CN114870734A - 一种石墨烯生产用自动搅拌装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯生产用自动搅拌装置，涉及石墨烯生产技术领域，包括支架、混合桶，混合桶安装于支架上，混合桶上侧设置有分散投料机构，用于石墨烯原材料和溶液的分散投料操作；混合桶内设置有振动搅拌机构，用于混合物的振动搅拌操作，振动搅拌机构与分散投料机构联动；混合桶下侧开口设置，混合桶下侧开口处设置有清洁机构，用于混合桶内壁的清洁操作。本发明通过设置的清洁机构，在搅拌操作完成后，能够对混合桶内壁附着的混合物进行有效冲洗、刮除操作，防止附着的混合物对搅拌装置造成影响，以及妨碍下次搅拌操作的进行。

Description

一种石墨烯生产用自动搅拌装置

技术领域

本发明涉及石墨烯生产技术领域，特别涉及一种石墨烯生产用自动搅拌装置。

背景技术

石墨烯是一种二维碳纳米材料，石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料；现在通常通过Hummers法制备石墨烯，首先通过强酸打断石墨片层间的范德华力，再利用还原的方式将氧化石墨还原。在生产过程中需要将强酸与石墨烯进行混合搅拌。

公开号为CN215249590U的中国专利所公开的一种石墨烯搅拌制备装置，包括支撑杆和箱体，所述支撑杆与箱体可拆卸连接，所述箱体外侧缠绕有电磁线圈，所述箱体上端可拆卸连接有电动机，所述电动机下端贯穿箱体顶部可拆卸连接有搅拌装置，所述搅拌装置底端焊接螺纹杆，所述箱体顶端两侧均设置有电机，所述电机下端贯穿箱体顶部可拆卸连接有推动装置。该实用新型的搅拌装置在箱体外侧利用电磁线圈加热，既为石墨烯的制备制造了足够的反应条件又保障了石墨烯制备的反应速率。

上述技术方案还存在以下问题。

1、由于石墨烯具有很强的抱团性，现有的搅拌设备不具备清洁功能，在搅拌操作完成后，附着的混合物很难清理。

2、现有的搅拌设备不能有效将石墨烯混合物分散，导致搅拌效果差，搅拌效率低。

发明内容

本发明针对上述问题，提供一种石墨烯生产用自动搅拌装置，解决目前的石墨烯搅拌装置不具备清洁功能、附着的混合物很难清理，不能有效将混合物分散、搅拌效果差的问题。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种石墨烯生产用自动搅拌装置，包括支架、混合桶，混合桶安装于支架上，混合桶上侧设置有分散投料机构，用于石墨烯原材料和溶液的分散投料操作；混合桶内设置有振动搅拌机构，用于混合物的振动搅拌操作，振动搅拌机构与分散投料机构联动；混合桶下侧开口设置，混合桶下侧开口处设置有清洁机构，用于混合桶内壁的清洁操作；所述清洁机构包括储水箱和底板，支架两侧均通过第一弹簧滑动安装有第一导杆，第一导杆下端与底板固定连接，底板与混合桶下端开口活动连接，混合桶内壁滑动安装有推环，推环两侧均连接有第二导杆，第二导杆贯穿底板且两者滑动连接，第二导杆贯穿底板后连接有丝杆，支架上设置有第一驱动机构，用于驱动丝杆运动，底板中部贯穿设置有滑筒且两者滑动连接，滑筒下端与储水箱转动连接，储水箱上设置有第二驱动机构，用于驱动滑筒转动，滑筒内设置有第一气缸，第一气缸输出端连接有若干齿条，滑筒内转动安装有与齿条相配合的若干刮板，刮板上设置有与齿条啮合的半齿轮，滑筒上开设有与刮板相配合的若干出口，储水箱上设置有水泵，水泵进水端与储水箱连通，水泵出水端连接有第一导管，滑筒套设有交换水环且两者转动连接，交换水环通过第一连接件与储水箱连接，滑筒上端转动连接有喷水器，喷水器位于混合桶内部，滑筒内设置有第二导管，第二导管一端与交换水环连通，第二导管另一端与喷水器连通。

