CN112944863B - 一种石墨烯改性高分子材料混合烘干装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石墨烯加工装置技术领域，公开了一种石墨烯改性高分子材料混合烘干装置，包括：壳体、四个水平移动机构、四个竖直升降机构、四个压紧机构、多个第一电热片、微处理器和电源，壳体左右两侧分别开设有进料口和出料口，四个水平移动机构分别连接于壳体的上下内壁靠近前后边缘处，四个竖直升降机构分别与四个水平移动机构一一对应连接，四个压紧机构分别与竖直升降机构一一对应连接，多个第一电热片分别均布于壳体的上下端面上，微处理器分别与水平移动机构和竖直升降机构信号连接，本发明装置能够使石墨烯结构在烘干设备内始终保持平铺状态，保证石墨烯材料均匀受热，进而提升烘干效率。

Description

一种石墨烯改性高分子材料混合烘干装置

技术领域

本发明涉及石墨烯加工装置技术领域，特别涉及一种石墨烯改性高分子材料混合烘干装置。

背景技术

石墨烯是一种以sp²杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，在石墨烯的加工过程中需要对其进行烘干。

石墨烯为层状结构，目前的烘干设备多采用加热的方式进行，石墨烯改性高分子材料在烘干设备中往往呈现出卷曲状，并随着烘干的进行卷曲越来越明显，这样则会导致被卷入内层的石墨烯材料较难接触到热源进而导致石墨烯材料烘干不均匀，导致烘干效率较低。

发明内容

本发明提供的一种石墨烯改性高分子材料混合烘干装置，能够使石墨烯结构在烘干设备内始终保持平铺状态，保证石墨烯材料均匀受热，进而提升烘干效率。

本发明提供了一种石墨烯改性高分子材料混合烘干装置，包括：

壳体，左右两侧分别开设有进料口和出料口；

四个水平移动机构，分别连接于壳体的上下内壁靠近前后边缘处；

四个竖直升降机构，分别与四个水平移动机构一一对应连接，以使竖直升降机构沿壳体的长度方向水平往复移动；

四个压紧机构，分别与竖直升降机构一一对应连接，以将从进料口进入的石墨烯材料的前后两端从上下两侧压紧或松开；

多个第一电热片，分别均布于壳体的上下端面上；

微处理器，分别与水平移动机构和竖直升降机构信号连接；

电源，分别与水平移动机构、竖直升降机构和第一电热片电性连接；

水平移动机构从壳体内的最左端移动至最右端时，微处理器控制竖直升降机构分别向远离石墨烯材料的方向竖直缩短预设距离，并同时控制水平移动机构复位至壳体内的最左端，随后控制竖直升降机构分别向靠近石墨烯材料的方向竖直伸长预设距离使压紧机构从上下两侧压紧石墨烯材料，并控制水平移动机构从壳体内的最左端移动至最右端，重复上述步骤。

可选的，进料口和出料口各设置有一夹送辊机构，每个夹送辊机构包括：

上压辊，通过第一转轴与壳体的前后侧壁铰接；

下压辊，通过第二转轴与壳体的前后侧壁铰接，下压辊与上压辊均沿壳体的宽度方向对称设置，上压辊和下压辊之间留有间隙以使石墨烯材料能够进入间隙内；

电机，输出轴与位于进料口处的下压辊的中心轴通过联轴器连接，以驱动下压辊转动，位于出料口处的下压辊的中心轴通过同向传送机构与位于进料口处的下压辊的中心轴连接，以使两个下压辊同步转动。

