CN112517188A - 一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统，包括研磨装置、输送装置和干燥装置，干燥装置包括干燥筒和水箱，干燥筒顶部连接输料管，干燥筒内壁上端设有导料板，导料板呈螺旋状上升设置；干燥筒侧壁上设有加热箱，加热箱内设有引风机和电加热器，引风机的出风口上设有出风管，出风管上设置电加热器，出风管的另一端贯穿加热箱和干燥筒并位于导料板上方；水箱设置在干燥筒一侧，水箱上设有水泵，水泵通过管路与水箱内连接，水泵的输出端连接有输水管，输水管的一端与干燥筒顶部连接并于干燥筒的内壁顶部连接有雾化喷头。在导料板的作用下，石墨烯粉体沿导料板滚落，增加了对石墨烯粉体干燥的时间。

Description

一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统

技术领域

本发明属于导电浆料制备技术领域，具体涉及一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统。

背景技术

锂离子电池作为新型绿色能源，因其高容量、高电压、小型轻质、循环寿命长、安全性好、无记忆效应等优点，广泛地应用于数码产品、电动汽车、国防军事装备的电源系统、以及光伏储能系统等众多领域。随着二次电池，如锂离子电池在电动工具及新能源汽车领域的使用，人们对锂离子电池的功率性能提出了越来越高的要求。而新型的碳纳米管和石墨烯作为导电添加剂具有更加优异的导电性能，石墨烯为sp2杂化的碳六元环状平面二维结构材料，而碳纳米管可看成石墨烯按照一定的螺旋角度卷曲而成的一维线性结构碳材料。石墨烯粉体在制备过程中需要将石墨烯膨化材料与溶剂混合后加入研磨设备中，通过研磨0.5h-12h得到石墨烯浆料，再通过对石墨烯浆料干燥的方式得到石墨烯粉体材料。现有的石墨烯粉体制备系统中的设备在研磨时研磨效果不佳，石墨烯浆料中仍会存在大颗粒团聚现象，并且采用单独的研磨盘进行研磨，研磨效率低；而且现有的干燥机内部结构简单，在对石墨烯浆料进行干燥时，无法对石墨烯浆料进行充分干燥处理，会存在少量未充分干燥的石墨烯粉体在重力作用下直接落入收集箱中，从而影响石墨烯粉体的质量。

发明内容

本发明针对上述问题，公开了一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统。

具体的技术方案如下：

一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统，包括研磨装置、输送装置和干燥装置，所述研磨装置包括研磨壳体，研磨壳体顶部一端设有进料斗，研磨壳体内设有分散腔和研磨腔，所述分散腔位于研磨壳体内腔上端，分散腔中设有分散机构，所述分散机构包括搅拌电机和搅拌轴，所述搅拌电机固定设置在研磨壳体顶部，搅拌电机的输出轴与所述搅拌轴固定连接，所述搅拌轴垂直贯穿研磨壳体的顶部并进入到分散腔中，且搅拌轴上设有多个搅拌叶；所述分散腔下端呈漏斗状设置并设有连接通道，所述连接通道下端与所述研磨腔顶端连通；

所述研磨腔内设有研磨机构，所述研磨机构包括研磨内衬板、研磨座、驱动轴、研磨电机、支撑座，所述研磨内衬板设置在研磨腔的内壁上，所述研磨座固定设置在研磨腔内底端的中心，研磨座的中心贯穿设置所述驱动轴，所述驱动轴与研磨座之间设有第一轴承，且驱动轴通过所述第一轴承与研磨座转动连接，驱动轴上端水平设置有多个连接杆，每个所述连接杆的末端均垂直设有转动轴，所述转动轴的上下两端分别转动连接一个所述研磨盘，两个所述研磨盘呈对称设置，且两个研磨盘分别与研磨内衬板的上下两端贴合设置，两个研磨盘的侧壁均与研磨内衬板的侧壁贴合设置；所述驱动轴的下端设有传动轮；所述驱动轴底端连接有第二轴承，所述第二轴承固定设置在支撑座上，所述支撑座固定设置在研磨壳体内腔底部，所述支撑座中纵向设有推动气缸，所述推动气缸的活塞杆上固定连接有推动杆，所述推动杆依次贯穿支撑座、驱动轴和连接通道并连接设有密封塞，所述密封塞的形状与分散腔的下端内壁的形状相适配，所述推动杆与驱动轴的顶端之间设有密封套；所述研磨电机设置在研磨腔的下端，位于支撑座的一侧，研磨电机的输出轴上设有皮带轮，所述皮带轮上设有传动带，所述传动带另一端与驱动轮上的传动轮连接，实现研磨电机通过皮带轮和传动带带动驱动轮旋转；所述研磨腔的一侧底端连接有出料管，所述出料管的一端贯穿研磨壳体的侧壁并与所述输送装置连接，且出料管上设有阀门；

