CN209668774U - 一种复式燃烧膨胀炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复式燃烧膨胀炉，包括加热膨胀炉支撑腿，所述加热膨胀炉支撑腿的一侧安装有安装固定板，所述安装固定板上设置有固定螺栓孔，本实用新型结构科学合理，使用安全方便，设置有加热膨胀炉，加热膨胀炉内设置有微波发生器，通过微波给氧化石墨进行加热，相较于传统的电加热方法，能源利用效率更高，更加节能环保，同时通过主气泵，可对炉内进行抽真空，抽出炉内的杂质气体，减少氧化石墨与外界杂质发生反应的几率，提高石墨烯制备的质量，设置有速冷炉，炉内设置有液氮循环冷却装置，通过速冷炉可对加热后的高温氧化石墨迅速降低至极冷的温度，提高氧化石墨内部分子的膨胀效率，从而提高石墨烯的制备效率。

Description

一种复式燃烧膨胀炉

技术领域

本实用新型涉及石墨烯制造设备技术领域，具体为一种复式燃烧膨胀炉。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料。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。石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法等。其中因技术的局限性，到目前为止石墨烯并没有形成统一的制备方式，其中最常见的是机械剥离法，但是由于此类方法设备成本较高，难以普及，因此人们研究出采用加热膨胀剥离的方式生产石墨烯，成本得到显著的降低，但是目前市面上的石墨烯燃烧膨胀炉，制备石墨烯的效率较低，制备的成品中杂质较多，而且大多采用传统的电加热方式，热能的利用率较低，能源浪费严重，因此急需一种复式燃烧膨胀炉来解决这个问题。

发明内容

本实用新型提供一种复式燃烧膨胀炉，可有效解决上述背景技术中提到的目前为止石墨烯并没有形成统一的制备方式，其中最常见的是机械剥离法，但是由于此类方法设备成本较高，难以普及，因此人们研究出采用加热膨胀剥离的方式生产石墨烯，成本得到显著的降低，但是目前市面上的石墨烯燃烧膨胀炉，制备石墨烯的效率较低，制备的成品中杂质较多，而且大多采用传统的电加热方式，热能的利用率较低，能源浪费严重的问题。

为了解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：一种复式燃烧膨胀炉，包括加热膨胀炉支撑腿，所述加热膨胀炉支撑腿的一侧安装有安装固定板，所述安装固定板上设置有固定螺栓孔，所述加热膨胀炉支撑腿的上端安装有加热膨胀炉，所述加热膨胀炉包括进料口、封盖安装螺纹、膨胀炉保护壳、保温隔热层、加热内炉、微波发生器、出料口、时间控制阀一，所述进料口的一侧设置有封盖安装螺纹，所述封盖安装螺纹的一侧安装有膨胀炉保护壳，所述膨胀炉保护壳的内侧安装有保温隔热层，所述保温隔热层的内侧安装有加热内炉，所述加热内炉的一侧安装有微波发生器，所述加热内炉的底部设置有出料口，所述出料口的一侧设置有时间控制阀一，所述加热膨胀炉的一侧设置有惰性气体输入口，所述加热膨胀炉的上端安装有进料口保护密封盖，所述进料口保护密封盖的上端安装有手把，所述加热膨胀炉的底部安装有热料输送管道；

所述热料输送管道的一侧安装有速冷炉，所述速冷炉包括热料进口、液氮存储顶箱、速冷炉保护壳、保温层、螺旋冷却管、速冷炉腔、液氮存储底箱、成料出口、时间控制阀二，所述热料进口的一侧安装有液氮存储顶箱，所述液氮存储顶箱的一侧安装有速冷炉保护壳，所述速冷炉保护壳的一侧设置有保温层，所述保温层的一侧安装有螺旋冷却管，所述螺旋冷却管的内侧安装有速冷炉腔，所述速冷炉腔的一侧安装有液氮存储底箱，所述液氮存储底箱的一侧设置有成料出口，所述成料出口上安装有时间控制阀二，所述速冷炉的底部安装有速冷炉稳定支撑杆，所述速冷炉稳定支撑杆的底部安装有支撑底座，所述速冷炉的一侧安装有成料输送管，所述成料输送管的一端安装有密封接头，所述密封接头的一侧安装有成料收集罐，所述成料收集罐的一侧安装有主气泵。

优选的，所述加热膨胀炉支撑腿、安装固定板以及膨胀炉保护壳之间通过焊接连接。

优选的，所述惰性气体输入口处安装有电控阀。

优选的，所述进料口保护密封盖处设置有密封圈。

优选的，所述密封接头上设置有防漏保护装置。

优选的，所述成料收集罐内设置有集料袋。

优选的，所述保温隔热层内设置有微波防泄漏装置。

与现有的技术相比，本实用新型的有益效果：本实用新型结构科学合理，使用安全方便：

1、设置有加热膨胀炉，加热膨胀炉内设置有微波发生器，通过微波给氧化石墨进行加热，相较于传统的电加热方法，能源利用效率更高，更加节能环保，同时通过主气泵，可对炉内进行抽真空，抽出炉内的杂质气体，减少氧化石墨与外界杂质发生反应的几率，提高石墨烯制备的质量。

