CN114956058B - 一种模块化曝气器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种模块化曝气器，包括曝气杆、曝气底座、曝气歧管，所述曝气杆的内部设有贯穿的第一条形孔；所述曝气底座的内部设有中空结构；所述曝气歧管的内部设有贯穿的第二条形孔和气孔，所述气孔的数量为1个或多个；所述曝气杆的一端部与所述曝气底座的端部可拆卸式装配；所述曝气歧管一端部与曝气底座之间可拆卸式装配；所述第一条形孔和第二条形孔分别与所述中空结构相导通，所述气孔与第二条形孔相导通。本发明能够有效的减少堵塞发生的概率；容易清理和维护，省时省力；使用成本显著降低；甲烷利用率以及造粉效率显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及石墨烯粉体生产设备配件技术领域，具体涉及一种模块化曝气器。
背景技术
目前气泡CVD法制备石墨烯时所使用的曝气器由曝气杆与圆盘状曝气盘圆两部分组成，两部分通过螺纹结构锁紧成一体，工作时整体浸入到铜液中，将石墨烯生长所需的组合气体通入曝气器，借助曝气盘上方的小孔将气体均匀的吹出，使之在铜液中形成气泡，气泡中的含碳物质与铜液接触反应以致最终生成石墨烯粉体。但现阶段使用的曝气器存在以下问题：
1.容易堵塞，不易清理，特别是含碳物质浓度过大、生长时间过长以及温度过高时，此现象更为严重，并且不易清理，堵塞不严重时可以用过大力摇晃、砂纸打磨的手段来解决，但较为严重时便只能整体更换处理，导致使用成本太高；2.更换以及维护麻烦，每次造粉结束后由于曝气盘的圆盘实心结构，其上平面会留有大量铜液，这也是造成堵塞的另一原因，为此须在每次实验结束冷却后对其进行拆卸清理再组装，此过程较为费时费力且不能保证每次组装都能将曝气盘与曝气杆精准组装在一起，以及频繁拆卸导致的部件寿命减半的问题；3.含碳气氛利用率偏低，造粉效率偏低，气泡数量偏少以及气泡与铜液的接触面积过小的问题。
因此，针对现有技术的上述缺陷，有必要设计一种易清理且高效率的模块化曝气器以解决上述问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提出一种模块化曝气器，以解决目前曝气器存在的容易堵塞、不易清理、更换维护麻烦、使用成本大以及粉体产率偏低的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
本发明提供了一种模块化曝气器，.一种模块化曝气器，包括曝气杆、曝气底座、曝气歧管，其中：
所述曝气杆的内部设有贯穿的第一条形孔；
所述曝气底座的内部设有中空结构；
所述曝气歧管的内部设有贯穿的第二条形孔和气孔，所述气孔的数量为1个或多个；
所述曝气杆的一端部与所述曝气底座的端部可拆卸式装配；所述曝气歧管一端部与曝气底座之间可拆卸式装配；
所述第一条形孔和第二条形孔分别与所述中空结构相导通，所述气孔与第二条形孔相导通。
优选的，所述曝气杆的端部设有第一连接端，所述曝气底座的端部设有第二连接端，所述曝气杆与曝气底座之间通过所述第一连接端与第二连接端装配连接。
优选的，所述曝气底座的外壁上开设有第三连接端，所述曝气歧管的一端部设有第四连接端，所述曝气底座与曝气歧管之间通过所述第三连接端与第四连接端装配连接。
优选的，所述第三连接端的底部开设有通孔，所述通孔用于连接导通所述第二条形孔与所述曝气底座的中空结构。
优选的，所述曝气底座上均匀设置多个第三连接端，并且所述曝气歧管连接至曝气底座后两两之间存在间隙。
优选的，所述曝气歧管上设有凸起结构，所述气孔设置于所述凸起结构的单侧或双侧。
优选的，所述凸起结构为三角凸起、弧形凸起或梯形凸起。
优选的，所述三角凸起结构为等腰三角凸起。
优选的，所述曝气底座上均匀设置6至8个第三连接端，对应装配6至8个曝气歧管所述三角凸起的两个斜面上各开设有6至8个气孔。
优选的，所述曝气歧管的另一端部连接有歧管螺栓，且所述曝气歧管与歧管螺栓可拆卸式连接。
