CN207061878U - 一种智能石墨膨化炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及石墨烯生产设备领域，公开了一种智能石墨膨化炉，所述智能石墨膨化炉包括炉体、加料装置、出料装置和控制装置，原料通过加料装置至炉体，然后通过出料装置收集；所述出料装置设在炉体上方，所述加料装置设在炉体下方；所述炉体内设有加热装置；所述炉体内底部还设有气流喷头，所述气流喷头上方设有加料装置，所述控制装置包括处理器和控制器，所述处理器与控制器连接，所述控制器分别与气流喷头、加料装置和加热装置连接。本实用新型可以大规模制备膨胀石墨，智能化控制插层石墨的反应温度和反应时间，使得插层石墨充分膨胀，制备得到的膨胀石墨膨胀倍数在200～300倍，解决了传统膨化炉无法精确控制膨胀时间和温度的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及石墨烯生产设备领域，更具体地，涉及一种智能石墨膨化炉。
背景技术
膨胀石墨是在石墨层间插入外来物质后形成的一类新型原子、分子尺度上的复合材料，已成为石墨行业内新的发展方向。它既保留了石墨的优异理化特性，同时由于碳原子平面与插入物质的相互作用，产生了一系列新的理化特性，如高导电性、超导性、触媒特性、储氢特性等。经高温膨胀制得的膨胀石墨外观类似蠕虫，热力学性质稳定，具有非常大的比表面积和丰富的孔结构，可用作油等有机污染物的吸附材料。由膨胀石墨制成的石墨纸、板、带材和各种密封部件具有优良的可压缩性、回弹性和柔软性，广泛应用于石油、化工、冶金、宇航及核反应堆等科技领域。
温膨胀法是通过高温快速加热制备膨胀石墨的传统方法，往往采用石墨膨胀炉，其原理是将可膨胀石墨（即插层石墨）放入进料口，通过风机将可膨胀石墨吹入炉膛中，进行高温膨胀，膨胀完以后炉膛内的风机通过一定风速将膨胀石墨吹入到出料口（出料口设置在进料口的上方，并与炉膛内连接）处完成收集，而未完全膨胀的石墨则因为重量大于膨胀石墨而掉落达到分离目的，由于膨胀过程中主要受膨胀时间和膨胀温度的影响，现有设备中都无法精准控制插层石墨在膨化炉中的反应时间和反应温度，此外，反应完以后膨胀石墨由于目数比较少，在运输过程中容易卡料在设备里面，影响产品收率。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是针对现有技术不足，提供一种智能控制膨化时间和膨化温度的石墨膨化炉。
本实用新型的目的通过以下技术方案予以实现：
一种智能石墨膨化炉，包括炉体、加料装置、出料装置和控制装置，原料通过加料装置至炉体，然后通过出料装置收集；所述出料装置设在炉体上方，所述加料装置设在炉体下方；所述炉体内设有加热装置；所述炉体内底部还设有气流喷头，所述气流喷头上方设有加料装置，所述控制装置包括处理器和控制器，所述处理器与控制器连接，所述控制器分别与气流喷头、加料装置和加热装置连接。
优选地，所述控制器包括第一控制器、第二控制器和第三控制器，所述第一控制器与气流喷头连接，所述第二控制器与加料装置连接，所述第三控制器与加热装置连接。
优选地，所述炉体内还设有保护气体入口，所述保护气体入口与惰性气瓶连接。
优选地，所述气流喷头还包括气源、气流管道和气流控制阀，所述气源连接气流管道，所述气流管道连接气流喷头，所述气流控制阀设在气流管道内。
优选地，所述加料装置为螺旋进料机。
优选地，所述出料装置与炉体之间还设有冷却装置。
优选地，所述冷却装置包括换热管和水冷管，所述换热管的一端连接炉体，另一端连接出料装置，所述换热管与水平线的夹角为45℃～90℃，所述水冷管呈螺旋状布置在换热管上。
优选地，所述出料装置包括多个储量仓和连接管道，所述连接管道一端与炉体连接，并设有旋风分离器，另一端与排气口连接，所述连接管道上还设有多个分管道分别与储量仓连接。
优选地，所述连接管道与水平线的夹角为45℃～90℃。
优选地，所述炉体内还设有搅拌器。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果：
本实用新型可以大规模制备膨胀石墨，智能化控制插层石墨在膨化炉中的反应温度和反应时间，使得插层石墨充分膨胀，制备得到的膨胀石墨其膨胀倍数在200～300倍，解决了传统膨化炉无法精确控制膨胀时间和温度的问题。
本实用新型设备采用两层楼放置，按照原料的加工顺序均是从下往上，换热管和连接管道与水平线有一定的夹角，通过重力与风速的配合，即解决了膨胀石墨卡料问题，提高反应收率，同时相比垂直放置也解决了占地空间。
本实用新型在炉体内加入搅拌器，使得炉体内的气流形成对流，保证了插层石墨的受热均匀，从而大幅度地提高了插层石墨的膨化反应效率。
附图说明
图1 智能石墨膨化炉示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种智能石墨膨化炉，包括炉体1、加料装置2、出料装置3和控制装置，原料通过加料装置2至炉体1，然后通过出料装置3收集；出料装置3设在炉体上方，加料装置2设在炉体下方；炉体1内设有加热装置11,本实施例采用电阻丝加热，炉体1内底部还设有气流喷头4，气流喷头4还包括气源41、气流管道42和气流控制阀43，气源41连接气流管道42，气流管道42连接气流喷头4，气流控制阀43设在气流管道42内，气流喷头4上方设有加料装置2，具体采用螺旋进料机，控制装置包括处理器5和控制器，处理器5设有控制面板并与控制器连接，控制器包括第一控制器53、第二控制器52和第三控制器51，第一控制器53与气流喷头4的气流控制阀43连接，第二控制器52与加料装置2连接，第三控制器51与加热装置11连接，炉体1内还设有保护气体入口6，保护气体入口6与惰性气瓶连接61；
