CN117816327A - 一种石墨烯母料研磨加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及石墨烯研磨技术领域，具体说是一种石墨烯母料研磨加工设备；包括基座以及所述基座上表面凹腔内的研磨头；所述基座上表面固连着机架；所述机架上固连着气缸；所述气缸输出轴朝下且固连着主电机；所述主电机输出轴活动连接着罩盖；所述研磨头上表面通过斜杆连接在主电机输出轴上；所述研磨头上表面设置有半球形槽；所述半球形槽最低端贯穿设置有出料孔；所述半球形槽中心设有中心柱；所述中心柱靠上一端通过副电机固连在主电机输出轴上；本发明通过对研磨间隙靠上一端移出的物料重新收回并进行再次研磨，使得石墨烯母料研磨更加充分，进而提高石墨烯母料研磨效果。

Description

一种石墨烯母料研磨加工设备

技术领域

本发明涉及石墨烯研磨技术领域，具体说是一种石墨烯母料研磨加工设备。

背景技术

石墨烯母料是指用于制备石墨烯的材料，即用于合成石墨烯的起始原料。石墨烯母料通常是指含有碳元素的材料，经过特定的制备方法可以产生石墨烯。石墨烯母料需要研磨以提高表面积、改善分散性和促进反应，以获得更高质量和产率的石墨烯。

现有的石墨烯研磨加工设备结构体积较大，只能够适用于批量化且量大的石墨烯母料加工生产；不能够满足一些石墨烯母料研磨量较少的情况，直接使用大型研磨设备会造成资源的浪费，因此我团队设计研发了专利号为CN214515109U，专利名称为一种试验用小型化石墨烯研磨装置，该装置通过将石墨烯母料装入研磨头，研磨头内的石墨烯母料沿着研磨头孔挤出落在凹腔，研磨头在凹腔内转动进行研磨，该装置虽然能够满足一些较少的石墨烯母料研磨，同时还具有自动下料的优点。

但我团队在将产品投入使用中发现，从研磨头孔进入凹腔内的石墨烯母料随着研磨的进行，部分石墨烯母料未充分研磨便从凹腔的上端口移出，具有研磨效果较差的劣势。

鉴于此，为了克服上述技术问题，本发明提出了一种石墨烯母料研磨加工设备，解决了上述技术问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提出了一种石墨烯母料研磨加工设备，本发明中研磨间隙内的物料会重新落入至半球形槽内，副电机的转动会利用螺旋板将半球形槽靠上位置的物料朝下输送，物料再次沿着出料孔挤出至研磨间隙内进行研磨，通过对研磨间隙靠上一端移出的物料重新收回并进行再次研磨，使得石墨烯母料研磨更加充分，进而提高石墨烯母料研磨效果。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种石墨烯母料研磨加工设备，包括基座以及所述基座上表面凹腔内的研磨头；所述基座上表面固连着机架；所述机架上固连着气缸；所述气缸输出轴朝下且固连着主电机；所述主电机输出轴活动连接着罩盖；所述研磨头上表面通过斜杆连接在主电机输出轴上；所述研磨头上表面设置有半球形槽；所述半球形槽最低端贯穿设置有出料孔；所述半球形槽中心设有中心柱；所述中心柱靠上一端通过副电机固连在主电机输出轴上；所述中心柱外壁连接着螺旋板；所述螺旋板转动能够带动半球形槽内的物料沿着出料孔挤出。

优选的，所述研磨头上表面在竖直方向上低于基座上表面；所述罩盖内径与凹腔上端口直径相适应；所述凹腔与研磨头之间形成研磨间隙；物料从所述研磨间隙的靠上一端移出后回落至半球形槽内。

优选的，所述螺旋板外轮廓呈倒半球形；所述螺旋板外缘在初始状态下与半球形槽内壁相接触；所述螺旋板内缘与中心柱接触设置；所述螺旋板靠上一端与中心柱外壁固连；所述螺旋板靠下一端固连着从动块；所述半球形槽靠下内壁固连着主动块；所述从动块在随着螺旋板转动过程中能够间歇式与主动块接触；所述主动块与从动块相互接触位置为弧面；所述螺旋板具有弹性。

优选的，所述中心柱外壁通过扭簧转动连接着单向板；多个所述单向板沿着螺旋板的螺旋方向设置；所述单向板宽度大于螺旋板上下间隙；所述单向板端部与半球形槽的内壁相适应；所述单向板朝着螺旋朝下方向倾斜。

