CN112661141B - 一种制备石墨烯的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种制备石墨烯的设备，其涉及石墨烯的制备技术领域，本发明能够减少料体的自然降温的过程，提高制备效率，其中，利用高温惰性气体能够使得石墨氧化物进行高温还原，而利用常温惰性气体来作为驱动料体进入至料体管中的动力，能够提高能源的利用效率，并且进入至料体管中的料体，经过螺旋凹槽的转动提升后有朝向反应仓移动的趋势，增加了料体停留在料体管中的时间，提高了降温效果，另外，收集管中的温度传感器，能够检测料体的温度，当温度不达标时，则通过补偿组件控制下料速度，并且对料体进行补偿式降温，提高了料体的合格率，提高了整体的制备效率。

Description

一种制备石墨烯的设备

技术领域

本发明涉及石墨烯的制备技术领域，具体是一种制备石墨烯的设备。

背景技术

近年来，石墨烯作为新材料领域的宠儿备受关注，在石墨烯的制备方法中，粉体石墨烯的制备价格更低、应用更广、发展潜力更大，其中，在石墨烯制备过程中，首先投入石墨氧化物，随后通过通入高温惰性气体进行反应，在反应结束后，则对其进行直接收集，此时料体的温度较高，需等待其降温后才能进行下一处理环节，等待时间较长，虽然目前有相关的降温设备对其进行降温，但是降温效果一般，究其原因，其仅采用螺旋管以及类似物作为遮挡，料体在其中不能充分的分散、聚合来散热，导致散热效果一般，并且整体的资源利用率较低。

因此，有必要提供一种制备石墨烯的设备，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种制备石墨烯的设备，其包括反应仓、冷却管组件以及收集仓，其中，所述反应仓的顶部设置有进料口，所述反应仓的侧面竖向并列嵌入有进气管一以及进气管二，用于通入气体参与制备；

且反应后的料体经过冷却管组件的冷却后进入至收集管中并落入收集仓中；

且料体进入至冷却管组件中的动力由进气管一中的气体提供；

且所述冷却管组件的内部由制冷器提供制冷。

进一步，作为优选，所述冷却管组件包括冷却管、料体管、密封轴承座以及进料头，其中，所述冷却管的一端与进料头固定相连，所述进料头为弯管状，其另一端连通至反应仓中，所述冷却管的另一端与收集管相连通；

所述冷却管的中部固定有两组密封轴承座，且两组所述密封轴承座之间设置有能够转动料体管，且料体管的一端伸入进料头中，其另一端穿过密封轴承座朝向收集管方向。

进一步，作为优选，所述料体管的一侧端部同轴固定有齿轮一，所述齿轮一与齿轮二相啮合，所述齿轮二同轴固定在转轴一上，所述转轴一转动设置在固定于冷却管一侧的传动仓中，且所述转轴一上还同轴固定有从动齿轮一，所述从动齿轮一与从动齿轮二相啮合，所述从动齿轮二固定于转轴二上，所述转轴转动设置于传动仓中且由固定于传动仓外部的微型电机所驱动。

进一步，作为优选，所述料体管的内壁上布设有螺旋凹槽，且进入至料体管中的料体经过螺旋凹槽的转动提升有朝向反应仓移动的趋势。

进一步，作为优选，所述制冷器固定在冷却管的顶部，且制冷器上设置有送液管一以及送液管二，其中，所述送液管一伸入冷却管中且位于两组密封轴承座之间；

所述送液管二与补偿组件相连。

进一步，作为优选，所述补偿组件包括弹性出料管以及补偿套，其中，所述弹性出料管放置于收集管中，且所述弹性出料管的顶部采用漏斗管与收集管的内壁相连，所述弹性出料管的底部也采用漏斗管与收集管的内壁相连，所述补偿套设置在弹性出料管的外部，用于对其中的料体进行温度补偿以及控制其下料速度。

进一步，作为优选，所述补偿套包括固定爪、冷却弧型槽囊、基座以及调节爪，其中，所述固定爪与基座均固定在收集管的内壁上，且所述基座上铰接有调节爪，所述调节爪与固定爪相配合能够实现对于弹性出料管的夹紧接触；

