一种基于微波法制备膨胀石墨的中试反应器的制作方法

本发明涉及膨胀石墨的微波制备技术领域，具体为一种基于微波法制备膨胀石墨的中试反应器。

背景技术：

膨胀石墨又称为柔性石墨(简称eg)，作为一种新型功能性碳素材料，是由天然鳞片石墨经化学或电化学插层处理、水洗、干燥、高温膨化制得的一种疏松多孔的蠕虫状物质。膨胀之后的石墨呈蠕虫状，膨胀石墨蠕虫表面和内部形成许多微小的孔，比表面积大为增加，是一种很好的吸附材料，得到了广泛的应用与研究。目前，对于膨胀石墨的制备方法主要是加热可膨胀石墨至1000摄氏度来实现，传统的技术中，通常采用高温膨胀法制备膨胀石墨，高温膨胀法升至高温需要一定的时间，且膨胀过程中电能消耗较大；随着微波技术的发展，较多的人采用微波法对可膨胀石墨进行膨化处理，与传统的高温膨化法相比，微波法开停方便，具有高效和节能的优点，但微波法在制备过程中，可膨胀石墨的铺料厚度不均匀容易出现局部膨胀不彻底的现象；并且现有的制备自动化程度较低，人工参与度较多，为此，我们提出了一种基于微波法制备膨胀石墨的中试反应器。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于微波法制备膨胀石墨的中试反应器，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于微波法制备膨胀石墨的中试反应器，包括支架，所述支架的上侧右端固定连接有箱体，且箱体的内部设有保温层，所述箱体的内侧壁上设有多个微波源，所述箱体的左侧固定连接有封闭门，所述封闭门的左上方设有喂料器，所述喂料器的下侧设有托盘，所述托盘的右端贯穿封闭门且延伸至箱体的内部，所述托盘的左端两侧均固定连接有翘杆；

所述箱体的两侧固定连接有侧杆，且侧杆的左端固定连接在支架的侧壁上，所述侧杆的内部转动连接有螺杆，所述螺杆的左端贯穿侧杆的侧壁并延伸至其外部且与第一电机的输出轴固定连接，所述第一电机固定连接在支架的侧壁上，所述螺杆上啮合连接有第一螺块与第二螺块，所述第一螺块的上端与翘杆的右端转动连接，所述第二螺块的上端转动连接有支撑杆，所述支撑杆远离第二螺块的一端转动连接在翘杆的中部。

优选的，所述托盘的右端固定连接有卡块，所述卡块与开在箱体内侧壁上的卡槽活动卡接。

优选的，所述保温层的材质为透波性保温材料。

优选的，所述微波源沿箱体的内部周向环绕设置。

优选的，所述喂料器的一侧侧壁上转动连接有第一齿轮，所述第一齿轮的中心轴通过皮带与第二电机的输出轴连接，所述第二电机固定连接在箱体的侧壁上，所述第一齿轮的中心轴贯穿喂料器的侧壁并与拨料柱固定连接，所述拨料柱转动连接在喂料器的内部。

优选的，所述封闭门上设有与托盘相适配的进出的孔槽。

优选的，所述喂料器靠近封闭门的一侧固定连接有固定块，所述固定块的一侧侧壁上转动连接有第二齿轮，所述第二齿轮与第一齿轮啮合连接，所述固定块的内部通过弹簧滑动连接有摆动刷，所述摆动刷靠近第二齿轮的一端固定连接有顶柱，所述顶柱贯穿固定块的侧壁并与凸块活动连接，所述凸块固定连接在第二齿轮的侧壁上。

优选的，所述支架的下侧活动连接有收集箱。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过微波加热膨胀化可膨胀石墨制备膨胀石墨，首先其具有反应灵敏、无惰性和滞后效应、受热温度均匀、热效率高的特点，可实现对膨胀石墨的快速制取效率；进料时，通过第一、第二电机的启动，使螺杆正向转动，这样托盘在向箱体内部滑动的同时，拨料柱将物料均匀的拨至托盘上，并且通过摆动刷的来回摆动再次将物料铺刷均匀，这样便可以使可膨胀石墨的铺料厚度变得更加匀称，使膨胀更加的彻底；其次反应结束后，通过螺杆的反向转动，使第一螺块与第二螺块向左移动，从而将托盘带着滑出箱体的内部，当第二螺块滑动至螺杆的最左端时，第二螺块停止移动，第一螺块继续向左移动，这样支撑杆便会将托盘翘起，使托盘上的膨胀石墨滑入收集箱的内部，使该装置实现机械化收集物料，提高了生产效率，尽可能的避免人工参与，降低了微波对人体的影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图i；