进一步地，所述分散投料机构包括液体箱和进料管，液体箱设置于混合桶上侧，进料管贯穿液体箱且两者转动连接，混合桶上侧设置有第三驱动机构，用于驱动进料管转动，进料管下端固定连接有输送筒，输送筒一端开口设置，输送筒内转动安装有输送轴，输送轴一端同轴连接有液体管，液体管上开设有若干液体出孔，液体箱上连接有导液管，导液管一端与液体管连通，混合桶内安装有齿环，输送筒通过第二连接件转动安装有第一转轴，第一转轴上同轴连接有与齿环啮合的第一齿轮，转轴通过第一皮带轮组与液体管连接，输送筒开口端设置有辅助分散机构。

进一步地，所述辅助分散机构包括套筒件和花键轴，套筒件转动安装于输送筒的开口端，花键轴插设于套筒件内且两者滑动连接，花键轴下端连接有振动分散板，花键轴上端套设有第二弹簧，套筒件上连接有第二齿轮，套筒件的开口端通过第三连接件转动安装有第二转轴，第二转轴同轴连接有与第二齿轮啮合的第三齿轮，第三齿轮与齿环啮合，第二转轴上连接有用于推动花键轴滑动的凸轮。

进一步地，所述振动搅拌机构包括球体壳和振动电机，球体壳与输送筒固定连接，振动电机安装于球体壳内，球体壳上球铰连接有若干搅拌轴，振动电机连接有弹簧板，搅拌轴与弹簧板活动连接，球体壳下侧固定连接有外筒，喷水器固定安装于外筒内，外筒上通过第三弹簧滑动安装有与搅拌轴配合的若干伸缩杆，伸缩杆端部铰接有滑套，搅拌轴上设置有外花键，搅拌轴贯穿滑套且通过外花键与滑套滑动连接，外筒内设置有第二气缸，第二气缸输出端连接有用于推动伸缩杆滑动的斜块。

进一步地，所述第一驱动机构包括第一电机和第二皮带轮组，第一电机安装于储水箱上，第一电机输出端通过第二皮带轮组与两个丝杆连接。

进一步地，所述第二驱动机构包括第二电机和第三皮带轮组，第二电机安装于储水箱上，第二电机输出端通过第三皮带轮组与滑筒连接。

进一步地，所述第三驱动机构包括第三电机和第四皮带轮组，第三电机安装于混合桶上，第三电机输出端通过第四皮带轮组与进料管连接。

本发明的有益效果为。

(1)本发明通过设置的清洁机构，在搅拌操作完成后，能够对混合桶内壁附着的混合物进行有效冲洗、刮除操作，防止附着的混合物对搅拌装置造成影响，以及妨碍下次搅拌操作的进行。

(2)本发明通过设置的分散投料机构，能够分散、连续、均匀地投放石墨烯原材料与溶液，防止原材料短时间内的大量投入，方便后续搅拌操作的进行，与振动搅拌机构配合工作，提升搅拌效果，提高搅拌效率。

(3)本发明通过设置的振动搅拌机构，能够在旋转搅拌的同时进行振动搅拌，对混合物进行充分的搅拌操作，实现高效率、高质量的搅拌操作。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的混合桶内部结构示意图。