2、设置有速冷炉，炉内设置有液氮循环冷却装置，通过速冷炉可对加热后的高温氧化石墨迅速降低至极冷的温度，提高氧化石墨内部分子的膨胀效率，从而提高石墨烯的制备效率。

3、通过设置的主气泵可以对装置内进行抽真空作业，有效的减少装置内的杂质气体，防止在石墨烯制备时，与原料发生反应，影响石墨烯的质量，同时通过主气泵可以便捷的对原料进行输送，提高了各环节的工作效率。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1是本实用新型的外观示意图；

图2是本实用新型的加热膨胀炉示意图；

图3是本实用新型的速冷炉示意图；

图中标号：1、加热膨胀炉支撑腿；2、安装固定板；3、固定螺栓孔；4、加热膨胀炉；401、进料口；402、封盖安装螺纹；403、膨胀炉保护壳；404、保温隔热层；405、加热内炉；406、微波发生器；407、出料口；408、时间控制阀一；5、惰性气体输入口；6、进料口保护密封盖；7、手把；8、热料输送管道；9、速冷炉；901、热料进口；902、液氮存储顶箱；903、速冷炉保护壳；904、保温层；905、螺旋冷却管；906、速冷炉腔；907、液氮存储底箱；908、成料出口；909、时间控制阀二；10、速冷炉稳定支撑杆；11、支撑底座；12、成料输送管；13、密封接头；14、成料收集罐；15、主气泵。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例：如图1-3所示，一种复式燃烧膨胀炉，包括加热膨胀炉支撑腿1，加热膨胀炉支撑腿1的一侧安装有安装固定板2，安装固定板2上设置有固定螺栓孔3，加热膨胀炉支撑腿1的上端安装有加热膨胀炉4，加热膨胀炉4包括进料口401、封盖安装螺纹402、膨胀炉保护壳403、保温隔热层404、加热内炉405、微波发生器406、出料口407、时间控制阀一408，进料口401的一侧设置有封盖安装螺纹402，封盖安装螺纹402的一侧安装有膨胀炉保护壳403，为了保证加热膨胀炉4的稳定性，加热膨胀炉支撑腿1、安装固定板2以及膨胀炉保护壳403之间通过焊接连接，膨胀炉保护壳403的内侧安装有保温隔热层404，为了提高加热膨胀炉4的安全性，而且提高微波的利用效率，保温隔热层404内设置有微波防泄漏装置，保温隔热层404的内侧安装有加热内炉405，加热内炉405的一侧安装有微波发生器406，加热内炉405的底部设置有出料口407，出料口407的一侧设置有时间控制阀一408，加热膨胀炉4的一侧设置有惰性气体输入口5，为了便于对惰性气体的输入进行控制，惰性气体输入口5处安装有电控阀，加热膨胀炉4的上端安装有进料口保护密封盖6，为了保证加热膨胀炉4的密闭性，进料口保护密封盖6处设置有密封圈，进料口保护密封盖6的上端安装有手把7，加热膨胀炉4的底部安装有热料输送管道8。

热料输送管道8的一侧安装有速冷炉9，速冷炉9包括热料进口901、液氮存储顶箱902、速冷炉保护壳903、保温层904、螺旋冷却管905、速冷炉腔906、液氮存储底箱907、成料出口908、时间控制阀二909，热料进口901的一侧安装有液氮存储顶箱902，液氮存储顶箱902的一侧安装有速冷炉保护壳903，速冷炉保护壳903的一侧设置有保温层904，保温层904的一侧安装有螺旋冷却管905，螺旋冷却管905的内侧安装有速冷炉腔906，速冷炉腔906的一侧安装有液氮存储底箱907，液氮存储底箱907的一侧设置有成料出口908，成料出口908上安装有时间控制阀二909，速冷炉9的底部安装有速冷炉稳定支撑杆10，速冷炉稳定支撑杆10的底部安装有支撑底座11，速冷炉9的一侧安装有成料输送管12，成料输送管12的一端安装有密封接头13，为了防止发生泄漏导致资源浪费，密封接头13上设置有防漏保护装置，密封接头13的一侧安装有成料收集罐14，为了便于对成品石墨烯的收取，成料收集罐14内设置有集料袋，成料收集罐14的一侧安装有主气泵15，主气泵15的型号为HG-4000。

