CN207192796U - 一种石墨烯生产设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种石墨烯生产设备，包括至少两台石墨烯生产装置，石墨烯生产装置包括工作台，工作台的表面设有电弧炉，电弧炉的底端设置有出料口，电弧炉的底壁上设置有阴极支撑杆，电弧炉的底壁上还设置有阳极支撑杆，阳极支撑杆的端部设置有由石墨制成的阳极，电弧炉的右侧设置有与电弧炉内腔连通的容纳管，容纳管内设置有长度为70厘米～150厘米、直径为1厘米～3厘米的阴极石墨棒，阴极石墨棒能够在推动装置的驱动下向电弧炉方向移动并与阴极支撑杆连接，推动装置包括驱动电机、与驱动电机输出轴连接的螺纹杆、与螺纹杆螺纹连接的推进杆，石墨烯生产设备还包括控制装置。本实用新型的石墨烯生产设备自动化程度高、生产效率高。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种工业生产设备，尤其涉及一种石墨烯生产设备。
背景技术
石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨。由于其十分良好的强度、柔韧、导电、导热、光学特性，石墨烯材料在物理学、材料学、电子信息、计算机、航空航天等领域都得到广泛应用。现有石墨烯粉体的生产方法包括机械剥离法、氧化还原法、电弧法。其中电弧法是一种绿色无污染，产出的石墨烯具有质量高、电子迁移率高、纯度高等优点。
电弧法制备纳米石墨烯的方法。是以阴极石墨棒做为电弧炉的两极，在高电流和一定比例的混合气氛下不断的放电，放电过程中不断的消耗阳极阴极石墨棒，在反应腔壁区域可得到纳米石墨烯。
现有电弧法石墨烯设备结构简单，一次制备只可放一支300mm长阴极石墨棒，由于换装阴极石墨棒前需要抽真空，填充气体，因此其成长效率较低，采用传统按键式和数字显示参数，对操作人员的物理知识要求很高，在填充气体时要人工监控填入量，如不小心填入太多需要重新从第一步开始。送料时全程需要人工手动转动手轮来进行碳棒前进过程，且人工无法保证送料的均匀性，这样会造成放电不稳定，产量低、质量无法保证。无法实现大规模量产。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的石墨烯生产设备。
实用新型内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种自动化程度高、生产效率高的石墨烯生产设备。
本实用新型的石墨烯生产设备，包括至少两台石墨烯生产装置，所述石墨烯生产装置包括工作台，所述工作台的表面设有电弧炉，所述电弧炉的底端设置有与电弧炉内腔连通的出料口，电弧炉的底壁上设置有穿透电弧炉底壁并由铜制成的阴极支撑杆，电弧炉的底壁上还设置有由铜制成的阳极支撑杆，所述阳极支撑杆的端部设置有由石墨制成的阳极，所述电弧炉的右侧设置有与所述电弧炉内腔连通的容纳管，所述容纳管内设置有长度为70厘米～150厘米、直径为1厘米～3厘米的阴极石墨棒，所述阴极石墨棒能够在推动装置的驱动下向电弧炉方向移动并与所述阴极支撑杆连接，所述推动装置包括驱动电机、与驱动电机输出轴连接的螺纹杆、与所述螺纹杆螺纹连接的推进杆，所述推进杆位于容纳管内并与所述容纳管滑动配合，推进杆的端部与所述阴极石墨棒接触，所述石墨烯生产设备还包括控制装置，所述控制装置包括控制器和与控制器连接的显示输入装置，所述控制器还与所述驱动电机电连接，所述电弧炉的炉体、容纳管的管体、阳极支撑杆和阴极支撑杆内均设置有冷却装置。
进一步的，本实用新型的石墨烯生产设备，所述控制器为PLC，所述显示输入装置为触摸屏。
进一步的，本实用新型的石墨烯生产设备，所述工作台内设置有分别与所述控制器连接的电器柜、电焊电源和真空泵。
进一步的，本实用新型的石墨烯生产设备，所述电弧炉的顶端设置有端盖，所述端盖上设置有真空表和真空计。
进一步的，本实用新型的石墨烯生产设备，所述电弧炉内还设置有阳极锁紧螺母。