图3为本发明的滑筒位置示意图。

图4为本发明的滑筒内部结构示意图。

图5为图4中A处的放大图。

图6为本发明的分散投料机构示意图。

图7为图6中B处的放大图。

图8为图6中C处的放大图。

图9为外筒内部结构示意图。

附图标记：1、支架；2、混合桶；3、分散投料机构；31、液体箱；32、进料管；33、输送筒；34、输送轴；35、液体管；36、液体出孔；37、导液管；38、齿环；39、第二连接件；310、第一转轴；311、第一齿轮；312、第一皮带轮组；4、振动搅拌机构；41、球体壳；42、振动电机；43、搅拌轴；44、弹簧板；45、外筒；46、第三弹簧；47、伸缩杆；48、滑套；49、外花键；410、第二气缸；411、斜块；5、清洁机构；51、储水箱；52、底板；53、第一弹簧；54、第一导杆；55、推环；56、第二导杆；57、丝杆；58、滑筒；59、第一气缸；510、齿条；511、刮板；512、半齿轮；513、出口；514、水泵；515、第一导管；516、交换水环；517、第一连接件；518、喷水器；519、第二导管；6、第一驱动机构；61、第一电机；62、第二皮带轮组；7、第二驱动机构；71、第二电机；72、第三皮带轮组；8、第三驱动机构；81、第三电机；82、第四皮带轮组；9、辅助分散机构；91、套筒件；92、花键轴；93、振动分散板；94、第二弹簧；95、第二齿轮；96、第三连接件；97、第二转轴；98、第三齿轮；99、凸轮。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1、图2所示，本实施例提供的一种石墨烯生产用自动搅拌装置，包括支架1、混合桶2，混合桶2安装于支架1上，混合桶2上侧设置有分散投料机构3，用于石墨烯原材料和溶液的分散投料操作；混合桶2内设置有振动搅拌机构4，用于混合物的振动搅拌操作，振动搅拌机构4与分散投料机构3联动；混合桶2下侧开口设置，混合桶2下侧开口处设置有清洁机构5，用于混合桶2内壁的清洁操作。

如图1、图2、图3、图4、图5、图9所示，清洁机构5包括储水箱51和底板52，支架1两侧均通过第一弹簧53滑动安装有第一导杆54，第一导杆54下端与底板52固定连接，底板52与混合桶2下端开口活动连接，底板52与混合桶2下端连接时处于密封状态，混合桶2内壁滑动安装有推环55，推环55两侧均连接有第二导杆56，第二导杆56贯穿底板52且两者滑动连接，第二导杆56贯穿底板52后连接有丝杆57，底板52中部贯穿设置有滑筒58且两者滑动连接，滑筒58下端与储水箱51转动连接，滑筒58内设置有第一气缸59，第一气缸59输出端连接有若干齿条510，滑筒58内转动安装有与齿条510相配合的若干刮板511，刮板511上设置有与齿条510啮合的半齿轮512，滑筒58上开设有与刮板511相配合的若干出口513，本实施例中齿条510、半齿轮512、出口513数量均为三，可根据实际需求设置数量，第一储水箱51上设置有水泵514，水泵514进水端与储水箱51连通，水泵514出水端连接有第一导管515，滑筒58套设有交换水环516且两者转动连接，交换水环516与滑筒58转动连接的同时，两者密封，交换水环516通过第一连接件517与储水箱51连接，滑筒58上端转动连接有喷水器518，喷水器518位于混合桶2内部，滑筒58内设置有第二导管519，第二导管519一端与交换水环516连通，第二导管519另一端与喷水器518连通，喷水器518上设置有若干喷头，用于将清洗水喷洒至混合桶2内部。

如图1、图2、图6、图7所示，分散投料机构3包括液体箱31和进料管32，液体箱31设置于混合桶2上侧，进料管32贯穿液体箱31且两者转动连接，进料管32下端固定连接有输送筒33，输送筒33一端开口设置，输送筒33内转动安装有输送轴34，本实施例中输送轴34由螺旋叶片与轴组成，输送轴34转动时，实现石墨烯均匀的输送操作，输送轴34一端同轴连接有液体管35，液体管35上开设有若干液体出孔36，液体箱31上连接有导液管37，导液管37一端与液体管35连通，混合桶2内安装有齿环38，输送筒33通过第二连接件39转动安装有第一转轴310，第一转轴310上同轴连接有与齿环38啮合的第一齿轮311，转轴通过第一皮带轮组312与液体管35连接。

