CN112721270B - 一种微细颗粒天然石墨合成工艺方法和装置 - Google Patents

一种微细颗粒天然石墨合成工艺方法和装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种微细颗粒天然石墨合成装置，包括底箱以及挤压箱，所述挤压箱内上部设有一对挤压辊，所述挤压箱内侧壁且位于所述挤压辊下方处设有一对侧导流板，本发明涉及石墨加工技术领域,本装置工艺结构紧凑，通过螺旋轴带动螺旋板将石墨原料均匀进给到挤压箱内，方便后续挤压成型工作，可通过挤压辊对石墨原料进行初步的一次挤压，挤压头转动对石墨原料进行二次旋压，合成完毕后的大鳞片石墨可在导料板的作用下自动流动至取料拉门处，且在流动过程中通过换热管对其进行快速冷却，使大鳞片石墨结构更为稳定，给人们的使用带来了方便。

Description

一种微细颗粒天然石墨合成工艺方法和装置
技术领域
本发明涉及石墨加工技术领域，具体为一种微细颗粒天然石墨合成工艺方法和装置。
背景技术
石墨是一种重要的非金属矿产资源，具有耐高温、抗腐蚀、抗热震、强度大、韧性好、自润滑、导热、导电等性能，广泛应用于冶金、机械、电子、化工、轻工、军工、国防、航天及耐火材料等行业，是当今高新技术发展必不可少的非金属材料，鳞片石墨为天然显晶质石墨，其形似鱼磷状，属六方晶系，呈层状结构，具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能，石墨在选矿过程中会经过多次磨浮工艺，从而产生较多的细鳞片石墨，为了防止资源浪费，需要一种工艺以及装置对细鳞片石墨进行人工合成；
中国专利CN87100622公开了一种能将天然石墨粉粒制成大鳞片石墨的人工合成工艺及设备，此设备是由两个可相对旋转的环状正半圆形槽或非正半圆形槽及其它附属设备组成，槽内有弹子，石墨粉粒进入槽内后，受到槽壁与弹子的旋转压力而合成大鳞片石墨；
该装置对细鳞片石墨进行合成，然而该装置仅通过相互转动的环槽对石墨原料进行依次挤压，成型效果不佳，工作效率低且合成的大鳞片石墨不够稳定，工艺较为落后，使用不方便。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种微细颗粒天然石墨合成工艺方法和装置，解决了现有装置合成效果不佳、工艺落后的问题。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种微细颗粒天然石墨合成装置，包括底箱以及挤压箱，所述挤压箱底部为开口式结构，所述底箱固接于所述挤压箱下方，所述挤压箱内上部设有一对挤压辊，所述挤压箱内侧壁且位于所述挤压辊下方处设有一对侧导流板，所述挤压箱内前后壁面且位于一对所述侧导流板之间处设有中心导流板，一对所述侧导流板与中心导流板之间形成一对导流槽，所述挤压箱内且位于所述导流槽下方处设有挤压腔，所述挤压箱内底部安装有一对支杆，一对所述支杆之间安装有支板，所述支板上方安装有驱动电机，所述驱动电机驱动端安装有转轴，所述转轴上方安装有与所述挤压腔匹配的挤压头，所述挤压头与所述挤压腔之间形成挤压间隙，所述挤压箱上方设有均匀进料组件，所述底箱内设有冷却出料组件。
优选的，所述均匀进料组件包括设于所述挤压箱上壁的支架，所述支架上方设有输料通道，所述输料通道上方设有进料口，且下方设有出料管，所述出料管下端与所述挤压箱连通，所述输料通道内活动安装有螺旋轴，所述螺旋轴外部沿长度方向设有螺旋板，所述输料通道一侧设有伺服电机，所述伺服电机驱动端与所述螺旋轴一端固定连接。
优选的，所述冷却出料组件包括倾斜设于所述底箱内壁的导料板，所述底箱内下壁设有冷水箱以及循环泵，所述循环泵进水端与所述冷水箱通过进水管连通且出水端连接有换热管，所述换热管呈蛇形布设于所述导料板下壁面且尾端与所述冷水箱连通，所述底箱侧壁且位于所述导料板一侧处开设有取料拉门。
优选的，所述导料板为导热材质。
