一种双亲纳米材料乳化设备的制作方法

1.本实用新型涉及纳米材料生产设备领域，尤其涉及一种双亲纳米材料乳化设备。


背景技术：

2.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。
3.石墨烯纳米技术在石油三采中的应用是石油三采技术的重大创新,石油中的三采是三次采油技术,通常把利用油层能量开采石油称为一次采油；向油层注入水、气,给油层补充能量开采石油称为二次采油；而用化学的物质来改善油、气、水及岩石相互之间的性能,开采出更多的石油。是一种采收率更高的采油技术。
4.近几年来，国内外研究人员致力于发展新一代的驱油技术——纳米流体驱油。纳米流体驱油是指将纳米级颗粒(尺寸小于100纳米)分散于水中，加入少量添加剂或完全不加入任何添加剂，直接应用于三次采油的技术，其中非对称化学异性石墨烯纳米片(ajn)一侧表面含有亲水官能团，另一侧表面含有亲油官能团，使得纳米片整体性能上表现出既亲水又亲油的双亲特性。这种双亲性石墨烯纳米材料，分布于油水界面，减低了油水界面张力，从而达到驱油效果。这种双亲性石墨烯纳米材料的制备过程主要是石墨烯原料破碎，然后改性剂与破碎后的石墨烯混合进行改性反应，最后分离得到改性后的双亲石墨烯纳米材料。其中改性反应过程主要通过乳化完成，这一过程中需要控制石墨烯颗粒与改性剂的接触，接触时间和接触面积适当能够获得改性效果良好的双亲石墨烯纳米材料，因此，亟需一种适用于该反应的乳化设备。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种双亲纳米材料乳化设备，以解决上述问题，使制备双亲石墨烯材料过程中控制石墨烯颗粒与改性剂的接触面积，使乳化混合更充分，乳化效果更好。
6.为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：
7.一种双亲纳米材料乳化设备，包括初混机构和乳化机构，所述初混机构与所述乳化机构之间设置有供物料流通的连接管道，所述初混机构设置有至少两个第一监测传感器；
8.所述乳化机构包括中空的壳体、设置于所述壳体外壁的排料管、开设在所述壳体内壁上部的回料孔及设置在所述壳体中心的乳化研磨机构；
9.所述乳化研磨机构包括设置在所述壳体中心的驱动轴、与所述驱动轴转动连接的固定架、用于使所述驱动轴转动的驱动部、沿所述驱动轴周向固定的叶片及沿所述壳体内壁周向固定设置的研磨刀，所述壳体的内部空间与所述壳体的中空腔体通过底部的通孔相连通；所述回料孔、排料管均与所述壳体的中空腔体连通；所述排料管上设置有电磁阀,所述壳体侧壁上设置有用于监测乳化程度的第二监测传感器；
10.所述管道中部位置依次设置有电磁阀和乳化泵。
11.优选的，所述驱动部包括伺服电机和用于固定所述伺服电机的支撑架；所述驱动轴与所述伺服电机的输出轴固定连接，所述支撑架固定在所述壳体顶端。
12.优选的，所述驱动轴通过轴承与所述固定架连接。
13.优选的，所述叶片与水平方向夹角为锐角。
14.优选的，所述固定架固定在所述壳体的顶端。
15.优选的，所述叶片上设有两个以上凸筋，所述凸筋长度方向与所述叶片旋转方向相同。
16.优选的，所述研磨刀上开设有与所述凸筋相匹配的凹槽。
17.本实用新型具有如下技术效果：
18.初混机构与乳化机构之间设置电磁阀和乳化泵，控制物料进入乳化设备的量，减少人为干涉，使乳化过程更加精准；
19.乳化机构中的壳体采用中空结构，底部设置通孔，通过叶轮的旋转带动物料在乳化机构内部形成循环，使乳化混合更充分，乳化效果更好。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本实用新型结构示意图；
22.图2为本实用新型乳化机构结构示意图；
23.图3为乳化机构的俯视结构示意图；
24.图4为图3的a-a剖视结构示意图；
25.图5为图3的b-b剖视结构示意图；
26.图6为叶片与研磨刀的配合结构示意图；
27.图7为图6的c-c剖视结构示意图。
28.其中，1为初混机构，2为第一检测传感器，3为连接管道，4为电磁阀，5 为乳化泵，6为乳化机构，7为伺服电机，8为支撑架，9为驱动轴，901为叶片，9011为凸筋，10为固定架，11为壳体，1101为研磨刀，1102为回料孔，11011 为凹槽，12为排料管，13为第二监测传感器。
