一种石墨烯的浆料多级研磨搅拌装置的制作方法

本发明涉及一种研磨搅拌装置，特别的，是一种石墨烯的浆料多级研磨搅拌装置。

背景技术：

目前石墨烯的制取主要为氧化还原和抽层剥离两种方法，抽层剥离法主要利用研磨制备石墨烯，在研磨中分别有利用剪切力、摩擦力或者冲击力将分体由大颗粒粉碎剥离成小颗粒，而目前采用的研磨球分散石墨烯的操作中，具有以下弊端：

由于磨球直径直接影响着研磨效果，如果磨球太小可能会大面积破坏石墨层内的共价键，减小石墨烯的粒径，从而只能得到径厚比较小的石墨烯，磨球过大，又难以剥离出纳米级的石墨烯；且石墨烯中的颗粒物大小不一，现有技术的研磨主要为上下冲击，若要将石墨烯充分研磨，其能量耗费较大且所需时间也相对较长；石墨烯在磨球研磨中，由于粉体容易形成团聚，因此在磨球与研磨区表面都会有多余残留，该残留无法排出，进而造成浪费物料。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种石墨烯的浆料多级研磨搅拌装置。

为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种石墨烯的浆料多级研磨搅拌装置，其结构包括信号杆、驱动电机、第一研磨搅拌室、第二研磨搅拌室，所述第一研磨搅拌室设有进料口、一级研磨器，所述驱动电机通过贯穿于第一研磨搅拌室内部的驱动轴与一级研磨器机械连接，所述信号杆上设有两分支，该两分支分别贯穿进第二研磨搅拌室的左侧呈上下平行分布，所述进料口设有两个且均匀安设在第一研磨搅拌室的两端靠近驱动电机的位置，所述第二研磨搅拌室内部设有二级研磨器、驱动器、高效分离器、出料机构，所述第二研磨搅拌室分为上研磨腔与下分散腔，其中上研磨腔设有二级研磨器，而下分散腔设有驱动器与高效分离器、出料机构，高效分离器与出料机构相配合且不接触，所述驱动器的信号输出端分别通过联轴器传动连接于高效分离器，该高效分离器设有两个均水平安装于二级研磨器两侧的出料口底部，之间相互配合。

作为本发明的进一步改进，所述一级研磨器包括气泵、摆杆、过滤板、气管、研磨球，所述气泵安装在驱动轴与摆杆之间，其中摆杆与驱动轴机械连接，所述研磨球的中心贯穿固定有摆杆，在研磨球下端的两侧安装有过滤板，其内部设有两个以上配合于气泵的气管。

作为本发明的进一步改进，所述高效分离器包括内进料口、外进料口、分散板、分散叶片，所述内进料口形成上窄下宽的内分散器，其底部设于外进料口形成的外分散腔内中心位置，在所述内分散器的底部两侧分别安装有三个分散叶片并配合于外分散腔，在内进料口内部宽度较大的位置水平安装有分散板。

作为本发明的进一步改进，所述二级研磨器安装在第二研磨搅拌室的内部，所述二级研磨器的驱动端与设于信号杆上的第一信号分支电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述二级研磨器与一级研磨器的结构功能等同，但二级研磨器的直径大小小于一级研磨器，用于匹配研磨不用直径大小的石墨烯，达到充分研磨搅拌的效果。

作为本发明的进一步改进，所述驱动器通过平行于第一信号分支底部的第二信号分支电性连接。

作为本发明的进一步改进，所述出料机构由集料板、移动轮、手柄组成，所述集料板为凹字形结构，两端紧密贴合在下分散腔的两侧，其底部通过设有的两个移动轮活动配合在第二研磨搅拌室内部，在集料板位于第二研磨搅拌室的右端固定焊接有为半圆形结构的手柄，集料板与手柄为一体化。

