一种混合均匀度高的石墨烯制备装置的制作方法

本发明涉及石墨烯生产设备领域，特别涉及一种混合均匀度高的石墨烯制备装置。

背景技术：

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料，其中，目前生产石墨烯的制备方法主要是机械法、氧化法、基片生长法和液相法等，而配料罐是石墨烯机械法生产中常用的设备之一，其主要是将石墨粉、分散剂或表面改性剂和水等进行分散搅拌。

现有的配料罐在使用期间，由于搅拌方式较为单一，降低了石墨烯生产原料混合的均匀度，从而降低了产品质量，不仅如此，原料在搅拌过程中，会出现原料结块的情况，不仅会降低混合的均匀度，而且若不能及时处理还会造成原料浪费，降低了实用性。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种混合均匀度高的石墨烯制备装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种混合均匀度高的石墨烯制备装置，包括主体、进料管和出料管，所述主体的形状为圆柱形，所述进料管设置在主体的顶端，所述出料管设置在主体的底端，所述主体内设有搅拌机构和辅助机构；

所述搅拌机构包括驱动电机、传动轴、驱动摩擦盘、转动盘、连杆、搅棒和两个传动组件，所述主体的顶部设有安装孔，所述传动轴与主体同轴设置，所述传动轴穿过安装孔，所述传动轴与安装孔滑动且密封连接，所述驱动摩擦盘安装在传动轴的靠近出料管的一端，所述驱动电机与传动轴的另一端传动连接，所述驱动电机与主体的顶部固定连接，所述转动盘与驱动摩擦盘同轴设置，所述转动盘的直径大于驱动摩擦盘的直径，所述转动盘设置在驱动摩擦盘的远离驱动电机的一侧，所述转动盘与驱动摩擦盘之间设有间隙，所述连杆与传动轴同轴设置，所述搅棒的轴线与连杆的轴线垂直且相交，所述连杆固定在转动盘的远离传动轴的一侧，所述搅棒的中端固定在连杆的另一端，所述传动组件设置在驱动摩擦盘上，所述传动轴位于两个传动组件之间；

所述传动组件包括滑杆、弹簧、电磁铁和连接孔，所述滑杆与传动轴平行，所述连接孔设置在驱动摩擦盘上，所述滑杆穿过连接孔，所述滑杆与连接孔滑动连接，所述滑杆的一端固定在转动盘上，所述主体内设有磁铁环，所述磁铁环与传动轴同轴设置，所述磁铁环的内径大于传动轴的直径，所述传动轴穿过磁铁环，所述磁铁环固定在滑杆的远离转动盘的一端，所述弹簧位于磁铁环和驱动摩擦盘之间，所述磁铁环通过弹簧与驱动摩擦盘连接，所述电磁铁固定在主体内的顶部，所述电磁铁与磁铁环之间设有间隙；

所述辅助机构包括固定环、两个转动杆和两个动力组件，所述固定环与传动轴平行，所述固定环位于驱动摩擦盘和转动盘之间，所述固定环与主体的内壁密封且固定连接，所述固定环的内径小于转动盘的直径，所述滑杆穿过固定环的环孔，所述固定环与转动盘之间的距离小于电磁铁与磁铁环之间的距离，所述连杆位于两个转动杆之间，所述转动杆与搅棒平行，所述转动杆设置在转动盘和搅棒之间，所述转动杆与搅棒之间的距离大于转动盘与固定环之间的距离，所述动力组件设置在固定环上，所述动力组件与转动杆一一对应，所述动力组件与转动杆传动连接。

作为优选，为了驱动转动杆转动，所述动力组件包括装配孔、连接轴承、转动轴和从动摩擦盘，所述转动轴与传动轴平行，所述连接轴承的内圈安装在转动轴上，所述连接轴承位于装配孔内，所述连接轴承的外圈与装配孔的内壁密封且固定连接，所述转动杆的中端固定在转动轴的靠近出料管的一端，所述从动摩擦盘安装在转动轴的另一端，所述驱动摩擦盘的远离转动盘的一侧与从动摩擦盘的远离转动盘的一侧之间的距离与转动盘与固定环之间的距离相等，两个从动摩擦盘之间的最小距离与驱动摩擦盘的直径相等。

作为优选，为了提高驱动电机的驱动力，所述驱动电机为伺服电机。

作为优选，为了延长传动轴的使用寿命，所述传动轴上设有防腐镀锌层。

作为优选，为了提高驱动摩擦盘与从动摩擦盘之间的摩擦力，所述驱动摩擦盘的外周设有防滑纹。

作为优选，为了便于传动轴穿过安装孔，所述传动轴上设有倒角。

作为优选，为了提高安全性，所述主体上设有急停按钮。

作为优选，为了避免转动盘与转动杆相撞，所述传动轴上设有限位块，所述限位块固定在传动轴上，所述限位块与磁铁环的靠近转动盘的一侧抵靠。

作为优选，为了实现缓冲和减振效果，所述限位块的制作材料为橡胶。

作为优选，为了实现自动化，所述主体上设有plc，所述电磁铁与plc电连接。

本发明的有益效果是，该混合均匀度高的石墨烯制备装置通过搅拌机构实现了搅拌原料的功能，与现有的搅拌机构相比，该搅拌机构具有多种搅拌方式，搅拌效果更好，不仅如此，还通过辅助机构实现了消除原料中结块的功能，提高了原料混合效果，与现有的辅助机构相比，该辅助机构结构巧妙，而且可以进一步提升搅拌效果，实用性更强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的混合均匀度高的石墨烯制备装置的结构示意图；