所述输送装置包括底座、螺旋提升机，所述底座设置在研磨装置的一侧，底座上设置所述螺旋提升机，所述螺旋提升机下端连接所述出料管，螺旋提升机上端连接有输料管，所述输料管为向下倾斜设置并与所述干燥装置连接；

所述干燥装置包括干燥筒和水箱，所述干燥筒设置在输送装置一侧，干燥筒顶部连接所述输料管，干燥筒内壁上端设有导料板，所述导料板呈螺旋状上升设置；所述干燥筒侧壁上端设有加热箱，所述加热箱内设有引风机和电加热器，所述引风机的出风口上设有出风管，所述出风管上设置所述电加热器，且出风管与电加热器连通，出风管的另一端贯穿加热箱和干燥筒并位于所述导料板上方；干燥筒底部通过管道连接有收集箱，所述收集箱一侧设有抽风机，所述抽风机与收集箱之间连接有抽风管；所述水箱设置在干燥筒一侧，水箱上设有水泵，所述水泵通过管路与水箱内连接，水泵的输出端连接有输水管，所述输水管的另一端与干燥筒顶部连接并于干燥筒的内壁顶部连接有雾化喷头。

进一步的，所述密封套包括上固定套、下固定套、橡胶软套，所述上固定套和下固定套之间通过所述橡胶软套连接，且上固定套固定在推动杆上，下固定套的内圈设有第三轴承，所述第三轴承设置驱动轴上，实现密封套与驱动轴之间的转动连接。

进一步的，所述研磨盘的侧壁上设有纵向设有若干个研磨凸条。

进一步的，所述研磨内衬板的表面设有若干个研磨凸点。

进一步的，所述连接杆的数量为三个。

进一步的，所述输料管与干燥筒顶部的一侧固定连接。

进一步的，所述抽风管位于收集箱的一端设有过滤网。

本发明的有益效果为：

(1)本发明的研磨装置先将石墨烯浆料在分散腔中进行搅拌分散，在充分搅拌一段时间后通过推动气缸推动推动杆，使得密封塞上升不再对连接通道进行密封，使得石墨烯浆料流入研磨腔中，再通过研磨机构中的多个研磨盘与研磨内衬板的配合进行充分研磨，能够将效对团聚的大颗粒进行分散，从而能有效提高分散质量。

(2)本发明的干燥装置的干燥筒内壁上设有螺旋状的导料板，在对石墨烯浆料进行干燥时，热空气在导料板的作用下呈螺旋状均匀地进入干燥筒中，同时石墨烯粉体在导料板的作用下，沿导料板进行滚落，从而增加了对石墨烯粉体干燥的时间，从而能够对石墨烯浆料进行充分烘干，有效保证了石墨粉粉体的质量。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中研磨装置的结构示意图。

图3为本发明中研磨壳体的横向剖视图。

图4为本发明中干燥筒的横向剖视图。

图5为图1中A处放大示意图。

附图标记说明

研磨装置1、研磨壳体11.、进料斗111、分散腔12、搅拌电机121、搅拌轴122、搅拌叶123、连接通道13、研磨腔14、研磨内衬板141、研磨凸点1411、研磨座142、第一轴承1421、驱动轴143、连接杆1431、转动轴1432、传动轮1433、第二轴承1434、研磨盘144、研磨凸条1441、研磨电机145、皮带轮1451、传动带1452、支撑座146、推动气缸147、推动杆148、密封塞1481、密封套149、上固定套1491、下固定套1492、橡胶软套1493、第三轴承1494、出料管15、阀门151、输送装置2、底座21、螺旋提升机22、输料管23、干燥装置3、干燥筒31、导料板32、加热箱33、引风机331、电加热器332、出风管333、收集箱34、抽风机35、抽风管351、过滤网352、水箱36、水泵37、输水管38、雾化喷头39。

具体实施方式

为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面结合附图对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。本发明中所提及的固定连接，固定设置均为机械领域中的通用连接方式，焊接、螺栓螺母连接以及螺钉连接均可。