如图1、图2、图6、图8所示，输送筒33开口端设置有辅助分散机构9，辅助分散机构9包括套筒件91和花键轴92，套筒件91转动安装于输送筒33的开口端，花键轴92插设于套筒件91内且两者滑动连接，花键轴92下端连接有振动分散板93，花键轴92上端套设有第二弹簧94，套筒件91上连接有第二齿轮95，套筒件91的开口端通过第三连接件96转动安装有第二转轴97，第二转轴97同轴连接有与第二齿轮95啮合的第三齿轮98，第三齿轮98与齿环38啮合，第二转轴97上连接有用于推动花键轴92滑动的凸轮99。

如图1、图2、图6、图9所示，振动搅拌机构4包括球体壳41和振动电机42，球体壳41与输送筒33固定连接，振动电机42安装于球体壳41内，球体壳41上球铰连接有若干搅拌轴43，振动电机42连接有弹簧板44，搅拌轴43与弹簧板44活动连接，球体壳41下侧固定连接有外筒45，喷水器518固定安装于外筒45内，外筒45上通过第三弹簧46滑动安装有与搅拌轴43配合的若干伸缩杆47，伸缩杆47端部铰接有滑套48，搅拌轴43上设置有外花键49，搅拌轴43贯穿滑套48且通过外花键49与滑套48滑动连接，外筒45内设置有第二气缸410，第二气缸410输出端连接有用于推动伸缩杆47滑动的斜块411，本实施例中搅拌轴43、伸缩杆47、滑套48的数量均为三，可根据实际需求设置不同数量。

如图2所示，支架1上设置有第一驱动机构6，用于驱动丝杆57运动，第一驱动机构6包括第一电机61和第二皮带轮组62，第二皮带轮组62的两个驱动轮转动安装于支架1上，两个丝杆57分别贯穿两个驱动轮，两个丝杆57分别与两个驱动轮螺纹连接，第一电机61安装于储水箱51上，第一电机61输出端通过第二皮带轮组62与两个丝杆57连接。

如图3所示，储水箱51上设置有第二驱动机构7，用于驱动滑筒58转动，第二驱动机构7包括第二电机71和第三皮带轮组72，第二电机71安装于储水箱51上，第二电机71输出端通过第三皮带轮组72与滑筒58连接。

如图2所示，混合桶2上侧设置有第三驱动机构8，用于驱动进料管32转动，第三驱动机构8包括第三电机81和第四皮带轮组82，第三电机81安装于混合桶2上，第三电机81输出端通过第四皮带轮组82与进料管32连接。

本发明工作原理如下。

步骤一：进行投料操作，将石墨烯原材料投入进料管32，通过进料管32导入输送筒33中，将与石墨烯原材料混合的溶液投入液体箱31内，通过导液管37导入液体管35内，运行第三电机81带动第四皮带轮组82运动，第四皮带轮组82带动进料管32旋转，进料管32带动输送筒33围绕进料管32轴线旋转，输送筒33在旋转的同时带动第一齿轮311在齿环38上运动，第一齿轮311围绕进料管32旋转的同时自转，第一齿轮311带动第一转轴310旋转，第一转轴310带动第一皮带轮组312运动，第一皮带轮组312带动液体管35沿自身轴线旋转，液体管35在围绕进料管32轴线旋转的同时自转，将内部的溶液分散的甩出，方便搅拌操作的进行，与此同时，液体管35带动输送轴34转动，输送轴34将石墨烯原材料均匀、连续的从输送筒33开口端排出，输送筒33围绕进料管32轴线旋转的同时带动套筒件91转动，套筒件91通过第二齿轮95、第三齿轮98实现转动，进而带动花键轴92、振动分散板93旋转，第三齿轮98转动时带动第二转轴97转动，第二转轴97使得凸轮99旋转作用于花键轴92，在凸轮99与第二弹簧94的作用下，花键轴92、振动分散板93实现上下振动，掉落在振动分散板93上的石墨烯原材料，通过振动、旋转多种运动分散投放至混合桶2内，进一步方便搅拌操作的进行。

