一种单晶金刚石的制备装置及其制备方法与流程

1.本发明涉及单晶金刚石制备技术领域，具体为一种单晶金刚石的制备装置及其制备方法。


背景技术：

2.金刚石在工业中的应用量较大，并且对其大小尺寸和形状要求比较严格，虽然多晶金刚石能够满足大小、尺寸和形状的要求，但是很多情况下依然不能代替单晶金刚石，需要人为的制备单晶体金刚石，以满足使用；
3.但是现有的制备装置，在使用的过程中，不能对能源进行最大程度的利用，造成了资源的浪费，同时在制备的过程中，需要大量的劳动力，增加了成本的投入，所以我们对这些情况，为避免上述技术问题，确有必要提供一种单晶金刚石的制备装置及其制备方法以克服现有技术中的所述缺陷。


技术实现要素：

4.本发明提供一种单晶金刚石的制备装置及其制备方法，可以有效解决上述背景技术中提出的在使用的过程中，不能对能源进行最大程度的利用，造成了资源的浪费，同时在制备的过程中，需要大量的劳动力，增加了成本的投入的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种单晶金刚石的制备装置及其制备方法，包括放置架，所述放置架顶端通过螺栓固定连接有高效混合筒，所述高效混合筒底端设置有便捷挤压成型机构，混合电机带动搅拌杆旋转，对材料粒进行混合，并通过输送绞龙的配合，对混合的材料进行均匀的输送，迫使混合后的材料进入连接筒内部，然后随着材料的不断输送，连接筒内部的材料增多，压力逐渐增加，再与模具筒内部的挤压块的配合，便于将材料挤压成块；
6.所述高效混合筒2内部设置有高效混合机构4，旋钮带动调节套管旋转，推着进料管移动，并通过限位伸缩杆的配合，对进料管进行限位，改变了进料管在高效混合筒内部的高度，方便质量较重的材料从较高的进料管进入，而质量较轻的材料从较低的进料管进入；
7.所述高效混合筒顶端设置有高效破碎研磨机构，驱动电机带着旋转动力主轴旋转，带动研磨轴套和活动磨环旋转，对材料进行研磨，并在研磨的过程中带动垫环旋转，同时通过弧形顶块推动挤压轴套和破碎顶盖移动，对材料进行挤压破碎。
8.与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明结构科学合理，使用安全方便：
9.1、设置了便捷挤压成型机构，通过混合电机带动搅拌杆旋转，并与输送绞龙的配合，对混合的材料进行均匀的输送，迫使混合后的材料进入连接筒内部，同时随着材料的不断输送，与模具筒内部的挤压块配合，将材料挤压成块，便于进行后续的加工，随着压力的增加，支撑弹簧拉动限位滑杆和挤压块滑动，方便模具筒内部成块的材料顶出，使挤压块下降与触控开关接触，对电磁铁进行通电，与磁板之间产生排斥力，推动推板和切刀移动，将挤压成块的材料切断，并通过推板将切断的材料推出，提高了便捷性；
10.另外，通过支撑弹簧伸缩的特性，推动限位滑杆，使挤压块重新进入模具筒内部，方便持续不断的对材料进行挤压，并且在挤压块复位的过程中，通过张紧弹簧伸缩的特性，拉动推杆和挡板复位，便于进行后续的切割，通过调节环带着转环和底架移动，改变了底架和内衬架之间的距离，调整了支撑弹簧的弹力，增加了对材料的挤压效果。
11.2、设置了高效混合机构，通过旋钮带动调节套管旋转，使调节套管推着进料管移动，并通过限位伸缩杆的配合，对进料管进行限位，改变了进料管在高效混合筒内部的高度，方便质量较重的材料从较高的进料管进入，而质量较轻的材料从较低的进料管进入，从而在混合时通过材料自重下坠的效果，增加了混合的效果；
12.此外，通过皮带和传动轮的配合，形成组件，对动力进行传递，在搅拌的过程中，使搅拌杆带动传动杆和传动齿轮旋转，并通过凸块的固定环的配合，进一步对动力进行传递，带动内筒和折流板反向旋转，增加高效混合筒内部的对流效果，使材料充分混合，进一步提高了混合的效率。
