置在所述错位盘311下方且其上方为广口结构的暂存盒312，所述错位盘311的上表面与所述圆周盘121的下表面贴合设置且位于所述输出工位Ⅲ上开设有弧形槽313；

所述驱动轴142贯穿与所述错位盘311的避让孔314内。

进一步，如图15所示，所述第二导向组件33包括第二导向轨道，所述第二导向轨道在竖直方向沿着所述驱动组件14转动方向先下降后抬升。

在本实施例中，通过设置出料组件31配合第二导向组件33，当压制件112上的控制杆115传动至第二导向轨道时，碳陶失去错位盘311的支撑进入弧形槽313内，再利用控制杆115在传动过程中受到第二导向轨道的导向下压，进而完成碳陶的自动竖直输出，其自动化程度高。

实施例二

如图13所示，其中与实施例一中相同或相应的部件采用与实施例一相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例一的区别点。该实施例二与实施例一的不同之处在于：

进一步，如图13所示，所述传送组件32为皮带皮带轮传输方式；

所述暂存盒312的下表面与传送组件32的上表面间距与所述碳陶10厚度相等。

在此值得一提的是，通过设置暂存盒312，而缩短碳陶掉落输出的高度，进而降低碳陶输出的碰撞磨损程度，提高产品质量；需要说明的是暂存盒312内壁为橡胶材料结构设置；另外，暂存盒312内的碳陶输出方式为下一个下模具组件12内输出碳陶的挤出，并利用相互作用的碳陶实现暂存盒312内最下端的碳陶输出至传送组件32上。

工作过程：

首先启动驱动组件14，驱动电机141通过驱动轴142带动圆周盘121转动，然后第一锥齿143与第二锥齿145啮合，传动盘111进行同步的绕轴转动，当承载模具122转动至上料工位Ⅰ处时，出料仓的石墨粉自动进入承载模具122内，承载模具122在圆周盘121的驱动下自动转动，转动过程中，压板116自动进入承载模具122内，对石墨粉进行压制工作，石墨粉在高压下形成陶碳；当承载模具122转动至输出工位Ⅲ时，压制件112上的控制杆115传动至第二导向轨道时，碳陶失去错位盘311的支撑进入弧形槽313内，再利用控制杆115在传动过程中受到第二导向轨道的导向下压，陶碳10进入暂存盒312内，陶碳10再通过暂存盒312进入传送组件32上，并实现依次的连续输出。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“前后”、“左右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或部件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

当然在本技术方案中，本领域的技术人员应当理解的是，术语“一”应理解为“至少一个”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明的技术提示下可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种利用石墨粉制备碳陶的设备，其特征在于，包括：

成型机构（1），所述成型机构（1）包括上模具组件（11）、下模具组件（12）、用于驱动所述上模具组件（11）与下模具组件（12）同步转动且安装在机架（13）上的驱动组件（14）以及安装在所述机架（13）上且用于导向所述上模具组件（11）沿着所述上模具组件（11）圆周面上平行转动的第一导向组件（15），所述下模具组件（12）沿着圆周转动方向依次设置有上料工位（Ⅰ）、成型工位（Ⅱ）以及输出工位（Ⅲ）；

入料机构（2），所述入料机构（2）包括设置在所述机架（13）上的储料组件（21），所述入料机构（2）位于所述上料工位（Ⅰ）上；以及

输出机构（3），所述输出机构（3）包括设置在所述下模具组件（12）下方的出料组件（31）、设置在所述出料组件（31）下方的传送组件（32）以及用于驱动所述上模具组件（11）将下模具组件（12）内的碳陶 （10）自动输出至出料组件（31）的第二导向组件（33），所述第一导向组件（15）与所述第二导向组件（33）圆滑过渡连接，所述输出机构（3）位于所述输出工位（Ⅲ）；

所述上模具组件（11）包括倾斜设置且为圆盘结构的传动盘（111）以及设置在所述传动盘（111）下表面且沿着所述传动盘（111）圆周方向等间距设置若干组的压制件（112）；

所述压制件（112）包括底座（113）、竖直设置且与所述底座（113）固定连接的伸缩杆（114）、设置在所述伸缩杆（114）上且滑动端为球形结构设置的控制杆（115）以及与所述伸缩杆（114）的下端部固定连接的压板（116），所述控制杆（115）匹配传动于所述第一导向组件（15）以及第二导向组件（33）内；

所述下模具组件（12）包括水平设置且为圆盘结构的圆周盘（121）以及设置在所述圆周盘（121）上表面且与所述压制件（112）一一对应设置的承载模具（122），所述承载模具（122）对应设置在所述圆周盘（121）上开设的若干组安置槽（123）上；

相邻两个承载模具（122）之间设置有限位环（124），且该限位环（124）与所述承载模具（122）的上表面沿着同一水平面设置；

所述上料工位（Ⅰ）位于所述传动盘（111）与圆周盘（121）之间的最大垂直距离处；

所述成型工位（Ⅱ）位于所述传动盘（111）与圆周盘（121）之间的最小垂直距离处；

所述驱动组件（14）包括其输出端竖直向上设置的驱动电机（141）以及与所述驱动电机（141）的输出端同轴且固定连接的驱动轴（142）；

所述驱动轴（142）与所述圆周盘（121）同轴且固定连接，所述驱动轴（142）的输出端设置有第一锥齿（143），所述传动盘（111）上同轴且固定连接有传动杆（144），所述传动杆（144）的一端转动设置在所述机架（13）上且其另一端设置有第二锥齿（145），所述第一锥齿（143）与第二锥齿（145）啮合设置。

2.根据权利要求1所述的一种利用石墨粉制备碳陶的设备，其特征在于，所述第一导向组件（15）为第一导向轨道，该第一导向轨道与所述传动盘（111）同轴且平行设置。

3.根据权利要求1所述的一种利用石墨粉制备碳陶的设备，其特征在于，所述储料组件（21）包括出料仓，所述出料仓下设置有出料口（210）且该出料口（210）的下表面与所述限位环（124）的上表面贴合设置。

4.根据权利要求1所述的一种利用石墨粉制备碳陶的设备，其特征在于，所述出料组件（31）包括安装在机架（13）上且与所述圆周盘（121）同轴设置的错位盘（311）以及设置在所述错位盘（311）下方且其上方为广口结构的暂存盒（312），所述错位盘（311）的上表面与所述圆周盘（121）的下表面贴合设置且位于所述输出工位（Ⅲ）上开设有弧形槽（313）；

所述驱动轴（142）贯穿与所述错位盘（311）的避让孔（314）内。

5.根据权利要求4所述的一种利用石墨粉制备碳陶的设备，其特征在于，所述传送组件（32）为皮带皮带轮传输方式；

所述暂存盒（312）的下表面与传送组件（32）的上表面间距与所述碳陶（10）厚度相等。

6.根据权利要求1所述的一种利用石墨粉制备碳陶的设备，其特征在于，所述第二导向组件（33）包括第二导向轨道，所述第二导向轨道在竖直方向沿着所述驱动组件（14）转动方向先下降后抬升。

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