一种石墨烯制备用原料混合装置的制作方法

1.本发明涉及石墨烯加工设备技术领域，尤其涉及一种石墨烯制备用原料混合装置。


背景技术：

2.石墨烯是一种以sp2杂化连接的碳原子紧密堆积成单层二维蜂窝状晶格结构的新材料，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。在石墨烯制备过程中，需要对原料进行混合处理，且在混合过程中需要对其进行加热防止氧化，并且需要通过震荡和过滤最终完成整个石墨烯的制备过程。
3.经检索，申请号cn201811560765.5的专利，公开了一种石墨烯原料混合烘干装置，包括底座、连接轴、分级器、干燥主机、弯管和旋风分离器，所述底座的左上方安置有鼓风机，且鼓风机的右侧安装有蒸汽加热器，所述连接轴的右侧安装有搅拌电机，所述搅拌电机的下方安装有连接销，所述搅拌电机的下方安装有电磁阀，且电磁阀的下方安装有过加热电机，所述干燥主机的内部安置有干燥剂，所述分级器的上方安装有进料口，所述搅拌电机的右侧安装有关风机，所述旋风分离器的右侧安装有引风机，且旋风分离器位于布袋除尘器的右侧。
4.上述装置，通过分级器和搅拌电机对原料进行搅碎混合，只适用于固体原料，通过加热电机和蒸汽加热器对原料进行烘干，由于蒸汽加热带有水分能直接接触到原料，可能会影响部分石墨烯制备过程中原料与试剂混合时发生的化学反应，不适用部分的石墨烯制备加工过程，因此适用范围有限，并且，在混合加热后，只能通过干燥主机对原料进行直接烘干，当石墨烯制备期间需要再第二次混合时，需要另外增加设备，提高了协调操作时的人力成本，使用效果差，无法满足人们的使用要求。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中适用范围有限和使用效果差等问题，而提出的一种石墨烯制备用原料混合装置。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种石墨烯制备用原料混合装置，包括工作板，所述工作板的顶侧设置有水浴加热机构、独立混合机构、抽滤机构和震荡机构，所述独立混合机构位于水浴加热机构的内侧，所述抽滤机构位于独立混合机构的顶侧，所述震荡机构位于水浴加热机构的一侧，所述水浴加热机构包括加热箱、隔热板和加热板；所述独立混合机构包括混合桶一、混合桶二、电机、齿轮一、环形齿板、螺旋搅拌轴、桨形搅拌轴和密封板；所述震荡机构包括圆柱、圆筒、安装架、激振器、驱动轴和螺纹钉；所述抽滤机构包括安装板、抽滤机、进水管、出水管、抽液管、送液管和取液管。
8.优选的，所述水浴加热机构中的加热箱固定安装在工作板的顶侧，且加热箱内开
设有两个加热槽，所述隔热板固定设置在两个所述加热槽之间的箱体内，两个所述加热槽的底侧均安装有温度传感器和支撑弹簧，且加热槽的竖直两侧均安装有加热板。
9.优选的，所述独立混合机构中的混合桶一和混合桶二分别设置在两个所述加热槽内，所述混合桶一和混合桶二的顶侧分别卡设有桶盖一和桶盖二，所述桶盖一和桶盖二的盖体均开设有通风孔和安装槽，所述密封板滑动设置在安装槽内，所述电机安装在桶盖一的盖体顶侧，所述环形齿板固定设置在桶盖一的底侧，所述齿轮一与电机的输出轴传动连接，所述环形齿板的环体内侧开设有齿槽，且底侧固定连接有限位环板，所述齿槽和齿轮一之间啮合连接有齿轮二，所述螺旋搅拌轴固定安装在齿轮一的底侧，所述桨形搅拌轴固定安装在齿轮二的底侧。
10.优选的，所述震荡机构中的圆柱固定连接在混合桶二的一侧，所述圆筒滑动套设在圆柱的柱体外侧，所述圆柱的一侧固定连接有限位板，所述安装架固定设置在工作板的顶侧，所述激振器安装在安装架的顶侧，所述驱动轴的一端与激振器的输出轴传动连接，所述螺纹钉螺纹连接在圆筒和驱动轴之间，且螺纹钉的顶侧固定连接有旋钮。
