一种高固含量浆料自动化预混系统的制作方法

本发明涉及化工领域，特别涉及一种高固含量浆料自动化预混系统。

背景技术：

石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜，只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯目前是世上最薄却也是最坚硬的纳米材料，几乎完全透明，只吸收2.3%的光；导热系數高達5300W/m，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm2/Vs，又比纳米碳管或硅晶体高，而电阻率只约10-8Ω/m，比铜或银更低，为世上电阻率最小的材料石墨烯材料是一种二维材料，其优异的物理和结构特性使其在电子、传感和光电 器件等多领域表现出非凡的应用潜力。现有的石墨烯材料大多采用氧化还原法制备。氧化 还原法制备石墨烯材料具有操作简单，产物可加工性好等优点，但是产品的性能稳定性差。

现有的石墨烯分散设备一般包括以下两种：

（1）超声波分散设备：非常适合实验室规模、低粘度介质分散石墨烯，用于中、高粘度介质时会受到限制。

（2）研磨分散设备：适合大规模地分散石墨烯,中粘度介质分散石墨烯。

因此，到目前为止还没有一个适合高粘度高固含量石墨烯浆料的分散设备。

申请号201320763674.8公开了一种多层石墨烯浆料的双联加药搅拌设备，所述多层石墨烯浆料的双联加药搅拌设备专用于加药、搅拌研磨浆料等，它主要 包括：双联搅拌桶、扰流装置、搅拌装置、输送泵、输送管道、支架及控制系统等。该设备不适于高粘度高固含量石墨烯浆料。

申请号201520858922.6公开了一种工业用石墨烯浆料的搅拌装置，环形反应釜设置为双层环形结构，内层环形反应釜的内仓壁上设置有环形保温腔，环形反应釜的四周设置进料口，进料口上间隔设置有温度传感器和数个”W”形结构下料腔，”W”形结构下料腔底部的两根汇合管道下端设置有环形旋转盘，环形旋转盘的内壁上设置有螺旋形搅拌桨，环形旋转盘下端连接锥体结构的下料口，环形旋转盘的外侧壁设置有从动齿轮，从动齿轮和主动齿轮连接，主动齿轮通过电机控制，充分利用了反应釜的空间。但是，该装置对于高粘度石墨烯的分散效果还是不理想。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提出一种高固含量浆料自动化预混系统，解决现有高粘度高固含量石墨烯浆料分散成本高、浆料不均匀、固含量低，分散效率高的问题。

为了实现上述技术目的，本发明采用的具体技术方案如下：

一种高固含量浆料自动化预混系统，包括：料仓、溶剂箱、湿球磨机、制浆搅拌池、浆料储罐、控制模块以及超声波分散装置，所述料仓的出料口与所述湿球磨机的入料口之间通过定量给料机构相连接，所述溶剂箱与所述湿球磨机的入口之间通过进液管相连接，所述进液管上设置有比例调节阀以及电磁流量计，所述湿球磨机的出料口与所述制浆搅拌池的入料口相连通，所述制浆搅拌池的出料口与所述浆料储罐相连通；

所述定量给料机构包括送料皮带、设置于所述送料皮带上的称重传感器、驱动所述送料皮带传送的变频电机，所述比例调节阀、电磁流量计、称重传感器以及变频电机均与所述控制模块相连接；所述料仓的出料口以及所述湿球磨机的入料口均设置有防堵机构，防堵机构包括设置于所述料仓的出料口以及所述湿球磨机的入料口的监控器以及空气炮，所述监控器与所述空气炮均与所述控制器相连接；所述浆料储罐的出料口与超声波分散装置的进料口相连接。

所述制浆搅拌池以及所述浆料储罐内均设置有检测浆料稠度的传感器。

所述超声波分散装置包括：超声发生机构、分散室和搅拌机构；所述超声发生机构的超声波振板与所述分散室的外表面相接触；所述分散室包括外壳和内室，所述内室形成有分散腔，所述搅拌机构的搅拌杆延伸入所述分散腔内；还包括第一温度传感器、控制模块及调温管；所述第一温度传感器设置于所述分散腔内；所述调温管设置于所述内室外围，调温管上设有调温管进水口和调温管出水口，所述调温管进水口依次通过管道、水泵、储水箱与自来水龙头相连，自来水龙头上设有第一电磁阀，储水箱内设有第二温度传感器、加热装置，所述调温管出水口上设有第二电磁阀；所述超声发生机构、搅拌机构的搅拌电机、水泵、第一温度传感器、第二温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀及加热装置均与控制模块控制连接。

所述外壳与所述内室之间形成有用于容纳用于超声波传导液体介质的介质区域。

所述超声波分散装置的外部设有消音隔层。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比具有以下效果：首先，本方法采用球磨方式进行预分散，可将石墨烯粉体与溶剂、分散剂混合均匀，再通过超声波分散装置对浆料进行进一步的分散，整个过程实现完全自动化，可以高效、稳定地分散得到石墨烯。

另外，通过电磁流量计以及比例调节阀对溶剂量进行控制，通过称重传感器以及送料皮带的变频电机对石墨烯粉料进行定量控制，从而实现对石墨烯料浆混合程度的有效控制，节约了人工成本，减少了原料的浪费。