图2为本发明的结构示意图ii；

图3为本发明的翘杆、侧杆与螺杆处的剖视图；

图4为本发明的箱体与封闭门处的剖视图；

图5为本发明的固定块与摆动刷处的剖视图；

图6为本发明的螺杆、支撑杆与翘杆处的结构示意图；

图7为本发明的拨料柱与第一齿轮的结构示意图。

图中：1、支架，2、箱体，3、保温层，4、微波源，5、封闭门，6、喂料器，7、侧杆，8、螺杆，9、第一电机，10、第一螺块，11、第二螺块，12、支撑杆，13、翘杆，14、托盘，15、卡块，16、卡槽，17、拨料柱，18、第一齿轮，19、第二电机，20、收集箱，21、固定块，22、弹簧，23、摆动刷，24、第二齿轮，25、顶柱，26、凸块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-7，本发明提供一种技术方案：一种基于微波法制备膨胀石墨的中试反应器，包括支架1，支架1上设有两个按钮，用来控制第一电机9与第二电机19的，一个按钮是单独用来控制第一电机9的，按动按钮时，第一电机9会反向转动多圈后再正转多圈，目的使托盘14滑出箱体2后，翻转倾斜将物料倒下，然后再使托盘14恢复至水平位置(此时水平的托盘14还没有滑进箱体2的内部)；另一个按钮是用来同时控制第一电机9与第二电机19的，按动按钮时，第一电机9与第二电机19均正转(第二电机19比第一电机9先停止转动)，这样喂料器6内部的物料在不断落在托盘14上时，托盘14也会不断地向箱体2内部滑动，所述支架1的上侧右端固定连接有箱体2，且箱体2的内部设有保温层3，保温层3为透波性保温材料，以使微波顺利穿过进入保温层的内侧，以便对托盘14上的可膨胀石墨进行加热，所述箱体2的内侧壁上设有多个微波源4，微波源4是产生微波能量的装置，并且微波源4产生的微波可以使可膨胀石墨受热膨胀，所述箱体2的左侧固定连接有封闭门5，所述封闭门5的左上方设有喂料器6，在进行反应前，将物料与辅助膨胀的液体一起搅拌均匀，并将待反应的物料混合物倒进喂料器6的内部，这样便不会一直对该装置进行繁琐的上料过程，从而减轻了工人的工作量，所述喂料器6的下侧设有托盘14，所述托盘14的右端贯穿封闭门5且延伸至箱体2的内部，托盘14是可膨胀石墨的载体，托盘14将待反应膨胀的物料送进箱体2的内部，待反应结束后托盘14又会将反应好的物料移出箱体2的外部，封闭门5上设有托盘14进出的孔槽，且孔槽与托盘14的尺寸相适配，当托盘14滑入箱体2至合适位置后，托盘14的左端会将孔槽堵死密封住，所述托盘14的左端两侧均固定连接有翘杆13；

所述箱体2的两侧固定连接有侧杆7，且侧杆7的左端固定连接在支架1的侧壁上，所述侧杆7的内部转动连接有螺杆8，螺杆8的最左端没有螺纹(没有螺纹的长度要比第二螺块11的厚度长)，这样当第二螺块11移动到螺杆8的最左端后，第二螺块11便会与螺杆8脱离啮合，从而使第二螺块11不会随着螺杆8的转动而移动了，所述螺杆8的左端贯穿侧杆7的侧壁并延伸至其外部且与第一电机9的输出轴固定连接，第一电机9为步进电机，可正反转动，第一电机9反转时，第一螺块10与第二螺块11向左移动，此时，托盘14会向左滑动并移出箱体2后翻折倾斜，从而便于将膨胀好的石墨倾倒到收集箱20的内部；第一电机9正转时，第一螺块10与第二螺块11向右移动，此时，托盘14会从倾斜状态转变为水平状态，并且托盘14滑入箱体2至合适位置后，第一电机9停止，从而使托盘14再次将物料送入箱体2的内部进行膨化反应，所述第一电机9固定连接在支架1的侧壁上，所述螺杆8上啮合连接有第一螺块10与第二螺块11，所述第一螺块10的上端与翘杆13的右端转动连接，所述第二螺块11的上端转动连接有支撑杆12，所述支撑杆12远离第二螺块11的一端转动连接在翘杆13的中部，第一螺块10与第二螺块11向左移动时，可以带着托盘14向左滑动，当第二螺块11移动到螺杆8的最左端后，第二螺块11便会与螺杆8脱离啮合，此时托盘14完全滑出箱体2的外部了，继续反向转动螺杆8时，第二螺块11不会随着螺杆8的转动而移动了，第一螺块10仍然会向左移动，此时第一螺块10与第二螺块11之间的间距会慢慢缩短，这样翘杆13便会被支撑杆12撑起，继而使托盘14发生倾斜。

