石墨烯三维构造粉体材料专用制备炉的制作方法

本实用新型涉及石墨烯的生产设备领域，尤其涉及一种石墨烯三维构造粉体材料专用制备炉。

背景技术：

石墨烯是由碳原子构成的只有一层原子厚度的二维晶体，是已知的世上最薄、最坚硬的纳米材料，它几乎是完全透明的，只吸收2.3%的光；导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/V·s，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-6Ω·cm，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料；因其电阻率极低，电子迁移的速度极快，因此被期待可用来发展更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管；由于石墨烯实质上是一种透明、良好的导体，也适合用来制造透明触控屏幕、光板、甚至是太阳能电池。

制备石墨烯常见的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法和化学气相沉积法（CVD）；目前市面上制备石墨烯的方法均为实验室小批量的生产；当将实验室的生产方法应用到工业生产时，或者采用工业设备大规模生产时，很难得到较好的收率，这是由方法本身的缺陷和生产装置的结构所限定的，由于规模生产本身需要流水化作业；在流水化作业时，如何保证装置的密封性和原料受热的均匀度成为石墨烯规模化生产的主要问题之一。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本实用新型目的在于提供一种结构简单，方便流水线生产，自动化程度高，适用于规模化生产石墨烯的专用制备炉。

为了达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种石墨烯三维构造粉体材料专用制备炉，所述的专用制备炉包括推料机构、加热炉体、自动台车和真空炉罐，所述的真空炉罐安装在自动台车上，所述的加热炉体设置在两个推料机构之间，所述的加热炉体为n形截面的炉体，炉体两端分别设有进料口和出料口，进料口和出料口上均设有移动式密封炉门，炉体的上部设有加热仓，炉体的下部设有台车移动仓，加热仓的两侧设有电加热装置，所述的自动台车四周安装有耐火砌体，耐火砌体的前、后两端分别与密封炉门密封连接，耐火砌体的左、右两端分别与加热仓的底部密封连接。

作为本实用新型的一种改进，所述的加热炉体的顶部设有牵引电机和牵引滚轮，所述的密封炉门通过垂直牵引绳活动连接在牵引滚轮上；通过可上、下移动的密封炉门，使其更好的与自动台车相匹配，自动台车从进来口进料，进料完成后，下降密封炉门，使得加热仓与自动台车之间保持密封，生产完成后，提升密封炉门，通过自动台车将真空炉罐传输带后续的推料机构上。

作为本实用新型的一种改进，所述的自动台车由车架、车轮、耐火砌体、加热元件和台车牵引设备所组成，所述的耐火砌体将车架包覆成槽形结构，真空炉罐安放在槽形结构的上方，槽形结构的内部设有加热元件，槽形结构的下方设有车轮和台车牵引设备；由于自动台车是需要在推料机构和加热炉体之间来回移动的，到达加热点时，炉体与台车之间必须保持密封，通过槽形结构的耐火砌体使两者保持密封，而且为了保证加热的均匀度，自动台车的内部也必须设有加热元件。

作为本实用新型的一种改进，所述的真空炉罐的内部设有长条形的料架，真空炉罐的侧方设有横向开合式密封炉盖，所述的密封炉盖上设有真空压力表、防爆阀和抽真空管道；石墨烯物料存放在长条形的料架上，进料时，打开密封炉盖，通过推料机构将料架推送进入真空炉罐；出料时，通过推料机构将料架拖出真空炉罐，分别完成投料和收料操作。

作为本实用新型的一种改进，所述的真空炉罐上均匀分布有多个瓦楞状伸缩孔，真空炉罐上设有排气管，通过伸缩孔结构，保证炉罐在热胀冷缩时不会发生变形，同时为了保证温度变化情况下炉罐内部气压的稳定性，通过排气管辅助排气。

作为本实用新型的一种改进，所述的加热炉体上设有抽真空装置，抽真空装置通过管路连接在加热仓内；抽真空装置有两个作用，一个作用是抽取真空炉罐内部的空气，使得真空炉罐内部保持合适的工作压力，另一个作用是调节加热仓的内部气压，使得真空炉罐内、外两侧的气压均保持稳定。

作为本实用新型的一种改进，所述的推料机构由带有链条传输带和传输电机所组成，所述链条传输带的安装高度与自动台车的高度相同，推料结构的主要作用是方便料架的进料和出料操作，稳定性好，装置的自动化程度高。

作为本实用新型的一种改进，所述加热仓的内壁由耐火纤维所制成，加热仓与耐火砌体的接触位置上设有机械密封结构，耐火纤维和耐火砌体的材质相近，通过机械密封结构使两者保持密封，密封效果好；同时，该材料固定安装在加热仓内部，具有低导热、优良的热稳定性和化学稳定性，抗热振性和优良的拉伸强度和抗腐蚀性。