附图说明

图1为本发明高固含量浆料自动化预混系统的结构示意图；

其中，1.料仓；2.溶剂箱；3.湿球磨机；4.制浆搅拌池；5.超声波分散装置； 6.控制模块；7.比例调节阀；8.电磁流量计；9.送料皮带；10.浆料储罐；11.监控器；12.空气炮；

图2为本发明超声波分散装置结构示意图；

其中，51.超声波振板；5231.进口；5232.出口；52.分散室；521.外壳；522. 介质区域；523.内室；53.搅拌机构；54.温度传感器；55.进料管；56.调温管；57.储水箱；561.调温管进水口；562.调温管出水口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例作详细说明，本实施例以本发明技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

请参阅图1，图1是本发明的一种高固含量浆料自动化预混系统结构示意图。

如图1所示，一种高固含量浆料自动化预混系统，其特征是：包括：料仓、溶剂箱、湿球磨机、制浆搅拌池、浆料储罐、控制模块以及超声波分散装置，所述料仓的出料口与所述湿球磨机的入料口之间通过定量给料机构相连接，所述溶剂箱与所述湿球磨机的入口之间通过进液管相连接，所述进液管上设置有比例调节阀以及电磁流量计，所述湿球磨机的出料口与所述制浆搅拌池的入料口相连通，所述制浆搅拌池的出料口与所述浆料储罐相连通；

所述定量给料机构包括送料皮带、设置于所述送料皮带上的称重传感器、驱动所述送料皮带传送的变频电机，所述比例调节阀、电磁流量计、称重传感器以及变频电机均与所述控制模块相连接；所述料仓的出料口以及所述湿球磨机的入料口均设置有防堵机构，防堵机构包括设置于所述料仓的出料口以及所述湿球磨机的入料口的监控器以及空气炮，所述监控器与所述空气炮均与所述控制器相连接；所述浆料储罐的出料口与超声波分散装置的进料口相连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述制浆搅拌池以及所述浆料储罐内均设置有检测浆料稠度的传感器。

如图2所示，作为本发明技术方案的进一步改进，所述超声波分散装置包括：超声发生机构、分散室和搅拌机构；所述超声发生机构的超声波振板与所述分散室的外表面相接触；所述分散室包括外壳和内室，所述内室形成有分散腔，所述搅拌机构的搅拌杆延伸入所述分散腔内；还包括第一温度传感器、控制模块及调温管；所述第一温度传感器设置于所述分散腔内；所述调温管设置于所述内室外围，调温管上设有调温管进水口和调温管出水口，所述调温管进水口依次通过管道、水泵、储水箱与自来水龙头相连，自来水龙头上设有第一电磁阀，储水箱内设有第二温度传感器、加热装置，所述调温管出水口上设有第二电磁阀；所述超声发生机构、搅拌机构的搅拌电机、水泵、第一温度传感器、第二温度传感器、第一电磁阀、第二电磁阀及加热装置均与控制模块控制连接。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述外壳与所述内室之间形成有用于容纳用于超声波传导液体介质的介质区域。

作为本发明技术方案的进一步改进，所述超声波分散装置的外部设有消音隔层。

上述生产装置的使用过程如下：

通过电磁流量计以及比例调节阀对溶剂进液量进行控制，通过称重传感器以及送料皮带的变频电机对石墨烯粉料进行定量控制，从而实现对石墨烯料浆稠度的有效控制，节约了人工成本，减少了原料的浪费，本系统在加气生产线上使用后，在制备浆料的方面上节约了人工成本以及人工工 作量，只需配备两个人即可实现浆料制备的完成，并能轻松完成工作，包括完成检测浆料粘稠度，铲物料至料仓，并协助配料工完成储罐浆料的供给至配料，能够全方面的知道设备的工作工况，并节约了使用物料，而且设置防堵机构，能够有效防止料仓以及湿球磨机发生堵口现象；初步分散调节好后的石墨烯浆料进入超声波分散装置进行进一步分散，所述超声发生机构的超声波振板与所述分散室的外表面相接触；所述分散室包括外壳和内室，所述内室形成有分散腔，所述搅拌机构的搅拌杆延伸入所述分散腔内；所述第一温度传感器设置于所述分散腔内，用于对分散腔内搅拌物料的温度进行实时检测；所述调温管设置于所述内室外围，调温管上设有调温管进水口和调温管出水口，所述调温管进水口依次通过管道及储水箱与自来水龙头相连，自来水龙头上设有第一电磁阀，储水箱内设有第二温度传感器和加热装置，所述调温管出水口上设有第二电磁阀；所述控制模块内预先设置有第一温度阈值和第二温度阈值，将所述第一温度传感器传来的分散腔温度与第一温度阈值比较，若分散腔温度超过第一温度阈值，则启动和水泵，使储水箱内的冷水进入调温管，给分散腔降温，当分散腔温度低于第一温度阈值时，开启储水腔内加热装置，加热装置将储水箱内水温加热至第二温度阈值区间时，控制模块控制加热装置停止加热，并同时开启第二电磁阀和水泵，一边通过第二电磁阀泄掉调温管内的冷水，一边通过水泵向调温管内增加与第二温度阈值相同水温的水，从而使分散腔始终保持在一定的温度范围，分散效果更好。