功能化改性石墨烯制造设备

657 编辑：中冶有色技术网来源：内蒙古新奇碳材料科技有限公司

2023-11-30 16:59:19

权利要求书： 1.一种功能化改性石墨烯制造设备，其特征在于，包括：搅拌罐(1)、固定架(2)、搅拌电机(3)、离心机(4)、干燥机(5)和收集器(6)，所述搅拌罐(1)固定于支腿(25)上，且其侧壁的上部位置开设有进料口(7)，底部开设有出料口(8)；所述固定架(2)固定安装于所述搅拌罐(1)的顶部，所述搅拌电机(3)固定于所述固定架(2)上，且其输出轴传动连接有搅拌轴(9)，所述搅拌轴(9)穿过所述搅拌罐(1)的顶板并延伸至所述搅拌罐(1)内部的底侧；所述搅拌轴(9)通过旋转接头(10)安装于所述固定架(2)上，且其为内部中空的圆环筒体，且所述内部中空处设为通气孔(11)；所述搅拌轴(9)的底端安装有第一电磁阀(12)；所述搅拌罐(1)的内壁上安装有超声波发生器(13)；

所述离心机(4)通过第一管道(14)与所述搅拌罐(1)的出料口连通；所述离心机(4)内固定设置有超声振动器(15)；所述干燥机(5)通过第二管道(16)与所述离心机(4)连通，且连通真空泵(17)；所述收集器(6)通过第三管道(24)与所述干燥机(5)连通；所述第一管道(14)、所述第二管道(16)和所述第三管道(24)上均安装有输送泵(18)。

2.根据权利要求1所述的一种功能化改性石墨烯制造设备，其特征在于，所述搅拌轴(9)靠近所述搅拌罐(1)的顶板处连通有与所述通气孔(11)相通的出气管(19)，所述出气管(19)的出气端朝下且安装有第二电磁阀(20)。

3.根据权利要求1所述的一种功能化改性石墨烯制造设备，其特征在于，所述搅拌轴(9)的外周均匀安装有多个搅拌桨(21)。

4.根据权利要求3所述的一种功能化改性石墨烯制造设备，其特征在于，所述搅拌桨(21)呈螺旋叶片型。

5.根据权利要求1所述的一种功能化改性石墨烯制造设备，其特征在于，所述搅拌电机(3)的输出轴传动连接有第一齿轮(22)，所述搅拌轴(9)的外周固定连接有第二齿轮(23)，所述第二齿轮(23)和所述第一齿轮(22)啮合传动。

6.根据权利要求1所述的一种功能化改性石墨烯制造设备，其特征在于，所述离心机(4)的出料口和进料口以及所述干燥机(5)的出料口和进料口处均带有阀门。

7.根据权利要求1?6任一项所述的一种功能化改性石墨烯制造设备，其特征在于，所述搅拌罐(1)的底部设置为倒锥形。

说明书：一种功能化改性石墨烯制造设备技术领域[0001] 本实用新型涉及功能化改性石墨烯制造设备技术领域，更具体的说是涉及一种功能化改性石墨烯制造设备。

背景技术[0002] 石墨烯是一种由碳原子sp2杂化轨道组成六角型蜂巢晶格的二维碳纳米材料，是已知强度最高的材料之一，同时还具有很好的韧性，且可以弯曲，石墨烯的理论杨氏模量达

1.0TPa，固有的拉伸强度为130GPa。而利用氢等离子功能化改性的还原石墨烯也具有非常

好的强度，平均模量可大0.25TPa。由石墨烯薄片组成的石墨纸拥有很多的孔，因而石墨纸

显得很脆，然而，经氧化得到功能化石墨烯，再由功能化石墨烯做成石墨纸则会异常坚固强

韧。目前，氧化石墨烯是石墨烯的一种重要衍生物，也是氧化还原法制备石墨烯的重要中间

体。由于氧化石墨烯表面具备丰富的含氧官能团，性质较石墨烯更活泼，易于功能化改性，

其复合材料具有广泛的应用领域，如电池、导热材料、生物医学等。

[0003] 但是，石墨烯进行功能化改性加工时，现有技术中采用的搅拌罐在进行搅拌混合时，往往无法将物料充分混合处理，降低了物料的质量，降低了生产效率；且在物料排料的

过程中，物料容易粘附于反应釜的内壁，造成了物料的浪费，增加了材料成本；而且干燥的

时间较长，生产效率也较低。

[0004] 因此，如何提供一种能够提高生产效率的功能化改性石墨烯制造设备是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