11.优选的，所述抽滤机构中的安装板固定设置在加热箱的顶侧，所述抽滤机安装在安装板的顶侧，所述进水管和出水管均与抽滤机相连通，所述混合桶一和混合桶二的桶壁内均固定安装有输水管和环形水管，且输水管和环形水管相连通，所述混合桶一内的环形水管的一侧连通设置有抽液管，所述混合桶二内的环形水管的一侧连通设置有送液管和取液管，所述抽液管、送液管和取液管的一端均螺纹连接有管塞。
12.优选的，所述混合桶一的侧壁开设有两个定位滑槽，且竖直两侧均固定连接有把手，所述把手位于定位滑槽内，所述通风孔开设有若干个且分别位于所述安装槽的上下两侧，所述齿轮二分散设置有若干个且均位于桶盖一和限位环板之间，所述螺旋搅拌轴和桨形搅拌轴均位于限位环板的内侧。
13.优选的，所述密封板的一侧固定连接有环扣，所述混合桶一和桶盖一之间以及混合桶二和桶盖二之间均固定安装有卡锁。
14.优选的，所述进水管和出水管均为可伸缩软管，且进水管和出水管的一端内壁均开设有螺旋凹槽。
15.与现有技术相比，本发明提供了一种石墨烯制备用原料混合装置，具备以下有益效果：
16.1、本发明通过水浴加热机构在石墨烯制备时对混合的原料进行水浴加热操作，且设置了两个独立加热槽可以根据加热时所需的温度进行调节，且采用水浴加热可以保证受热均匀；
17.2、本发明通过独立混合机构中的混合桶一和混合桶二可以完成原料混合过程中的两次独立的混合操作，并且，可以通过滑动装取密封板，对两个混合桶进行排气，保证气压稳定；
18.3、本发明通过抽滤机构可以完成第一次混合与第二次混合操作之间的抽滤操作，节省人力成本，提高了工作效率，操作简单，便于石墨烯的制备；
19.4、本发明通过震荡机构可以完成在制备过程中第二次混合时，将液体震荡打散使之充分混合的操作，且通过螺纹钉使抽滤机构与混合桶二之间为可拆卸连接，便于混合桶二的移动与清洗；
20.5、本发明通过设置有水浴加热机构、独立混合机构、抽滤机构和震荡机构的协调配合，既保证了石墨烯在制备时混合过程中的均匀效果，且在混合过程中可以进行加热、震荡、以及两个独立混合环节之间的抽滤，扩大了适用范围，流水线式操作使用便捷，实用性强。
21.本发明通过各个部件之间的协作与配合，不仅保证了石墨烯在制备时的均匀混合，且流水线式操作使用便捷，工作效率高，适用范围广，节省人力成本，实用性强，稳定性好。
附图说明
22.图1为本发明提出的一种石墨烯制备用原料混合装置的主视剖视结构示意图；
23.图2为本发明提出的一种石墨烯制备用原料混合装置的a部分的细节放大结构示意图；
24.图3为本发明提出的一种石墨烯制备用原料混合装置的b部分的细节放大结构示意图；
25.图4为本发明提出的一种石墨烯制备用原料混合装置的混合桶一处的侧视剖视结构示意图；
26.图5为本发明提出的一种石墨烯制备用原料混合装置的混合桶二处的侧视剖视结构示意图。
27.图中：工作板1、加热箱2、隔热板3、加热板4、温度传感器5、支撑弹簧6、混合桶一7、桶盖8、电机9、齿轮一10、环形齿板11、限位环板12、齿轮二13、螺旋搅拌轴14、桨形搅拌轴15、输水管16、环形水管17、密封板18、环扣19、卡锁20、混合桶二21、圆柱22、圆筒23、限位板24、安装架25、激振器26、驱动轴27、螺纹钉28、旋钮29、安装板30、抽滤机31、进水管32、出水管33、抽液管34、送液管35、取液管36、管塞37、把手38。
具体实施方式
28.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。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
30.实施例一
31.参照图1
‑
5，一种石墨烯制备用原料混合装置，包括工作板1，工作板1的顶侧设置有水浴加热机构、独立混合机构、抽滤机构和震荡机构，独立混合机构位于水浴加热机构的内侧，抽滤机构位于独立混合机构的顶侧，震荡机构位于水浴加热机构的一侧，水浴加热机构包括加热箱2、隔热板3和加热板4；独立混合机构包括混合桶一7、混合桶二21、电机9、齿轮一10、环形齿板11、螺旋搅拌轴14、桨形搅拌轴15和密封板18；震荡机构包括圆柱22、圆筒23、安装架25、激振器26、驱动轴27和螺纹钉28；抽滤机构包括安装板30、抽滤机31、进水管32、出水管33、抽液管34、送液管35和取液管36。
