CN222056970U - 一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备 - Google Patents

Abstract

本方案属于石墨烯分离技术领域，具体涉及一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备。主体通过支架固定设在机架上，连接板固定设在机架上，所述主体的内壁底部开设有卡槽，且所述主体的卡槽内部插接有分离机构，所述分离机构上设有平板陶瓷膜，所述连接板的顶端下表面焊接有第一液压缸，所述第一液压缸的输出端焊接有与分离机构相配合的搅拌机构，所述主体的下表面开设有出料孔和排污孔，所述排污孔连通有排污管，所述排污孔位于主体和分离机构之间。本方案通过设置抖动缸，可以对粘在分离机构上的石墨烯进行清理，使得石墨烯从分离机构上全部通过导料管排出，节约了材料，避免造成浪费。

Description

一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备

技术领域

本方案属于石墨烯分离技术领域，具体涉及一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备。

背景技术

石墨烯是一种单一的原子层，可随时在横向尺寸上扩展到数十微米，石墨烯是一种非传统型态的软材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性，石墨烯主要应用于分析检测领域、改性聚合物材料和生物医药方面等等，石墨烯的分离提纯一直都是备受争议的话题，各种分离提纯的方法层出不穷，其中利用平板陶瓷膜在压力的作用下，使得原料液在膜管内或膜外侧流动，使得小分子物质(或液体)透过膜，大分子物质(或固体)被膜截留，从而达到分离、提纯的目的，利用平板陶瓷膜分离提纯石墨烯的设备，虽然能够进行有效的分离提纯，但是其方式是将石墨烯原料液通过缓慢过滤的方式进行分离提纯，效率并不高，且平板陶瓷膜长时间使用后分离效果会降低。

公告号为CN209108963U的实用新型专利公开了一种旋转平板陶瓷膜分离石墨烯的设备，包括机体，所述机体上端设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有分离机构，所述第一凹槽环形内壁上固定连接有多个滑动机构，多个所述滑动机构均与分离机构相抵接触，所述机体内设有第一腔室，所述第一腔室内设有驱动机构，所述第一腔室顶面设有上下连通的第一通孔，所述驱动机构贯穿第一通孔设置并与分离机构的下端固定连接，所述第一凹槽底部设有多个排水孔，所述机体内设有与多个排水孔一一对应的收集机构。

该方案通过驱动电机带动转筒旋转，转筒内的石墨烯不断与搅拌叶接触搅拌的同时，通过转筒环形内壁上可拆卸的分离块进行分离提纯，减少缓慢过滤的时间，提升分离效率。但是，氧化石墨烯是一种非传统型态的软材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性，非常容易粘在旋转筒以及平板陶瓷膜上，如果直接对平板陶瓷膜进行更换会造成直接粘在平板陶瓷膜上的提纯石墨烯的浪费。

实用新型内容

本方案提供一种不用造成石墨烯浪费的旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备。

为了达到上述目的，本方案提供一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，包括主体、机架和连接板，主体通过支架固定设在机架上，连接板固定设在机架上，所述主体的内壁底部开设有卡槽，且所述主体的卡槽内部插接有分离机构，所述分离机构上设有平板陶瓷膜，所述连接板的顶端下表面焊接有第一液压缸，所述第一液压缸的输出端焊接有与分离机构相配合的搅拌机构，所述主体的下表面开设有出料孔和排污孔，所述排污孔连通有排污管，所述排污孔位于主体和分离机构之间，所述主体的出料孔位置位于所述分离机构的中间部位，所述主体的出料孔内部表面拆卸连接有导料管，所述导料管上设有第一阀门，所述导料管和排污管均为伸缩管，