优选的，所述研磨头外壁固连着压板；所述压板的一端在转动方向上相比较压板的另一端前置；所述研磨头能够带动压板在转动过程中将研磨间隙内的物料朝下倾斜推动。

优选的，所述压板背离研磨头的一面设置有槽道；所述槽道内活动连接着延伸板；所述槽道底壁设置有弹片；所述延伸板在弹片弹力作用下从槽道内伸出。

优选的，所述槽道与压板另一端连通；所述弹片靠近压板内槽道的端部设置；所述槽道中段位置的槽底与延伸板之间通过弹力绳连接；所述延伸板在摩擦力作用下能够从压板另一端伸出。

优选的，所述主电机带动研磨头的转动方向与副电机带动螺旋板的转动方向呈相反设置；所述螺旋板能够夹紧边缘的物料与半球形槽槽壁进行研磨。

优选的，所述主电机输出轴外壁且位于罩盖上方固连着环形板；所述环形板下表面与罩盖上表面之间通过弹簧连接；所述罩盖内壁沿着周向固连着拍板；所述拍板与罩盖固连的一端在转动方向上相比较另一端前置设置；所述拍板另一端朝着内侧延伸至研磨头上端外边缘位置。

本发明的有益效果如下：

1.本发明中研磨间隙内的物料会重新落入至半球形槽内，副电机的转动会利用螺旋板将半球形槽靠上位置的物料朝下输送，物料再次沿着出料孔挤出至研磨间隙内进行研磨，通过对研磨间隙靠上一端移出的物料重新收回并进行再次研磨，使得石墨烯母料研磨更加充分，进而提高石墨烯母料研磨效果。

2.本发明中螺旋板间隙扩大，螺旋板会带动物料进一步自上而下输送，随着从动块再次与主动块接触，从动块再次上移使得螺旋板间隙位置减小后再次对物料进行压碎，如此反复，一方面使得物料在半球形槽内自上而下输送，另一方面使得物料在研磨前被反复压碎，降低后续研磨难度，提高研磨效率。

3.本发明在螺旋板靠下一端上移后，会使得螺旋板的外缘与半球形槽的槽壁之间形成间隙，靠近螺旋板外缘的大颗粒物料在被挤压后从边缘直接落下，如此使得大颗粒物料无需随着螺旋板的转动而输送，而直接越过螺旋板的输送部分，并直接沿着半球形槽内壁掉落至半球形槽内壁靠下位置，提高后续研磨效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的立体图；

图2是本发明立体剖视图；

图3是本发明中研磨头以及罩盖的立体图；

图4是图3的立体剖视图；

图5是本发明中罩盖的立体图；

图6是本发明中研磨头以及螺旋板的立体图；

图7是本发明中螺旋板的立体图；

图8是本发明平面剖视图；

图9是本发明中单向板的立体图；

图10是本发明中压板与延伸板的配合示意图。

图中：基座1、凹腔11、机架12、气缸13、主电机14、斜杆15、研磨间隙16、研磨头2、半球形槽21、出料孔22、中心柱23、副电机24、螺旋板25、从动块26、主动块27、扭簧28、单向板29、罩盖3、环形板31、弹簧32、拍板33、压板4、槽道41、延伸板42、弹片43、弹力绳44。

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，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

如图1至图10所示，本发明所述的一种石墨烯母料研磨加工设备，包括基座1以及所述基座1上表面凹腔11内的研磨头2；所述基座1上表面固连着机架12；所述机架12上固连着气缸13；所述气缸13输出轴朝下且固连着主电机14；所述主电机14输出轴活动连接着罩盖3；所述研磨头2上表面通过斜杆15连接在主电机14输出轴上；所述研磨头2上表面设置有半球形槽21；所述半球形槽21最低端贯穿设置有出料孔22；所述半球形槽21中心设有中心柱23；所述中心柱23靠上一端通过副电机24固连在主电机14输出轴上；所述中心柱23外壁连接着螺旋板25；所述螺旋板25转动能够带动半球形槽21内的物料沿着出料孔22挤出。

作为本发明的一种实施方式，所述研磨头2上表面在竖直方向上低于基座1上表面；所述罩盖3内径与凹腔11上端口直径相适应；所述凹腔11与研磨头2之间形成研磨间隙16；物料从所述研磨间隙16的靠上一端移出后回落至半球形槽21内。

作为本发明的一种实施方式，所述螺旋板25外轮廓呈倒半球形；所述螺旋板25外缘在初始状态下与半球形槽21内壁相接触；所述螺旋板25内缘与中心柱23接触设置；所述螺旋板25靠上一端与中心柱23外壁固连；所述螺旋板25靠下一端固连着从动块26；所述半球形槽21靠下内壁固连着主动块27；所述从动块26在随着螺旋板25转动过程中能够间歇式与主动块27接触；所述主动块27与从动块26相互接触位置为弧面；所述螺旋板25具有弹性。

