一种针对石墨烯超声波分散装置的制作方法

本实用新型涉及超声波清洗技术领域，具体涉及一种针对石墨烯超声波分散装置。

背景技术：

超声波对石墨烯材料进行清洗的原理是利用超声波发生器发出的高频振荡信号，通过换能器转换成高频机械振荡而传播到石墨烯混合原料中，产生数以万计的微小气泡。微小气泡产生的冲击波，产生的像小炸弹一样的能力，从而起到破碎原料。同时通过搅拌机进行搅拌，和超声波一起对石墨烯进行乳化，使混合原料保持明显呈稳定状态并且不产生两相分层不稳定的特性。

目前关于超声波搅拌混合机仍存在不足之处，例如：常规设备需要多个工位才能实现分散、搅拌、超声，且超声波不均匀，不能满足石墨烯混合不同温度的要求，人工搅拌耗费体力，危险性大，还会对超声效果产生不利影响。

技术实现要素：

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种针对石墨烯超声波分散装置，可在一工位上实现分散、搅拌和超声同时操作，并可根据混合温度要求进行温度调控，保证超声均匀。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

提供一种针对石墨烯超声波分散装置，包括机架和超声波振盒，机架内固定设置有分散槽，分散槽的内壁和底壁布设固定有所述的超声波振盒，并通过超声波振盒围设形成分散腔，分散腔内通过支架固定有内部流动介质的换热盘管；机架在分散槽顶部开口处架设有安装架，安装架上安装有可对分散槽内物料进行搅拌的搅拌机构。

物料在分散槽内由搅拌机构进行搅拌混合，超声波振盒内的超声波发生器产生高于28khz的超音频电能，通过超声波振盒内部的换能器转换成同机械频率、机械振动传入混合原料之中，超声波疏密相间的向前传导，产生无数细小气泡，这些气泡是在超声波纵向传播的负压区形成及生长，而在正压区迅速破裂。这种微小气泡的形成、生长、迅速破裂的过程称为“空化效应”。在空化效应中气泡破裂产生超过10000大气压的瞬时高压，连续不断产生的瞬时高压就像一连串小爆炸不断的轰击混合原料，对原料进行分散，伴随搅拌器的搅拌混合使混合状态的原料进入乳化状态，实现对物料的分散、搅拌和超声。

进一步的，搅拌机构包括转轴竖向设置的减速电机，以及安装于减速电机转轴上且伸入槽体内的搅拌杆，搅拌杆上设置有搅拌叶片，减速电机通过安装法兰和固定板固定在安装架上。

减速电机通过安装法兰与固定板安装在安装架上，转轴与搅拌杆连接，带动搅拌杆转动，对分散槽内的物料进行搅拌，配合超声波振盒对物料进行乳化。

进一步的，分散槽顶部开口处在安装架的两侧分别设置有盖板，盖板通过铰链与安装架铰接。

分散槽的顶部通过铰接盖板，可以对分散槽进行封盖，防止物料逸出，同时起到防尘作用。

进一步的，盖板上安装有便于盖板打开的把手。

通过把手，可以便于盖板的打开，用于上料和出料。

进一步的，机架底部与地面之间固定有用于称量分散槽内物料质量的重量感应器，机架上安装有与重量感应器电连接且用于显示重量感应器数值的显示器。

重量感应器可称量进入分散槽内的物料质量，防止物料过多或过少，以便于控制分散槽内物料，使其可配合搅拌机构实现均匀超声。

进一步的，换热盘管的介质入口端通过电磁阀连接有介质供应管道，分散腔内设置有温控探头，温控探头通过控制电路与电磁阀电连接。

换热盘管的介质入口端通过电磁阀开关，利用温控探头监测分散槽内的温度，当温度高于要求的混合温度时，控制电路控制电磁阀打开，利用介质进入换热盘管与分散槽内的高温物料进行换热，以降低混合超声温度，保护物料。

进一步的，分散槽和换热盘管均呈正六棱柱形，分散槽的侧壁与换热盘管的侧面一一对应。

分散槽与换热盘管呈正六棱柱形，具有六个工作面，可增大提升换热盘管的换热效率，同时分散槽内壁上的超声笔振盒可以相互叠加，使得对物料超声更加均匀。

进一步的，机架的外周通过封板封装。

机架外周通过封板进行封装，可以有效保护内部结构，同时提高装置整体的美观性。

本实用新型的有益效果：

与现有技术相比，本实用新型将分散、搅拌、超声功能集中到分散槽内，有效缩小设备尺寸，配备称量感应器用于保证进料量稳定，温控探头配合换热盘管端部的电磁阀，可以在混合原料温度升高时，自动控制电磁阀打开，利用低温介质与混合原料进行换热降温，自动化程度高，混合效果大大提高，减少人员浪费，提高生产安全性。