所述固定爪的内壁上嵌入有冷却弧型槽囊，所述冷却弧型槽囊与送液管二相连通；

所述调节爪的一端与铰接座相铰接，所述铰接座的另一端与调节杆相铰接，所述调节杆滑动设置在固定爪中，且由固定在收集管外部的伸缩杆所驱动。

进一步，作为优选，所述反应仓中转动设置有搅动叶，且所述搅动叶由固定在反应仓外部的搅动电机所驱动。

进一步，作为优选，收集管的顶部连通有气体回收管，所述气体回收管由抽吸泵作为回收动力。

进一步，作为优选，通过所述进气管二向反应仓中通入高温惰性气体；

且通过所述进气管一向反应仓中通入常温惰性气体，且所述进气管一为L型管，其位于反应仓中的一端朝向进料头设置。

与现有技术相比，本发明提供了一种制备石墨烯的设备，具备以下有益效果：

本发明，能够减少料体的自然降温的过程，提高制备效率，其中，利用高温惰性气体能够使得石墨氧化物进行高温还原，而利用常温惰性气体来作为驱动料体进入至料体管中的动力，能够提高能源的利用效率，并且进入至料体管中的料体，经过螺旋凹槽的转动提升后有朝向反应仓移动的趋势，增加了料体停留在料体管中的时间，并且料体在其中充分分散、聚合，提高了降温效果，另外，收集管中的温度传感器，能够检测料体的温度，当温度不达标时，则通过补偿组件控制下料速度，并且对料体进行补偿式降温，提高了料体的合格率，提高了整体的制备效率。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图；

图2为图1的中部部分平面结构示意图；

图3为本发明中补偿套的结构示意图；

图4为本发明中料体管的内部结构示意图；

图中：1、反应仓；2、搅动电机；3、进料口；4、进气管一；5、进气管二；6、冷却管组件；7、制冷器；8、收集管；9、补偿组件；10、气体回收管；11、收集仓；12、抽吸泵；13、齿轮一；14、转轴一；15、从动齿轮一；16、从动齿轮二；17、转轴二；18、微型电机；61、冷却管；62、料体管；63、密封轴承座；64、进料头；65、出液管；66、管套；67、冷却套；71、送液管一；73、送液管二；91、弹性出料管；92、补偿套；921、固定爪；922、冷却弧型槽囊；923、基座；924、调节爪；925、调节杆；926、伸缩杆。

具体实施方式

请参阅图1～4，本发明实施例中，一种制备石墨烯的设备，其包括反应仓1、冷却管组件6以及收集仓11，其中，所述反应仓1的顶部设置有进料口3，所述反应仓1的侧面竖向并列嵌入有进气管一4以及进气管二5，用于通入气体参与制备；

且反应后的料体经过冷却管组件6的冷却后进入至收集管8中并落入收集仓11中；

且料体进入至冷却管组件6中的动力由进气管一4中的气体提供；

且所述冷却管组件6的内部由制冷器7提供制冷。

本实施例中，如图2，所述冷却管组件6包括冷却管61、料体管62、密封轴承座63以及进料头64，其中，所述冷却管61的一端与进料头64固定相连，所述进料头64为弯管状，其另一端连通至反应仓1中，所述冷却管61的另一端与收集管8相连通；

所述冷却管61的中部固定有两组密封轴承座63，且两组所述密封轴承座63之间设置有能够转动料体管62，且料体管62的一端伸入进料头64中，其另一端穿过密封轴承座朝向收集管8方向，以便通过冷却管61进行传递料体，并且较佳的，冷却管61为导热管，其位于两组密封轴承座之间的部分外表面布设有翅片。

本实施例中，所述料体管62的一侧端部同轴固定有齿轮一13，所述齿轮一13与齿轮二相啮合，所述齿轮二同轴固定在转轴一14上，所述转轴一14转动设置在固定于冷却管61一侧的传动仓中，且所述转轴一14上还同轴固定有从动齿轮一15，所述从动齿轮一15与从动齿轮二16相啮合，所述从动齿轮二16固定于转轴二17上，所述转轴二17转动设置于传动仓中且由固定于传动仓外部的微型电机18所驱动，在具体实施时，通过微型电机18的驱动，从而带动转轴二17进行转动，转轴二17的转动通过从动齿轮一15以及从动齿轮二16的配合能够驱动转轴一14转动，转轴一14的转动通过齿轮一和齿轮二的配合能够驱动料体管62进行转动。