13.3、设置了高效破碎研磨机构，通过使驱动电机带着旋转动力主轴旋转，并通过研磨轴套带动活动磨环旋转，对材料进行研磨，同时在研磨的过程中，使研磨轴套带动垫环旋转，通过弧形顶块的配合，推动挤压轴套和破碎顶盖滑动，对材料进行挤压，另外通过复位弹簧伸缩的特性，拉动复位拉杆和破碎顶盖复位，方便持续不断的带动破碎顶盖移动，将大块的材料，挤压成更小的碎块，便于进行后续的研磨，提高了便捷性；
14.另外，通过平面齿轮和传动齿辊的配合，形成组件，对动力进行传递，使旋转动力主轴带动球型网格反向旋转，迫使球型网格内部的球磨珠和碎块在球型网格内部晃动、碰撞，形成更加细致的粉末，才通过球型网格进入高效混合筒内部。
15.综合所述，通过高效破碎研磨机构和高效混合机构的配合，最大程度对能源进行利用，实现了材料研磨、混合，节约了成本，并为后续的制备提供了便利，同时通过便捷挤压成型机构对研磨、混合后的材料进行挤压，方便材料快速成型，实现了的生产的自动化效率，解放了劳动压力，满足了生产的需求。
附图说明
16.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
17.图1是本发明的结构示意图；
18.图2是本发明便捷挤压成型机构的结构示意图；
19.图3是本发明高效混合机构的结构示意图；
20.图4是本发明内筒的安装结构示意图；
21.图5是本发明破碎顶盖的安装结构示意图；
22.图6是本发明高效破碎研磨机构的结构示意图；
23.图7是本发明活动磨环的安装结构示意图；
24.图8是本发明金刚石的制备方法流程图。
25.图中标号：1、放置架；2、高效混合筒；
26.3、便捷挤压成型机构；301、连接筒；302、模具筒；303、调节环；304、转环；305、底架；306、内衬架；307、限位滑杆；308、支撑弹簧；309、挤压块；310、触控开关；311、升降杆；
312、侧框架；313、推杆；314、挡板；315、张紧弹簧；316、推板；317、磁板；318、电磁铁；319、切刀；320、混合电机；321、搅拌杆；322、输送绞龙；
27.4、高效混合机构；401、内筒；402、折流板；403、固定环；404、齿凸；405、传动杆；406、传动齿轮；407、传动轮；408、皮带；409、调节套管；410、旋钮；411、进料管；412、凸块；413、限位伸缩杆；
28.5、高效破碎研磨机构；501、综合处理筒；502、龙门架；503、驱动电机；504、旋转动力主轴；505、挤压轴套；506、破碎顶盖；507、固定磨板；508、十字固定架；509、复位拉杆；510、复位弹簧；511、研磨轴套；512、活动磨环；513、垫环；514、弧形顶块；515、加固架；516、球型网格；517、内套筒；518、平面齿轮；519、传动齿辊。
具体实施方式
29.以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
30.实施例：如图1-7所示，本发明提供一种技术方案，一种单晶金刚石的制备装置及其制备方法，包括放置架1，放置架1顶端通过螺栓固定连接有高效混合筒2，高效混合筒2底端设置有便捷挤压成型机构3，混合电机320带动搅拌杆321旋转，对材料粒进行混合，并通过输送绞龙322的配合，对混合的材料进行均匀的输送，迫使混合后的材料进入连接筒301内部，然后随着材料的不断输送，连接筒301内部的材料增多，压力逐渐增加，再与模具筒302内部的挤压块309的配合，便于将材料挤压成块；