作为本发明的进一步改进，在所述二级研磨器上安装的过滤板的孔径小于设在研磨球两侧的过滤板，可分级过滤掉直径大小不同的石墨烯，使研磨更为精致。

作为本发明的进一步改进，所述分散板的上下两水平面上设有分散齿。

作为本发明的进一步改进，所述气管呈圆周均匀分布，可有效避免造成吹气死角。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明在石墨烯研磨中通过设有的第一研磨搅拌室、第二研磨搅拌室进行分级处理，其中每一级所设有的研磨器大小与过滤板的孔径不一，第一研磨搅拌室的过滤板可过滤掉小颗粒石墨烯直接到第二研磨搅拌室，而大颗粒的石墨烯则在第一研磨搅拌室停止进行研磨，在第一研磨搅拌室设有的一级研磨器主要针对大颗粒的石墨烯研磨，而第二研磨搅拌室通过二级研磨器针对小颗粒的石墨烯研磨，当第一研磨搅拌室的大颗粒石墨烯研磨到一定程度可满足一级过滤板的筛选直径时，才能通过进入到第二研磨搅拌室研磨搅拌，该分级式的研磨，降低了能耗与研磨时间，经初步将大颗粒与小颗粒石墨烯分离开，在经过与之相匹配的研磨球研磨，可针对大小颗粒不同的石墨烯进行筛分，同时结合了多次的研磨，可有效提高了研磨精度；

本发明因研磨球的内部设有气管，该气管与气泵配合使用，利用气体自内由外喷出，将残留在研磨球表面上与研磨区的粉体吹下，防止粉体残留影响二次研磨，且可有效避免物料浪费；

由于石墨烯为惰性物质，在经研磨后容易产生团聚，本发明研磨后纳米颗粒经高效分离器的分散后，利用大于纳米颗粒间粘着力的机械力在高速搅拌下促使纳米颗粒以单一的颗粒均匀分散，能够实现对颗粒高效分散保证后期物料利用充分。

附图说明

图1为本发明一种石墨烯的浆料多级研磨搅拌装置的结构示意图。

图2为本发明一种石墨烯的浆料多级研磨搅拌装置的内部平面结构示意图。

图3为本发明一级研磨器的结构示意图。

图4为本发明一级研磨器的俯视结构示意图。

图5为本发明高效分离器的结构示意图。

图中：信号杆-1、驱动电机-2、第一研磨搅拌室-3、第二研磨搅拌室-4、驱动轴-21、进料口-31、一级研磨器-32、二级研磨器-40、驱动器-41、高效分离器-42、出料机构-43、气泵-321、摆杆-322、过滤板-323、气管-324、研磨球-325、内进料口-421、外进料口-422、分散板-423、分散叶片-424、集料板-431、移动轮-432、手柄-433。

具体实施方式

为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，图1～图5示意性的显示了本发明实施方式的研磨搅拌装置的结构，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。

实施例

如图1-图2所示，本发明提供一种石墨烯的浆料多级研磨搅拌装置，其结构包括信号杆1、驱动电机2、第一研磨搅拌室3、第二研磨搅拌室4，所述第一研磨搅拌室3设有进料口31、一级研磨器32，所述驱动电机2通过贯穿于第一研磨搅拌室3内部的驱动轴21与一级研磨器32机械连接，所述信号杆1上设有两分支，该两分支分别贯穿进第二研磨搅拌室4的左侧呈上下平行分布，所述进料口31设有两个且均匀安设在第一研磨搅拌室3的两端靠近驱动电机2的位置，所述第二研磨搅拌室4内部设有二级研磨器40、驱动器41、高效分离器42、出料机构43，所述第二研磨搅拌室4分为上研磨腔与下分散腔，其中上研磨腔设有二级研磨器40，而下分散腔设有驱动器41与高效分离器42、出料机构43，高效分离器42与出料机构43相配合且不接触，所述驱动器41的信号输出端分别通过联轴器传动连接于高效分离器42，该高效分离器42设有两个均水平安装于二级研磨器40两侧的出料口底部，之间相互配合，所述二级研磨器40安装在第二研磨搅拌室4的内部，所述二级研磨器40的驱动端与设于信号杆1上的第一信号分支电性连接。