本实用新型的优点在于：本实用新型针对石墨烯的工业化生产，采用流水化的进料、加热和出料设计，通过组合的推料机构、加热炉体、自动台车和真空炉罐完成石墨烯的规模化生产需求，装置本身结构简单，工作过程流畅，自动化程度高；同时，装置在生产过程中的密封性和稳定性好，产品受热均匀，生产效率高。

附图说明

图1为本实用新型装置的整体结构框架图；

图2为本实用新型的加热炉体的结构简图；

图3为本实用新型的加热炉体的工作结构简图。

其中，1 推料机构，2 加热炉体，3 自动台车，4 真空炉罐，5 料架，6 密封炉门，7 链条传输带，8 传输电机，9 加热仓，10 耐火砌体，11 台车牵引设备，12 车轮，13 加热元件，14 密封炉盖，15 排气管，16 垂直牵引绳，17 牵引滚轮，18 牵引电机，19 台车移动仓，20 电加热装置。

具体实施方式

下面结合附图说明和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的描述。

实施例1：如图1、2和3所示的一种石墨烯三维构造粉体材料专用制备炉，所述的专用制备炉包括推料机构1、加热炉体2、自动台车3和真空炉罐4，所述的真空炉罐4安装在自动台车3上，所述的加热炉体2设置在两个推料机构1之间，所述的加热炉体2为n形截面的炉体，炉体2两端分别设有进料口和出料口，进料口和出料口上均设有移动式密封炉门6，炉体2的上部设有加热仓9，炉体2的下部设有台车移动仓19，加热仓9的两侧设有电加热装置20，所述的自动台车3四周安装有耐火砌体10，耐火砌体10的前、后两端分别与密封炉门6密封连接，耐火砌体10的左、右两端分别与加热仓9的底部密封连接。

实施例2：如图1、2和3所示，加热炉体2的顶部设有牵引电机18和牵引滚轮17，所述的密封炉门6通过垂直牵引绳16活动连接在牵引滚轮17上；通过可上、下移动的密封炉门6，使其更好的与自动台车3相匹配，自动台车3从进来口进料，进料完成后，下降密封炉门6，使得加热仓9与自动台车3之间保持密封，生产完成后，提升密封炉门6，通过自动台车3将真空炉罐4传输带后续的推料机构1上。

实施例3：如图1、2和3所示，自动台车3由车架、车轮12、耐火砌体10、加热元件13和台车牵引设备11所组成，所述的耐火砌体10将车架包覆成槽形结构，真空炉罐4安放在槽形结构的上方，槽形结构的内部设有加热元件13，槽形结构的下方设有车轮12和台车牵引设备11；由于自动台车3是需要在推料机构1和加热炉体2之间来回移动的，到达加热点时，炉体2与台车3之间必须保持密封，通过槽形结构的耐火砌体10使两者保持密封，而且为了保证加热的均匀度，自动台车3的内部也必须设有加热元件13。

实施例4：如图1、2和3所示，真空炉罐4的内部设有长条形的料架5，真空炉罐4的侧方设有横向开合式密封炉盖14，所述的密封炉盖14上设有真空压力表、防爆阀和抽真空管道；石墨烯物料存放在长条形的料架5上，进料时，打开密封炉盖14，通过推料机构1将料架5推送进入真空炉罐4；出料时，通过推料机构1将料架5拖出真空炉罐4，分别完成投料和收料操作。

实施例5：如图1、2和3所示，真空炉罐4上均匀分布有多个瓦楞状伸缩孔，真空炉罐4上设有排气管15，通过伸缩孔结构，保证炉罐4在热胀冷缩时不会发生变形，同时为了保证温度变化情况下炉罐4内部气压的稳定性，通过排气管15辅助排气。

实施例6：如图1、2和3所示，加热炉体2上设有抽真空装置，抽真空装置通过管路连接在加热仓9内；抽真空装置有两个作用，一个作用是抽取真空炉罐4内部的空气，使得真空炉罐4内部保持合适的工作压力，另一个作用是调节加热仓9的内部气压，使得真空炉罐4的内、外两侧的气压均保持稳定。

实施例7：如图1、2和3所示，推料机构1由带有链条传输带7和传输电机8所组成，所述链条传输带7的安装高度与自动台车3的高度相同，推料结构1的主要作用是方便料架5的进料和出料操作，稳定性好，装置的自动化程度高。

实施例8：如图1、2和3所示，加热仓9的内壁由耐火纤维所制成，加热仓9与耐火砌体10的接触位置上设有机械密封结构，耐火纤维和耐火砌体10的材质相近，通过机械密封结构使两者保持密封，密封效果好；同时，该材料固定安装在加热仓9内部，具有低导热、优良的热稳定性和化学稳定性，抗热振性和优良的拉伸强度和抗腐蚀性。

需要说明的是，上述仅仅是本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的保护范围，在上述实施例的基础上所做出的任意组合或等同变换均属于本实用新型的保护范围。