具体实施方式
29.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
30.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
31.实施例一：
32.参照图1-5所示，本实施例提供一种双亲纳米材料乳化设备，包括初混机构 1和乳化机构6，初混机构1与乳化机构6之间设置有供物料流通的连接管道3，初混机构1设置有至少两个第一监测传感器2；
33.乳化机构6包括中空的壳体11、设置于壳体11外壁的排料管12、开设在壳体11内壁上部的回料孔1102及设置在壳体11中心的乳化研磨机构；
34.乳化研磨机构包括设置在壳体11中心的驱动轴9、与驱动轴9转动连接的固定架10、用于使驱动轴9转动的驱动部、沿驱动轴9周向固定的叶片901及沿壳体11内壁周向固定设置的研磨刀1101，壳体11的内部空间与壳体11的中空腔体通过底部的通孔相连通；回料孔1102、排料管12均与壳体11的中空腔体连通；排料管12上设置有电磁阀4(图中未画出),壳体11侧壁上设置有用于检测乳化程度的第二监测传感器13；
35.管道3中部位置依次设置有所述电磁阀4和乳化泵5。第一检测传感器2、驱动部、第二检测传感器3和电磁阀4电性连接有控制器，控制器为plc控制器。
36.第一检测传感器2用于检测物料上限和下限阈值，并将信号传递至plc控制器，plc控制器控制管道3上的电磁阀4的开度大小和乳化泵5的运转速度，从而控制进入乳化机构6的物料总量；
37.plc控制器控制驱动部转动，从而带动驱动轴9转动，驱动轴9带动叶片901 转动，与研磨刀1101形成切割，可以将石墨烯的大颗粒切割研磨成小颗粒，同时叶片901转动，叶片901推动物料混合物从壳体11底部的通孔进入壳体11 的空腔内，混合物料再通过会料孔1102进入壳体11内部再次进行乳化混合和研磨，从而使乳化效果更好；
38.第二监测传感器13检测壳体11的中空腔体内的乳化物的乳化程度，达到预期要求后将信号传递至plc控制器，plc控制器控制排料管12上的电磁阀4打开，将乳化达标的物料排出。
39.进一步优化方案，驱动部包括伺服电机7和用于固定伺服电机7的支撑架8；驱动轴9与伺服电机7的输出轴固定连接，支撑架8固定在壳体11顶端。
40.进一步优化方案，驱动轴9通过轴承与固定架10连接。
41.进一步优化方案，叶片901与水平方向夹角为锐角。
42.进一步优化方案，固定架10固定在壳体11的顶端。
43.本实施例的工作过程如下：
44.第一检测传感器2用于检测物料初混机构1中物料的上限和下限阈值，并将信号传递至plc控制器，plc控制器控制管道3上的电磁阀4的开度大小和乳化泵5的运转速度，从而控制进入乳化机构6的物料总量；
45.plc控制器控制驱动部转动，从而带动驱动轴9转动，驱动轴9带动叶片901 转动，与研磨刀1101形成切割，可以将石墨烯的大颗粒切割研磨成小颗粒，同时叶片901转动，叶片901推动物料混合物从壳体11底部的通孔进入壳体11 的空腔内，混合物料再通过会料孔1102进入壳体11内部再次进行乳化混合和研磨，从而使乳化效果更好；
46.第二监测传感器13检测壳体11的中空腔体内的乳化物的乳化程度，达到预期要求后将信号传递至plc控制器，plc控制器控制排料管12上的电磁阀4打开，将乳化达标的物料排出。
47.实施例二
48.参照图5-6所示，本实施例的乳化设备与实施例一的区别仅在于，叶片901 上设有两个以上凸筋9011，凸筋9011长度方向与叶片901旋转方向相同。研磨刀1101上开设有与凸筋9011相匹配的凹槽11011。
49.通过在叶片901上增加凸筋9011，研磨刀1101上开设与凸筋9011项匹配的凹槽11011从而增加石墨烯颗粒研磨的面积和切割线的长度，增强研磨切割效果，乳化过程较实施例一更加充分。
50.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
51.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。