31.高效混合筒2内部设置有高效混合机构4，旋钮410带动调节套管409旋转，推着进料管411移动，并通过限位伸缩杆413的配合，对进料管411进行限位，改变了进料管411在高效混合筒2内部的高度，方便质量较重的材料从较高的进料管411进入，而质量较轻的材料从较低的进料管411进入；
32.高效混合筒2顶端设置有高效破碎研磨机构5，驱动电机503带着旋转动力主轴504旋转，带动研磨轴套511和活动磨环512旋转，对材料进行研磨，并在研磨的过程中带动垫环513旋转，同时通过弧形顶块514推动挤压轴套505和破碎顶盖506移动，对材料进行挤压破碎。
33.便捷挤压成型机构3包括连接筒301、模具筒302、调节环303、转环304、底架305、内衬架306、限位滑杆307、支撑弹簧308、挤压块309、触控开关310、升降杆311、侧框架312、推杆313、挡板314、张紧弹簧315、推板316、磁板317、电磁铁318、切刀319、混合电机320、搅拌杆321和输送绞龙322；
34.高效混合筒2底端通过螺纹连接有连接筒301，连接筒301内壁底部位置处通过螺纹连接有模具筒302，连接筒301外侧通螺纹连接有调节环303，调节环303底端转动连接有转环304，转环304底端卡接有底架305，连接筒301底端卡接有内衬架306，内衬架306内壁滑动连接有限位滑杆307，限位滑杆307外侧对应内衬架306和底架305之间套接有支撑弹簧308，限位滑杆307顶端对应模具筒302内部位置处熔接有挤压块309，内衬架306顶端对应限位滑杆307外侧位置处通过螺栓固定连接触控开关310，触控开关310底端对称转动连接有升降杆311，且升降杆311底端贯穿内衬架306底端,，为了便于转动转环304，模具筒302内壁顶端开设有斜面，转环304外侧均匀开设有防滑纹，连接筒301外侧对称开设有滑槽，底架
305内壁对应滑槽一侧位置处熔接有滑板，且滑板一端与滑槽内壁滑动连接；
35.内衬架306一端通过螺栓固定连接有侧框架312，侧框架312一端对称活动连接有推杆313，推杆313一端卡接有挡板314，且挡板314一端和侧框架312一端对应推杆313外侧位置处均卡接有张紧弹簧315，推杆313另一端对应侧框架312内侧位置处卡接有推板316，推板316一端通过螺栓固定连接有磁板317，侧框架312内侧对应磁板317一侧位置处通过螺栓固定连接有电磁铁318，推板316一端顶部位置处通过螺栓固定连接有切刀319，高效混合筒2顶端通过螺栓固定连接有混合电机320，混合电机320输出轴对应高效混合筒2内部位置处卡接有搅拌杆321，且搅拌杆321外侧底部位置处固定套接有输送绞龙322，为了方便将材料挤压成块，挤压块309外侧与模具筒302内壁相贴合，触控开关310的信号输出端与电磁铁318的输入端相连接，触控开关310和混合电机320均通过外部电源进行供电，电磁铁318与磁板317相互排斥，切刀319顶端与模具筒302底端相贴合；
36.高效混合筒2内部设置有高效混合机构4，高效混合机构4包括内筒401、折流板402、固定环403、齿凸404、传动杆405、传动齿轮406、传动轮407、皮带408、调节套管409、旋钮410、进料管411、凸块412和限位伸缩杆413；
37.高效混合筒2内壁转动连接有内筒401，且内筒401内壁等距卡接有折流板402，内筒401内壁顶部位置处通过螺栓固定连接有固定环403，固定环403内壁等距卡接有齿凸404，高效混合筒2内部对应固定环403一侧位置处转动连接有传动杆405，传动杆405底端对应固定环403一侧位置处卡接有传动齿轮406，传动杆405外侧和混合电机320输出轴外侧均固定套接有传动轮407，两个传动轮407外侧均套接有皮带408；