作为本发明的一种实施方式，所述中心柱23外壁通过扭簧28转动连接着单向板29；多个所述单向板29沿着螺旋板25的螺旋方向设置；所述单向板29宽度大于螺旋板25上下间隙；所述单向板29端部与半球形槽21的内壁相适应；所述单向板29朝着螺旋朝下方向倾斜。

作为本发明的一种实施方式，所述研磨头2外壁固连着压板4；所述压板4的一端在转动方向上相比较压板4的另一端前置；所述研磨头2能够带动压板4在转动过程中将研磨间隙16内的物料朝下倾斜推动。

作为本发明的一种实施方式，所述压板4背离研磨头2的一面设置有槽道41；所述槽道41内活动连接着延伸板42；所述槽道41底壁设置有弹片43；所述延伸板42在弹片43弹力作用下从槽道41内伸出。

作为本发明的一种实施方式，所述槽道41与压板4另一端连通；所述弹片43靠近压板4内槽道41的端部设置；所述槽道41中段位置的槽底与延伸板42之间通过弹力绳44连接；所述延伸板42在摩擦力作用下能够从压板4另一端伸出。

作为本发明的一种实施方式，所述主电机14带动研磨头2的转动方向与副电机24带动螺旋板25的转动方向呈相反设置；所述螺旋板25能够夹紧边缘的物料与半球形槽21槽壁进行研磨。

作为本发明的一种实施方式，所述主电机14输出轴外壁且位于罩盖3上方固连着环形板31；所述环形板31下表面与罩盖3上表面之间通过弹簧32连接；所述罩盖3内壁沿着周向固连着拍板33；所述拍板33与罩盖3固连的一端在转动方向上相比较另一端前置设置；所述拍板33另一端朝着内侧延伸至研磨头2上端外边缘位置。

具体工作流程如下：

研磨加工设备由控制器控制运行，在石墨烯母料准备好后，工作人员会拨动罩盖3上移，罩盖3上移过程中会带动内侧固连的拍板33同步上移，罩盖3上移过程中会克服弹簧32的弹力上移并靠近环形板31运动，罩盖3上移后脱离与基座1接触，并使得研磨头2以及半球形槽21的上槽口露出，工作人员会将石墨烯母料沿着半球形槽21的槽口倒入，物料会落在螺旋板25上，并在自重作用下沿着螺旋板25的螺旋方向克服扭簧28扭力打开单向板29，如此使得物料充满至半球形槽21内，多余的物料会堆积在螺旋板25靠上位置，随后工作人员松开罩盖3，弹簧32会推动罩盖3下移，下移的罩盖3与基座1上表面接触密封，气缸13根据物料研磨的颗粒要求伸长或缩短，气缸13能够带动主电机14上移或下移，主电机14输出轴会带动斜杆15以及研磨头2上移或下移，从而改变研磨头2外壁与凹腔11内壁之间的间隙，即改变研磨间隙16，满足不同的研磨颗粒直径需求，如此完成研磨前的准备工作；

随后控制器控制主电机14以及副电机24转动，副电机24转动过程中会带动中心柱23转动，中心柱23转动会带动螺旋板25转动，转动的螺旋板25会将半球形槽21内的物料自上而下输送，螺旋板25的转动相当于挤出机内的绞龙，起到物料传送目的，物料在输送过程中会克服扭簧28打开单向板29，螺旋板25转动过程中会对半球形槽21内的物料进行搅动，部分物料在螺旋板25扰动下碎裂，螺旋板25在半球形槽21内转动过程中，会使得螺旋板25上承载的大颗粒物料在离心作用下远离中心柱23运动，使得大颗粒物料在离心力作用下移动至螺旋板25外缘位置，中心柱23带动螺旋板25转动过程中会带动螺旋板25靠下一端的从动块26同步转动，从动块26转动过程中会与主动块27接触，主动块27与从动块26接触面呈弧形，使得从动块26在主动块27的阻碍下受挤压而上移，从动块26上移过程中会带动螺旋板25靠下一端上移，使得螺旋板25间隙随之降低，螺旋板25间隙降低过程中会对间隙位置的物料进行挤压，使得物料在研磨前进一步碎裂，从动块26在越过主动块27后，受到螺旋板25自身弹力作用下，从动块26会下移复位，螺旋板25间隙扩大，螺旋板25会带动物料进一步自上而下输送，随着从动块26再次与主动块27接触，从动块26再次上移使得螺旋板25间隙位置减小后再次对物料进行压碎，如此反复，一方面使得物料在半球形槽21内自上而下输送，另一方面使得物料在研磨前被反复压碎，降低后续研磨难度，提高研磨效率；螺旋板25间隙减小过程中单向板29受压转动，而在螺旋板25间隙增大过程中单向板29受到扭簧28作用下转动复位，扭簧28带动单向板29对螺旋板25之间的通道单向控制，单向板29的设置并不影响螺旋板25间隙的变化，在从动块26上移过程中会带动螺旋板25靠下一端上移，使得螺旋板25间隙变小，螺旋板25的外缘在初始状态下呈倒半球形，故在螺旋板25靠下一端上移后，会使得螺旋板25的外缘与半球形槽21的槽壁之间形成间隙，靠近螺旋板25外缘的大颗粒物料在被挤压后从边缘直接落下，如此使得大颗粒物料无需随着螺旋板25的转动而输送，而直接越过螺旋板25的输送部分，并直接沿着半球形槽21内壁掉落至半球形槽21内壁靠下位置，提高后续研磨效率；随着螺旋板25的转动，物料尤其是大颗粒物料会沿着出料孔22率先被挤出，如此完成物料的输送挤出过程；