所述驱动器41通过平行于第一信号分支底部的第二信号分支电性连接，所述出料机构43由集料板431、移动轮432、手柄433组成，所述集料板431为凹字形结构，两端紧密贴合在下分散腔的两侧，其底部通过设有的两个移动轮432活动配合在第二研磨搅拌室4内部，在集料板431位于第二研磨搅拌室4的右端固定焊接有为半圆形结构的手柄433，集料板431与手柄433为一体化。

如图3-图4所示，本发明提供一种石墨烯的浆料多级研磨搅拌装置，所述一级研磨器32包括气泵321、摆杆322、过滤板323、气管324、研磨球325，所述气泵321安装在驱动轴21与摆杆322之间，其中摆杆322与驱动轴21机械连接，所述研磨球325的中心贯穿固定有摆杆322，在研磨球325下端的两侧安装有过滤板323，其内部设有两个以上配合于气泵321的气管324，所述二级研磨器40与一级研磨器32的结构功能等同，但二级研磨器40的直径大小小于一级研磨器32，用于匹配研磨不用直径大小的石墨烯，达到充分研磨搅拌的效果，在所述二级研磨器40上安装的过滤板323的孔径小于设在研磨球325两侧的过滤板323，可分级过滤掉直径大小不同的石墨烯，使研磨更为精致，所述气管324呈圆周均匀分布，可有效避免造成吹气死角。

如图5所示，本发明提供一种石墨烯的浆料多级研磨搅拌装置，所述高效分离器42包括内进料口421、外进料口422、分散板423、分散叶片424，所述内进料口421形成上窄下宽的内分散器，其底部设于外进料口422形成的外分散腔内中心位置，在所述内分散器的底部两侧分别安装有三个分散叶片424并配合于外分散腔，在内进料口421内部宽度较大的位置水平安装有分散板423，所述分散板423的上下两水平面上设有分散齿。

下面对上述技术方案中的研磨搅拌装置的工作原理作如下说明：

本发明在使用时，通过进料口31加入适量的石墨烯，由于石墨烯中颗粒大小不一，小颗粒经过滤板323筛分后流经到第二研磨搅拌室4，打开驱动电机2，驱动轴21连接着摆杆322高速转动，由于摆杆322底部焊接有研磨球325，因此在重力与离心力的作用下，研磨球325随着高速转动呈圆周相外撞击，通过产生的高强度冲击力，研磨球325将大颗粒的石墨烯研磨后，粒径逐渐减小；此时石墨烯粒径满足于过滤板323的过滤孔径，穿过该过滤板323流经到第二研磨搅拌室4；

同理，第二研磨搅拌室4将小颗粒石墨烯经二级研磨器40研磨后，通过安装在二级研磨器40的过滤板323过滤筛分至下分散腔的两侧，当物料下落到该两侧时，高效分离器42工作，物料分别进入到内进料口421与外进料口422内，高效分离器42设有内外进料口，将物料分批进行分散工作，当物料分别在内分散器与外分散腔内进行分散时，物料通过内进料口421排入，内分散器高速旋转，进料口421所在的空腔形成负压腔，且在高速旋转下，进料口421内部的物料呈漩涡状往两边汇集，由于进料口421上窄下宽，使得物料在负压腔经排放后喷射在分散板423上，通过分散板423对物料进一步分散；

而经外进料口422所排入的物料，在分散叶片424高效剪切力作用下得到分散，因此在降低分散难度的同时有效的打破物料之间的团聚力，保证该分散效果，为防止物料不受外界环境影响，喷出后的物料收集在集料板431上，当研磨搅拌完毕后，将集料板431取出即可；

为保证物料能够充分利用，当第一研磨搅拌室3研磨完毕后，气泵321被打开，气体经过摆杆322内部的空腔直接传输到研磨球325内部的气管324，该气体由内之外喷出，将残留在研磨球325表面与研磨区内壁上的物料吹下，促进循环使用的环保性同时降低物料浪费。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。