所述支架包括下支架和上支架，所述下支架固定在机架上，所述支架的上支架与主体固定连接，所述下支架上设有凹槽，所述上支架滑动位于凹槽内，所述凹槽内设有抖动缸，所述抖动缸包括缸壳和缸芯，所述缸芯位于缸壳内，所述缸芯与缸壳密封连接，所述缸芯内设有活塞和限位板，所述活塞与缸芯组成密封空间，所述活塞上设有活塞杆，所述密封空间内设有液体，所述缸芯上设有进液管道和出液管道，所述进液管道上设有进液单向阀，所述出液管道上设有出液单向阀，所述活塞杆与上支架固定连接，所述缸壳与上支架之间的活塞杆上设有弹簧，所述限位板也固定设在活塞杆上，所述限位板设在弹簧和活塞之间，所述缸壳上设有与限位板相匹配的限位机构。

本方案的原理：将待过滤的石墨烯导入分离机构内，此时主体的重量增加，进而通过上支架压缩弹簧，主体下降至最底端，缸芯内的液体通过出液管道进入缸壳内，限位机构对限位板进行限位，然后通过启动第一液压缸和电机，使得搅拌机构对主体内部的分离机构内的石墨烯进行搅拌，再通过平板陶瓷膜对石墨烯进行分离过滤，使得提纯后的石墨烯停留在分离机构的内部，并通过转动第一阀门，将分离机构内部提纯后的石墨烯通过导料管进行收集，污水则通过排污管流出，从而完成石墨烯的分离，部分提纯后的石墨烯粘在分离机构上，然后第一液压缸的活塞杆回缩，带动搅拌机构上移，然后限位机构取消对限位板的限位，弹簧恢复形变向上移动，进而带动活塞杆向上移动，进而带动上支架向上移动，进而分离机构向上移动，因为惯性的缘故，粘在分离机构上的石墨烯落下来，弹簧反复压缩伸长，然后分离机构反复上下移动，进而将粘在分离机构和平板陶瓷膜上的石墨烯全部抖落，当弹簧静止后，限位机构对限位板进行限位，开始下一次石墨烯分离工作。

本方案的有益效果：

（1）本方案通过设置抖动缸，可以对粘在分离机构上的石墨烯进行清理，使得石墨烯从分离机构上全部通过导料管排出，节约了材料，避免造成浪费，如果石墨烯粘在平板陶瓷膜上未被清理，那么可能使得石墨烯堵住平板陶瓷膜的膜孔，造成过滤效率低的效果，而本方案通过将平板陶瓷膜上的石墨烯进行清理，使得平板陶瓷膜的膜孔一直都是干净的，进而能持续保持高效过滤，提高了工作效率，降低了成本。

（2）本方案通过在缸壳和缸芯内设有液体，减缓了抖动的速度，避免强烈的抖动对主体和分离机构造成损害，但是又可以对粘在分离机构上的石墨烯进行清理。

进一步，所述分离机构包括有圆筒，圆筒插接在所述主体的卡槽内，所述圆筒的内部表面开设有卡槽，所述平板陶瓷膜卡接在圆筒的卡槽内部。过滤时将待过滤的石墨烯导入圆筒内，然后采用搅拌机构进行搅拌。

进一步，所述圆筒的外表面转动连接有多组螺丝，固定杆远离所述圆筒的一侧开设有螺纹孔，且所述固定杆的内部螺纹连接有螺丝，所述螺丝的外部螺纹穿过所述固定杆（20）连接在所述圆筒的内部。

进一步，所述搅拌机构包括有电机、顶板、旋转板和旋转杆，所述顶板与第一液压缸的活塞杆固定连接，所述电机固定在顶板上，所述顶板上设有通孔，所述电机的输出轴转动设在通孔内，所述旋转杆与电机的输出轴同轴固定连接，所述旋转杆上设有旋转板，所述顶板与主体相匹配，所述旋转杆和旋转板位于圆筒内。将带过滤石墨烯导入圆筒内，然后移动第一液压缸的活塞杆使得顶板将圆筒和主体上端盖住，然后启动电机，使得电机转动进而带动旋转杆和旋转板搅拌圆筒内的石墨烯，进而完成石墨烯的过滤。

