一种气流粉碎制备石墨烯的装置的制作方法

    技术2025-04-16  56


    本发明涉及石墨烯粉碎领域,尤其涉及一种气流粉碎制备石墨烯的装置。


    背景技术:

    1、石墨烯是一种硬度非常高的材料,在对石墨烯原料进行加工时,为得到更加细密的石墨烯粉末,通常采用气流粉碎的方式对石墨烯原料进行粉碎加工。

    2、现有技术中针对石墨烯原料进行气流粉碎的过程中,高速高压气流会裹挟颗粒状的石墨烯原料射入气流粉碎仓内,借助石墨烯原料在气流粉碎仓内高速移动过程中的相互碰撞,完成对石墨烯原料的粉碎加工,为使得石墨烯原料在气流粉碎仓内具有充足的移动碰撞空间,通常会将气流粉碎仓的内径设置得足够大,这就导致高速高压气流裹挟石墨烯原料自气流粉碎仓的端壁向内射入时,相对方向上对射出的石墨烯原料初始碰撞距离较长,长距离的移动,容易导致石墨烯原料射出时的动能衰减,影响相对方向上石墨烯原料初始碰撞的效果,进而在一定程度上影响了石墨烯原料被气流粉碎的效率。

    3、为此,提出一种气流粉碎制备石墨烯的装置来解决上述现有技术中存在的一些问题。


    技术实现思路

    1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的石墨烯原料在进行气流粉碎时,因气流粉碎仓内径较大,导致石墨烯原料射出后初始碰撞距离过大,动能衰减,影响初始碰撞对石墨烯原料粉碎的效果,进而导致石墨烯气流粉碎效率降低的缺点,而提出的一种气流粉碎制备石墨烯的装置。

    2、为了解决现有技术存在的问题,本发明采用了如下技术方案:

    3、一种气流粉碎制备石墨烯的装置,包括气流粉碎仓,气流粉碎仓的内部中间位置固定安装有竖直设置的内管,气流粉碎仓的外侧套设安装有外管,且外管上固定安装有多个连通至气流粉碎仓内端壁上的外喷嘴,内管的外端壁上固定安装有与多个外喷嘴一一对应的内喷嘴,气流粉碎仓的右侧设置有离心风机,且离心风机的出气口上固定连通有送料管,送料管的末端固定连通有分流管,且分流管的另外两端分别与内管和外管的底部固定连通,气流粉碎仓的正面设置有料筒,且料筒的底部与送料管连通。

    4、优选地,外管呈螺旋形自下向上盘绕在气流粉碎仓的外侧,外喷嘴均匀分布在外管上,众多外喷嘴呈螺旋形路径有序连通在气流粉碎仓的端壁上,众多内喷嘴呈螺旋形路径有序安装在内管的端壁上。

    5、优选地,气流粉碎仓的底部固定连通有接引斗,且接引斗的底部固定连通有循环仓,送料管固定连通在循环仓的底部,气流粉碎仓和接引斗的连接处安装有隔离机构。

    6、优选地,隔离结构包括固定安装在气流粉碎仓和内管连接处的第一隔板,接引斗内固定安装有设置于第一隔板下方的第二隔板,内管的底部固定连接在第一隔板和第二隔板的中心位置,第一隔板和第二隔板之间转动安装有活动套设在内管外侧的环筒,且环筒设置为上下贯通形结构,环筒内固定安装有多个环绕分布的竖板,第一隔板上开设有第一通孔,第二隔板上开设有与第一通孔中心轴对称设置的第二通孔,环筒的外侧固定套接有外齿环,且外齿环的外侧啮合连接有第一齿轮,气流粉碎仓的外侧固定安装有伺服电机,且伺服电机的驱动轴与第一齿轮传动连接。

    7、优选地,第一隔板的顶部设置为倾斜结构,第一通孔开设在第一隔板顶部最低位置,伺服电机的驱动轴上固定安装有偏心轮。

    8、优选地,气流粉碎仓的内部转动安装有设置于内管上方的齿盘,且齿盘内安装有多个环绕分布在内管外侧的圆盘,圆盘的下方固定安装有竖直设置的破碎杆,齿盘的外侧啮合连接有第二齿轮。

    9、优选地,第二齿轮同轴设置在第一齿轮的上方,第一齿轮和第二齿轮之间固定连接有竖直设置的传动轴,且传动轴与伺服电机的驱动轴传动连接。

    10、优选地,圆盘转动安装在齿盘内,气流粉碎仓的内端壁上固定安装有设置于齿盘上方的内齿环,圆盘的顶部轴心位置固定安装有与内齿环啮合的第三齿轮。

    11、优选地,每个圆盘的底部均固定安装有两个中心轴对称设置的破碎杆。

    12、优选地,气流粉碎仓的外侧设置有储料仓,储料仓的顶部固定连通有竖直插设在气流粉碎仓顶部的出料管,且出料管的端头处固定安装有设置在气流粉碎仓内的第一滤芯,储料仓的端壁上方位置固定安装有与离心风机进气口连通的气管,且气管的端头处固定安装有设置在储料仓内的第二滤芯。