38.高效混合筒2顶端对称转动连接有调节套管409，且调节套管409外侧顶部位置处固定套接有旋钮410，调节套管409外侧对应高效混合筒2内部位置处通过螺纹连接有进料管411，进料管411外侧底部位置处卡接有凸块412，且凸块412顶端卡接有限位伸缩杆413，为了提高材料的混合效果，内筒401的旋转方向与混合电机320的旋转方向相反，固定环403通过齿凸404与传动齿轮406啮合连接，传动杆405的顶端贯穿高效混合筒2的顶端，两个进料管411的水平高度不一致，旋钮410外侧均匀开设有防滑纹，限位伸缩杆413的顶端与高效混合筒2顶端卡接；
39.高效破碎研磨机构5包括综合处理筒501、龙门架502、驱动电机503、旋转动力主轴504、挤压轴套505、破碎顶盖506、固定磨板507、十字固定架508、复位拉杆509、复位弹簧510、研磨轴套511、活动磨环512、垫环513、弧形顶块514、加固架515、球型网格516、内套筒517、平面齿轮518和传动齿辊519；
40.高效混合筒2顶端对称位置处卡接有综合处理筒501，综合处理筒501顶端通过螺栓固定连接有龙门架502，龙门架502顶端通过螺栓固定连接有驱动电机503，驱动电机503输出轴对应综合处理筒501内部位置处卡接有旋转动力主轴504，旋转动力主轴504外侧顶部位置处活动套接有挤压轴套505，挤压轴套505外侧卡接有破碎顶盖506，综合处理筒501内壁对应破碎顶盖506底部位置处通过螺栓固定连接有固定磨板507，固定磨板507内壁卡接有十字固定架508，十字固定架508顶端等距活动连接有复位拉杆509，且复位拉杆509的顶端与破碎顶盖506底端相连接，复位拉杆509外侧对应破碎顶盖506和十字固定架508之间套接有复位弹簧510，为了保证固定磨板507的稳定性，综合处理筒501的底端与高效混合筒2顶端相连接，驱动电机503通过外部电源进行供电，综合处理筒501内壁顶端开设有斜面，
固定磨板507的内径大于破碎顶盖506的外侧，复位拉杆509底端对应十字固定架508底部位置处熔接有挡块，十字固定架508内壁开设有圆孔；
41.旋转动力主轴504外侧对应十字固定架508底部位置处固定套接有研磨轴套511，研磨轴套511外侧卡接有活动磨环512，研磨轴套511顶端和挤压轴套505底端均通过螺栓固定连接有垫环513，两个垫环513相邻一端均等距卡接有弧形顶块514，综合处理筒501内壁对应固定磨板507底部位置处卡接有加固架515，加固架515内壁活动连接有球型网格516，球型网格516底端卡接有内套筒517，且旋转动力主轴504外侧和内套筒517内壁均固定套接有平面齿轮518，内套筒517内壁对应两个平面齿轮518之间等距转动连接有传动齿辊519，为了提高研磨的效果，研磨轴套511顶端的弧形顶块514与挤压轴套505底端的弧形顶块514相互交错啮合，旋转动力主轴504底端贯穿球型格网516底端，旋转动力主轴504外侧对应球型格网516内部位置处等距卡接有拨片，球型格网516内部填充有球磨珠，两个平面齿轮518均匀传动齿辊519啮合连接，球型格网516顶端与固定磨板507底端转动连接。
42.如图8所示，一种单晶金刚石的制备方法，包括如下步骤：
43.s1、按配比称重选出合适的石墨块和金刚石颗粒，进行备用；
44.s2、将石墨块和金刚石颗粒分别投放到综合处理筒501内部，再通过驱动电机503带动旋转动力主轴504旋转，对综合处理筒501内部的材料进行破碎、研磨；