步骤二：进行搅拌操作，输送筒33在旋转的同时带动球体壳41转动，球体壳41带动搅拌轴43围绕进料管32轴线旋转，运行振动电机42作用于弹簧板44，弹簧板44将振动传递至各个搅拌轴43上，使得搅拌轴43在旋转的同时实现振动，提高搅拌效果与搅拌效率，通过运行第二气缸410，带动斜块411上下运动，斜块411推动伸缩杆47在外筒45上滑动，由于滑套48与外花键49的作用，搅拌轴43实现摆动，实现搅拌范围的调节操作。

步骤三：进行清洁操作，待搅拌完成之后，运行第一电机61带动第二皮带轮组62运动，第二皮带轮组62带动两个丝杆57实现运动，两个丝杆57带动第二导杆56下移，进而实现推环55的下移，推环55下移实现对混合桶2内壁的刮除操作，将混合桶2内壁上的附着物刮除下来，与此同时运行水泵514，将储水箱51内的清洗水通过第一导管515、第二导管519导入喷水器518内，通过喷水器518对混合桶2内壁进行冲洗操作，待推环55下移运动至与底板52接触后，推动底板52下移，此时第一弹簧53处于压缩状态，底板52下移后与混合桶2下端开口处分离，底板52在滑筒58上滑动，待底板52下移至开口处的下端时，运行第一气缸59，通过齿条510、半齿轮512推动各个刮板511旋转，使得刮板511与底板52上侧贴合，运行第二电机71带动第三皮带轮运动，第三皮带轮带动滑筒58旋转，使得刮板511在底板52上侧旋转对底板52进行刮除操作，喷水器518持续喷水的过程中，将刮除下来的附着物从混合桶2下端开口处冲出，实现清洁操作。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种石墨烯生产用自动搅拌装置，包括支架(1)、混合桶(2)，其特征在于：混合桶(2)安装于支架(1)上，混合桶(2)上侧设置有分散投料机构(3)，用于石墨烯原材料和溶液的分散投料操作；混合桶(2)内设置有振动搅拌机构(4)，用于混合物的振动搅拌操作，振动搅拌机构(4)与分散投料机构(3)联动；混合桶(2)下侧开口设置，混合桶(2)下侧开口处设置有清洁机构(5)，用于混合桶(2)内壁的清洁操作；