    13、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    14、1、在本发明中,通过将内管竖直固定在气流粉碎仓的内部中间位置,将外管套设在气流粉碎仓的外侧,通过分流管将内管和外管与送料管连通,使得一部分石墨烯原料通过外管上固定的外喷嘴自外向内射入气流粉碎仓中,另一部分的石墨烯原料则可以通过内管上固定的内喷嘴自内向外射入气流粉碎仓中,可以大幅度减弱对应设置的外喷嘴和内喷嘴之间的距离,有利于缩减石墨烯原料射出后在气流粉碎仓内初次碰撞的路径长度,在一定程度上降低了石墨烯原料射出后长距离移动时动能的损耗,有利于提升石墨烯原料射入气流粉碎仓内部后初次碰撞的剧烈程度,进而有利于提升石墨烯原料在气流粉碎仓内被气流粉碎的效率和效果;

    15、2、在本发明中,通过将外管设置为自下向上的螺旋形结构,使得气流在外管内流动的路径连续稳定,众多外喷嘴均匀分布连通在外管上,可以有效降低气流在外管内流动时的能量损耗,保障气流以高速高压状态裹挟石墨烯原料自外喷嘴中射出,有利于保障该装置通过气流裹挟石墨烯原料高速移动在气流粉碎仓内相互碰撞粉碎的稳定性;

    16、3、在本发明中,通过将与送料管连通的循环仓设置在气流粉碎仓的下方,并借助接引斗连通气流粉碎仓和循环仓之间,配合气流粉碎仓和接引斗连接处的隔离机构的启用,使得气流粉碎仓和接引斗之间不会直接产生气流的相对流动,而堆积在气流粉碎仓底部的石墨烯原料则会在隔离机构的引导下进入接引斗内,最终下落至循环仓中,被气流裹挟后重新进入内管和外管中,再次通过外喷嘴和内喷嘴喷射进气流粉碎仓内进行循环粉碎,形成高效地循环气流粉碎模式,有利于提升最终粉碎成型的石墨烯粉末的品质;

    17、4、在本发明中,通过将齿盘转动安装在气流粉碎仓内部上方位置,并将可以旋转的圆盘环绕分布在齿盘内,配合内齿环和第三齿轮的啮合,使得齿盘在旋转过程中,不仅会带动圆盘围绕气流粉碎仓圆心旋转,圆盘还会围绕其圆心自转,进而可以大幅度增加圆盘底部固定的破碎杆移动轨迹的复杂性,在一定程度上提升了多个破碎杆移动过程中对外喷嘴、内喷嘴中喷出的石墨烯原料的扰动效果,进而有利于提升石墨烯原料在气流粉碎仓内被气流粉碎的效果;

    18、5、在本发明中,通过气管将储料仓与离心风机的进气口连通,并通过出料管将气流粉碎仓的顶部储料仓连通,配合第一滤芯和第二滤芯对石墨烯粉末的过滤和阻隔,使得符合要求的石墨烯粉末会通过出料管进入储料仓内收集起来,避免符合要求的石墨烯粉末在气流粉碎仓内循环粉碎,有利于保障未符合要求的石墨烯原料在气流粉碎仓内循环气流粉碎的高效稳定性。



    技术特征:

    1.一种气流粉碎制备石墨烯的装置,包括气流粉碎仓(1),其特征在于:所述气流粉碎仓(1)的内部中间位置固定安装有竖直设置的内管(101),所述气流粉碎仓(1)的外侧套设安装有外管(102),且外管(102)上固定安装有多个连通至气流粉碎仓(1)内端壁上的外喷嘴(103),所述内管(101)的外端壁上固定安装有与多个外喷嘴(103)一一对应的内喷嘴(104),所述气流粉碎仓(1)的右侧设置有离心风机(2),且离心风机(2)的出气口上固定连通有送料管(201),所述送料管(201)的末端固定连通有分流管(202),且分流管(202)的另外两端分别与内管(101)和外管(102)的底部固定连通,所述气流粉碎仓(1)的正面设置有料筒(203),且料筒(203)的底部与送料管(201)连通。

    2.根据权利要求1所述的一种气流粉碎制备石墨烯的装置,其特征在于:所述外管(102)呈螺旋形自下向上盘绕在气流粉碎仓(1)的外侧,所述外喷嘴(103)均匀分布在外管(102)上,众多所述外喷嘴(103)呈螺旋形路径有序连通在气流粉碎仓(1)的端壁上,众多所述内喷嘴(104)呈螺旋形路径有序安装在内管(101)的端壁上。