[0005] 本实用新型旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。[0006] 为此，本实用新型的一个目的在于提出一种功能化改性石墨烯制造设备，包括：搅拌罐、固定架、搅拌电机、离心机、干燥机和收集器，所述搅拌罐固定于支腿上，且其侧壁的

上部位置开设有进料口，底部开设有出料口；所述固定架固定安装于所述搅拌罐的顶部，所

述搅拌电机固定于所述固定架上，且其输出轴传动连接有搅拌轴，所述搅拌轴穿过所述搅

拌罐的顶板并延伸至所述搅拌罐内部的底侧；所述搅拌轴通过旋转接头安装于所述固定架

上，且其为内部中空的圆环筒体，且所述内部中空处设为通气孔；所述搅拌轴的底端安装有

第一电磁阀；所述搅拌罐的内壁上安装有超声波发生器；所述离心机通过第一管道与所述

搅拌罐的出料口连通；所述离心机内固定设置有超声振动器；所述干燥机通过第二管道与

所述离心机连通，且连通真空泵；所述收集器通过第三管道与所述干燥机连通；所述第一管

道、所述第二管道和所述第三管道上均安装有输送泵。

[0007] 本实用新型公开的功能化改性石墨烯制造设备，通过设置搅拌轴和搅拌电机，利用搅拌电机驱动搅拌轴转动，达到搅拌混合的目的；搅拌轴为内部中空的圆环筒体，中部开

设有通气孔，可在搅拌过程中通入空气，在搅拌罐内强制通入空气，使管内物料与空气接触

充氧，并搅动物料，加速空气中的氧气向物料中的转移，防止罐内悬浮物体下沉，加强罐内

物料空气的接触，提高混合均匀度，从而提高生产效率；而且，离心机内设置超声振动器，用

于充分实现固液分离；干燥机通过真空泵能够实现干燥工段的连续化操作，可大大提高处

理能力，进一步提高生产效率。

[0008] 优选的，所述搅拌轴靠近所述搅拌罐的顶板处连通有与所述通气孔相通的出气管，所述出气管的出气端朝下且安装有电磁阀。

[0009] 采取上述技术方案的有益效果是，通过出气管向搅拌罐内通入空气，进行曝气处理，提高物料的混合均匀度。

[0010] 优选的，所述搅拌轴的外周均匀安装有多个搅拌桨。[0011] 采取上述技术方案的有益效果是，搅拌桨用于提高搅拌效率。[0012] 优选的，所述搅拌桨呈螺旋叶片型。[0013] 采取上述技术方案的有益效果是，螺旋叶片型的搅拌桨有助于提高搅拌效率。[0014] 优选的，所述搅拌电机的输出轴传动连接有第一齿轮，所述搅拌轴的外周固定连接有第二齿轮，所述第二齿轮和所述第一齿轮啮合传动。

[0015] 采取上述技术方案的有益效果是，搅拌电机通过第一齿轮和第二齿轮的啮合传动来实现驱动搅拌轴。

[0016] 优选的，所述离心机的出料口和进料口以及所述干燥机的出料口和进料口处均带有阀门。

[0017] 采取上述技术方案的有益效果是，通过阀门的开合实现离心机的循环离心分离和液体输送。

[0018] 优选的，所述搅拌罐的底部设置为倒锥形。[0019] 采取上述技术方案的有益效果是，倒锥形设置有利于搅拌罐内的物料充分流入离心机内部。

[0020] 经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种功能化改性石墨烯制造设备，能够提高生产效率。

附图说明[0021] 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，下面将对实施例或现有技术描述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的前提下，还

可以根据提供的附图获得其他的附图。

[0022] 图1为本实用新型提供的结构示意图。[0023] 图2为本实用新型提供的搅拌罐的剖视图。[0024] 图3为本实用新型提供的离心机的剖视图。[0025] 其中，各附图标记为：[0026] 1?搅拌罐，2?固定架，3?搅拌电机，4?离心机，5?干燥机，6?收集器，7?进料口，8?出料口，9?搅拌轴，10?旋转接头，11?通气孔，12?第一电磁阀，13?超声波发生器，14?第一管

道，15?超声振动器，16?第二管道，17?真空泵，18?输送泵，19?出气管，20?第二电磁阀，21?