本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
1.本发明通过才采用模块化的曝气歧管，从而减少堵塞发生的概率；
2.本发明通过采用模块化的曝气杆、曝气底座、曝气歧管结构，可以针对性进行清理或更换，无需整体拆卸，从而实现容易清理和维护，省时省力且高效的效果；
3.由于实验以及理论已表明增加气泡与铜液的接触面积可以有效增加石墨烯粉体的产率，因此本发明每根歧管上分布两排气孔，有效增加孔的数量，气孔位于歧管的斜上方，可以减少孔上方所受铜液的重力，进一步减小堵塞的风险，同时增加气泡与铜液的接触时间，传统的曝气器只有80个小孔，本发明的设计的可达到128个，明显增大与铜液的接触面积。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明曝气杆结构示意图；
图3为本发明曝气歧管结构示意图；
图4为本发明曝气歧管剖视图；
图5为本发明曝气底座结构示意图；
图6为本发明歧管螺栓结构示意图。
附图标记
曝气杆1；第一连接端11；第一条形孔12；曝气底座2；第二连接端21；第三连接端22；通孔23；曝气歧管3；第四连接端31；第五连接端32；凸起结构33；气孔34；第二条形孔35；歧管螺栓4。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
参考图1-6；本发明曝气器由曝气杆1、曝气底座2、曝气歧管3以及歧管螺栓4四部分组成。将其模块化成四部分后可以明显的解决不易维护、安装精度不易控制、费时费力以及使用成本过大等问题。
实施例1
本发明提供了一种模块化曝气器，包括曝气杆1、曝气底座2、曝气歧管3，曝气杆1的内部设有贯穿其的第一条形孔12，以供气体通过，曝气底座2的内部设有中空结构，曝气歧管3的内部设有贯穿的第二条形孔35和气孔，气孔的数量为1个或多个；曝气杆1的一端部与曝气底座2的一端部可拆卸式装配连接，曝气歧管3一端部与曝气底座2之间可拆卸式装配；第一条形孔12和第二条形孔分别与中空结构相导通，气孔与第二条形孔相导通。
通过本发明的上述结构，本发明可实现易清理、易维护的效果，传统圆盘状曝气盘最易发生堵塞的位置是盘上小孔的位置，本发明采用模块化结构之后，可以针对性地进行清理维护，无需整体拆卸，且清理堵塞物时可以拧开歧管后端的歧管螺栓，实现方便快速的清理以及安装。
实施例2
曝气歧管3的另一端部连接有歧管螺栓4，曝气歧管3与歧管螺栓4可拆卸式连接，从而实现整形的模块化结构。
在优选实施例中，曝气歧管3的端部开设有与歧管螺栓4相适配的第五连接端32(该装配方式可为螺纹连接、卡扣连接、过盈配合等连接方式)，第五连接端32与第二条形孔35同轴心。曝气底座2的内部设有中空结构，曝气歧管3的内部设有贯穿其的第二条形孔35，第一条形孔12、第二条形孔35以及中空结构三者相导通。
实施例3
曝气杆1的底部设有第一连接端11，曝气底座2的顶部设有第二连接端21，曝气杆1与曝气底座2之间通过第一连接端11与第二连接端21装配连接，该装配方式可为螺纹连接、卡扣连接、过盈配合等连接方式。
在优选实施例中，曝气底座2的侧壁上开设有第三连接端22，曝气歧管3的一端部设有第四连接端31，曝气底座2与曝气歧管3之间通过第三连接端22与第四连接端31装配连接，该装配方式可为螺纹连接、卡扣连接、过盈配合等连接方式。优选地，第三连接端22的底部开设有通孔23，通孔23用于连接导通第二条形孔35与中空结构。中空结构为曝气底座内部的空腔。
在优选实施例中，曝气歧管3采用三角管，还可以是普通圆管。
实施例5
曝气底座上均匀设置多个第三连接端22，并使得装配的多个所述曝气歧管3两两之间存在间隙，用于供铜液穿过。曝气歧管3上设有凸起结构，气孔设置于凸起结构的单侧或双侧。
在优选实施例中，凸起结构33为三角凸起、弧形凸起或梯形凸起。优选地，三角凸起结构33为等腰三角凸起。
曝气歧管3均匀的安装分布在曝气底座上，曝气歧管与曝气歧管之间留有距离，以使得铜液能及时的从缝隙中流走，不会残留堆积在盘上方。