本实用新型的工作原理及使用流程：在使用本膨胀炉制备石墨烯时，首先通过主气泵15对装置进行抽真空作业，抽出装置内多余的杂质气体，然后打开惰性气体输入口5处的电控阀，关闭时间控制阀一408以及时间控制阀二909，使惰性气体在真空负压的作用下，通过惰性气体输入口5进入到加热膨胀炉4内，然后打开进料保护密封盖6，将原料放入到加热膨胀炉4内的加热内炉405内，启动微波发生器406对原料进行加热，当到达设定的加热时间后，微波发生器406停止工作，时间控制阀一408打开，热原料在速冷炉9内的真空负压的作用下，进入到速冷炉腔906内，在热原料进入后，时间控制阀一408关闭，热原料在螺旋冷却管905内的液氮的作用下，原料表面急速降温，在内外热不均衡的情况下，加快分子的剥离效率，提高石墨烯的制备效率，当达到设定的时间时，时间控制阀二909打开，成品石墨烯粉，在成料收集罐14内的真空负压的作用下，被吸入到成料收集罐14内的集料袋内，被集中收集，收集完成后时间控制阀二909关闭，通过密封接头13取下成料收集罐14，取出成品石墨烯，完成石墨烯的制备工作。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种复式燃烧膨胀炉，包括加热膨胀炉支撑腿（1），其特征在于：所述加热膨胀炉支撑腿（1）的一侧安装有安装固定板（2），所述安装固定板（2）上设置有固定螺栓孔（3），所述加热膨胀炉支撑腿（1）的上端安装有加热膨胀炉（4），所述加热膨胀炉（4）包括进料口（401）、封盖安装螺纹（402）、膨胀炉保护壳（403）、保温隔热层（404）、加热内炉（405）、微波发生器（406）、出料口（407）、时间控制阀一（408），所述进料口（401）的一侧设置有封盖安装螺纹（402），所述封盖安装螺纹（402）的一侧安装有膨胀炉保护壳（403），所述膨胀炉保护壳（403）的内侧安装有保温隔热层（404），所述保温隔热层（404）的内侧安装有加热内炉（405），所述加热内炉（405）的一侧安装有微波发生器（406），所述加热内炉（405）的底部设置有出料口（407），所述出料口（407）的一侧设置有时间控制阀一（408），所述加热膨胀炉（4）的一侧设置有惰性气体输入口（5），所述加热膨胀炉（4）的上端安装有进料口保护密封盖（6），所述进料口保护密封盖（6）的上端安装有手把（7），所述加热膨胀炉（4）的底部安装有热料输送管道（8）；

所述热料输送管道（8）的一侧安装有速冷炉（9），所述速冷炉（9）包括热料进口（901）、液氮存储顶箱（902）、速冷炉保护壳（903）、保温层（904）、螺旋冷却管（905）、速冷炉腔（906）、液氮存储底箱（907）、成料出口（908）、时间控制阀二（909），所述热料进口（901）的一侧安装有液氮存储顶箱（902），所述液氮存储顶箱（902）的一侧安装有速冷炉保护壳（903），所述速冷炉保护壳（903）的一侧设置有保温层（904），所述保温层（904）的一侧安装有螺旋冷却管（905），所述螺旋冷却管（905）的内侧安装有速冷炉腔（906），所述速冷炉腔（906）的一侧安装有液氮存储底箱（907），所述液氮存储底箱（907）的一侧设置有成料出口（908），所述成料出口（908）上安装有时间控制阀二（909），所述速冷炉（9）的底部安装有速冷炉稳定支撑杆（10），所述速冷炉稳定支撑杆（10）的底部安装有支撑底座（11），所述速冷炉（9）的一侧安装有成料输送管（12），所述成料输送管（12）的一端安装有密封接头（13），所述密封接头（13）的一侧安装有成料收集罐（14），所述成料收集罐（14）的一侧安装有主气泵（15）。

2.根据权利要求1所述的一种复式燃烧膨胀炉，其特征在于：所述加热膨胀炉支撑腿（1）、安装固定板（2）以及膨胀炉保护壳（403）之间通过焊接连接。

3.根据权利要求1所述的一种复式燃烧膨胀炉，其特征在于：所述惰性气体输入口（5）处安装有电控阀。

4.根据权利要求1所述的一种复式燃烧膨胀炉，其特征在于：所述进料口保护密封盖（6）处设置有密封圈。

5.根据权利要求1所述的一种复式燃烧膨胀炉，其特征在于：所述密封接头（13）上设置有防漏保护装置。

6.根据权利要求1所述的一种复式燃烧膨胀炉，其特征在于：所述成料收集罐（14）内设置有集料袋。

7.根据权利要求1所述的一种复式燃烧膨胀炉，其特征在于：所述保温隔热层（404）内设置有微波防泄漏装置。