优选的，所述挤压间隙由上至下依次减小。
优选的，所述侧导流板下壁以及所述中心导流板下壁均安装有电热棒。
一种微细颗粒天然石墨合成工艺方法，包括以下步骤：
S1、将细鳞片石墨原料通过进料口输送至输送通道内，启动伺服电机，伺服电机带动螺旋轴以及螺旋板转动，将石墨原料均匀向前推进，石墨原料最终由出料管进入挤压箱内；
S2、进入挤压箱的石墨原料掉入一对挤压辊之间，一对挤压辊互相转动对石墨原料进行初步挤压摩擦，一次挤压完毕后的石墨粉掉落至导流槽内；
S3、侧导流板以及中心导流板下壁设置的电热棒，使石墨原料在侧导流板以及中心导流板上壁进行滚动时处于升温加热状态，侧导流板以及中心导流板形成导流槽，石墨原料经过加热后由导流槽下落至挤压腔室内；
S4、驱动电机带动转轴以及挤压头转动，对升温过后的石墨原料以旋压的方式进行二次挤压，随着石墨原料的下降，挤压间隙越来越小，旋压力度增强，配合电热棒升温，最终使得细鳞片石墨原料合成大鳞片石墨；
S5、合成完毕后的大鳞片石墨下落至倾斜安装的导料板上，在自重的作用下，大鳞片石墨向取料拉门处方向滚动，在滚动过程中，循环泵将冷水箱内的冷媒液体抽出，经过换热管对导料板进行降温，蛇形布设的换热管增大冷媒液体的流动路径、提高流动时间，从而使导料板处于低温状态，对大鳞片石墨进行冷却，提高大鳞片石墨的稳定性，最终由取料拉门将大鳞片石墨取出。
有益效果
本发明提供一种微细颗粒天然石墨合成工艺方法和装置，具备以下有益效果:本装置工艺结构紧凑，通过螺旋轴带动螺旋板将石墨原料均匀进给到挤压箱内，方便后续挤压成型工作，可通过挤压辊对石墨原料进行初步的一次挤压，侧导流板以及中心导流板配合电热棒，使得一次挤压完毕的石墨在加热后精准地落入下方的挤压腔内，挤压头转动对石墨原料进行二次旋压，且随着石墨原料的下落挤压间隙变小，旋压力度增大，最终完成合成工艺，合成完毕后的大鳞片石墨可在导料板的作用下自动流动至取料拉门处，且在流动过程中通过换热管对其进行快速冷却，使大鳞片石墨结构更为稳定，给人们的使用带来了方便。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的换热管结构示意图。
图中：1、底箱；2、挤压箱；3、挤压辊；4、侧导流板；5、中心导流板；6、导流槽；7、挤压腔；8、支杆；9、支板；10、驱动电机；11、转轴；12、挤压头；13、挤压间隙；14、支架；15、输料通道；16、进料口；17、出料管；18、螺旋轴；19、螺旋板；20、伺服电机；21、导料板；22、冷水箱；23、循环泵；24、换热管；25、取料拉门；26、电热棒。
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1-2，本发明提供一种技术方案：一种微细颗粒天然石墨合成装置，包括底箱1以及挤压箱2，所述挤压箱2底部为开口式结构，所述底箱1固接于所述挤压箱2下方，所述挤压箱2内上部设有一对挤压辊3，所述挤压箱2内侧壁且位于所述挤压辊3下方处设有一对侧导流板4，所述挤压箱2内前后壁面且位于一对所述侧导流板4之间处设有中心导流板5，一对所述侧导流板4与中心导流板5之间形成一对导流槽6，所述挤压箱2内且位于所述导流槽6下方处设有挤压腔7，所述挤压箱2内底部安装有一对支杆8，一对所述支杆8之间安装有支板9，所述支板9上方安装有驱动电机10，所述驱动电机10驱动端安装有转轴11，所述转轴11上方安装有与所述挤压腔7匹配的挤压头12，所述挤压头12与所述挤压腔7之间形成挤压间隙13，所述挤压箱2上方设有均匀进料组件，所述底箱1内设有冷却出料组件；所述均匀进料组件包括设于所述挤压箱2上壁的支架14，所述支架14上方设有输料通道15，所述输料通道15上方设有进料口16，且下方设有出料管17，所述出料管17下端与所述挤压箱2连通，所述输料通道15内活动安装有螺旋轴18，所述螺旋轴18外部沿长度方向设有螺旋板19，所述输料通道15一侧设有伺服电机20，所述伺服电机20驱动端与所述螺旋轴18一端固定连接；所述冷却出料组件包括倾斜设于所述底箱1内壁的导料板21，所述底箱1内下壁设有冷水箱22以及循环泵23，所述循环泵23进水端与所述冷水箱22通过进水管连通且出水端连接有换热管24，所述换热管24呈蛇形布设于所述导料板21下壁面且尾端与所述冷水箱22连通，所述底箱1侧壁且位于所述导料板21一侧处开设有取料拉门25；所述导料板21为导热材质；所述挤压间隙13由上至下依次减小；所述侧导流板4下壁以及所述中心导流板5下壁均安装有电热棒26。