45.s3、通过进料管411分别将破碎、研磨后的材料送入放置架1顶端的高效混合筒2内部，并通过混合电机320带动搅拌杆321旋转，对材料进行混合；
46.s4、利用输送绞龙322将混合后的材料推入模具筒302内部，并通过挤压块309的配合，将材料挤压成块，然后再通过推板316和切刀319的配合，将成型的材料推出；
47.s5、将压制成块的材料放入六面顶压机内部，使材料在高温高压的情况下静置4-5天，然后在取出成块的材料，将内部的金刚石剥离出来。
48.本发明的工作原理及使用流程：首先，将石墨块和金刚石碎块分别放入综合处理筒501内部，然后启动驱动电机503，使驱动电机503带着旋转动力主轴504旋转，并通过研磨轴套511带动活动磨环512旋转，从而将固定磨板507和活动磨环512之间的石墨碾成粉末，同时在研磨轴套511旋转的过程中，带动垫环513旋转，再通过弧形顶块514的配合，推动挤压轴套505和破碎顶盖506沿着旋转动力主轴504滑动，另外通过复位弹簧510伸缩的特性，拉动复位拉杆509，便于拉动破碎顶盖506复位，进而持续不断的推动破碎顶盖506移动，将较大块的石墨和金刚石碎块，挤压成更小的碎块，方便进行后续的研磨；
49.接着，被研磨后的碎块沿着固定磨板507滑入球型网格516内部，并通过平面齿轮518和传动齿辊519的配合，形成组件，对动力进行传递，使旋转动力主轴504在旋转的过程中，还可以带动球型网格516反向旋转，迫使球型网格516内部的球磨珠和碎块在球型网格516内部晃动、碰撞，形成更加细致的粉末，才通过球型网格516进入高效混合筒2内部；
50.接着，在进料的过程中，通过旋钮410带动调节套管409旋转，使调节套管409推着进料管411移动，同时通过限位伸缩杆413的配合，对进料管411进行限位，改变了进料管411在高效混合筒2内部的高度，方便质量较重的材料从较高的进料管411进入，而质量较轻的材料从较低的进料管411进入，从而在混合时通过材料自重下坠的效果，增加了混合的效果；
51.接着，在搅拌的过程中，通过皮带408和传动轮407的配合，形成组件，对动力进行
传递，带动传动杆405和传动齿轮406旋转，再通过凸块412的固定环403的配合，进一步对动力进行传递，带动内筒401和折流板402反向旋转，增加高效混合筒2内部的对流效果，提高了混合的效率；
52.接着，通过混合电机320带动搅拌杆321旋转，并通过输送绞龙322的配合，在混合的过程中，对混合的材料进行均匀的输送，迫使混合后的材料进入连接筒301内部，随着材料的不断输送，连接筒301内部的材料增多，压力逐渐增加，然后在模具筒302内部挤压块309的配合下，将材料挤压成块；
53.接着，在挤压的过程中，随着压力的增加，迫使支撑弹簧308收缩，拉动限位滑杆307和挤压块309滑动，从而将模具筒302内部成块的材料顶出，当挤压块309下降与触控开关310接触时，对电磁铁318进行通电，使电磁铁318与磁板317之间产生排斥力，推动推板316和切刀319移动，将挤压成块的材料切断，并通过推板316将切断的材料推出；
54.最后，材料被推出后，通过支撑弹簧308伸缩的特性，推动限位滑杆307，使挤压块309重新进入模具筒302内部，方便持续不断的对材料进行挤压，并且在挤压块309复位的过程中，通过张紧弹簧315伸缩的特性，拉动推杆313和挡板314复位，便于进行后续的切割，此外转动调节环303，使调节环303带着转环304和底架305移动，改变了底架305和内衬架306之间的距离，调整了支撑弹簧308的弹力，增加了对材料的挤压效果。
55.最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。