从出料孔22挤出的物料相比较原先按压出料而言，出料更加顺畅，避免卡塞，物料沿着出料孔22挤出至研磨头2外表面与凹腔11内壁之间，即将物料沿着出料孔22挤入至研磨间隙16内，研磨头2的转动能够使物料在研磨间隙16内被研磨，物料在研磨间隙16研磨过程中，控制器也可以根据需求控制气缸13来回轻微收缩和伸长，气缸13收缩过程中会带动主电机14以及研磨头2上移，使得研磨间隙16变大，研磨间隙16靠上位置的物料会在研磨间隙16扩大后朝下聚集，气缸13伸长过程中会带动主电机14以及研磨头2下移，使得研磨间隙16变小，研磨间隙16内靠下位置聚集的物料受到研磨头2下移冲击下被进一步捣碎，提高石墨烯母料的粉碎效果；研磨后的物料会自下而上沿着研磨间隙16移动，由于研磨头2外壁固连着压板4，压板4在研磨间隙16内随着研磨头2的转动而转动，研磨头2的转动方向与螺旋板25的转动方向呈相反设置，故螺旋板25能够在夹紧物料与半球形槽21内壁进行初步研磨，压板4的一端在转动方向上相比较另一端前置，如此研磨头2在转动过程中能够带动压板4倾斜朝下方向推动研磨间隙16内的物料，使得研磨间隙16内的物料在压板4的推动下朝下聚集，从而抑制研磨间隙16内的物料上移，延长研磨间隙16内物料的研磨时间，进而提高研磨效果，压板4远离研磨头2的边缘设置槽道41，槽道41内活动连接着延伸板42，延伸板42在槽道41内的弹片43弹力作用下抵在凹腔11的内壁上，从而使得研磨间隙16变化过程中，压板4仍能够起到对研磨间隙16物料倾斜朝下推动的效果，延伸板42在与物料接触的过程中产生摩擦，物料的粗细程度直接影响物料与延伸板42之间的摩擦力，若物料颗粒越大，则物料与延伸板42之间的摩擦力较大，延伸板42在摩擦力的作用下会从槽道41靠近压板4另一端伸出，延伸板42从槽道41内伸出的过程中会克服弹力绳44的弹力，伸出后的延伸板42扩大压板4推动研磨间隙16内物料的范围，使得更大范围内的物料朝下倾斜推动并聚集，延长物料研磨时间，使得物料在被压板4压紧的同时被研磨，而在物料颗粒较小的情况下，物料与延伸板42之间摩擦力较小，延伸板42从槽道41靠近压板4另一端伸出的长度较小，使得较小范围内的物料被压板4和延伸板42所作用，减小物料研磨时间，如此压板4以及延伸板42推动研磨间隙16内的物料范围根据物料的研磨效果所适应；

主电机14通过斜杆15带动研磨头2转动过程中也会带动环形板31转动，环形板31会带动弹簧32以及弹簧32相连的罩盖3同步转动，罩盖3转动过程中会带动内侧的拍板33同步转动，被研磨后的物料会沿着研磨间隙16自下而上移动，物料从研磨间隙16靠上位置移出的情况下，会被罩盖3内侧的拍板33拍出，拍板33会将研磨间隙16靠上位置的物料朝着研磨头2上方中心位置拍出，如此使得物料会重新落入至半球形槽21内，副电机24的转动会利用螺旋板25将半球形槽21靠上位置的物料朝下输送，物料再次沿着出料孔22挤出至研磨间隙16内进行研磨，通过对研磨间隙16靠上一端移出的物料重新收回并进行再次研磨，使得石墨烯母料研磨更加充分，进而提高石墨烯母料研磨效果；环形板31下方的弹簧32给予罩盖3一个弹力，使得罩盖3盖合在凹腔11上端口，使得研磨产生的物料不会飞溅出的情况，进而保证周围研磨环境的洁净；