一种微细颗粒天然石墨合成工艺方法，包括以下步骤：
S1、将细鳞片石墨原料通过进料口16输送至输送通道内，启动伺服电机20，伺服电机20带动螺旋轴18以及螺旋板19转动，将石墨原料均匀向前推进，石墨原料最终由出料管17进入挤压箱2内；
S2、进入挤压箱2的石墨原料掉入一对挤压辊3之间，一对挤压辊3互相转动对石墨原料进行初步挤压摩擦，一次挤压完毕后的石墨粉掉落至导流槽6内；
S3、侧导流板4以及中心导流板5下壁设置的电热棒26，使石墨原料在侧导流板4以及中心导流板5上壁进行滚动时处于升温加热状态，侧导流板4以及中心导流板5形成导流槽6，石墨原料经过加热后由导流槽6下落至挤压腔7室内；
S4、驱动电机10带动转轴11以及挤压头12转动，对升温过后的石墨原料以旋压的方式进行二次挤压，随着石墨原料的下降，挤压间隙13越来越小，旋压力度增强，配合电热棒26升温，最终使得细鳞片石墨原料合成大鳞片石墨；
S5、合成完毕后的大鳞片石墨下落至倾斜安装的导料板21上，在自重的作用下，大鳞片石墨向取料拉门25处方向滚动，在滚动过程中，循环泵23将冷水箱22内的冷媒液体抽出，经过换热管24对导料板21进行降温，蛇形布设的换热管24增大冷媒液体的流动路径、提高流动时间，从而使导料板21处于低温状态，对大鳞片石墨进行冷却，提高大鳞片石墨的稳定性，最终由取料拉门25将大鳞片石墨取出。
通过本领域技术人员，将本案中的零部件依次进行连接，具体连接以及操作顺序，应参考下述工作原理，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程。
实施例：在使用时，将细鳞片石墨由进料口16输送至输料通道15内，启动伺服电机20，伺服电机20驱动端带动螺旋轴18以及螺旋板19转动，使得石墨原料被螺旋板19逐渐向出料口方向推动，最终使石墨原料均匀进入挤压箱2内，一对挤压辊3相互转动对石墨原料进行初步挤压成型，一次挤压完毕后的石墨原料继续下落至中心导流板5以及侧导流板4上，此时电热棒26可对石墨原料进行加热升温，方便后续成型，升温完毕后的石墨原料在导流槽6的作用下精准地落入挤压腔7内，启动驱动电机10，驱动电机10带动转轴11以及挤压头12转动，一次挤压的石墨原料在挤压间隙13中以旋压的方式进行二次挤压，随着石墨原料的下降，挤压间隙13减小，挤压力增大，最终合成大鳞片石墨，大鳞片石墨下落至底箱1内的导料板21上，循环泵23将冷水箱22内的冷媒液体抽出通过换热管24使导料板21降温，从而对在导流板上滚动的大鳞片石墨进行降温，降温完毕后的大鳞片石墨在自重的作用下滚动至取料拉门25处，可由工作人员取出。
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。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。
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 (7)