32.本实施例中，由于石墨烯在制备时需要先加入一定量的试剂到原料中对原料进行混合，再抽滤出混合物中的液体，然后再加入试剂进行震荡，使液体充分混合，期间需要不同程度的加热，为了使加热温度稳定，可以采取水浴加热方式，因此，在本装置中可以通过水浴加热机构在石墨烯制备时对混合的原料进行水浴加热操作，且设置了两个独立加热槽可以根据加热时所需的温度进行调节，通过独立混合机构中的混合桶一7和混合桶二21可以完成原料混合过程中的两次独立的混合操作，通过抽滤机构可以完成第一次混合与第二次混合操作之间的抽滤操作，通过震荡机构可以完成在第二次混合时的将液体震荡打散使之充分混合的操作。
33.实施例二
34.如图1
‑
5所示，本实施例与实施例1基本相同，优选地，水浴加热机构中的加热箱2固定安装在工作板1的顶侧，且加热箱2内开设有两个加热槽，隔热板3固定设置在两个加热槽之间的箱体内，两个加热槽的底侧均安装有温度传感器5和支撑弹簧6，且加热槽的竖直两侧均安装有加热板4。
35.本实施例中，首先，将加热槽的内侧注入一定量的水，然后开启加热板4，根据所需的加热温度使加热槽内的水温上升，直至温度传感器5感知到水温达到目标温度值，然后保持水温恒定不变，通过隔热板3保证两个加热槽内的水温互不影响，通过支撑弹簧6使混合桶一7和混合桶二21的底壁与加热箱2不接触，保证受热均匀。
36.实施例三
37.如图1
‑
5所示，本实施例与实施例1基本相同，优选地，独立混合机构中的混合桶一7和混合桶二21分别设置在两个加热槽内，混合桶一7和混合桶二21的顶侧分别卡设有桶盖一8和桶盖二39，桶盖一8和桶盖二39的盖体均开设有通风孔和安装槽，密封板18滑动设置在安装槽内，电机9安装在桶盖一8的盖体顶侧，环形齿板11固定设置在桶盖一8的底侧，齿轮一10与电机9的输出轴传动连接，环形齿板11的环体内侧开设有齿槽，且底侧固定连接有限位环板12，齿槽和齿轮一10之间啮合连接有齿轮二13，螺旋搅拌轴14固定安装在齿轮一10的底侧，桨形搅拌轴15固定安装在齿轮二13的底侧。
38.本实施例中，先打开桶盖一8将石墨烯制备所需的原料与试剂放入混合桶一7内，然后关闭桶盖一8，再对混料进行搅拌混合操作，先开启电机9，电机9的输出轴开始转动，继而带动齿轮一10的转动，，随之在齿轮一10和齿轮二13的啮合作用下，带动若干个齿轮二13的同步转动，且在齿轮二13与环形齿板11的啮合作用下，带动齿轮二13以齿轮一10为轴进行转动，齿轮一10的转动会带动螺旋搅拌轴14的转动，齿轮二13的转动会带动桨形搅拌轴15的转动，因此，螺旋搅拌轴14会对混合桶一7内中心位置的混料的转动搅拌和上下混合，而桨形搅拌轴15会对混合桶一7内靠近侧壁位置的混料进行充分搅拌混合，通过独立混合机构，极大的增强了混合效率，相较于螺旋搅拌轴14和桨形搅拌轴15的独立运转，本装置通过齿轮一10、齿轮二13和环形齿板11的相互协作，增强了搅拌速率，由于搅拌时间与搅拌速率呈反比，因此使搅拌时间大幅度降低，混合效率整体提升了36％到45％，并且只通过一个电机9对结构进行运转，电机9的工作效率高，降低了电力消耗，结构精巧，混合效果好，并且，期间由于发生了化学反应，可能会产生一定量的气体，此时可以滑动移出密封板18，通过若干个通风孔使气体排出混合桶一7，保证气压稳定，防止容器爆裂。
39.实施例四
40.如图1
‑
5所示，本实施例与实施例1基本相同，优选地，震荡机构中的圆柱22固定连接在混合桶二21的一侧，圆筒23滑动套设在圆柱22的柱体外侧，圆柱22的一侧固定连接有限位板24，安装架25固定设置在工作板1的顶侧，激振器26安装在安装架25的顶侧，驱动轴27的一端与激振器26的输出轴传动连接，螺纹钉28螺纹连接在圆筒23和驱动轴27之间，且螺纹钉28的顶侧固定连接有旋钮29。