进一步的，本实用新型的石墨烯生产设备，所述工作台的表面设置有至少两个支撑板，所述支撑板的顶端与容纳管连接，支撑管的底端与工作台连接。
进一步的，本实用新型的石墨烯生产设备，所述驱动电机的输出轴通过齿轮与所述螺纹杆连接。
进一步的，本实用新型的石墨烯生产设备，所述阳极支撑杆和阴极支撑杆分别由紫铜制成，所述冷却装置为水冷装置。
借由上述方案，本实用新型至少具有以下优点：本实用新型的石墨烯生产设备，其阴极石墨棒的长度能够达到150厘米，减少了换装阴极石墨棒前的抽真空，填充气体的次数，增加了生产的连续性，使生产效率大大提高。同时其阴极为阴极，从而增加了其散热效果，使得产出的石墨烯质量更稳定。控制装置的设置，使得本实用新型的石墨烯生产设备能够实现一键式启动，实现了产品自动化生产，结合推动装置，使其能够稳定的控制阴极石墨棒的进退，保证了电弧稳定燃烧，使产品粒径分布在较窄的范围，保证了产品的均一性，同时节省了劳动力。综上所述，本实用新型的石墨烯生产设备自动化程度高、生产效率高。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是本实用新型石墨烯生产设备的立体结构示意图；
图2是本实用新型石墨烯生产设备的正视图。
其中，1：电弧炉；2：真空表；3：真空计；4：阳极支撑杆；5：推进杆；6：显示输入装置；7：电器柜；8：驱动电机；9：工作台；10：电焊电源；11：真空泵；12：出料口；13：阳极锁紧螺母；14：阳极锁紧螺母；15：观察窗；16：石墨烯生产装置；17：容纳管；18：螺纹杆；19：齿轮；20：支撑板；21：阳极支撑杆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参见图1至图2，本实用新型一较佳实施例的一种石墨烯生产设备，包括两台石墨烯生产装置16，石墨烯生产装置包括工作台9，工作台的表面设有电弧炉1，电弧炉的底端设置有与电弧炉内腔连通的出料口12，电弧炉的底壁上设置有穿透电弧炉底壁并由铜制成的阴极极支撑杆4，电弧炉的底壁上还设置有由铜制成的阳极支撑杆21，所述阳极支撑杆的端部设置有由石墨制成的阳极，电弧炉的右侧设置有与电弧炉内腔连通的容纳管17，容纳管内设置有长度为70厘米～150厘米、直径为1厘米～3厘米的阴极石墨棒，阴极石墨棒能够在推动装置的驱动下向电弧炉方向移动并与阴极支撑杆连接，推动装置包括驱动电机8、与驱动电机输出轴连接的螺纹杆18、与螺纹杆螺纹连接的推进杆5，推进杆位于容纳管内并与容纳管滑动配合，推进杆的端部与阴极石墨棒接触，石墨烯生产设备还包括控制装置，控制装置包括控制器和与控制器连接的显示输入装置6，控制器还与驱动电机电连接。作为优选，控制器为PLC，显示输入装置为触摸屏。电弧炉的炉体、容纳管的管体、阳极支撑杆和阴极支撑杆内均设置有冷却装置，其冷却温度在15°到40°。工作台内设置有分别与控制器连接的电器柜7、电焊电源10和真空泵11。电弧炉的顶端设置有端盖，端盖上设置有真空表2和真空计3。电弧炉内还设置有阳极锁紧螺母13、14。工作台的表面设置有两个支撑板20，支撑板的顶端与容纳管连接，支撑管的底端与工作台连接。驱动电机的输出轴通过齿轮19与螺纹杆连接。电弧炉的前侧面上设有观察窗15。作为优选，阳极支撑杆和阴极支撑杆分别由紫铜制成，所述冷却装置为水冷装置。
本实施例的石墨烯生产设备解决了现有技术一次工艺只能放300mm长阴极石墨棒问题，解决了均匀送料各稳定放电，自动化完成精确抽真空和填充气体及放电过程。实现真正意义上全自动化生产，一个人可操作多台设备。大大的降低了石墨烯生产成本。其中，控制装置是由全自动德国西门子PLC模块和一块10寸的多点触控触摸屏组成，操作界面美观大方，操作简单。系统实现了全动化生产，只需要新设备第一次生产时技术人员输工艺参数，生产时只需点击“开始”键设备可自动完成抽真、填充气体、放电，并会根据放电速率调整送料速度，实现全程自动化生产，加长的推进杆使一次进料阴极石墨棒长度达到150mm，减少了换装阴极石墨棒前的抽真空，填充气体的次数，使生产效率大大提高。