其中，处理器5采用微处理器，第一控制器采用进气阀驱动电路，第二控制器采用加料阀驱动电路，第三控制器采用加热驱动电路。
出料装置3与炉体1之间还设有冷却装置7，冷却装置7包括换热管71和水冷管72，换热管71的一端连接炉体1，另一端连接出料装置3，换热管71与水平线的夹角为45℃～90℃，水冷管72呈螺旋状布置在换热管71上；
出料装置3包括多个储量仓31和连接管道32，连接管道32一端与换热管71连接，并设有旋风分离器33，另一端与排气口34连接，连接管道32上还设有多个分管道35分别与储量仓31连接；连接管道与32水平线的夹角为45℃～90℃；
炉体1内还设有搅拌器8，搅拌器8为螺旋式搅拌器，通过电机和滚珠丝杠配合，使得搅拌器8在炉体1内做上下的直线运动，从而带动炉体1内的气流回流。
本实施例的工作原理如下：将插层后的石墨作为原料，通过进料装置2进入炉体1内，在气流喷头4的作用下，完成膨胀，并吹出到冷却装置7，然后通过储量仓31收集；本实施例通过控制面板可以控制膨胀的时间和温度，具体是处理器通过控制第一控制器和第二控制器来控制气流速度和加料速度，从而控制插层石墨膨胀的反应时间，第三控制器可以控制加热装置11的温度，实现石墨膨胀的智能化，解决了传统膨化炉无法精确控制膨胀时间和温度的问题。
本实施例设备采用两层楼放置，按照原料的加工顺序均是从下往上，换热管和连接管道与水平线有一定的夹角，通过重力与风速的配合，即解决了膨胀石墨卡料问题，提高反应收率，同时相比垂直放置也解决了占地空间。
本实施例在炉体1内加入搅拌器8，使得炉体1内的气流形成对流，保证了插层石墨的受热均匀，从而大幅度地提高了插层石墨的膨化反应效率。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型的技术方案所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护之内。
Claims (10)
1.一种智能石墨膨化炉，其特征在于，包括炉体、加料装置、出料装置和控制装置，原料通过加料装置至炉体，然后通过出料装置收集；所述出料装置设在炉体上方，所述加料装置设在炉体下方；所述炉体内设有加热装置；所述炉体内底部还设有气流喷头，所述气流喷头上方设有加料装置，所述控制装置包括处理器和控制器，所述处理器与控制器连接，所述控制器分别与气流喷头、加料装置和加热装置连接。
2.根据权利要求1所述智能石墨膨化炉，其特征在于，所述控制器包括第一控制器、第二控制器和第三控制器，所述第一控制器与气流喷头连接，所述第二控制器与加料装置连接，所述第三控制器与加热装置连接。
3.根据权利要求1所述智能石墨膨化炉，其特征在于，所述炉体内还设有保护气体入口，所述保护气体入口与惰性气瓶连接。
4.根据权利要求1所述智能石墨膨化炉，其特征在于，所述气流喷头还包括气源、气流管道和气流控制阀，所述气源连接气流管道，所述气流管道连接气流喷头，所述气流控制阀设在气流管道内。
5.根据权利要求1所述智能石墨膨化炉，其特征在于，所述加料装置为螺旋进料机。
6.根据权利要求1所述智能石墨膨化炉，其特征在于，所述出料装置与炉体之间还设有冷却装置。
7.根据权利要求6所述智能石墨膨化炉，其特征在于，所述冷却装置包括换热管和水冷管，所述换热管的一端连接炉体，另一端连接出料装置，所述换热管与水平线的夹角为45℃～90℃，所述水冷管呈螺旋状布置在换热管上。
8.根据权利要求1所述智能石墨膨化炉，其特征在于，所述出料装置包括多个储量仓和连接管道，所述连接管道一端与炉体连接，并设有旋风分离器，另一端与排气口连接，所述连接管道上还设有多个分管道分别与储量仓连接。
9.根据权利要求8所述智能石墨膨化炉，其特征在于，所述连接管道与水平线的夹角为45℃～90℃。
10.根据权利要求1～9任意一项所述智能石墨膨化炉，其特征在于，所述炉体内还设有搅拌器。
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| CN201720898420.5U CN207061878U (zh) | 2017-07-24 | 2017-07-24 | 一种智能石墨膨化炉 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109292755A (zh) * | 2018-09-07 | 2019-02-01 | 合肥日新高温技术有限公司 | 石墨烯膨化炉生产线 |
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2017
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