一种具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备

技术领域

本发明涉及石墨烯生产设备领域，特别涉及一种具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备。

背景技术

石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化方式形成的蜂窝状平面薄膜，是一种只有一个原子层厚度的准二维材料，所以又叫做单原子层石墨，作为目前发现的最薄、强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料，石墨烯被称为黑金，是新材料之王，科学家甚至预言石墨烯将彻底改变21世纪，石墨烯极有可能掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革命，现在世界各国都在大力扶植从事石墨烯研究和生产的企业，石墨烯生产设备的改进已经刻不容缓。

但是现有的石墨烯生产设备无法有效的对石墨和浓硫酸的混合液体进行搅拌混合，使得石墨烯的产量减少，产率降低，增加了石墨烯的生产成本，不仅如此，石墨烯生产过程中，温度对石墨烯的产率有很大的影响，所以对温度的调控非常重要，然而现有的石墨烯生产设备无法较为精确地调节反应液的温度，使得石墨烯的产率无法满足工业化生产的要求，阻碍了石墨烯产业的发展。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备，包括外壳，所述外壳内设有升降块、移动块、散热箱、加热箱、反应池、进料管和出料管，所述升降块的顶端固定在外壳内的顶部，所述散热箱和加热箱分别固定在外壳内的底部的两侧，所述反应池的形状为圆柱形，所述反应池固定在加热箱和散热箱之间，所述进料管的一端与外壳的外部连通，所述进料管的另一端与反应池的顶端连通，所述出料管的一端与外壳的外部连通，所述出料管的另一端与反应池的底端连通，所述移动块设置在升降块和反应池之间，所述升降块上设有开口，所述开口内设有升降机构，所述移动块内设有平移机构，所述反应池内设有搅拌机构，所述反应池上设有导热管，所述导热管沿着反应池的轴线螺旋向上，所述加热箱内设有加热机构，所述散热箱内设有散热机构，所述散热箱的底端的远离反应池的一侧设有排气管，所述加热机构和散热机构均与导热管连接；

所述搅拌机构包括第三电机和至少两个浆叶，所述第三电机设置在移动块内，所述浆叶周向均匀分布在第三电机的输出轴的底端的外周，所述第三电机与浆叶传动连接；

所述加热机构包括第一水泵和升温管，所述第一水泵固定在加热箱内的顶部，所述第一水泵的一端与导热管连通，所述第一水泵的另一端与升温管的顶端连通，所述升温管的底端与导热管的底端连通，所述升温管内设有第一阀门和至少两个加热管，所述加热管均匀分布在导热管内；

所述散热机构包括第二水泵、散热管、气泵、出气管和喷头，所述第二水泵和气泵分别设置在散热箱内的底部的两侧，所述第二水泵的一端与导热管连通，所述第二水泵的另一端与散热管的底端连通，所述散热管的顶端与导热管连通，所述气泵的一端与外壳的外部连通，所述气泵的另一端与出气管的底端连通，所述出气管的顶端与喷头连通，所述散热管的顶端内设有第二阀门。

作为优选，为了提高搅拌效果，所述浆叶上设有至少两个通孔。

作为优选，为了精准控制第一阀门和第二阀门通断，所述第一阀门和第二阀门均为电通阀。

作为优选，为了提高加热效果，所述加热管为红外线加热管。

作为优选，为了增强散热效率，所述喷头为空气分布器。

作为优选，为了提高散热效果，所述散热管上设有至少两个散热板，所述散热板均匀分布在散热管上。

作为优选，为了实现搅拌机构的升降，所述升降机构包括第一电机、半齿轮、连接块和两个齿条，两个齿条分别固定在开口的两侧的内壁，所述半齿轮设置在两个齿条之间，所述半齿轮与两个齿条啮合，所述第一电机与半齿轮传动连接，所述第一电机与连接块的顶端固定连接，所述连接块的底端与移动块固定连接。

作为优选，为了实现搅拌机构的移动，所述平移机构包括第二电机、驱动轮、驱动杆、限位套和传动杆，所述第二电机固定在移动块内的远离第三电机的一侧，所述第二电机与驱动轮传动连接，所述驱动杆的一端与驱动轮铰接，所述驱动杆的另一端与传动杆的一端铰接，所述传动杆的另一端与第三电机固定连接，所述限位套固定在移动块的内壁上，所述传动杆穿过限位套。