作为较佳的实施例，所述料体管62的内壁上布设有螺旋凹槽，且进入至料体管62中的料体经过螺旋凹槽的转动提升有朝向反应仓1移动的趋势，增加了料体停留在料体管62中的时间，提高了降温效果。

本实施例中，所述制冷器7固定在冷却管61的顶部，且制冷器7上设置有送液管一71以及送液管二72，其中，所述送液管一71伸入冷却管61中且位于两组密封轴承座63之间；

所述送液管二72与补偿组件9相连，制冷器7能够提供经过制冷的导热液，并持续为导热液提供制冷效果。

本实施例中，如图2和3，所述补偿组件9包括弹性出料管91以及补偿套92，其中，所述弹性出料管91放置于收集管8中，且所述弹性出料管91的顶部采用漏斗管与收集管8的内壁相连，所述弹性出料管91的底部也采用漏斗管与收集管8的内壁相连，所述补偿套92设置在弹性出料管91的外部，用于对其中的料体进行温度补偿以及控制其下料速度，较佳的，收集管8中，且位于补偿组件9的上方设置有温度传感器，用于检测料体的温度，当温度不达标时，则通过补偿组件9控制下料速度，并且对料体进行补偿式降温。

作为较佳的实施例，所述补偿套92包括固定爪921、冷却弧型槽囊922、基座923以及调节爪924，其中，所述固定爪921与基座923均固定在收集管8的内壁上，且所述基座923上铰接有调节爪924，所述调节爪924与固定爪921相配合能够实现对于弹性出料管91的夹紧接触；

所述固定爪921的内壁上嵌入有冷却弧型槽囊922，所述冷却弧型槽囊922与送液管二72相连通；

所述调节爪924的一端与铰接座相铰接，所述铰接座的另一端与调节杆925相铰接，所述调节杆925滑动设置在固定爪921中，且由固定在收集管8外部的伸缩杆926所驱动，在具体实施时，通过伸缩杆926的驱动，能够使得调节爪进行运动，从而驱动弹性出料管91贴附在冷却弧型槽囊上进行补偿式降温，并且对于弹性出料管91的夹紧，能够控制出料速度。

作为较佳的实施例，如图1，所述反应仓1中转动设置有搅动叶(图中未画出)，且所述搅动叶由固定在反应仓1外部的搅动电机2所驱动。

作为较佳的实施例，收集管8的顶部连通有气体回收管10，所述气体回收管10由抽吸泵12作为回收动力。

作为较佳的实施例，通过所述进气管二5向反应仓1中通入高温惰性气体；

且通过所述进气管一4向反应仓1中通入常温惰性气体，且所述进气管一4为L型管，其位于反应仓1中的一端朝向进料头64设置，利用高温惰性气体使得石墨氧化物进行高温还原，而利用常温惰性气体来作为驱动料体进入至料体管中的动力，能够提高能源的利用效率。

在具体实施时，通过进料口3向反应仓1中投入石墨氧化物，此时开启搅动电机2以及通入高温惰性气体，进行反应，随后通过进气管一4向反应仓1中通入常温惰性气体，且进气管一4为L型管，其位于反应仓1中的一端朝向进料头64设置，以便利用常温惰性气体来作为驱动料体进入至料体管中的动力，此时开启微型电机18驱动料体管进行转动，料体管62的内壁上布设有螺旋凹槽，且进入至料体管62中的料体经过螺旋凹槽的转动提升有朝向反应仓1移动的趋势，增加了料体停留在料体管62中的时间，提高了降温效果，此时常温惰性气体被气体回收管10所回收，而料体进入至收集管8中，收集管8中的温度传感器，用于检测料体的温度，当温度不达标时，则通过补偿组件9控制下料速度，并且对料体进行补偿式降温，最后通过收集仓11进行收集即可，减少了自然降温的过程，提高了整体的制备效率。