进一步，所述限位机构为第二液压缸，所述缸芯内设有凹槽，所述第二液压缸位于缸芯的凹槽内，所述限位板上设有限位槽，所述第二液压缸的活塞杆与限位槽相配。当第二液压缸的活塞杆伸长时位于限位板的限位槽内，进而防止上支架往上下移动，当第二液压缸的活塞杆位于凹槽内时，上支架可以上下移动。

进一步，所述限位机构设有多个，所述限位板上设有多个与限位机构相匹配的限位槽，限位板的形状为圆形。

进一步，所述限位板的材质为钢或者铁。钢或者铁硬度足够大，能够防止活塞杆上下移动。

进一步，所述机架上设有收集盒，所述收集盒与导料管连通。便于对提纯后的石墨烯进行收集。

进一步，所述缸壳上设有透气孔。

进一步，所述进液管道和出液管道的面积为气缸的五分之一。当限位机构不对限位板限位后，弹簧伸长和压缩的速度足够将粘在圆筒内壁上的石墨烯抖落。

进一步，还包括设在机架上的废水收集箱，废水收集箱与排污管连通。便于对过滤后污水进行收集。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构正视图。

图2为本实用新型实施例的结构俯视图。

图3为本实用新型实施例的上支架和下支架的结构示意图。

图4为本实用新型实施例的分离机构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的标记包括：1、主体；2、机架；3、连接板；4、平板陶瓷膜；5、第一液压缸；6、排污管；7、导料管；8、下支架；9、上支架；10、缸壳；11、缸芯；12、活塞；13、限位板；14、活塞杆；15、进液管道；16、出液管道；17、弹簧；18、圆筒；19、螺丝；20、固定杆；21、电机；22、顶板；23、旋转板；24、旋转杆；25、第二液压缸；26、收集盒；27、废水收集箱。

实施例基本如附图1-2、4所示：

一种旋转平板陶瓷膜4离心石墨烯的设备，包括主体1、机架2和连接板3，主体1通过支架固定设在机架2上，连接板3固定设在机架2上，主体1的内壁底部开设有卡槽，且主体1的卡槽内部插接有分离机构，分离机构包括有圆筒18，圆筒18插接在主体1的卡槽内，圆筒18的内部表面开设有卡槽，平板陶瓷膜4卡接在圆筒18的卡槽内部。圆筒18的外表面转动连接有多组螺丝19，固定杆20远离圆筒18的一侧开设有螺纹孔，且固定杆20的内部螺纹连接有螺丝19，螺丝19的外部螺纹穿过固定杆20连接在圆筒18的内部。

连接板3的顶端下表面焊接有第一液压缸5，第一液压缸5的输出端焊接有与分离机构相配合的搅拌机构，搅拌机构包括有电机21、顶板22、旋转板23和旋转杆24，顶板22与第一液压缸5的活塞杆14固定连接，电机21固定在顶板22上，顶板22上设有通孔，电机21的输出轴转动设在通孔内，旋转杆24与电机21的输出轴同轴固定连接，旋转杆24上设有旋转板23，顶板22与主体1相匹配，旋转杆24和旋转板23位于圆筒18内。

主体1的下表面开设有出料孔和排污孔，排污孔连通有排污管6，排污孔位于主体1和圆筒18之间，主体1的出料孔位置位于圆筒18的中间部位，主体1的出料孔内部表面拆卸连接有导料管7，导料管7上设有第一阀门，机架2上设有收集盒26，收集盒26与导料管7连通。便于对提纯后的石墨烯进行收集。还包括设在机架2上的废水收集箱27，废水收集箱27与排污管6连通。便于对过滤后污水进行收集。

