CN213314701U - 一种环保型石墨烯粉体均化装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种环保型石墨烯粉体均化装置，包括均化箱、均化装置、承接筛网、震动筛选装置、收集件和出料管，所述均化箱顶部设有进料斗，所述进料斗底部设有进料管，所述均化箱侧壁设有支撑板和均化装置支撑板，所述承接筛网设于支撑板上且与进料管相连，所述均化装置设于承接筛网腔体内，所述震动筛选装置设于均化箱侧壁且位于均化装置下部，所述收集件设于均化箱侧壁，所述收集件设于震动筛选装置底部，所述出料管设于均化箱侧壁且与收集件底部相连。本实用新型属石墨烯生产技术领域，具体是指一种通过物理方法能够大批量生产石墨烯并且高效环保操作方便的环保型石墨烯粉体均化装置。
Description
技术领域
本实用新型涉及石墨烯生产领域，具体是指一种环保型石墨烯粉体均化装置。
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。石墨烯具有优异的力学性能，同时还具有很好的韧性，另外石墨烯还具有非常好的热传导性能和光学性能，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面，均具有重要的应用前景。
目前已有氧化插层再还原法实现了批量生产石墨烯，但是由于氧化过程中石墨烯的结构遭到破坏，难以得到高质量的石墨烯产品。而且，其是先用强氧化剂浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾等将石墨氧化成氧化石墨，氧化过程即在石墨层间穿插一些含氧官能团，从而加大了石墨层间距，然后再用强还原剂水合肼、硼氢化钠等将氧化石墨烯还原成石墨烯。会产生大量的废水、废酸，对环境造成严重污染，限制了石墨烯的产业化发展。相比于效率低、不适合于工业化批量生产的化学生长法，物理剥离法主要是采用低廉的石墨为原料，通过对石墨晶体施加机械力使石墨层间发生剥离，打破石墨层间的范德华力，形成单片石墨烯或寡层石墨烯，这种物理剥离方法更具有工业化前景和适合规模化生产。为了使石墨层间发生剥离，物理剥离法中常用的剥离手段有常规研磨、球磨等。其中，常规研磨是指将石墨在臼式研磨仪中研磨，其缺点是：首先，剪切力来源压力造成的摩擦力，而压力过大会导致电机难以带动杵体转动，限制了剪切力，压力过小难以剪切剥离；其次，剪切效率低，增加受压粉体量反而会导致部分粉体剪切力不足；再次，杵体对石墨施加压力不均，容易产生过磨，杵体对石墨施加压力会使石墨烯产生结构缺陷，甚至会使剥离后石墨烯粉碎，使得制得的产品边缘多有“毛刺”，且晶体尺寸小。球磨是指在球磨机中借助磨球对石墨粉体研磨，这种方法克服了常规粉体研磨受压不均、局部施加压力大的缺点，但是在球磨过程中磨球会对粉体提供冲击和剪切两种类型的作用力，磨球不仅贴着球磨罐的内壁对石墨施加剪切作用，而且磨球会来回撞击球磨罐的内壁，对剥离的石墨烯产生巨大的冲击力。
实用新型内容
为解决上述现有难题，本实用新型提供了一种通过物理方法能够大批量生产石墨烯并且高效环保操作方便的环保型石墨烯粉体均化装置。
本实用新型采取的技术方案如下：本实用新型一种环保型石墨烯粉体均化装置，包括均化箱、均化装置、承接筛网、震动筛选装置、收集件和出料管，所述均化箱顶部设有进料斗，所述进料斗底部设有进料管，所述均化箱侧壁设有支撑板和均化装置支撑板，所述承接筛网设于支撑板上且与进料管相连，所述均化装置设于承接筛网腔体内，所述震动筛选装置设于均化箱侧壁且位于均化装置下部，所述收集件设于均化箱侧壁，所述收集件设于震动筛选装置底部，所述出料管设于均化箱侧壁且与收集件底部相连；所述均化装置包括碾碎辊、均化碾碎组件、均化毛刷件和驱动装置，所述驱动装置设于均化装置支撑板上，所述碾碎辊与驱动装置相连，所述均化毛刷件和均化碾碎组件设于碾碎辊侧壁；