在研磨完成后，控制器会控制气缸13缩短，缩短的气缸13会带动主电机14上移，主电机14会通过斜杆15带动研磨头2上移，主电机14上移过程中会带动副电机24、中心柱23以及螺旋板25上移，研磨头2上移过程中会从凹腔11内移出，罩盖3上移过程中会脱离基座1并将研磨头2罩住，副电机24转动过程中会带动中心柱23以及螺旋板25转动，螺旋板25转动过程中会将物料自上而下输送，并沿着出料孔22流出，半球形槽21内的物料均为收回的研磨后的物料，物料从出料孔22流出掉落至凹腔11内，控制器在物料从半球形槽21内移出后控制副电机24停止转动，最后工作人员将凹腔11内的物料取出即可，如此完成石墨烯母料研磨过程。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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1所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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保护范围的限制，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。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只是说明本发明的原理，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 (6)

1.一种石墨烯母料研磨加工设备，包括基座以及所述基座上表面凹腔内的研磨头；所述基座上表面固连着机架；其特征在于：所述机架上固连着气缸；所述气缸输出轴朝下且固连着主电机；所述主电机输出轴活动连接着罩盖；所述研磨头上表面通过斜杆连接在主电机输出轴上；所述研磨头上表面设置有半球形槽；所述半球形槽最低端贯穿设置有出料孔；所述半球形槽中心设有中心柱；所述中心柱靠上一端通过副电机固连在主电机输出轴上；所述中心柱外壁连接着螺旋板；所述螺旋板转动能够带动半球形槽内的物料沿着出料孔挤出；

所述研磨头上表面在竖直方向上低于基座上表面；所述罩盖内径与凹腔上端口直径相适应；所述凹腔与研磨头之间形成研磨间隙；物料从所述研磨间隙的靠上一端移出后回落至半球形槽内；

所述螺旋板外轮廓呈倒半球形；所述螺旋板外缘在初始状态下与半球形槽内壁相接触；所述螺旋板内缘与中心柱接触设置；所述螺旋板靠上一端与中心柱外壁固连；所述螺旋板靠下一端固连着从动块；所述半球形槽靠下内壁固连着主动块；所述从动块在随着螺旋板转动过程中能够间歇式与主动块接触；所述主动块与从动块相互接触位置为弧面；所述螺旋板具有弹性；

所述研磨头外壁固连着压板；所述压板的一端在转动方向上相比较压板的另一端前置；所述研磨头能够带动压板在转动过程中将研磨间隙内的物料朝下倾斜推动。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯母料研磨加工设备，其特征在于：所述中心柱外壁通过扭簧转动连接着单向板；多个所述单向板沿着螺旋板的螺旋方向设置；所述单向板宽度大于螺旋板上下间隙；所述单向板端部与半球形槽的内壁相适应；所述单向板朝着螺旋朝下方向倾斜。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯母料研磨加工设备，其特征在于：所述压板背离研磨头的一面设置有槽道；所述槽道内活动连接着延伸板；所述槽道底壁设置有弹片；所述延伸板在弹片弹力作用下从槽道内伸出。

4.根据权利要求3所述的一种石墨烯母料研磨加工设备，其特征在于：所述槽道与压板另一端连通；所述弹片靠近压板内槽道的端部设置；所述槽道中段位置的槽底与延伸板之间通过弹力绳连接；所述延伸板在摩擦力作用下能够从压板另一端伸出。

5.根据权利要求4所述的一种石墨烯母料研磨加工设备，其特征在于：所述主电机带动研磨头的转动方向与副电机带动螺旋板的转动方向呈相反设置；所述螺旋板能够夹紧边缘的物料与半球形槽槽壁进行研磨。

6.根据权利要求5所述的一种石墨烯母料研磨加工设备，其特征在于：所述主电机输出轴外壁且位于罩盖上方固连着环形板；所述环形板下表面与罩盖上表面之间通过弹簧连接；所述罩盖内壁沿着周向固连着拍板；所述拍板与罩盖固连的一端在转动方向上相比较另一端前置设置；所述拍板另一端朝着内侧延伸至研磨头上端外边缘位置。