作为优选，为了使传动杆保持水平，所述限位套的数量为两个。

作为优选，为了延长第一电机、第二电机和第三电机的使用寿命，所述第一电机、第二电机和第三电机均为伺服电机。

本发明的有益效果是，该具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备，通过搅拌机构，能够有效的对石墨和浓硫酸的混合液体进行搅拌混合，使得石墨烯的产量增加，增加产率，降低了石墨烯的生产成本，以传统的搅拌机构相比，该搅拌机构通过升降机构和平移机构实现升降和移动，使得搅拌效率更高、搅拌效果更好，不仅如此，通过加热机构和散热机构的配合，该设备能够较为精确地调节反应液的温度，使得石墨烯的产率满足工业化生产的要求，促进了石墨烯产业的发展，与传统的加热机构相比，该加热机构的升温速度更快，噪音较低，与传统的散热机构相比，该散热机构的降温速度更快，从而使反应液的温度更快地达到适合反应的温度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备的结构示意图；

图2是本发明的具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备的升降块、开口与升降机构的连接结构示意图；

图3是本发明的具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备的移动块、平移机构与第三电机的连接结构示意图；

图4是本发明的具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备的搅拌机构、导热管、集热箱、加热机构、反应池、出料管与进料管的连接结构示意图；

图5是本发明的具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备的加热箱、排气管与散热机构的连接结构示意图；

图中：1.外壳，2.升降块，3.移动块，4.散热箱，5.加热箱，6.开口，7.齿条，8.第一电机，9.半齿轮，10.连接块，11.第二电机，12.驱动轮，13.驱动杆，14.限位套，15.传动杆，16.第三电机，17.反应池，18.进料管，19.出料管，20.浆叶，21.通孔，22.第一水泵，23.导热管，24.升温管，25.加热管，26.第二水泵，27.散热管，28.散热板，29.第一阀门，30.第二阀门，31.气泵，32.出气管，33.喷头，34.排气管。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示，一种具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备，包括外壳1，所述外壳1内设有升降块2、移动块3、散热箱4、加热箱5、反应池17、进料管18和出料管19，所述升降块2的顶端固定在外壳1内的顶部，所述散热箱4和加热箱5分别固定在外壳1内的底部的两侧，所述反应池17的形状为圆柱形，所述反应池17固定在加热箱5和散热箱4之间，所述进料管18的一端与外壳1的外部连通，所述进料管18的另一端与反应池17的顶端连通，所述出料管19的一端与外壳1的外部连通，所述出料管19的另一端与反应池17的底端连通，所述移动块3设置在升降块2和反应池17之间，所述升降块2上设有开口6，所述开口6内设有升降机构，所述移动块3内设有平移机构，所述反应池17内设有搅拌机构，所述反应池17上设有导热管23，所述导热管23沿着反应池17的轴线螺旋向上，所述加热箱5内设有加热机构，所述散热箱4内设有散热机构，所述散热箱4的底端的远离反应池17的一侧设有排气管34，所述加热机构和散热机构均与导热管23连接；

通过搅拌机构，该设备能够有效的对石墨和浓硫酸的混合液体进行搅拌混合，使得石墨烯的产量增加，增加产率，降低了石墨烯的生产成本，与传统的搅拌机构相比，该搅拌机构通过升降机构和平移机构实现升降和移动，使得搅拌效率更高、搅拌效果更好，不仅如此，通过加热机构和散热机构的配合，该设备能够较为精确地调节反应液的温度，使得石墨烯的产率满足工业化生产的要求，促进了石墨烯产业的发展，与传统的加热机构相比，该加热机构的升温速度更快，噪音较低，与传统的散热机构相比，该散热机构的降温速度更快，从而使反应液的温度更快地达到适合反应的温度。

如图4所示，所述搅拌机构包括第三电机16和至少两个浆叶20，所述第三电机16设置在移动块3内，所述浆叶20周向均匀分布在第三电机16的输出轴的底端的外周，所述第三电机16与浆叶20传动连接；

第三电机16驱动浆叶20转动，对反应池17内的反应液进行混合。

所述加热机构包括第一水泵22和升温管24，所述第一水泵22固定在加热箱5内的顶部，所述第一水泵22的一端与导热管23连通，所述第一水泵22的另一端与升温管24的顶端连通，所述升温管24的底端与导热管23的底端连通，所述升温管24内设有第一阀门29和至少两个加热管25，所述加热管25均匀分布在导热管23内；