搅拌桨，22?第一齿轮，23?第二齿轮，24?第三管道，25?支腿。

具体实施方式[0027] 下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参

考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型

的限制。

[0028] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“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实用新型的限制。

[0029] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者

隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个

以上，除非另有明确具体的限定。

[0030] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是

机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个

元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据

具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

[0031] 在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通

过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第

一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特

征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅

表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0032] 如图1?3所示，本实用新型实施例公开了一种功能化改性石墨烯制造设备，包括：搅拌罐1、固定架2、搅拌电机3、离心机4、干燥机5和收集器6，搅拌罐1固定于支腿25上，且其

侧壁的上部位置开设有进料口7，底部开设有出料口8；固定架2固定安装于搅拌罐1的顶部，

搅拌电机3固定于固定架2上，且其输出轴传动连接有搅拌轴9，搅拌轴9穿过搅拌罐1的顶板

并延伸至搅拌罐1内部的底侧；搅拌轴9通过旋转接头10安装于固定架2上，且其为内部中空

的圆环筒体，且内部中空处设为通气孔11；搅拌轴9的底端安装有第一电磁阀12；搅拌罐1的

内壁上安装有超声波发生器13；离心机4通过第一管道14与搅拌罐1的出料口连通；离心机4

内固定设置有超声振动器15；干燥机5通过第二管道16与离心机4连通，且连通真空泵17；收

集器6通过第三管道24与干燥机5连通；第一管道14、第二管道16和第三管道24上均安装有

输送泵18。

[0033] 通过设置搅拌轴9和搅拌电机3，利用搅拌电机3驱动搅拌轴9转动，达到搅拌混合的目的；搅拌轴9为内部中空的圆环筒体，中部开设有通气孔11，可在搅拌过程中通入空气，

在搅拌罐1内强制通入空气，使管内物料与空气接触充氧，并搅动物料，加速空气中的氧气

向物料中的转移，防止搅拌罐1内悬浮物体下沉，加强罐内物料与空气的接触，提高混合均

匀度，从而提高生产效率；而且，离心机4内设置超声振动器15，用于充分实现固液分离；干

燥机5能够实现干燥工段的连续化操作，可大大提高处理能力，进一步提高生产效率。真空

干燥机实现了液体直接干燥为粉体。

[0034] 搅拌轴9靠近搅拌罐1的顶板处连通有与通气孔11相通的出气管19，出气管19的出气端竖直朝下且安装有第二电磁阀20。通过出气管19向搅拌罐1内通入空气，进行曝气处

理，提高物料的混合均匀度。

[0035] 搅拌轴9的外周均匀安装有多个搅拌桨21，搅拌桨21用于提高搅拌效率。[0036] 搅拌桨21呈螺旋叶片型，有助于提高搅拌效率。[0037] 搅拌电机3的输出轴传动连接有第一齿轮22，搅拌轴9的外周固定连接有第二齿轮23，第二齿轮23和第一齿轮22啮合传动，实现动力的传递。

[0038] 离心机4的出料口和进料口以及干燥机5的出料口和进料口处均带有阀门。通过阀门的开合实现离心机的循环离心分离和液体输送。

[0039] 搅拌罐1的底部设置为倒锥形，有利于搅拌罐1内的物料充分流入离心机4内部。[0040] 本实用新型公开的功能化改性石墨烯制造设备的工作过程为：将待加工的石墨烯悬浮液通过搅拌罐1的进料口7加入到搅拌罐1内，随后启动搅拌电机3，搅拌电机3的输出轴

转动可带动第一齿轮22转动，由于第一齿轮22和第二齿轮23之间啮合传动，从而实现搅拌

轴9的转动，搅拌轴9的转动可带动搅拌桨21转动，可对物料进行搅拌混合处理，在搅拌轴9

转动的过程中，旋转接头10可外接气源，此时，打开第一电磁阀12和第二电磁阀20，气体通

过出气管19可对物料进行曝气处理，从而进一步提高搅拌均匀度，搅拌完毕后关闭气源装

置，第一电磁阀12和第二电磁阀20关闭，停止曝气操作；然后打开离心机4的进料口，通过第

一管道14上的输送泵18将物料输送至离心机4，在离心机4内进行固液分离；再打开离心机4

的出料口和干燥机5的进料口，通过第二管道16上的输送泵18将物料输送至干燥机5，物料

在干燥机5内进行干燥后，通过第三管道24上的输送泵18输送到收集器6，完成一个工作过

程。

[0041] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特

点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表

述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以

在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将

本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

[0042] 尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围

内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。