以上所述的，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种制备石墨烯的设备，其特征在于：其包括反应仓(1)、冷却管组件(6)以及收集仓(11)，其中，所述反应仓(1)的顶部设置有进料口(3)，所述反应仓(1)的侧面竖向并列嵌入有进气管一(4)以及进气管二(5)，用于通入气体参与制备；

且反应后的料体经过冷却管组件(6)的冷却后进入至收集管(8)中并落入收集仓(11)中；

且料体进入至冷却管组件(6)中的动力由进气管一(4)中的气体提供；

且所述冷却管组件(6)的内部由制冷器(7)提供制冷；

所述冷却管组件(6)包括冷却管(61)、料体管(62)、密封轴承座(63)以及进料头(64)，其中，所述冷却管(61)的一端与进料头(64)固定相连，所述进料头(64)为弯管状，其另一端连通至反应仓(1)中，所述冷却管(61)的另一端与收集管(8)相连通；

所述冷却管(61)的中部固定有两组密封轴承座(63)，且两组所述密封轴承座(63)之间设置有能够转动料体管(62)，且料体管(62)的一端伸入进料头(64)中，其另一端穿过密封轴承座朝向收集管(8)方向；

所述料体管(62)的一侧端部同轴固定有齿轮一(13)，所述齿轮一(13)与齿轮二相啮合，所述齿轮二同轴固定在转轴一(14)上，所述转轴一(14)转动设置在固定于冷却管(61)一侧的传动仓中，且所述转轴一(14)上还同轴固定有从动齿轮一(15)，所述从动齿轮一(15)与从动齿轮二(16)相啮合，所述从动齿轮二(16)固定于转轴二(17)上，所述转轴二(17)转动设置于传动仓中且由固定于传动仓外部的微型电机(18)所驱动；

所述料体管(62)的内壁上布设有螺旋凹槽，且进入至料体管(62)中的料体经过螺旋凹槽的转动提升有朝向反应仓(1)移动的趋势；

所述制冷器(7)固定在冷却管(61)的顶部，且制冷器(7)上设置有送液管一(71)以及送液管二(72)，其中，所述送液管一(71)伸入冷却管(61)中且位于两组密封轴承座(63)之间；

所述送液管二(72)与补偿组件(9)相连；

所述补偿组件(9)包括弹性出料管(91)以及补偿套(92)，其中，所述弹性出料管(91)放置于收集管(8)中，且所述弹性出料管(91)的顶部采用漏斗管与收集管(8)的内壁相连，所述弹性出料管(91)的底部也采用漏斗管与收集管(8)的内壁相连，所述补偿套(92)设置在弹性出料管(91)的外部，用于对其中的料体进行温度补偿以及控制其下料速度；

所述补偿套(92)包括固定爪(921)、冷却弧型槽囊(922)、基座(923)以及调节爪(924)，其中，所述固定爪(921)与基座(923)均固定在收集管(8)的内壁上，且所述基座(923)上铰接有调节爪(924)，所述调节爪(924)与固定爪(921)相配合能够实现对于弹性出料管(91)的夹紧接触；

所述固定爪(921)的内壁上嵌入有冷却弧型槽囊(922)，所述冷却弧型槽囊(922)与送液管二(72)相连通；

所述调节爪(924)的一端与铰接座相铰接，所述铰接座的另一端与调节杆(925)相铰接，所述调节杆(925)滑动设置在固定爪(921)中，且由固定在收集管(8)外部的伸缩杆(926)所驱动。

2.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯的设备，其特征在于：所述反应仓(1)中转动设置有搅动叶，且所述搅动叶由固定在反应仓(1)外部的搅动电机(2)所驱动。

3.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯的设备，其特征在于：收集管(8)的顶部连通有气体回收管(10)，所述气体回收管(10)由抽吸泵(12)作为回收动力。

4.根据权利要求1所述的一种制备石墨烯的设备，其特征在于：通过所述进气管二(5)向反应仓(1)中通入高温惰性气体；

且通过所述进气管一(4)向反应仓(1)中通入常温惰性气体，且所述进气管一(4)为L型管，其位于反应仓(1)中的一端朝向进料头(64)设置。

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