本實用新型涉及化工領(lǐng)域,特別涉及一種高固含量石墨烯漿料自動化預(yù)混系統(tǒng)。
背景技術(shù):
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的平面薄膜,只有一個碳原子厚度的二維材料。石墨烯目前是世上最薄卻也是最堅硬的納米材料,幾乎完全透明,只吸收2.3%的光;導(dǎo)熱系數(shù)高達(dá)5300W/m,高于碳納米管和金剛石,常溫下其電子遷移率超過15000cm2/Vs,又比納米碳管或硅晶體高,而電阻率只約10-8Ω/m,比銅或銀更低,為世上電阻率最小的材料石墨烯材料是一種二維材料,其優(yōu)異的物理和結(jié)構(gòu)特性使其在電子、傳感和光電 器件等多領(lǐng)域表現(xiàn)出非凡的應(yīng)用潛力?,F(xiàn)有的石墨烯材料大多采用氧化還原法制備。氧化 還原法制備石墨烯材料具有操作簡單,產(chǎn)物可加工性好等優(yōu)點,但是產(chǎn)品的性能穩(wěn)定性差。
現(xiàn)有的石墨烯分散設(shè)備一般包括以下兩種:
(1)超聲波分散設(shè)備:非常適合實驗室規(guī)模、低粘度介質(zhì)分散石墨烯,用于中、高粘度介質(zhì)時會受到限制。
(2)研磨分散設(shè)備:適合大規(guī)模地分散石墨烯,中粘度介質(zhì)分散石墨烯。
因此,到目前為止還沒有一個適合高粘度高固含量石墨烯漿料的分散設(shè)備。
申請?zhí)?01320763674.8公開了一種多層石墨烯漿料的雙聯(lián)加藥攪拌設(shè)備,所述多層石墨烯漿料的雙聯(lián)加藥攪拌設(shè)備專用于加藥、攪拌研磨漿料等,它主要 包括:雙聯(lián)攪拌桶、擾流裝置、攪拌裝置、輸送泵、輸送管道、支架及控制系統(tǒng)等。該設(shè)備不適于高粘度高固含量石墨烯漿料。
申請?zhí)?01520858922.6公開了一種工業(yè)用石墨烯漿料的攪拌裝置,環(huán)形反應(yīng)釜設(shè)置為雙層環(huán)形結(jié)構(gòu),內(nèi)層環(huán)形反應(yīng)釜的內(nèi)倉壁上設(shè)置有環(huán)形保溫腔,環(huán)形反應(yīng)釜的四周設(shè)置進(jìn)料口,進(jìn)料口上間隔設(shè)置有溫度傳感器和數(shù)個”W”形結(jié)構(gòu)下料腔,”W”形結(jié)構(gòu)下料腔底部的兩根匯合管道下端設(shè)置有環(huán)形旋轉(zhuǎn)盤,環(huán)形旋轉(zhuǎn)盤的內(nèi)壁上設(shè)置有螺旋形攪拌槳,環(huán)形旋轉(zhuǎn)盤下端連接錐體結(jié)構(gòu)的下料口,環(huán)形旋轉(zhuǎn)盤的外側(cè)壁設(shè)置有從動齒輪,從動齒輪和主動齒輪連接,主動齒輪通過電機(jī)控制,充分利用了反應(yīng)釜的空間。但是,該裝置對于高粘度石墨烯的分散效果還是不理想。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
針對上述技術(shù)問題,本實用新型提出一種高固含量石墨烯漿料自動化預(yù)混系統(tǒng),解決現(xiàn)有高粘度高固含量石墨烯漿料分散成本高、漿料不均勻、固含量低,分散效率高的問題。
為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的,本實用新型采用的具體技術(shù)方案如下:
一種高固含量石墨烯漿料自動化預(yù)混系統(tǒng),包括:料倉、溶劑箱、濕球磨機(jī)、制漿攪拌池、漿料儲罐、控制模塊以及超聲波分散裝置,所述料倉的出料口與所述濕球磨機(jī)的入料口之間通過定量給料機(jī)構(gòu)相連接,所述溶劑箱與所述濕球磨機(jī)的入口之間通過進(jìn)液管相連接,所述進(jìn)液管上設(shè)置有比例調(diào)節(jié)閥以及電磁流量計,所述濕球磨機(jī)的出料口與所述制漿攪拌池的入料口相連通,所述制漿攪拌池的出料口與所述漿料儲罐相連通;
所述定量給料機(jī)構(gòu)包括送料皮帶、設(shè)置于所述送料皮帶上的稱重傳感器、驅(qū)動所述送料皮帶傳送的變頻電機(jī),所述比例調(diào)節(jié)閥、電磁流量計、稱重傳感器以及變頻電機(jī)均與所述控制模塊相連接;所述料倉的出料口以及所述濕球磨機(jī)的入料口均設(shè)置有防堵機(jī)構(gòu),防堵機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于所述料倉的出料口以及所述濕球磨機(jī)的入料口的監(jiān)控器以及空氣炮,所述監(jiān)控器與所述空氣炮均與所述控制器相連接;所述漿料儲罐的出料口與超聲波分散裝置的進(jìn)料口相連接。
所述制漿攪拌池以及所述漿料儲罐內(nèi)均設(shè)置有檢測漿料稠度的傳感器。