以上仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种石墨烯生产设备，其特征在于：包括至少两台石墨烯生产装置，所述石墨烯生产装置包括工作台，所述工作台的表面设有电弧炉，所述电弧炉的底端设置有与电弧炉内腔连通的出料口，电弧炉的底壁上设置有穿透电弧炉底壁并由铜制成的阴极支撑杆，电弧炉的底壁上还设置有由铜制成的阳极支撑杆，所述阳极支撑杆的端部设置有由石墨制成的阳极，所述电弧炉的右侧设置有与所述电弧炉内腔连通的容纳管，所述容纳管内设置有长度为70厘米～150厘米、直径为1厘米～3厘米的阴极石墨棒，所述阴极石墨棒能够在推动装置的驱动下向电弧炉方向移动并与所述阴极支撑杆连接，所述推动装置包括驱动电机、与驱动电机输出轴连接的螺纹杆、与所述螺纹杆螺纹连接的推进杆，所述推进杆位于容纳管内并与所述容纳管滑动配合，推进杆的端部与所述阴极石墨棒接触，所述石墨烯生产设备还包括控制装置，所述控制装置包括控制器和与控制器连接的显示输入装置，所述控制器还与所述驱动电机电连接，所述电弧炉的炉体、容纳管的管体、阳极支撑杆和阴极支撑杆内均设置有冷却装置。
2.根据权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于：所述控制器为PLC，所述显示输入装置为触摸屏。
3.根据权利要求2所述的石墨烯生产设备，其特征在于：所述工作台内设置有分别与所述控制器连接的电器柜、电焊电源和真空泵。
4.根据权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于：所述电弧炉的顶端设置有端盖，所述端盖上设置有真空表和真空计。
5.根据权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于：所述电弧炉内还设置有阳极锁紧螺母。
6.根据权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于：所述工作台的表面设置有至少两个支撑板，所述支撑板的顶端与容纳管连接，支撑管的底端与工作台连接。
7.根据权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于：所述驱动电机的输出轴通过齿轮与所述螺纹杆连接。
8.根据权利要求1所述的石墨烯生产设备，其特征在于：所述阳极支撑杆和阴极支撑杆分别由紫铜制成，所述冷却装置为水冷装置。
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| CN201720910407.7U CN207192796U (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 一种石墨烯生产设备 |
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| CN201720910407.7U CN207192796U (zh) | 2017-07-25 | 2017-07-25 | 一种石墨烯生产设备 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107226465A (zh) * | 2017-07-25 | 2017-10-03 | 无锡远稳烯科技有限公司 | 一种石墨烯生产设备 |
| CN108238598A (zh) * | 2018-04-20 | 2018-07-03 | 上海地霸电子科技有限公司 | 一种连续生产石墨烯的机械装置 |
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2017
- 2017-07-25 CN CN201720910407.7U patent/CN207192796U/zh active Active
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