[發(fā)明專利]一種工業(yè)化制備功能化石墨烯的反應(yīng)裝置

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• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107597051A
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石世光;何懷文;宋喜佳
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)中山學(xué)院
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01J4/00;C01B32/184
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明是一種工業(yè)化制備功能化石墨烯的反應(yīng)裝置，屬于石墨烯生產(chǎn)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體。石墨烯既是最薄的材料，也是最強(qiáng)韌的材料，斷裂強(qiáng)度比最好的鋼材還要高200倍。同時它又有很好的彈性，拉伸幅度能達(dá)到自身尺寸的20%。石墨烯目前最有潛力的應(yīng)用是成為硅的替代品，制造超微型晶體管，用來生產(chǎn)未來的超級計(jì)算機(jī)。用石墨烯取代硅，計(jì)算機(jī)處理器的運(yùn)行速度將會快數(shù)百倍。另外，石墨烯幾乎是完全透明的，只吸收2.3%的光。另一方面，它非常致密，即使是最小的氣體原子也無法穿透。這些特征使得它非常適合作為透明電子產(chǎn)品的原料。

現(xiàn)有石墨烯的反應(yīng)裝置在生產(chǎn)時，需要添加不同原料，但是反應(yīng)裝置上只有一個或兩個進(jìn)料口，所以不同原料需要依次慢慢的進(jìn)行添加，生產(chǎn)效率差，現(xiàn)有石墨烯的反應(yīng)裝置上的攪拌桿均與反應(yīng)裝置的半徑相同，長時間進(jìn)行攪拌工作后，攪拌桿容易斷裂，使用壽命小，同時獨(dú)立的攪拌設(shè)備，其攪拌效率低，現(xiàn)有石墨烯的反應(yīng)裝置在排料過程中，因產(chǎn)品中混合大量的熱能，常常會對產(chǎn)品進(jìn)行降溫處理，會浪費(fèi)大量的熱能，加大能源的消耗。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明目的是提供一種工業(yè)化制備功能化石墨烯的反應(yīng)裝置，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題，本發(fā)明使用方便，提高生產(chǎn)效率，降低能源消耗，可靠性高。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：一種工業(yè)化制備功能化石墨烯的反應(yīng)裝置，包括進(jìn)料機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)以及排料機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)料機(jī)構(gòu)右端設(shè)有攪拌機(jī)構(gòu)，所述攪拌機(jī)構(gòu)右端安裝有排料機(jī)構(gòu)，所述進(jìn)料機(jī)構(gòu)包括伺服電機(jī)、外殼、螺旋桿、進(jìn)料管以及快速接頭，所述快速接頭下端設(shè)有進(jìn)料管，所述進(jìn)料管安裝在外殼上端，所述外殼左端設(shè)置有伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)右端設(shè)有螺旋桿，所述螺旋桿安裝在外殼內(nèi)部，所述螺旋桿穿過外殼與伺服電機(jī)相連接，所述快速接頭通過進(jìn)料管與外殼相連接，所述攪拌機(jī)構(gòu)包括罐體、輔助軸、主軸、輔助齒輪、傳動齒輪以及步進(jìn)電機(jī)，所述罐體上端設(shè)有步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)下端設(shè)有主軸，所述主軸側(cè)方安裝有輔助軸，所述輔助軸上設(shè)有輔助齒輪，所述輔助齒輪內(nèi)端安裝有傳動齒輪，所述傳動齒輪設(shè)置在主軸上，所述罐體內(nèi)部設(shè)有輔助軸、主軸、輔助齒輪以及傳動齒輪，所述傳動齒輪與輔助齒輪進(jìn)行齒輪嚙合，所述罐體左端設(shè)有外殼，所述排料機(jī)構(gòu)包括連接管道、旋轉(zhuǎn)軸、豎向管道、錐形齒輪一、錐形齒輪二、雙螺旋帶式攪拌桿、螺旋式導(dǎo)熱管以及橫向管道，所述連接管道下端設(shè)有豎向管道，所述豎向管道右端安裝有橫向管道，所述橫向管道外端設(shè)有螺旋式導(dǎo)熱管，所述橫向管道內(nèi)部安裝有雙螺旋帶式攪拌桿，所述雙螺旋帶式攪拌桿左端設(shè)有錐形齒輪二，所述錐形齒輪二左端安裝有錐形齒輪一，所述錐形齒輪一上端設(shè)有旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸、錐形齒輪一以及錐形齒輪二均安裝在豎向管道內(nèi)部，所述連接管道設(shè)置在罐體右端。

進(jìn)一步地，所述外殼下端設(shè)有加強(qiáng)桿，且加強(qiáng)桿固定在罐體左端，所述外殼通過加強(qiáng)桿與罐體相連接。

進(jìn)一步地，所述進(jìn)料管以及快速接頭均設(shè)有至少兩個，至少兩個所述進(jìn)料管等距安裝在外殼上端，所述進(jìn)料管上安裝有開關(guān)閥以及流量計(jì)。

進(jìn)一步地，所述罐體下端安裝有設(shè)備一體機(jī)，且設(shè)備一體機(jī)包括超聲器以及冷凝設(shè)備等。

進(jìn)一步地，所述輔助軸以及輔助齒輪均設(shè)有兩個，所述輔助齒輪對稱安裝在傳動齒輪左右兩端，所述輔助軸以及主軸上均安裝有至少兩個攪拌葉。

進(jìn)一步地，所述連接管道上安裝有閥門，所述旋轉(zhuǎn)軸上均勻設(shè)有至少兩個扇葉，所述錐形齒輪一與錐形齒輪二進(jìn)行齒輪嚙合，所述橫向管道右端設(shè)有低溫水浴箱，所述雙螺旋帶式攪拌桿通過軸承與豎向管道相連接，所述旋轉(zhuǎn)軸與豎向管道通過軸承相連接。

本發(fā)明的有益效果：一種工業(yè)化制備功能化石墨烯的反應(yīng)裝置，本發(fā)明通過添加伺服電機(jī)、外殼、螺旋桿、進(jìn)料管以及快速接頭，該設(shè)計(jì)便于快速安裝不同原料輸送管，可實(shí)現(xiàn)多種原料同時添加，提高生產(chǎn)效率，同時也進(jìn)行初次攪拌，加大混合效率，進(jìn)而提高產(chǎn)品質(zhì)量，解決現(xiàn)有石墨烯的反應(yīng)裝置在生產(chǎn)時，需要添加不同原料，但是反應(yīng)裝置上只有一個或兩個進(jìn)料口，所以不同原料需要依次慢慢的進(jìn)行添加，生產(chǎn)效率差等問題。

因添加輔助軸、主軸、輔助齒輪、傳動齒輪以及步進(jìn)電機(jī)，該設(shè)計(jì)可使輔助軸以及主軸進(jìn)行相對旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)雙向攪拌，提高攪拌效率，同時也增加攪拌葉強(qiáng)度，提高其使用壽命，解決現(xiàn)有石墨烯的反應(yīng)裝置上的攪拌桿均與反應(yīng)裝置的半徑相同，長時間進(jìn)行攪拌工作后，攪拌桿容易斷裂，使用壽命小，同時獨(dú)立的攪拌設(shè)備，其攪拌效率低等問題。