通过本发明的这种结构，主要通过模块化后的曝气歧管来实现不于易堵的效果，8根歧管(亦可为其他数量)均匀的安装分布在曝气底座上，歧管与歧管之间留有距离，不再是之前的整体圆盘平面状，使得铜液能及时的从缝隙中流走，不会残留堆积在盘上方；每根歧管的孔上方不再是一个平面，而是一个等腰三角斜面，三角形顶端可看作一条线，进一步减小残留铜液的接触几率以及有利于残留铜液的下滑流走。
此外，清理堵塞物时可以拧开曝气歧管3后端的歧管螺栓4，实现方便快速的清理以及安装，也可以是直接换上新的曝气歧管。
由于目前实验以及理论已表明增加气泡与铜液的接触面积可以有效增加石墨烯粉体的产率，为此在每根歧管上分布两排气孔。
实施例6
在与实施例5结构相同的情况下，曝气底座上均匀设置6至8个第三连接端22，对应装配6至8个曝气歧管3，三角凸起33的两个个斜面上各开设有6至8个气孔34，在三角斜面凸起33的斜面上开设气孔34，目的在于，在斜面上开设气孔可以减少孔上方所受铜液的重力，进一步减小堵塞风险，同是可增加气泡与铜液的接触时间。
需要说明的是，曝气杆1上的第一连接端与曝气底座顶部的第二连接端进行连接，连接后将曝气歧管依次与曝气底座进行螺纹连接，最后用歧管螺栓将歧管的另一端进行封闭，也可以是先组装曝气歧管、歧管螺栓，对组装顺序不分先后。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种模块化曝气器，包括曝气杆(1)、曝气底座(2)、曝气歧管(3)，其特征在于：
所述曝气杆(1)的内部设有贯穿的第一条形孔(12)；
所述曝气底座(2)的内部设有中空结构；
所述曝气歧管(3)的内部设有贯穿的第二条形孔(35)和气孔，所述气孔的数量为1个或多个；
所述曝气歧管(3)上设有凸起结构，气孔设置于凸起结构的单侧或双侧；
所述曝气杆(1)的一端部与所述曝气底座(2)的端部可拆卸式装配；所述曝气歧管(3)一端部与曝气底座(2)之间可拆卸式装配；
所述第一条形孔(12)和第二条形孔分别与所述中空结构相导通，所述气孔与第二条形孔相导通。
2.根据权利要求1所述的一种模块化曝气器，其特征在于，所述曝气杆(1)的端部设有第一连接端(11)，所述曝气底座(2)的端部设有第二连接端(21)，所述曝气杆(1)与曝气底座(2)之间通过所述第一连接端(11)与第二连接端(21)装配连接。
3.根据权利要求1所述的一种模块化曝气器，其特征在于，所述曝气底座(2)的外壁上开设有第三连接端(22)，所述曝气歧管(3)的一端部设有第四连接端(31)，所述曝气底座(2)与曝气歧管(3)之间通过所述第三连接端(22)与第四连接端(31)装配连接。
4.根据权利要求3所述的一种模块化曝气器，其特征在于，所述第三连接端(22)的底部开设有通孔(23)，所述通孔(23)用于连接导通所述第二条形孔(35)与所述曝气底座(2)的中空结构。
5.根据权利要求3所述的一种模块化曝气器，其特征在于，所述曝气底座上均匀设置多个第三连接端(22)，并且所述曝气歧管(3)在连接至曝气底座后两两之间存在间隙。
6.根据权利要求5所述的一种模块化曝气器，其特征在于，所述曝气歧管(3)上设有凸起结构，所述气孔设置于所述凸起结构的单侧或双侧。
7.根据权利要求6所述的一种模块化曝气器，其特征在于，所述凸起结构(33)为三角凸起、弧形凸起或梯形凸起。
8.根据权利要求7所述的一种模块化曝气器，其特征在于，所述三角凸起结构(33)为等腰三角凸起。
9.根据权利要求8所述的一种模块化曝气器，其特征在于，所述曝气底座上均匀设置6至8个第三连接端(22)，对应装配6至8个曝气歧管(3)，所述三角凸起(33)的两个斜面上各开设有6至8个气孔(34)。
10.根据权利要求1所述的一种模块化曝气器，其特征在于，所述曝气歧管(3)的另一端部连接有歧管螺栓(4)，且所述曝气歧管(3)与歧管螺栓(4)可拆卸式连接。
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