所述超聲波分散裝置包括:超聲發(fā)生機(jī)構(gòu)、分散室和攪拌機(jī)構(gòu);所述超聲發(fā)生機(jī)構(gòu)的超聲波振板與所述分散室的外表面相接觸;所述分散室包括外殼和內(nèi)室,所述內(nèi)室形成有分散腔,所述攪拌機(jī)構(gòu)的攪拌桿延伸入所述分散腔內(nèi);還包括第一溫度傳感器、控制模塊及調(diào)溫管;所述第一溫度傳感器設(shè)置于所述分散腔內(nèi);所述調(diào)溫管設(shè)置于所述內(nèi)室外圍,調(diào)溫管上設(shè)有調(diào)溫管進(jìn)水口和調(diào)溫管出水口,所述調(diào)溫管進(jìn)水口依次通過管道、水泵、儲水箱與自來水龍頭相連,自來水龍頭上設(shè)有第一電磁閥,儲水箱內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器、加熱裝置,所述調(diào)溫管出水口上設(shè)有第二電磁閥;所述超聲發(fā)生機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)的攪拌電機(jī)、水泵、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一電磁閥、第二電磁閥及加熱裝置均與控制模塊控制連接。
所述外殼與所述內(nèi)室之間形成有用于容納用于超聲波傳導(dǎo)液體介質(zhì)的介質(zhì)區(qū)域。
所述超聲波分散裝置的外部設(shè)有消音隔層。
本實用新型的有益效果是:
與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下效果:首先,本方法采用球磨方式進(jìn)行預(yù)分散,可將石墨烯粉體與溶劑、分散劑混合均勻,再通過超聲波分散裝置對漿料進(jìn)行進(jìn)一步的分散,整個過程實現(xiàn)完全自動化,可以高效、穩(wěn)定地分散得到石墨烯。
另外,通過電磁流量計以及比例調(diào)節(jié)閥對溶劑量進(jìn)行控制,通過稱重傳感器以及送料皮帶的變頻電機(jī)對石墨烯粉料進(jìn)行定量控制,從而實現(xiàn)對石墨烯料漿混合程度的有效控制,節(jié)約了人工成本,減少了原料的浪費。
附圖說明
圖1為本實用新型高固含量石墨烯漿料自動化預(yù)混系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
其中,1.料倉;2.溶劑箱;3.濕球磨機(jī);4.制漿攪拌池;5.超聲波分散裝置; 6.控制模塊;7.比例調(diào)節(jié)閥;8.電磁流量計;9.送料皮帶;10.漿料儲罐;11.監(jiān)控器;12.空氣炮;
圖2為本實用新型超聲波分散裝置結(jié)構(gòu)示意圖;
其中,51.超聲波振板;5231.進(jìn)口;5232.出口;52.分散室;521.外殼;522. 介質(zhì)區(qū)域;523.內(nèi)室;53.攪拌機(jī)構(gòu);54.溫度傳感器;55.進(jìn)料管;56.調(diào)溫管;57.儲水箱;561.調(diào)溫管進(jìn)水口;562.調(diào)溫管出水口。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本實用新型的實施例作詳細(xì)說明,本實施例以本實用新型技術(shù)方案為前提,給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程,但本實用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。
實施例一
請參閱圖1,圖1是本實用新型的一種高固含量石墨烯漿料自動化預(yù)混系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
如圖1所示,一種高固含量石墨烯漿料自動化預(yù)混系統(tǒng),其特征是:包括:料倉、溶劑箱、濕球磨機(jī)、制漿攪拌池、漿料儲罐、控制模塊以及超聲波分散裝置,所述料倉的出料口與所述濕球磨機(jī)的入料口之間通過定量給料機(jī)構(gòu)相連接,所述溶劑箱與所述濕球磨機(jī)的入口之間通過進(jìn)液管相連接,所述進(jìn)液管上設(shè)置有比例調(diào)節(jié)閥以及電磁流量計,所述濕球磨機(jī)的出料口與所述制漿攪拌池的入料口相連通,所述制漿攪拌池的出料口與所述漿料儲罐相連通;
所述定量給料機(jī)構(gòu)包括送料皮帶、設(shè)置于所述送料皮帶上的稱重傳感器、驅(qū)動所述送料皮帶傳送的變頻電機(jī),所述比例調(diào)節(jié)閥、電磁流量計、稱重傳感器以及變頻電機(jī)均與所述控制模塊相連接;所述料倉的出料口以及所述濕球磨機(jī)的入料口均設(shè)置有防堵機(jī)構(gòu),防堵機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于所述料倉的出料口以及所述濕球磨機(jī)的入料口的監(jiān)控器以及空氣炮,所述監(jiān)控器與所述空氣炮均與所述控制器相連接;所述漿料儲罐的出料口與超聲波分散裝置的進(jìn)料口相連接。