所述均化碾碎组件包括弧形支撑杆和自转式碾碎球，所述弧形支撑杆设于碾碎辊侧壁，所述自转式碾碎球可旋转卡接设于弧形支撑杆顶部，均化毛刷件对石墨烯原料起到搅拌作用，该装置是一种搅拌与球磨相结合的机械磨方式，均化毛刷件带动石墨烯原料与自转式碾碎球摩擦，减小了冲击和剪切两种类型的作用力，克服了常规粉体研磨受压不均、局部施加压力大的缺点，使石墨层层剥离得到石墨烯。
进一步地，所述震动筛选装置包括振动驱动电机、电机支座、拨片和筛网，所述筛网一端铰接设于均化箱侧壁，所述筛网另一端可滑动贯穿设于均化箱侧壁，所述拨片可旋转设于均化箱外侧壁，所述电机支座设于均化箱外侧壁且靠近筛网设置，所述振动驱动电机设于电机支座上，所述拨片与振动驱动电机输出轴相连，经过研磨的石墨透过承接筛网孔隙落到筛网上，振动驱动电机工作带动拨片旋转，拨片对筛网进行拨动，筛网的震动将石墨烯分散，有效防止石墨烯被长时间挤压重叠，产生结构缺陷，并筛选出尺寸合适的晶体。
进一步地，所述承接筛网为刚性材质。
进一步地，所述均化毛刷件和均化碾碎组件设有若干组且等间距设于碾碎辊侧壁。
进一步地，所述驱动装置包括均化电机放置壳和转轴，所述均化电机放置壳设于均化装置支撑板上，所述均化电机放置壳内设有均化电机，所述转轴一端与均化电机输出端相连，所述碾碎辊与转轴另一端相连，在转轴高速旋转过程中使自转式碾碎球与承接筛网精密贴合并摩擦剥离石墨烯。
采用上述结构本实用新型取得的有益效果如下：本实用新型提供的环保型石墨烯粉体均化装置，内设置了可转动的自转式碾碎球，在转轴高速旋转过程中产生的离心力使自转式碾碎球与承接筛网精密贴合并摩擦剥离石墨烯，有效防止石墨烯层界面被破坏；特别的，均化毛刷件对石墨烯原料起到搅拌作用，是一种搅拌与球磨相结合的机械磨方式，均化毛刷件带动石墨烯原料与自转式碾碎球摩擦，且自转式碾碎球可进行转动，比传统的球磨和搅拌方式更加温和，减小了冲击和剪切两种类型的作用力，克服了常规粉体研磨受压不均、局部施加压力大的缺点，使石墨层层剥离得到石墨烯，经过研磨的石墨透过承接筛网孔隙进入震动筛选装置，震动筛选装置通过筛网的震动将石墨烯分散，有效防止石墨烯被长时间挤压重叠，产生结构缺陷，并筛选出尺寸合适的晶体，使石墨层层剥离得到石墨烯，剥离效率高，且整个均化过程为物理剥离，以石墨为原料，高效环保，生产成本低，具有工业化前景并适合规模化生产。
附图说明
图1为本实用新型一种环保型石墨烯粉体均化装置的结构示意图；
图2为本实用新型一种环保型石墨烯粉体均化装置均化装置的俯视图；
图3为本实用新型一种环保型石墨烯粉体均化装置均化装置的主视图。
其中，1、均化箱，2、均化装置，3、承接筛网，4、震动筛选装置，5、收集件，6、出料管，7、进料斗，8、进料管，9、支撑板，10、均化装置支撑板，11、振动驱动电机，12、电机支座，13、拨片，14、筛网，15、均化电机放置壳，16、转轴，17、碾碎辊，18、均化碾碎组件，19、均化毛刷件，20、驱动装置，21、弧形支撑杆，22、自转式碾碎球。
具体实施方式
下面结合具体实施对本实用新型的技术方案进行进一步详细地说明，本实用新型所述的技术特征或连接关系没有进行详细描述的部分均为采用的现有技术。
结合附图，对本实用新型做进一步详细说明。
如图1-3所示，本实用新型一种环保型石墨烯粉体均化装置，包括均化箱1、均化装置2、承接筛网3、震动筛选装置4、收集件5和出料管6，所述均化箱1顶部设有进料斗7，所述进料斗7底部设有进料管8，所述均化箱1侧壁设有支撑板9和均化装置支撑板10，所述承接筛网3设于支撑板9上且与进料管8相连，所述均化装置2设于承接筛网3腔体内，所述震动筛选装置4设于均化箱1侧壁且位于均化装置2下部，所述收集件5设于均化箱1侧壁，所述收集件5设于震动筛选装置4底部，所述出料管6设于均化箱1侧壁且与收集件5底部相连；所述均化装置2包括碾碎辊17、均化碾碎组件18、均化毛刷件19和驱动装置20，所述驱动装置20设于均化装置支撑板10上，所述碾碎辊17与驱动装置20相连，所述均化毛刷件19和均化碾碎组件18设于碾碎辊17侧壁；所述均化碾碎组件18包括弧形支撑杆21和自转式碾碎球22，所述弧形支撑杆21设于碾碎辊17侧壁，所述自转式碾碎球22可旋转卡接设于弧形支撑杆21顶部。