如附图3所示：

支架包括下支架8和上支架9，下支架8固定在机架2上，上支架9与主体1固定连接，下支架8上设有凹槽，上支架9滑动位于凹槽内，凹槽内设有抖动缸，抖动缸包括缸壳10和缸芯11，缸芯11位于缸壳10内，缸芯11与缸壳10密封连接，缸芯11内设有活塞12和限位板13，限位板13的材质为钢或者铁。

活塞12与缸芯11组成密封空间，活塞12上设有活塞杆14，密封空间内设有液体，缸芯11上设有进液管道15和出液管道16，进液管道15上设有进液单向阀，出液管道16上设有出液单向阀，活塞杆14与上支架9固定连接，缸壳10与上支架9之间的活塞杆14上设有弹簧17，限位板13也固定设在活塞杆14上，限位板13设在弹簧17和活塞12之间，缸壳上设有与限位板13相匹配的限位机构。进液管道15和出液管道16的面积为气缸的五分之一。当限位机构不对限位板13限位后，弹簧17伸长和压缩的速度足够将粘在圆筒18内壁上的石墨烯抖落。

限位机构为第二液压缸25，缸芯11内设有凹槽，第二液压缸25位于缸芯11的凹槽内，限位板13上设有限位槽，第二液压缸25的活塞杆14与限位槽相配。

限位机构设有多个，限位板13上设有多个与限位机构相匹配的限位槽，限位板13的形状为圆形。

具体操作：

将带过滤石墨烯导入圆筒18内，此时主体1的重量增加，进而通过上支架9压缩弹簧17，主体1下降至最底端，缸芯11内的液体通过出液管道16进入缸壳10内，第二液压缸25的活塞杆14伸长位于限位板13的限位槽内，对限位板13进行限位，防止上支架9往上下移动，然后移动第一液压缸5的活塞杆14使得顶板22将圆筒18和主体1上端盖住，然后启动电机21，使得电机21转动进而带动旋转杆24和旋转板23搅拌圆筒18内的石墨烯，再通过平板陶瓷膜4对石墨烯进行分离过滤，使得提纯后的石墨烯停留在圆筒18的内部，并通过转动第一阀门，将分离机构内部提纯后的石墨烯通过导料管7进行收集，污水则通过排污管6流出，从而完成石墨烯的分离。然后第一液压缸5的活塞杆14回缩，带动搅拌机构上移。

过滤过程中部分提纯后的石墨烯粘在圆筒18和平板陶瓷膜4上，然后第二液压缸25的活塞杆14位于凹槽内，取消对限位板13的限位，弹簧17恢复形变向上移动，进而带动活塞杆14向上移动，进而带动上支架9向上移动，进而分离机构向上移动，因为惯性的缘故，粘在圆筒18和平板陶瓷膜4上的石墨烯落下来，弹簧17反复压缩伸长，然后分离机构反复上下移动，进而将粘在分离机构和平板陶瓷膜4上的石墨烯全部抖落，当弹簧17静止后，第二液压缸25的活塞杆14伸长位于限位板13的限位槽内，对限位板13进行限位，防止上支架9往上下移动，开始下一次石墨烯分离工作。

当需要更换平板陶瓷膜4时，将圆筒18从主体1的内部移出，再通过转动螺丝19，将螺丝19从固定杆20的内部移出，并通过转动固定杆20，使得工作人员可将平板陶瓷膜4从圆筒18的卡槽内部移出，从而便于工作人员对定期平板陶瓷膜4进行维护及更换，因此在一定程度上提高分离机构的分离效率。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (10)

1.一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，其特征在于：包括主体（1）、机架（2）和连接板（3），主体（1）通过支架固定设在机架（2）上，连接板（3）固定设在机架（2）上，所述主体（1）的内壁底部开设有卡槽，且所述主体（1）的卡槽内部插接有分离机构，所述分离机构上设有平板陶瓷膜（4），所述连接板（3）的顶端下表面焊接有第一液压缸（5），所述第一液压缸（5）的输出端焊接有与分离机构相配合的搅拌机构，所述主体（1）的下表面开设有出料孔和排污孔，所述排污孔连通有排污管（6），所述排污孔位于主体（1）和分离机构之间，所述主体（1）的出料孔位置位于所述分离机构的中间部位，所述主体（1）的出料孔内部表面拆卸连接有导料管（7），所述导料管（7）上设有第一阀门，所述导料管（7）和排污管（6）均为伸缩管，