图2是本发明的混合均匀度高的石墨烯制备装置的剖视图；

图3是图2的a部放大图；

图4是本发明的混合均匀度高的石墨烯制备装置的动力组件的结构示意图；

图中：1.主体，2.进料管，3.出料管，4.驱动电机，5.传动轴，6.驱动摩擦盘，7.转动盘，8.连杆，9.搅棒，10.滑杆，11.弹簧，12.电磁铁，13.磁铁环，14.固定环，15.转动杆，16.连接轴承，17.转动轴，18.从动摩擦盘，19.急停按钮，20.限位块。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种混合均匀度高的石墨烯制备装置，包括主体1、进料管2和出料管3，所述主体1的形状为圆柱形，所述进料管2设置在主体1的顶端，所述出料管3设置在主体1的底端，所述主体1内设有搅拌机构和辅助机构；

将石墨烯生产原料从进料管2加入主体1内，加工完毕后，从出料管3排出，这里，设置搅拌机构的作用是对主体1内的原料实现搅拌，设置辅助机构的作用是消除原料中的结块。

如图2-3所示，所述搅拌机构包括驱动电机4、传动轴5、驱动摩擦盘6、转动盘7、连杆8、搅棒9和两个传动组件，所述主体1的顶部设有安装孔，所述传动轴5与主体1同轴设置，所述传动轴5穿过安装孔，所述传动轴5与安装孔滑动且密封连接，所述驱动摩擦盘6安装在传动轴5的靠近出料管3的一端，所述驱动电机4与传动轴5的另一端传动连接，所述驱动电机4与主体1的顶部固定连接，所述转动盘7与驱动摩擦盘6同轴设置，所述转动盘7的直径大于驱动摩擦盘6的直径，所述转动盘7设置在驱动摩擦盘6的远离驱动电机4的一侧，所述转动盘7与驱动摩擦盘6之间设有间隙，所述连杆8与传动轴5同轴设置，所述搅棒9的轴线与连杆8的轴线垂直且相交，所述连杆8固定在转动盘7的远离传动轴5的一侧，所述搅棒9的中端固定在连杆8的另一端，所述传动组件设置在驱动摩擦盘6上，所述传动轴5位于两个传动组件之间；

所述传动组件包括滑杆10、弹簧11、电磁铁12和连接孔，所述滑杆10与传动轴5平行，所述连接孔设置在驱动摩擦盘6上，所述滑杆10穿过连接孔，所述滑杆10与连接孔滑动连接，所述滑杆10的一端固定在转动盘7上，所述主体1内设有磁铁环13，所述磁铁环13与传动轴5同轴设置，所述磁铁环13的内径大于传动轴5的直径，所述传动轴5穿过磁铁环13，所述磁铁环13固定在滑杆10的远离转动盘7的一端，所述弹簧11位于磁铁环13和驱动摩擦盘6之间，所述磁铁环13通过弹簧11与驱动摩擦盘6连接，所述电磁铁12固定在主体1内的顶部，所述电磁铁12与磁铁环13之间设有间隙；

所述辅助机构包括固定环14、两个转动杆15和两个动力组件，所述固定环14与传动轴5平行，所述固定环14位于驱动摩擦盘6和转动盘7之间，所述固定环14与主体1的内壁密封且固定连接，所述固定环14的内径小于转动盘7的直径，所述滑杆10穿过固定环14的环孔，所述固定环14与转动盘7之间的距离小于电磁铁12与磁铁环13之间的距离，所述连杆8位于两个转动杆15之间，所述转动杆15与搅棒9平行，所述转动杆15设置在转动盘7和搅棒9之间，所述转动杆15与搅棒9之间的距离大于转动盘7与固定环14之间的距离，所述动力组件设置在固定环14上，所述动力组件与转动杆15一一对应，所述动力组件与转动杆15传动连接。