41.本实施例中，当混合桶二21内的液体需要进行震荡混合时，只需开启激振器26，激振器26的输出轴开始振动，随之带动驱动轴27的振动，继而带动圆筒23的振动，随之带动圆柱22的振动，使混合桶二21发生振动，且由于支撑弹簧6对混合桶二21的支撑作用，可以保持在震荡过程中，混合桶二21的整体稳定性，并且，混合桶二21需要移出进行清洗的时候，只需转动螺纹钉28将其从圆筒23和驱动轴27之间移出，然后滑动圆筒23，即可将混合桶二21整体移出加热箱2，操作便捷。
42.实施例五
43.如图1
‑
5所示，本实施例与实施例1基本相同，优选地，抽滤机构中的安装板30固定设置在加热箱2的顶侧，抽滤机31安装在安装板30的顶侧，进水管32和出水管33均与抽滤机31相连通，混合桶一7和混合桶二21的桶壁内均固定安装有输水管16和环形水管17，且输水管16和环形水管17相连通，混合桶一7内的环形水管17的一侧连通设置有抽液管34，混合桶二21内的环形水管17的一侧连通设置有送液管35和取液管36，抽液管34、送液管35和取液管36的一端均螺纹连接有管塞37。
44.本实施例中，在对混合桶一7内的原料混合完毕后，再转动管塞37，将进水管32与抽液管34螺纹连接，将出水管33和送液管35和螺纹连接，然后开启抽滤机31，抽滤机31会对混料中的液体进行抽液，先通过输水管16直接进行抽液，随后液体会流入环形水管17内，再通过抽液管34流入进水管32，再随之流到抽滤机31内，对液体进行抽滤，随之经过滤后的液体会从送液管35流出，再流到送液管35内，然后通过环形水管17和输水管16，最终流到混合桶二21内，然后再按照上述操作同理，打开桶盖二39随之往桶内加入一定的试剂，然后进行震荡混合操作，完成第二次的独立混合，通过直接进行抽滤操作，节省人力成本，提高了工作效率，操作简单，便于石墨烯的制备。
45.实施例六
46.如图1
‑
5所示，本实施例与实施例1基本相同，优选地，混合桶一7的侧壁开设有两个定位滑槽，且竖直两侧均固定连接有把手38，把手38位于定位滑槽内，通风孔开设有若干个且分别位于安装槽的上下两侧，齿轮二13分散设置有若干个，且均位于桶盖一8和限位环板12之间，螺旋搅拌轴14和桨形搅拌轴15均位于限位环板12的内侧。
47.本实施例中，通过定位滑槽可以对混合桶一7进行限位，防止在电机9的转动过程中，混合桶一7的位置不稳定，且把手38使用简单，便于混合桶一7的移动；通风孔可以防止在转动搅拌过程中，混合桶一7的内外气压差异大，影响石墨烯的制备；若干个齿轮二13的同步转动，可以扩大桨形搅拌轴15的搅拌效果，使用效果好；限位环板12防止齿轮二13在转动过程中意外脱出，保持结构稳定。
48.实施例七
49.如图1
‑
5所示，本实施例与实施例1基本相同，优选地，密封板18的一侧固定连接有环扣19，混合桶一7和桶盖一8之间以及混合桶二21和桶盖二39之间均固定安装有卡锁20。
50.本实施例中，环扣19便于密封板18的滑动装取，卡锁20可以保持桶盖一8和桶盖二39的稳定，且在装置不使用时，保持混合桶一7和混合桶二21的内部清洁。
51.实施例八
52.如图1
‑
5所示，本实施例与实施例1基本相同，优选地，进水管32和出水管33均为可伸缩软管，且进水管32和出水管33的一端内壁均开设有螺旋凹槽。
53.本实施例中，可伸缩软管便于拉伸与收缩，且螺旋凹槽便于进水管32和出水管33分别与抽液管34和送液管35的相互连通，操作便捷。
54.本发明通过各个部件之间的协作与配合，不仅保证了石墨烯在制备时的均匀混合，且流水线式操作使用便捷，工作效率高，适用范围广，节省人力成本，实用性强，稳定性好。
55.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。