所述支架包括下支架（8）和上支架（9），所述下支架（8）固定在机架（2）上，所述支架的上支架（9）与主体（1）固定连接，所述下支架（8）上设有凹槽，所述上支架（9）滑动位于凹槽内，所述凹槽内设有抖动缸，所述抖动缸包括缸壳（10）和缸芯（11），所述缸芯（11）位于缸壳（10）内，所述缸芯（11）与缸壳（10）密封连接，所述缸芯（11）内设有活塞（12）和限位板（13），所述活塞（12）与缸芯（11）组成密封空间，所述活塞（12）上设有活塞杆（14），所述密封空间内设有液体，所述缸芯（11）上设有进液管道（15）和出液管道（16），所述进液管道（15）上设有进液单向阀，所述出液管道（16）上设有出液单向阀，所述活塞杆（14）与上支架（9）固定连接，所述缸壳（10）与上支架（9）之间的活塞杆（14）上设有弹簧（17），所述限位板（13）也固定设在活塞杆（14）上，所述限位板（13）设在弹簧（17）和活塞（12）之间，所述缸壳（10）上设有与限位板（13）相匹配的限位机构。

2.根据权利要求1所述的一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，其特征在于：所述分离机构包括有圆筒（18），圆筒（18）插接在所述主体（1）的卡槽内，所述圆筒（18）的内部表面开设有卡槽，所述平板陶瓷膜（4）卡接在圆筒（18）的卡槽内部。

3.根据权利要求2所述的一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，其特征在于：所述圆筒（18）的外表面转动连接有多组螺丝（19），固定杆（20）远离所述圆筒（18）的一侧开设有螺纹孔，且所述固定杆（20）的内部螺纹连接有螺丝（19），所述螺丝（19）的外部螺纹穿过所述固定杆（20）连接在所述圆筒（18）的内部。

4.根据权利要求2所述的一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，其特征在于：所述搅拌机构包括有电机（21）、顶板（22）、旋转板（23）和旋转杆（24），所述顶板（22）与第一液压缸（5）的活塞杆（14）固定连接，所述电机（21）固定在顶板（22）上，所述顶板（22）上设有通孔，所述电机（21）的输出轴转动设在通孔内，所述旋转杆（24）与电机（21）的输出轴同轴固定连接，所述旋转杆（24）上设有旋转板（23），所述顶板（22）与主体（1）相匹配，所述旋转杆（24）和旋转板（23）位于圆筒（18）内。

5.根据权利要求1所述的一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，其特征在于：所述限位机构为第二液压缸（25），所述缸芯（11）内设有凹槽，所述第二液压缸（25）位于缸芯（11）的凹槽内，所述限位板（13）上设有限位槽，所述第二液压缸（25）的活塞杆（14）与限位槽相配。

6.根据权利要求5所述的一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，其特征在于：所述限位机构设有多个，所述限位板（13）上设有多个与限位机构相匹配的限位槽，限位板（13）的形状为圆形。

7.根据权利要求1所述的一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，其特征在于：所述限位板（13）的材质为钢或者铁。

8.根据权利要求1所述的一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，其特征在于：所述机架（2）上设有收集盒（26），所述收集盒（26）与导料管（7）连通。

9.根据权利要求1所述的一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，其特征在于：所述缸壳（10）上设有透气孔。

10.根据权利要求1所述的一种旋转陶瓷膜离心石墨烯的设备，其特征在于：所述进液管道（15）和出液管道（16）的面积为气缸的五分之一。