通过驱动电机4运行，使传动轴5带动驱动摩擦盘6转动，驱动摩擦盘6的转动通过滑杆10带动转动盘7转动，转动盘7的转动通过连杆8带动搅棒9转动，并且，电磁铁12实现间歇性通电，当电磁铁12通电时，磁铁环13与电磁铁12之间产生相互吸引的作用力，从而使磁铁环13带动滑杆10向着远离出料管3方向移动，并使弹簧11压缩，滑杆10的移动带动转动盘7移动，转动盘7的移动通过连杆8带动搅棒9移动，此时，转动盘7与固定环14抵靠，通过转动盘7的转动，可以使转动盘7上结块的原料在转动盘7与固定环14之间的摩擦作用力下打散，实现了消除原料结块的功能，当电磁铁12断电后，滑杆10在弹簧11的弹性作用下复位，滑杆10的复位带动转动盘7复位，转动盘7的复位通过连杆8带动搅棒9复位，通过搅棒9的转动，实现了搅拌原料的功能，通过搅棒9在转动过程中的移动，可以提高搅拌效果，从而提高原料混合的均匀度，并且，通过动力组件使转动杆15转动，通过转动杆15的转动可以进一步提高原料混合的均匀度。

如图4所示，所述动力组件包括装配孔、连接轴承16、转动轴17和从动摩擦盘18，所述转动轴17与传动轴5平行，所述连接轴承16的内圈安装在转动轴17上，所述连接轴承16位于装配孔内，所述连接轴承16的外圈与装配孔的内壁密封且固定连接，所述转动杆15的中端固定在转动轴17的靠近出料管3的一端，所述从动摩擦盘18安装在转动轴17的另一端，所述驱动摩擦盘6的远离转动盘7的一侧与从动摩擦盘18的远离转动盘7的一侧之间的距离与转动盘7与固定环14之间的距离相等，两个从动摩擦盘18之间的最小距离与驱动摩擦盘6的直径相等。

当转动盘7与固定环14抵靠期间，驱动摩擦盘6的外周与从动摩擦盘18的外周抵靠，驱动摩擦盘6的转动通过摩擦力使从动摩擦盘18转动，从而使转动轴17在连接轴承16的支撑作用下带动转动杆15转动，且转动杆15的转动方向与搅棒9的转动方向相反，从而可以进一步提升搅拌效果。

作为优选，为了提高驱动电机4的驱动力，所述驱动电机4为伺服电机。

伺服电机具有过载能力强的特点，从而可以提高驱动电机4的驱动力。

作为优选，为了延长传动轴5的使用寿命，所述传动轴5上设有防腐镀锌层。

防腐镀锌层的作用是提升传动轴5的防锈能力，延长传动轴5的使用寿命。

作为优选，为了提高驱动摩擦盘6与从动摩擦盘18之间的摩擦力，所述驱动摩擦盘6的外周设有防滑纹。

防滑纹的作用是提高驱动摩擦盘6与从动摩擦盘18之间的摩擦力，避免打滑。

作为优选，为了便于传动轴5穿过安装孔，所述传动轴5上设有倒角。

倒角的作用是减小传动轴5穿过安装孔时的口径，起到了便于安装的效果。

作为优选，为了提高安全性，所述主体1上设有急停按钮19。

当该装置出现异常时，通过按动急停按钮19，可以使该装置停止运行，避免该装置出现安全事故，提高了安全性。

作为优选，为了避免转动盘7与转动杆15相撞，所述传动轴5上设有限位块20，所述限位块20固定在传动轴5上，所述限位块20与磁铁环13的靠近转动盘7的一侧抵靠。

限位块20的作用是避免电磁铁12断电时，转动盘7过度向着远离固定环14方向移动而与转动杆15向着，起到了限位和保护的效果。

作为优选，为了实现缓冲和减振效果，所述限位块20的制作材料为橡胶。

橡胶质地较为柔软，且不能被磁铁环13吸引，可以减小磁铁环13与限位块20抵靠时产生的冲击力，起到了限位和减振的效果。

作为优选，为了实现自动化，所述主体1上设有plc，所述电磁铁12与plc电连接。

plc，即可编程逻辑控制器，它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程，其实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，一般用于数据的处理以及指令的接收和输出，用于实现中央控制，可以使plc在该装置运行期间间隙性控制电磁铁12通电，提高了自动化程度。

该装置通过动电机运行，带动搅棒9转动，期间，转动盘7通过连杆8带动搅棒9向着固定环14方向移动，并使转动盘7与固定环14抵靠，通过转动盘7的转动，可以使转动盘7上结块的原料在转动盘7与固定环14之间的摩擦作用力下打散，实现了消除原料结块的功能，通过搅棒9的转动，实现了搅拌原料的功能，通过搅棒9在转动过程中的移动，可以提高搅拌效果，从而提高原料混合的均匀度，并且，通过转动杆15与搅棒9之间的反向转动，可以进一步提高原料混合的均匀度。

与现有技术相比，该混合均匀度高的石墨烯制备装置通过搅拌机构实现了搅拌原料的功能，与现有的搅拌机构相比，该搅拌机构具有多种搅拌方式，搅拌效果更好，不仅如此，还通过辅助机构实现了消除原料中结块的功能，提高了原料混合效果，与现有的辅助机构相比，该辅助机构结构巧妙，而且可以进一步提升搅拌效果，实用性更强。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。