可选的，对应的上压辊和下压辊之间通过一反向传送机构连接，以使上压辊和下压辊的转动反向相反。

可选的，每个反向传送机构包括：

主动齿轮，与下压辊的中心轴键连接；

从动齿轮，与上压辊的中心轴键连接，从动齿轮与主动齿轮相啮合。

可选的，水平移动机构包括：

四条导轨，分别固定于壳体的上下内壁靠近前后边缘处，上下两根导轨位置一一对应；

四个滑动块，分别与导轨一一对应并通过驱动机构滑动连接，以使滑动块能够沿导轨的长度方向往复滑动，驱动机构与微处理器信号连接，驱动机构与电源电连接。

可选的，竖直升降机构为电动伸缩杆，四个电动伸缩杆分别与微处理器信号连接，四个电动伸缩杆与电源电连接，在水平移动机构从壳体内的最左端移动至最右端或最右端移动至最左端的过程中，微处理器控制位于石墨烯材料上方的两个电动伸缩杆同时做逐渐伸长和逐渐缩短的往复运动，并控制位于石墨烯材料下方的两个电动伸缩杆同时做逐渐缩短和逐渐伸长的往复运动，以使石墨烯材料在此过程中沿水平方向做S形移动。

可选的，每个压紧机构包括：

弹性连接件，与竖直升降机构的升降端连接；

支撑架，连接于弹性连接件上；

滚轮，与支撑架通过转轴铰接，弹性连接件使滚轮与石墨烯材料的表面抵接。

可选的，弹性连接件包括：

套筒，封闭端与竖直升降机构的升降端连接，开口端朝向石墨烯材料的表面；

移动杆，沿套筒的长度方向设置，一端延伸入套筒内，移动杆的侧壁与套筒的内壁滑动配合，支撑架与移动杆的另一端固连；

弹簧，连接于套筒的内底壁与移动杆之间，以将移动杆始终推向远离套筒的方向。

可选的，滚轮的外周均匀设置有多个第二电热片。

可选的，相邻的两个第二电热片之间设置有吸水板，吸水板固定于滚轮的外周上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明通过微处理器分别控制水平移动机构和竖直升降机构的工作状态，从而使压紧机构在进料口处将石墨烯材料的前后两端从上下侧进行压紧，并随着壳体内设置的四个水平移动机构能够带动竖直升降机构沿壳体的长度方向水平往复移动，从而通过压紧机构牵引从进料口进入的石墨烯材料的首端，直至将其牵引至出料口处并通过竖直升降机构的收缩松开石墨烯材料，使其能够从出料口送出，进而保证了石墨烯材料在壳体内始终保持平展状态，再通过上下两侧的第一加热片对石墨烯材料从上下两侧进行加热使其能够双面均匀受热，从而保证了石墨烯材料在壳体内的充分烘干，避免由于其卷曲导致的局部受热较少难以烘干的情况，有效的提升了烘干效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种石墨烯改性高分子材料混合烘干装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的夹送辊机构的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的压紧机构的结构示意图。

附图标记说明：

10-壳体，11-进料口，12-出料口，20-水平移动机构，200-导轨，201-滑动块，30-竖直升降机构，40-压紧机构，400-支撑架，401-滚轮，402-转轴，403-第二电热片，404-吸水板，41-弹性连接件，410-套筒，411-移动杆，412-弹簧，50-石墨烯材料，51-第一电热片，60-夹送辊机构，600-上压辊，601-第一转轴，602-下压辊，603-电机，70-反向传送机构，700-主动齿轮，701-从动齿轮。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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的技术方案和简化描述，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。

如图1所示，本发明实施例提供的一种石墨烯改性高分子材料混合烘干装置，包括：壳体10、四个水平移动机构20、四个竖直升降机构30、四个压紧机构40、多个第一电热片51、微处理器和电源，壳体10左右两侧分别开设有进料口11和出料口12，四个水平移动机构20分别连接于壳体10的上下内壁靠近前后边缘处，四个竖直升降机构30分别与四个水平移动机构20一一对应连接，以使竖直升降机构30沿壳体10的长度方向水平往复移动，四个压紧机构40分别与竖直升降机构30一一对应连接，以将从进料口11进入的石墨烯材料50的前后两端从上下两侧压紧或松开，多个第一电热片51分别均布于壳体10的上下端面上，微处理器分别与水平移动机构20和竖直升降机构30信号连接，电源分别与水平移动机构20、竖直升降机构30和第一电热片51电性连接，水平移动机构20从壳体10内的最左端移动至最右端时，微处理器控制竖直升降机构30分别向远离石墨烯材料50的方向竖直缩短预设距离，并同时控制水平移动机构20复位至壳体10内的最左端，随后控制竖直升降机构30分别向靠近石墨烯材料50的方向竖直伸长预设距离使压紧机构40从上下两侧压紧石墨烯材料50，并控制水平移动机构20从壳体10内的最左端移动至最右端，重复上述步骤。