第一阀门29打开，第二阀门30关闭，加热管25加热升温管24内液体，第一水泵22将升温管24内的液体压入导热管23中，实现对反应池17内反应液的加热。

如图5所示，所述散热机构包括第二水泵26、散热管27、气泵31、出气管32和喷头33，所述第二水泵26和气泵31分别设置在散热箱4内的底部的两侧，所述第二水泵26的一端与导热管23连通，所述第二水泵26的另一端与散热管27的底端连通，所述散热管27的顶端与导热管23连通，所述气泵31的一端与外壳1的外部连通，所述气泵31的另一端与出气管32的底端连通，所述出气管32的顶端与喷头33连通，所述散热管27的顶端内设有第二阀门30。

第一阀门29关闭，第二阀门30打开，气泵31通过出气管32和喷头33将冷空气喷至散热管27上，使散热管27内的液体降温，第二水泵26将散热管27内的液体压入导热管23中，实现对反应池17内反应液的降温。

作为优选，为了提高搅拌效果，所述浆叶20上设有至少两个通孔21。浆叶20上设有至少两个通孔21，可以使浆叶20两侧的混合液体发生对流，从而提高了搅拌效果。

作为优选，为了精准控制第一阀门29和第二阀门30通断，所述第一阀门29和第二阀门30均为电通阀。

作为优选，为了提高加热效果，所述加热管25为红外线加热管。

作为优选，为了增强散热效率，所述喷头33为空气分布器。喷头33为空气分布器，可以增大空气的喷出范围，从而增加散热面积，增强了散热效率。

作为优选，为了提高散热效果，所述散热管27上设有至少两个散热板28，所述散热板28均匀分布在散热管27上。散热管27上设有至少两个散热板28，增加了散热面积，从而增强了散热效率。

如图2所示，所述升降机构包括第一电机8、半齿轮9、连接块10和两个齿条7，两个齿条7分别固定在开口6的两侧的内壁，所述半齿轮9设置在两个齿条7之间，所述半齿轮9与两个齿条7啮合，所述第一电机8与半齿轮9传动连接，所述第一电机8与连接块10的顶端固定连接，所述连接块10的底端与移动块3固定连接。第一电机8驱动半齿轮9转动，由于两个齿条7固定在升降块2内，使得第一电机8上下移动，通过移动块3带动搅拌机构升降。

如图3所示，所述平移机构包括第二电机11、驱动轮12、驱动杆13、限位套14和传动杆15，所述第二电机11固定在移动块3内的远离第三电机16的一侧，所述第二电机11与驱动轮12传动连接，所述驱动杆13的一端与驱动轮12铰接，所述驱动杆13的另一端与传动杆15的一端铰接，所述传动杆15的另一端与第三电机16固定连接，所述限位套14固定在移动块3的内壁上，所述传动杆15穿过限位套14。第二电机11驱动驱动轮12转动，通过驱动杆13带动传动杆15往复运动，从而实现搅拌机构的移动。

作为优选，为了使传动杆15保持水平，所述限位套14的数量为两个。限位套14的数量为两个可以避免传动杆15摆动，从而保持传动杆15水平。

作为优选，为了延长第一电机8、第二电机11和第三电机16的使用寿命，所述第一电机8、第二电机11和第三电机16均为伺服电机。

该具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备的工作原理：首先升降机构和平移机构实现搅拌机构的升降和移动，接着搅拌机构工作，第三电机16驱动浆叶20转动，对反应池17内的反应液进行混合，使得搅拌效率更高、搅拌效果更好，另外通过加热机构和散热机构的配合，该设备能够较为精确地调节反应液的温度，提高石墨烯的生产效率。

与现有技术相比，该具有搅拌和调节温度功能的石墨烯生产设备，通过搅拌机构，能够有效的对石墨和浓硫酸的混合液体进行搅拌混合，使得石墨烯的产量增加，增加产率，降低了石墨烯的生产成本，以传统的搅拌机构相比，该搅拌机构通过升降机构和平移机构实现升降和移动，使得搅拌效率更高、搅拌效果更好，不仅如此，通过加热机构和散热机构的配合，该设备能够较为精确地调节反应液的温度，使得石墨烯的产率满足工业化生产的要求，促进了石墨烯产业的发展，与传统的加热机构相比，该加热机构的升温速度更快，噪音较低，与传统的散热机构相比，该散热机构的降温速度更快，从而使反应液的温度更快地达到适合反应的温度。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。