在本发明创造的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统，包括研磨装置、输送装置和干燥装置，所述研磨装置包括研磨壳体，研磨壳体顶部一端设有进料斗，研磨壳体内设有分散腔和研磨腔，所述分散腔位于研磨壳体内腔上端，分散腔中设有分散机构，所述分散机构包括搅拌电机和搅拌轴，所述搅拌电机固定设置在研磨壳体顶部，搅拌电机的输出轴与所述搅拌轴固定连接，所述搅拌轴垂直贯穿研磨壳体的顶部并进入到分散腔中，且搅拌轴上设有多个搅拌叶；所述分散腔下端呈漏斗状设置并设有连接通道，所述连接通道下端与所述研磨腔顶端连通；

所述研磨腔内设有研磨机构，所述研磨机构包括研磨内衬板、研磨座、驱动轴、研磨电机、支撑座，所述研磨内衬板设置在研磨腔的内壁上，所述研磨内衬板的表面设有若干个研磨凸点，所述研磨座固定设置在研磨腔内底端的中心，研磨座的中心贯穿设置所述驱动轴，所述驱动轴与研磨座之间设有第一轴承，且驱动轴通过所述第一轴承与研磨座转动连接，驱动轴上端水平设置有三个连接杆，三个所述连接杆均匀分布在驱动轴上，每个连接杆的末端均垂直设有转动轴，所述转动轴的上下两端分别转动连接一个所述研磨盘，两个所述研磨盘呈对称设置，且两个研磨盘分别与研磨内衬板的上下两端贴合设置，两个研磨盘的侧壁均与研磨内衬板的侧壁贴合设置，且研磨盘的侧壁上设有纵向设有若干个研磨凸条；所述驱动轴的下端设有传动轮；所述驱动轴底端连接有第二轴承，所述第二轴承固定设置在支撑座上，所述支撑座固定设置在研磨壳体内腔底部，所述支撑座中纵向设有推动气缸，所述推动气缸的活塞杆上固定连接有推动杆，所述推动杆依次贯穿支撑座、驱动轴和连接通道并连接设有密封塞，所述密封塞的形状与分散腔的下端内壁的形状相适配，所述推动杆与驱动轴的顶端之间设有密封套，所述密封套包括上固定套、下固定套、橡胶软套，所述上固定套和下固定套之间通过所述橡胶软套连接，且上固定套固定在推动杆上，下固定套的内圈设有第三轴承，所述第三轴承设置驱动轴上，实现密封套与驱动轴之间的转动连接；所述研磨电机设置在研磨腔的下端，位于支撑座的一侧，研磨电机的输出轴上设有皮带轮，所述皮带轮上设有传动带，所述传动带另一端与驱动轮上的传动轮连接，实现研磨电机通过皮带轮和传动带带动驱动轮旋转，从而使多个研磨盘在研磨腔中旋转并与研磨内衬板配合进行研磨；所述研磨腔的一侧底端连接有出料管，所述出料管的一端贯穿研磨壳体的侧壁并与所述输送装置连接，且出料管上设有阀门；

所述输送装置包括底座、螺旋提升机，所述底座设置在研磨装置的一侧，底座上设置所述螺旋提升机，所述螺旋提升机下端连接所述出料管，螺旋提升机上端连接有输料管，所述输料管为向下倾斜设置并与所述干燥装置连接；

所述干燥装置包括干燥筒和水箱，所述干燥筒设置在输送装置一侧，干燥筒顶部的一侧连接所述输料管，干燥筒内壁上端设有导料板，所述导料板呈螺旋状上升设置；所述干燥筒侧壁上端设有加热箱，所述加热箱内设有引风机和电加热器，所述引风机的出风口上设有出风管，所述出风管上设置所述电加热器，且出风管与电加热器连通，出风管的另一端贯穿加热箱和干燥筒并位于所述导料板上方；干燥筒底部通过管道连接有收集箱，所述收集箱一侧设有抽风机，所述抽风机与收集箱之间连接有抽风管，所述抽风管位于收集箱的一端设有过滤网；所述水箱设置在干燥筒一侧，水箱上设有水泵，所述水泵通过管路与水箱内连接，水泵的输出端连接有输水管，所述输水管的另一端与干燥筒顶部连接并于干燥筒的内壁顶部连接有雾化喷头。