本发明通过微处理器分别控制水平移动机构和竖直升降机构的工作状态，从而使压紧机构在进料口处将石墨烯材料的前后两端从上下侧进行压紧，并随着壳体内设置的四个水平移动机构能够带动竖直升降机构沿壳体的长度方向水平往复移动，从而通过压紧机构牵引从进料口进入的石墨烯材料的首端，直至将其牵引至出料口处并通过竖直升降机构的收缩松开石墨烯材料，使其能够从出料口送出，进而保证了石墨烯材料在壳体内始终保持平展状态，再通过上下两侧的第一加热片对石墨烯材料从上下两侧进行加热使其能够双面均匀受热，从而保证了石墨烯材料在壳体内的充分烘干，避免由于其卷曲导致的局部受热较少难以烘干的情况，有效的提升了烘干效率。

参考图2，进料口11和出料口12各设置有一夹送辊机构60，每个夹送辊机构60包括：上压辊600、下压辊602和电机603，上压辊600通过第一转轴601与壳体10的前后侧壁铰接，下压辊602通过第二转轴与壳体10的前后侧壁铰接，下压辊602与上压辊600均沿壳体10的宽度方向对称设置，上压辊600和下压辊602之间留有间隙以使石墨烯材料50能够进入间隙内，电机603的输出轴与位于进料口11处的下压辊602的中心轴通过联轴器连接，以驱动下压辊602转动，位于出料口12处的下压辊602的中心轴通过同向传送机构与位于进料口11处的下压辊602的中心轴连接，以使两个下压辊602同步转动。

在本实施例中，通过在进料口11和出料口12处各设置一组夹送辊机构60，一方面在石墨烯材料50进入壳体10时通过上压辊600和下压辊602的配合能够使其首端沿上压辊600和下压辊602之间的缝隙水平传送至上下两组压紧机构40之间，通过微处理器控制四个竖直升降机构30同时伸长则将石墨烯材料50的首端的两角进行夹持，随着水平移动机构20的移动使石墨烯材料50始终保持平展，到达出料口12后通过出料口处的上压辊600和下压辊602水平传送出壳体10内，另一方面，由于在进料口11和出料口12设置夹送辊机构60，能够将进料口11和出料口12进行封闭，从而尽可能保证壳体10内部的密封性，减少散热的同时避免靠近进料口11和出料口12处的石墨烯材料50温差。

作为较佳的实施例，为了使石墨烯材料50能够更加顺利的进入壳体10内，在对应的上压辊600和下压辊602之间通过一反向传送机构70连接，以使上压辊600和下压辊602的转动反向相反，这样能够保证上压辊600和下压辊602同时转动，进而给石墨烯材料50更大的输送力。

具体的，参考图2，每个反向传送机构70包括：主动齿轮700和从动齿轮701，主动齿轮700与下压辊602的中心轴键连接，从动齿轮701与上压辊600的中心轴键连接，从动齿轮701与主动齿轮700相啮合，通过主动齿轮700和从动齿轮701的配合使上压辊600与主动齿轮700能够同时反向转动，且只需要使用一个动力源。

可选的，水平移动机构20包括：四条导轨200和四个滑动块201，四条导轨200分别固定于壳体10的上下内壁靠近前后边缘处，上下两根导轨20位置一一对应，四个滑动块201分别与导轨200一一对应并通过驱动机构滑动连接，以使滑动块201能够沿导轨200的长度方向往复滑动，驱动机构与微处理器信号连接，驱动机构与电源电连接，在本实施例中，驱动机构不限于某种具体结构，只要能够实现使滑动块201在导轨200上移动即可，如丝杠螺母组件，电磁驱动组件等均可。