作為本實用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn),所述制漿攪拌池以及所述漿料儲罐內(nèi)均設(shè)置有檢測漿料稠度的傳感器。
如圖2所示,作為本實用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn),所述超聲波分散裝置包括:超聲發(fā)生機(jī)構(gòu)、分散室和攪拌機(jī)構(gòu);所述超聲發(fā)生機(jī)構(gòu)的超聲波振板與所述分散室的外表面相接觸;所述分散室包括外殼和內(nèi)室,所述內(nèi)室形成有分散腔,所述攪拌機(jī)構(gòu)的攪拌桿延伸入所述分散腔內(nèi);還包括第一溫度傳感器、控制模塊及調(diào)溫管;所述第一溫度傳感器設(shè)置于所述分散腔內(nèi);所述調(diào)溫管設(shè)置于所述內(nèi)室外圍,調(diào)溫管上設(shè)有調(diào)溫管進(jìn)水口和調(diào)溫管出水口,所述調(diào)溫管進(jìn)水口依次通過管道、水泵、儲水箱與自來水龍頭相連,自來水龍頭上設(shè)有第一電磁閥,儲水箱內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器、加熱裝置,所述調(diào)溫管出水口上設(shè)有第二電磁閥;所述超聲發(fā)生機(jī)構(gòu)、攪拌機(jī)構(gòu)的攪拌電機(jī)、水泵、第一溫度傳感器、第二溫度傳感器、第一電磁閥、第二電磁閥及加熱裝置均與控制模塊控制連接。
作為本實用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn),所述外殼與所述內(nèi)室之間形成有用于容納用于超聲波傳導(dǎo)液體介質(zhì)的介質(zhì)區(qū)域。
作為本實用新型技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn),所述超聲波分散裝置的外部設(shè)有消音隔層。
上述生產(chǎn)裝置的使用過程如下:
通過電磁流量計以及比例調(diào)節(jié)閥對溶劑進(jìn)液量進(jìn)行控制,通過稱重傳感器以及送料皮帶的變頻電機(jī)對石墨烯粉料進(jìn)行定量控制,從而實現(xiàn)對石墨烯料漿稠度的有效控制,節(jié)約了人工成本,減少了原料的浪費,本系統(tǒng)在加氣生產(chǎn)線上使用后,在制備漿料的方面上節(jié)約了人工成本以及人工工 作量,只需配備兩個人即可實現(xiàn)漿料制備的完成,并能輕松完成工作,包括完成檢測漿料粘稠度,鏟物料至料倉,并協(xié)助配料工完成儲罐漿料的供給至配料,能夠全方面的知道設(shè)備的工作工況,并節(jié)約了使用物料,而且設(shè)置防堵機(jī)構(gòu),能夠有效防止料倉以及濕球磨機(jī)發(fā)生堵口現(xiàn)象;初步分散調(diào)節(jié)好后的石墨烯漿料進(jìn)入超聲波分散裝置進(jìn)行進(jìn)一步分散,所述超聲發(fā)生機(jī)構(gòu)的超聲波振板與所述分散室的外表面相接觸;所述分散室包括外殼和內(nèi)室,所述內(nèi)室形成有分散腔,所述攪拌機(jī)構(gòu)的攪拌桿延伸入所述分散腔內(nèi);所述第一溫度傳感器設(shè)置于所述分散腔內(nèi),用于對分散腔內(nèi)攪拌物料的溫度進(jìn)行實時檢測;所述調(diào)溫管設(shè)置于所述內(nèi)室外圍,調(diào)溫管上設(shè)有調(diào)溫管進(jìn)水口和調(diào)溫管出水口,所述調(diào)溫管進(jìn)水口依次通過管道及儲水箱與自來水龍頭相連,自來水龍頭上設(shè)有第一電磁閥,儲水箱內(nèi)設(shè)有第二溫度傳感器和加熱裝置,所述調(diào)溫管出水口上設(shè)有第二電磁閥;所述控制模塊內(nèi)預(yù)先設(shè)置有第一溫度閾值和第二溫度閾值,將所述第一溫度傳感器傳來的分散腔溫度與第一溫度閾值比較,若分散腔溫度超過第一溫度閾值,則啟動和水泵,使儲水箱內(nèi)的冷水進(jìn)入調(diào)溫管,給分散腔降溫,當(dāng)分散腔溫度低于第一溫度閾值時,開啟儲水腔內(nèi)加熱裝置,加熱裝置將儲水箱內(nèi)水溫加熱至第二溫度閾值區(qū)間時,控制模塊控制加熱裝置停止加熱,并同時開啟第二電磁閥和水泵,一邊通過第二電磁閥泄掉調(diào)溫管內(nèi)的冷水,一邊通過水泵向調(diào)溫管內(nèi)增加與第二溫度閾值相同水溫的水,從而使分散腔始終保持在一定的溫度范圍,分散效果更好。