工作原理：

在工作时，先将进料斗内加入石墨烯浆料，石墨烯浆料流入到分散腔中，并通过搅拌机构进行搅拌分散一定时间后，通过推动气缸推动推动杆，使得密封塞上升不再对连接通道进行密封，使得石墨烯浆料流入研磨腔中，再通过研磨机构中的多个研磨盘与研磨内衬板的配合进行充分研磨，在研磨完成后，打开阀门使得石墨烯浆料通过出料管流入到螺旋提升机中，螺旋提升机将石墨烯浆料通过输料管输送至干燥筒中，水泵将水箱内的水通过输水管输送至干燥筒顶部，并通过雾化喷头对石墨烯浆料进行喷涂，石墨烯浆料在出风管喷出的热风的作用下烘干，并随着导料板向下滚落至收集桶中，从而完成干燥。

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揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。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 (7)

1.一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统，其特征在于，包括研磨装置、输送装置和干燥装置，所述研磨装置包括研磨壳体，研磨壳体顶部设有进料斗，研磨壳体内设有分散腔和研磨腔，所述分散腔位于研磨壳体内腔上端，分散腔中设有分散机构；所述分散腔下端呈漏斗状设置并设有连接通道，所述连接通道下端与所述研磨腔顶端连通；所述研磨腔内设有研磨机构，所述研磨机构包括研磨内衬板、研磨座、驱动轴、研磨电机、支撑座，所述研磨内衬板设置在研磨腔的内壁上，所述研磨座固定设置在研磨腔内底端的中心，研磨座的中心贯穿设置所述驱动轴，所述驱动轴与研磨座之间设有第一轴承，且驱动轴通过所述第一轴承与研磨座转动连接，驱动轴上端水平设置有多个连接杆，每个所述连接杆的末端均垂直设有转动轴，所述转动轴的上下两端分别转动连接一个所述研磨盘，两个研磨盘分别与研磨内衬板的上下两端贴合设置，两个研磨盘的侧壁均与研磨内衬板的侧壁贴合设置；所述驱动轴的下端设有传动轮；所述驱动轴底端连接有第二轴承，所述第二轴承固定设置在支撑座上，所述支撑座固定设置在研磨壳体内腔底部，所述支撑座中设有推动气缸，所述推动气缸的活塞杆上固定连接有推动杆，所述推动杆依次贯穿支撑座、驱动轴和连接通道并连接设有密封塞，所述推动杆与驱动轴的顶端之间设有密封套；所述研磨电机设置在研磨腔的下端，研磨电机的输出轴上设有皮带轮，所述皮带轮上设有传动带，所述传动带另一端与驱动轮上的传动轮连接；所述研磨腔的一侧底端连接有出料管，所述出料管的一端贯穿研磨壳体的侧壁并与所述输送装置连接；所述输送装置包括底座、螺旋提升机，所述底座设置在研磨装置的一侧，底座上设置所述螺旋提升机，所述螺旋提升机下端连接所述出料管，螺旋提升机上端连接有输料管，所述输料管与所述干燥装置连接；所述干燥装置包括干燥筒和水箱，所述干燥筒设置在输送装置一侧，干燥筒顶部连接所述输料管，干燥筒内壁上端设有导料板，所述导料板呈螺旋状上升设置；所述干燥筒侧壁上端设有加热箱，所述加热箱内设有引风机和电加热器，所述引风机的出风口上设有出风管，所述出风管上设置所述电加热器，且出风管与电加热器连通，出风管的另一端贯穿加热箱和干燥筒并位于导料板上方；干燥筒底部通过管道连接有收集箱，所述收集箱一侧设有抽风机，所述抽风机与收集箱之间连接有抽风管；所述水箱设置在干燥筒一侧，水箱上设有水泵，所述水泵通过管路与水箱内连接，水泵的输出端连接有输水管，所述输水管的另一端与干燥筒顶部连接并于干燥筒的内壁顶部连接有雾化喷头。

2.如权利要求1所述的一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统，其特征在于，所述密封套包括上固定套、下固定套、橡胶软套，所述上固定套和下固定套之间通过所述橡胶软套连接，且上固定套固定在推动杆上，下固定套的内圈设有第三轴承，所述第三轴承设置驱动轴上，实现密封套与驱动轴之间的转动连接。

3.如权利要求1所述的一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统，其特征在于，所述研磨盘的侧壁上设有纵向设有若干个研磨凸条。

4.如权利要求1所述的一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统，其特征在于，所述研磨内衬板的表面设有若干个研磨凸点。

5.如权利要求1所述的一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统，其特征在于，所述连接杆的数量为三个。

6.如权利要求1所述的一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统，其特征在于，所述输料管与干燥筒顶部的一侧固定连接。

7.如权利要求1所述的一种碳纳米管浆料制备用石墨烯粉体制备系统，其特征在于，所述抽风管位于收集箱的一端设有过滤网。

Images