可选的，竖直升降机构30为电动伸缩杆，四个电动伸缩杆分别与微处理器信号连接，四个电动伸缩杆与电源电连接，在水平移动机构20从壳体10内的最左端移动至最右端或最右端移动至最左端的过程中，微处理器控制位于石墨烯材料50上方的两个电动伸缩杆同时做逐渐伸长和逐渐缩短的往复运动，并控制位于石墨烯材料50下方的两个电动伸缩杆同时做逐渐缩短和逐渐伸长的往复运动，以使石墨烯材料50在此过程中沿水平方向做S形移动，竖直升降机构30带动石墨烯材料50做S形移动移动一方面能够增加石墨烯材料50在壳体10内的展开面积，进而能够提进一步高石墨烯材料50的烘干效率，同时能够增长单位长度的石墨烯材料50的烘干时间，进而能够提进一步高石墨烯材料50的烘干效率。

参考图3，在本实施例中，每个压紧机构40包括：弹性连接件41、支撑架400和滚轮401，弹性连接件41与竖直升降机构30的升降端连接，支撑架400连接于弹性连接件41上，滚轮401与支撑架400通过转轴402铰接，滚轮401与石墨烯材料50的表面抵接。

滚轮401能够随着石墨烯材料50的移动而转动，避免对石墨烯材料50的移动形成阻碍，弹性连接件41保证了滚轮401能够抵接石墨烯材料50的表面，从而使石墨烯材料50的上下面同时被滚轮401夹紧，避免其在移动过程中从压紧机构40脱落，影响其烘干效率。

具体的，弹性连接件41包括：套筒410、移动杆411和弹簧412，套筒410封闭端与竖直升降机构30的升降端连接，开口端朝向石墨烯材料50的表面，移动杆411沿套筒410的长度方向设置，一端延伸入套筒410内，移动杆411的侧壁与套筒410的内壁滑动配合，支撑架400与移动杆411的另一端固连，弹簧412连接于套筒410的内底壁与移动杆411之间，以将移动杆411始终推向远离套筒410的方向。

为了使压紧在两个上下滚轮401之间的石墨烯材料50的前后边缘能够更加均匀的烘干，本实施例中，滚轮401的外周均匀设置有多个第二电热片403，随着石墨烯材料50的移动，其前后边缘能够能够被滚轮401上的第二电热片403充分加热烘干。

可选的，相邻的两个第二电热片403之间设置有吸水板404，吸水板404固定于滚轮401的外周上，为了避免滚轮401上沾上过多的液体，本实施例中，在相邻的两个第二电热片403之间设置有吸水板404能够将石墨烯材料50上的液体进行吸附，再配合第二电热片403从而进一步保证了石墨烯材料50的前后边缘能够更加均匀的烘干。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种石墨烯改性高分子材料混合烘干装置，其特征在于，包括：

壳体（10），左右两侧分别开设有进料口（11）和出料口（12）；

四个水平移动机构（20），分别连接于所述壳体（10）的上下内壁靠近前后边缘处；

四个竖直升降机构（30），分别与所述四个水平移动机构（20）一一对应连接，以使所述竖直升降机构（30）沿所述壳体（10）的长度方向水平往复移动；

四个压紧机构（40），分别与所述竖直升降机构（30）一一对应连接，以将从所述进料口（11）进入的石墨烯材料（50）的前后两端从上下两侧压紧或松开；

多个第一电热片（51），分别均布于所述壳体（10）的上下端面上；

微处理器，分别与所述水平移动机构（20）和竖直升降机构（30）信号连接；

电源，分别与所述水平移动机构（20）、竖直升降机构（30）和第一电热片（51）电性连接；

所述水平移动机构（20）从所述壳体（10）内的最左端移动至最右端时，所述微处理器控制所述竖直升降机构（30）分别向远离所述石墨烯材料（50）的方向竖直缩短预设距离，并同时控制所述水平移动机构（20）复位至壳体（10）内的最左端，随后控制所述竖直升降机构（30）分别向靠近所述石墨烯材料（50）的方向竖直伸长所述预设距离使压紧机构（40）从上下两侧压紧石墨烯材料（50），并控制水平移动机构（20）从所述壳体（10）内的最左端移动至最右端，重复上述步骤；