所述清洁机构(5)包括储水箱(51)和底板(52)，支架(1)两侧均通过第一弹簧(53)滑动安装有第一导杆(54)，第一导杆(54)下端与底板(52)固定连接，底板(52)与混合桶(2)下端开口活动连接，混合桶(2)内壁滑动安装有推环(55)，推环(55)两侧均连接有第二导杆(56)，第二导杆(56)贯穿底板(52)且两者滑动连接，第二导杆(56)贯穿底板(52)后连接有丝杆(57)，支架(1)上设置有第一驱动机构(6)，用于驱动丝杆(57)运动，底板(52)中部贯穿设置有滑筒(58)且两者滑动连接，滑筒(58)下端与储水箱(51)转动连接，储水箱(51)上设置有第二驱动机构(7)，用于驱动滑筒(58)转动，滑筒(58)内设置有第一气缸(59)，第一气缸(59)输出端连接有若干齿条(510)，滑筒(58)内转动安装有与齿条(510)相配合的若干刮板(511)，刮板(511)上设置有与齿条(510)啮合的半齿轮(512)，滑筒(58)上开设有与刮板(511)相配合的若干出口(513)，储水箱(51)上设置有水泵(514)，水泵(514)进水端与储水箱(51)连通，水泵(514)出水端连接有第一导管(515)，滑筒(58)套设有交换水环(516)且两者转动连接，交换水环(516)通过第一连接件(517)与储水箱(51)连接，滑筒(58)上端转动连接有喷水器(518)，喷水器(518)位于混合桶(2)内部，滑筒(58)内设置有第二导管(519)，第二导管(519)一端与交换水环(516)连通，第二导管(519)另一端与喷水器(518)连通。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯生产用自动搅拌装置，其特征在于：所述分散投料机构(3)包括液体箱(31)和进料管(32)，液体箱(31)设置于混合桶(2)上侧，进料管(32)贯穿液体箱(31)且两者转动连接，混合桶(2)上侧设置有第三驱动机构(8)，用于驱动进料管(32)转动，进料管(32)下端固定连接有输送筒(33)，输送筒(33)一端开口设置，输送筒(33)内转动安装有输送轴(34)，输送轴(34)一端同轴连接有液体管(35)，液体管(35)上开设有若干液体出孔(36)，液体箱(31)上连接有导液管(37)，导液管(37)一端与液体管(35)连通，混合桶(2)内安装有齿环(38)，输送筒(33)通过第二连接件(39)转动安装有第一转轴(310)，第一转轴(310)上同轴连接有与齿环(38)啮合的第一齿轮(311)，转轴通过第一皮带轮组(312)与液体管(35)连接，输送筒(33)开口端设置有辅助分散机构(9)。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯生产用自动搅拌装置，其特征在于：所述辅助分散机构(9)包括套筒件(91)和花键轴(92)，套筒件(91)转动安装于输送筒(33)的开口端，花键轴(92)插设于套筒件(91)内且两者滑动连接，花键轴(92)下端连接有振动分散板(93)，花键轴(92)上端套设有第二弹簧(94)，套筒件(91)上连接有第二齿轮(95)，套筒件(91)的开口端通过第三连接件(96)转动安装有第二转轴(97)，第二转轴(97)同轴连接有与第二齿轮(95)啮合的第三齿轮(98)，第三齿轮(98)与齿环(38)啮合，第二转轴(97)上连接有用于推动花键轴(92)滑动的凸轮(99)。

4.根据权利要求3所述的一种石墨烯生产用自动搅拌装置，其特征在于：所述振动搅拌机构(4)包括球体壳(41)和振动电机(42)，球体壳(41)与输送筒(33)固定连接，振动电机(42)安装于球体壳(41)内，球体壳(41)上球铰连接有若干搅拌轴(43)，振动电机(42)连接有弹簧板(44)，搅拌轴(43)与弹簧板(44)活动连接，球体壳(41)下侧固定连接有外筒(45)，喷水器(518)固定安装于外筒(45)内，外筒(45)上通过第三弹簧(46)滑动安装有与搅拌轴(43)配合的若干伸缩杆(47)，伸缩杆(47)端部铰接有滑套(48)，搅拌轴(43)上设置有外花键(49)，搅拌轴(43)贯穿滑套(48)且通过外花键(49)与滑套(48)滑动连接，外筒(45)内设置有第二气缸(410)，第二气缸(410)输出端连接有用于推动伸缩杆(47)滑动的斜块(411)。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯生产用自动搅拌装置，其特征在于：所述第一驱动机构(6)包括第一电机(61)和第二皮带轮组(62)，第一电机(61)安装于储水箱(51)上，第一电机(61)输出端通过第二皮带轮组(62)与两个丝杆(57)连接。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯生产用自动搅拌装置，其特征在于：所述第二驱动机构(7)包括第二电机(71)和第三皮带轮组(72)，第二电机(71)安装于储水箱(51)上，第二电机(71)输出端通过第三皮带轮组(72)与滑筒(58)连接。

7.根据权利要求2所述的一种石墨烯生产用自动搅拌装置，其特征在于：所述第三驱动机构(8)包括第三电机(81)和第四皮带轮组(82)，第三电机(81)安装于混合桶(2)上，第三电机(81)输出端通过第四皮带轮组(82)与进料管(32)连接。

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