1.一种微细颗粒天然石墨合成装置，包括底箱(1)以及挤压箱(2)，其特征在于，所述挤压箱(2)底部为开口式结构，所述底箱(1)固接于所述挤压箱(2)下方，所述挤压箱(2)内上部设有一对挤压辊(3)，所述挤压箱(2)内侧壁且位于所述挤压辊(3)下方处设有一对侧导流板(4)，所述挤压箱(2)内前后壁面且位于一对所述侧导流板(4)之间处设有中心导流板(5)，一对所述侧导流板(4)与中心导流板(5)之间形成一对导流槽(6)，所述挤压箱(2)内且位于所述导流槽(6)下方处设有挤压腔(7)，所述挤压箱(2)内底部安装有一对支杆(8)，一对所述支杆(8)之间安装有支板(9)，所述支板(9)上方安装有驱动电机(10)，所述驱动电机(10)驱动端安装有转轴(11)，所述转轴(11)上方安装有与所述挤压腔(7)匹配的挤压头(12)，所述挤压头(12)与所述挤压腔(7)之间形成挤压间隙(13)，所述挤压箱(2)上方设有均匀进料组件，所述底箱(1)内设有冷却出料组件。
2.根据权利要求1所述的一种微细颗粒天然石墨合成装置，其特征在于，所述均匀进料组件包括设于所述挤压箱(2)上壁的支架(14)，所述支架(14)上方设有输料通道(15)，所述输料通道(15)上方设有进料口(16)，且下方设有出料管(17)，所述出料管(17)下端与所述挤压箱(2)连通，所述输料通道(15)内活动安装有螺旋轴(18)，所述螺旋轴(18)外部沿长度方向设有螺旋板(19)，所述输料通道(15)一侧设有伺服电机(20)，所述伺服电机(20)驱动端与所述螺旋轴(18)一端固定连接。
3.根据权利要求2所述的一种微细颗粒天然石墨合成装置，其特征在于，所述冷却出料组件包括倾斜设于所述底箱(1)内壁的导料板(21)，所述底箱(1)内下壁设有冷水箱(22)以及循环泵(23)，所述循环泵(23)进水端与所述冷水箱(22)通过进水管连通且出水端连接有换热管(24)，所述换热管(24)呈蛇形布设于所述导料板(21)下壁面且尾端与所述冷水箱(22)连通，所述底箱(1)侧壁且位于所述导料板(21)一侧处开设有取料拉门(25)。
4.根据权利要求3所述的一种微细颗粒天然石墨合成装置，其特征在于，所述导料板(21)为导热材质。
5.根据权利要求1所述的一种微细颗粒天然石墨合成装置，其特征在于，所述挤压间隙(13)由上至下依次减小。
6.根据权利要求1所述的一种微细颗粒天然石墨合成装置，其特征在于，所述侧导流板(4)下壁以及所述中心导流板(5)下壁均安装有电热棒(26)。
7.一种微细颗粒天然石墨合成工艺方法，采用如权利要求1-6的装置，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将细鳞片石墨原料通过进料口(16)输送至输送通道内，启动伺服电机(20)，伺服电机(20)带动螺旋轴(18)以及螺旋板(19)转动，将石墨原料均匀向前推进，石墨原料最终由出料管(17)进入挤压箱(2)内；
S2、进入挤压箱(2)的石墨原料掉入一对挤压辊(3)之间，一对挤压辊(3)互相转动对石墨原料进行初步挤压摩擦，一次挤压完毕后的石墨粉掉落至导流槽(6)内；
S3、侧导流板(4)以及中心导流板(5)下壁设置的电热棒(26)，使石墨原料在侧导流板(4)以及中心导流板(5)上壁进行滚动时处于升温加热状态，侧导流板(4)以及中心导流板(5)形成导流槽(6)，石墨原料经过加热后由导流槽(6)下落至挤压腔(7)室内；
S4、驱动电机(10)带动转轴(11)以及挤压头(12)转动，对升温过后的石墨原料以旋压的方式进行二次挤压，随着石墨原料的下降，挤压间隙(13)越来越小，旋压力度增强，配合电热棒(26)升温，最终使得细鳞片石墨原料合成大鳞片石墨；
S5、合成完毕后的大鳞片石墨下落至倾斜安装的导料板(21)上，在自重的作用下，大鳞片石墨向取料拉门(25)处方向滚动，在滚动过程中，循环泵(23)将冷水箱(22)内的冷媒液体抽出，经过换热管(24)对导料板(21)进行降温，蛇形布设的换热管(24)增大冷媒液体的流动路径、提高流动时间，从而使导料板(21)处于低温状态，对大鳞片石墨进行冷却，提高大鳞片石墨的稳定性，最终由取料拉门(25)将大鳞片石墨取出。
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