附图说明

图1为本实用新型中机架内结构示意图；

图2为本实用新型分散槽的结构示意图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为图3中a-a剖面图；

图5为本实用新型搅拌机构与分散槽的安装示意图。

图中所示：

1、分散槽，2、超声波振盒，3、减速电机，4、安装法兰，5、固定板，6、安装架，7、介质入口端的电磁阀，8、介质出口端的电磁阀，9、重量感应器，10、机架，11、封板，12、把手，13、分散腔，14、盖板，15、铰链，16、换热盘管，17、搅拌杆，18、支架，19、搅拌叶片。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

一种针对石墨烯超声波分散装置，包括机架10和超声波振盒2，机架10内固定设置有分散槽1，分散槽1的内壁和底壁布设固定有所述的超声波振盒2，并通过超声波振盒2围设形成分散腔13，分散腔13内通过支架18固定有内部流动介质的换热盘管16，换热盘管16的介质入口端通过电磁阀7连接有介质供应管道，分散腔13内设置有温控探头，温控探头通过控制电路与电磁阀7电连接。

作为本实用新型的一种实施方式，分散槽1和换热盘管16均呈正六棱柱形，分散槽1的侧壁与换热盘管16的侧面一一对应。如图1所示，机架10呈框架结构，机架10内部设有用于固定分散槽1且与分散槽1形状相配的六边形固定框，分散槽1固定设置在六边形的固定框内，在组装完成后，机架10的四个侧面分别通过封板11进行封装，形成一个封闭系统。

机架10在分散槽1顶部开口处架设有安装架6，安装架6上安装有可对分散槽1内物料进行搅拌的搅拌机构。机架10的外周通过封板11封装，如图3所示，封装后的机架10整体呈立方体结构，安装架6架设在分散槽1顶部，其两端分别设置在机架10上。

其中，搅拌机构包括转轴竖向设置的减速电机3，以及安装于减速电机3转轴上且伸入分散槽1内的搅拌杆17，减速电机3通过安装法兰4和固定板5固定在安装架6上。如图3所示，本实施例中，搅拌机构设置有两个减速电机3，通过两个搅拌杆17对混合原料进行搅拌，可以保证搅拌均匀。

分散槽1顶部开口处在安装架6的两侧分别设置有盖板14，盖板14通过铰链15与安装架6铰接。盖板14上安装有便于盖板14打开的把手12。

机架10底部与地面之间固定有用于称量分散槽1内物料质量的重量感应器9，机架10上安装有与重量感应器9电连接且用于显示重量感应器9数值的显示器。

本实用新型分散混合线流程为：上料→搅拌机构搅拌→超声波分散→下料，换热盘管控整个混合阶段温度。

通过把手打开盖板14，把原材料倒入分散槽1内部，经过重量感应器9配合显示器进行原料的重量控制，达到重量之后完成上料。搅拌机构包括减速电机3、安装法兰4及固定板5、搅拌杆17和安装架6。安装架6安装在分散槽1的两个盖板14之间，减速电机3通过安装法兰4和固定板5安装在安装架6上。搅拌机构通过减速电机3带动带动搅拌杆17转动，搅拌杆17带动搅拌叶片19转动，从而使分散槽1内部的原料进行混合。本实用新型的超声波振盒2设置有多个，均匀布设在分散槽1的内壁和底壁，由超声波发生器产生高于28khz的超音频电能，通过振盒2内部的换能器转换成通机械频率机械振动传入混合原料之中，超声波疏密相间的向前传导，产生无数细小气泡，这些气泡是在超声波纵向传播的负压区形成及生长，而在正压区迅速破裂产生超过10000大气压的瞬时高压，连续不断产生的瞬时高压对原料进行分散，伴随搅拌杆17及搅拌叶片19的搅拌混合使混合状态的原料进入乳化状态。在搅拌过程中，如果温控探头检测到原材料的温度升高达到报警温度时，控制电路通过控制电磁阀7打开，介质进入换热盘管16中，一般介质可以采用冷水，冷水进入换热盘管16之中通过热传递，混合物中的热量转移到换热盘管16的冷水之中，冷水通过换热盘管16的介质出口端的电磁阀8流出，带走热量。搅拌超声完成后，通过打开盖板14，取出分散槽1内的混合物，然后进行下一轮工序。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例及附图仅用于说明本实用新型的技术方案并非是对本实用新型的限制，参照优选的实施方式对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本实用新型的宗旨，也应属于本实用新型的权利要求保护范围。