具体而言，所述托盘14的右端固定连接有卡块15，所述卡块15与开在箱体2内侧壁上的卡槽16活动卡接，当托盘14滑入箱体2的内部时，卡块15会卡进卡槽16的内部，从而对托盘14的右端起到支撑作用。

具体而言，所述微波源4沿箱体2的内部周向环绕设置，微波源4环绕设置，以便对物料在加热时更加的均匀，从而使物料膨胀更加彻底。

具体而言，所述喂料器6的一侧侧壁上转动连接有第一齿轮18，所述第一齿轮18的中心轴通过皮带与第二电机19的输出轴连接，所述第二电机19固定连接在箱体2的侧壁上，所述第一齿轮18的中心轴贯穿喂料器6的侧壁并与拨料柱17固定连接，拨料柱17在不转动时，会将喂料器6的下端出口封闭，此时喂料器6内部的物料不会下落，所述拨料柱17转动连接在喂料器6的内部，拨料柱17的侧壁上设有多个拨料齿，随着拨料柱17的转动，拨料柱17上的齿会将喂料器6内部的物料均匀的拨到托盘14上。

具体而言，所述喂料器6靠近封闭门5的一侧固定连接有固定块21，所述固定块21的一侧侧壁上转动连接有第二齿轮24，所述第二齿轮24与第一齿轮18啮合连接，所述固定块21的内部通过弹簧22滑动连接有摆动刷23，托盘14向着箱体2内部滑动时，摆动刷23随着第二电机19的转动而摆动，摆动刷23下侧设有的刷头会将托盘14上的物料摊铺均匀，从而防止物料局部堆积，造成膨胀不均匀的现象发生，所述摆动刷23靠近第二齿轮24的一端固定连接有顶柱25，所述顶柱25贯穿固定块21的侧壁并与凸块26活动连接，所述凸块26固定连接在第二齿轮24的侧壁上，当第二齿轮24转动时，凸块26会依次顶着顶柱25向内滑动，向内滑动后，当凸块26与顶柱25脱离卡接时，摆动刷23便会通过弹簧22的弹力复位作用，使摆动刷23向反方向滑动，随着第二齿轮24的不断转动，摆动刷23便会不断地摆动。

具体而言，所述支架1的下侧活动连接有收集箱20，收集箱20是收集已经膨胀反应好的膨胀石墨的装置，其下侧设有转轮，从而便于收集箱20的移动。

工作原理：使用时，将待反应的物料倒进喂料器6的内部，按动控制第一电机9与第二电机19的按钮，第一电机9与第二电机19均正转，这样喂料器6内部的物料在不断落到托盘14上时，托盘14也会不断地向箱体2内部滑动，在此过程中，摆动刷23随着第二电机19的转动而摆动，摆动刷23将托盘14上的物料摊铺均匀，从而防止物料局部堆积膨胀不均匀的现象发生；待物料反应一段时间后，按动单独控制第一电机9的按钮，第一电机9会反向转动多圈后再正转多圈，第一电机9反转时，第一螺块10与第二螺块11向左移动，托盘14会向左滑动并移出箱体2后翻转倾斜，从而便于将膨胀好的石墨倾倒到收集箱20的内部，第一电机9正转时，第一螺块10与第二螺块11向右移动，此时，托盘14会从倾斜状态转变为水平状态，继而可以再次盛载物料进入箱体2的内部进行膨胀反应。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。