进一步地，所述震动筛选装置4包括振动驱动电机11、电机支座12、拨片13和筛网14，所述筛网14一端铰接设于均化箱1侧壁，所述筛网14另一端可滑动贯穿设于均化箱1侧壁，所述拨片13可旋转设于均化箱1外侧壁，所述电机支座12设于均化箱1外侧壁且靠近筛网14设置，所述振动驱动电机11设于电机支座12上，所述拨片13与振动驱动电机11输出轴相连。
进一步地，所述承接筛网3为刚性材质。
进一步地，所述均化毛刷件19和均化碾碎组件18设有若干组且等间距设于碾碎辊17侧壁。
进一步地，所述驱动装置20包括均化电机放置壳15和转轴16，所述均化电机放置壳15设于均化装置支撑板10上，所述均化电机放置壳15内设有均化电机，所述转轴16一端与均化电机输出端相连，所述碾碎辊17与转轴16另一端相连。
具体使用使，在进料斗7中加入石墨原料，石墨原料通过进料管8进入承接筛网3内，均化电机带动转轴16转动，从而带动碾碎辊17高速旋转，这一过程过程中自转式碾碎球22与承接筛网3精密贴合并摩擦剥离石墨烯，均化毛刷件19对石墨烯原料起到搅拌作用，经过研磨的石墨透过承接筛网3孔隙落到筛网14上，振动驱动电机11工作带动拨片13旋转，拨片13对筛网14进行拨动，筛网14的震动将石墨烯分散，并筛选出尺寸合适的晶体，所得石墨烯收集至集料箱后从出料管6排出。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (5)
1.一种环保型石墨烯粉体均化装置，其特征在于：包括均化箱、均化装置、承接筛网、震动筛选装置、收集件和出料管，所述均化箱顶部设有进料斗，所述进料斗底部设有进料管，所述均化箱侧壁设有支撑板和均化装置支撑板，所述承接筛网设于支撑板上且与进料管相连，所述均化装置设于承接筛网腔体内，所述震动筛选装置设于均化箱侧壁且位于均化装置下部，所述收集件设于均化箱侧壁，所述收集件设于震动筛选装置底部，所述出料管设于均化箱侧壁且与收集件底部相连；所述均化装置包括碾碎辊、均化碾碎组件、均化毛刷件和驱动装置，所述驱动装置设于均化装置支撑板上，所述碾碎辊与驱动装置相连，所述均化毛刷件和均化碾碎组件设于碾碎辊侧壁；所述均化碾碎组件包括弧形支撑杆和自转式碾碎球，所述弧形支撑杆设于碾碎辊侧壁，所述自转式碾碎球可旋转卡接设于弧形支撑杆顶部。
2.根据权利要求1所述的一种环保型石墨烯粉体均化装置，其特征在于：所述震动筛选装置包括振动驱动电机、电机支座、拨片和筛网，所述筛网一端铰接设于均化箱侧壁，所述筛网另一端可滑动贯穿设于均化箱侧壁，所述拨片可旋转设于均化箱外侧壁，所述电机支座设于均化箱外侧壁且靠近筛网设置，所述振动驱动电机设于电机支座上，所述拨片与振动驱动电机输出轴相连。
3.根据权利要求1所述的一种环保型石墨烯粉体均化装置，其特征在于：所述承接筛网为刚性材质。
4.根据权利要求1所述的一种环保型石墨烯粉体均化装置，其特征在于：所述均化毛刷件和均化碾碎组件设有若干组且等间距设于碾碎辊侧壁。
5.根据权利要求1所述的一种环保型石墨烯粉体均化装置，其特征在于：所述驱动装置包括均化电机放置壳和转轴，所述均化电机放置壳设于均化装置支撑板上，所述均化电机放置壳内设有均化电机，所述转轴一端与均化电机输出端相连，所述碾碎辊与转轴的另一端相连。
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