    3.根据权利要求1所述的一种气流粉碎制备石墨烯的装置,其特征在于:所述气流粉碎仓(1)的底部固定连通有接引斗(105),且接引斗(105)的底部固定连通有循环仓(106),所述送料管(201)固定连通在循环仓(106)的底部,所述气流粉碎仓(1)和接引斗(105)的连接处安装有隔离机构。

    4.根据权利要求3所述的一种气流粉碎制备石墨烯的装置,其特征在于:所述隔离结构包括固定安装在气流粉碎仓(1)和内管(101)连接处的第一隔板(3),所述接引斗(105)内固定安装有设置于第一隔板(3)下方的第二隔板(301),所述内管(101)的底部固定连接在第一隔板(3)和第二隔板(301)的中心位置,所述第一隔板(3)和第二隔板(301)之间转动安装有活动套设在内管(101)外侧的环筒(302),且环筒(302)设置为上下贯通形结构,所述环筒(302)内固定安装有多个环绕分布的竖板(303),所述第一隔板(3)上开设有第一通孔(304),所述第二隔板(301)上开设有与第一通孔(304)中心轴对称设置的第二通孔(305),所述环筒(302)的外侧固定套接有外齿环(306),且外齿环(306)的外侧啮合连接有第一齿轮(307),所述气流粉碎仓(1)的外侧固定安装有伺服电机(308),且伺服电机(308)的驱动轴与第一齿轮(307)传动连接。

    5.根据权利要求4所述的一种气流粉碎制备石墨烯的装置,其特征在于:所述第一隔板(3)的顶部设置为倾斜结构,所述第一通孔(304)开设在第一隔板(3)顶部最低位置,所述伺服电机(308)的驱动轴上固定安装有偏心轮。

    6.根据权利要求1所述的一种气流粉碎制备石墨烯的装置,其特征在于:所述气流粉碎仓(1)的内部转动安装有设置于内管(101)上方的齿盘(4),且齿盘(4)内安装有多个环绕分布在内管(101)外侧的圆盘(401),所述圆盘(401)的下方固定安装有竖直设置的破碎杆(402),所述齿盘(4)的外侧啮合连接有第二齿轮(403)。

    7.根据权利要求6所述的一种气流粉碎制备石墨烯的装置,其特征在于:所述第二齿轮(403)同轴设置在第一齿轮(307)的上方,所述第一齿轮(307)和第二齿轮(403)之间固定连接有竖直设置的传动轴,且传动轴与伺服电机(308)的驱动轴传动连接。

    8.根据权利要求6所述的一种气流粉碎制备石墨烯的装置,其特征在于:所述圆盘(401)转动安装在齿盘(4)内,所述气流粉碎仓(1)的内端壁上固定安装有设置于齿盘(4)上方的内齿环(404),所述圆盘(401)的顶部轴心位置固定安装有与内齿环(404)啮合的第三齿轮(405)。

    9.根据权利要求8所述的一种气流粉碎制备石墨烯的装置,其特征在于:每个所述圆盘(401)的底部均固定安装有两个中心轴对称设置的破碎杆(402)。

    10.根据权利要求1所述的一种气流粉碎制备石墨烯的装置,其特征在于:所述气流粉碎仓(1)的外侧设置有储料仓(5),所述储料仓(5)的顶部固定连通有竖直插设在气流粉碎仓(1)顶部的出料管(501),且出料管(501)的端头处固定安装有设置在气流粉碎仓(1)内的第一滤芯(502),所述储料仓(5)的端壁上方位置固定安装有与离心风机(2)进气口连通的气管(503),且气管(503)的端头处固定安装有设置在储料仓(5)内的第二滤芯(504)。


    技术总结
    本发明公开了一种气流粉碎制备石墨烯的装置,涉及石墨烯粉碎技术领域,本发明通过将内管竖直固定在气流粉碎仓的内部中间位置,将外管套设在气流粉碎仓的外侧,并通过分流管将内管和外管与送料管连通,使得部分石墨烯原料通过外管上固定的外喷嘴自外向内射入气流粉碎仓中,部分石墨烯原料通过内管上固定的内喷嘴自内向外射入气流粉碎仓中,可以大幅度减弱对应设置的外喷嘴和内喷嘴之间的距离,在一定程度上降低了石墨烯原料射出后长距离移动时动能的损耗,有利于提升石墨烯原料射入气流粉碎仓内部后初次碰撞的剧烈程度,进而有利于提升石墨烯原料在气流粉碎仓内被气流粉碎的效率和效果。

    技术研发人员:钱恒亮,徐志刚
    受保护的技术使用者:江苏恒程半导体材料有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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