每个所述压紧机构（40）包括：

弹性连接件（41），与所述竖直升降机构（30）的升降端连接；

支撑架（400），连接于所述弹性连接件（41）上；

滚轮（401），与所述支撑架（400）通过转轴（402）铰接，所述弹性连接件（41）能够使所述滚轮（401）与所述石墨烯材料（50）的表面抵接；

所述弹性连接件（41）包括：

套筒（410），封闭端与竖直升降机构（30）的升降端连接，开口端朝向所述石墨烯材料（50）的表面；

移动杆（411），沿所述套筒（410）的长度方向设置，一端延伸入所述套筒（410）内，所述移动杆（411）的侧壁与套筒（410）的内壁滑动配合，所述支撑架（400）与移动杆（411）的另一端固连；

弹簧（412），连接于所述套筒（410）的内底壁与移动杆（411）之间，以将所述移动杆（411）始终推向远离所述套筒（410）的方向；

所述滚轮（401）的外周均匀设置有多个第二电热片（403）；

相邻的两个所述第二电热片（403）之间设置有吸水板（404），所述吸水板（404）固定于滚轮（401）的外周上；

所述竖直升降机构（30）为电动伸缩杆，四个所述电动伸缩杆分别与所述微处理器信号连接，四个所述电动伸缩杆与所述电源电连接，在所述水平移动机构（20）从所述壳体（10）内的最左端移动至最右端或最右端移动至最左端的过程中，所述微处理器控制位于所述石墨烯材料（50）上方的两个电动伸缩杆同时做逐渐伸长和逐渐缩短的往复运动，并控制位于所述石墨烯材料（50）下方的两个电动伸缩杆同时做逐渐缩短和逐渐伸长的往复运动，以使所述石墨烯材料（50）在此过程中沿水平方向做S形移动。

2.如权利要求1所述的石墨烯改性高分子材料混合烘干装置，其特征在于，所述进料口（11）和出料口（12）各设置有一夹送辊机构（60），每个所述夹送辊机构（60）包括：

上压辊（600），通过第一转轴（601）与所述壳体（10）的前后侧壁铰接；

下压辊（602），通过第二转轴与所述壳体（10）的前后侧壁铰接，所述下压辊（602）与所述上压辊（600）均沿所述壳体（10）的宽度方向对称设置，所述上压辊（600）和下压辊（602）之间留有间隙以使所述石墨烯材料（50）能够进入所述间隙内；

电机（603），输出轴与位于所述进料口（11）处的下压辊（602）的中心轴通过联轴器连接，以驱动所述下压辊（602）转动，位于所述出料口（12）处的下压辊（602）的中心轴通过同向传送机构与位于所述进料口（11）处的下压辊（602）的中心轴连接，以使两个所述下压辊（602）同步转动。

3.如权利要求2所述的石墨烯改性高分子材料混合烘干装置，其特征在于，对应的所述上压辊（600）和下压辊（602）之间通过一反向传送机构（70）连接，以使所述上压辊（600）和下压辊（602）的转动反向相反。

4.如权利要求3所述的石墨烯改性高分子材料混合烘干装置，其特征在于，每个所述反向传送机构（70）包括：

主动齿轮（700），与所述下压辊（602）的中心轴键连接；

从动齿轮（701），与所述上压辊（600）的中心轴键连接，所述从动齿轮（701）与主动齿轮（700）相啮合。

5.如权利要求1所述的石墨烯改性高分子材料混合烘干装置，其特征在于，所述水平移动机构（20）包括：

四条导轨（200），分别固定于所述壳体（10）的上下内壁靠近前后边缘处，上下两根所述导轨（200）位置一一对应；

四个滑动块（201），分别与所述导轨（200）一一对应并通过驱动机构滑动连接，以使所述滑动块（201）能够沿所述导轨（200）的长度方向往复滑动，所述驱动机构与所述微处理器信号连接，所述驱动机构与所述电源电连接。

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