CN109174300A - 一种石墨烯材料研磨加工设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨烯材料研磨加工设备，包括底架、底板以及外壳，所述底板固定于底架上，所述外壳安置于底板上；所述外壳外壁设有入料单元，外壳内部设有研磨单元；所述底架之间设有物料收取单元，所述底架上设有清洗单元；所述入料单元，其由入料机构以及流量控制机构共同组成；所述入料机构，其包括：收集罩、入料管道以及投料嘴;所述入料管道通过稳定架安置于外壳上方，所述收集罩固定于入料管道端口，所述投料嘴连接于入料管道下端，且投料嘴开口向下；所述研磨单元，其由上研磨机构以及下研磨结构共同组成。本发明的有益效果是，本案的主旨在于提供了一种具有清洗，并且在挤压物料的基础上，实现了真正的研磨设备。

Description

一种石墨烯材料研磨加工设备

技术领域

本发明涉及石墨烯材料加工领域，特别是一种石墨烯材料研磨加工设备。

背景技术

石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源、生物医学和药物传递等方面具有重要的应用前景，被认为是一种未来革命性的材料。英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，用微机械剥离法成功从石墨中分离出石墨烯，因此共同获得2010年诺贝尔物理学奖。

石墨烯常见的粉体生产的方法为机械剥离法、氧化还原法、SiC外延生长法，薄膜生产方法为化学气相沉积法(CVD)。2018年3月31日，中国首条全自动量产石墨烯有机太阳能光电子器件生产线在山东菏泽启动，该项目主要生产可在弱光下发电的石墨烯有机太阳能电池(下称石墨烯OPV)，破解了应用局限、对角度敏感、不易造型这三大太阳能发电难题。

目前的石墨烯在进行使用初期，需要对其进行研磨，而现有技术中常常利用研磨工作，其内部工作原理通常为挤压式研磨，这种研磨手段导致噪音较大，并且被挤压的石墨烯可能会进行聚集，从而形成片状，并且现有装置，在使用一段时间后，需要对装置本身进行清洗，而清洗则更加不方便，需要对整体装置进行拆卸，去掉外壳，非常的麻烦。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述问题，设计了一种石墨烯材料研磨加工设备。

实现上述目的本发明的技术方案为，一种石墨烯材料研磨加工设备，包括底架、底板以及外壳，所述底板固定于底架上，所述外壳安置于底板上；

所述外壳外壁设有入料单元，外壳内部设有研磨单元；所述底架之间设有物料收取单元，所述底架上设有清洗单元；

所述入料单元，其由入料机构以及流量控制机构共同组成；

所述入料机构，其包括：收集罩、入料管道以及投料嘴；

所述入料管道通过稳定架安置于外壳上方，所述收集罩固定于入料管道端口，所述投料嘴连接于入料管道下端，且投料嘴开口向下；

所述研磨单元，其由上研磨机构以及下研磨结构共同组成；

所述上研磨机构，其包括：驱动电机、电机固定板、连接器以及上研磨盘；

所述上研磨盘表面开设有进料口，所述驱动电机通过电机固定板固定于外壳内部上方，所述连接器位于驱动电机的驱动端上，所述上研磨盘通过连接器固定于驱动电机的驱动端上，

所述下研磨结构，其包括：液压缸、一对辅助支撑杆、底盘以及下研磨盘，所述底盘外壁开设有走料口；

所述下研磨盘固定于底盘上方，所述液压缸固定于底板中心部位，所述一对辅助支撑杆位于底板与底盘之间，且与底盘底部连接部位为销轴连接，所述液压缸与下研磨盘底部进行铰接。

所述清洗单元，其包括：清洗箱、试剂箱、第一抽吸泵、第二抽吸泵、多通管道以及若干个结构相同的喷头；

所述清洗箱以及试剂箱均通过安置板安置于底架一侧上方，所述清洗箱与试剂箱之间连通有导管，所述第一抽吸泵连通在导管上，若干个所述喷头等角度配装在外壳内部，若干个所述喷头通过导管与多通管道连通，所述多通管道的主管道通过第二抽吸泵与清洗箱连通。

所述流量控制机构，其包括：挡板、电动推杆以及安装架；

所述入料管道相对壁面开设有倾斜向下的滑槽，所述挡板配装于滑槽内，所述电动推杆通过安装架安置于入料管道外壁，且与挡板的外壁进行连接。

进一步地，所述试剂箱端面具有试剂注入口，且上述试剂注入口内嵌装密封塞；该密封塞用于堵塞试剂注入口。

所述物料收取单元，由电控滑动机构以及收集结构共同组成的；

所述电动滑轨机构，其包括：电动直线模组平移台、一对结构相同的辅助滑轨以及移动基板构成的；

所述电动直线模组平移台安置于底架底部，一对所述辅助滑轨安置于电动直线模组平移台左右两端，所述移动基板固定于电动直线模组平移台的移动端，且其两端配装于一对所述辅助滑轨上，且可在一对所述辅助滑轨上进行移动。

进一步地，所述底盘边沿处向上延伸，且具有四十五的弧度。

所述物料收集机构，还包括：固定架以及收集箱；

所述收集箱通过固定架固定于移动基板上；

所述底板上设有通孔以及若干个排水孔，该通孔内嵌装收取罩，该收取罩穿过通孔，且其底端伸出底板。

所述驱动电机电性连接有电机驱动器；该电机驱动器用于对驱动电机进行控制。

进一步地，所述底架之间设有加强筋；该加强筋用于增加底架的稳定性。

利用本发明的技术方案制作的石墨烯材料研磨加工设备，本案的主旨在于提供了一种具有清洗，并且在挤压物料的基础上，实现了真正的研磨设备，本设备，首先对物料进行挤压撞击式破碎，其后利用上磨盘与下磨盘实现研磨的功能，并且本设备自配清洗装置，无需对装置进行拆卸，装置自行进行清洗。

附图说明

图1是本发明所述石墨烯材料研磨加工设备的结构示意图；

图2是本发明所述石墨烯材料研磨加工设备的俯视结构示意图；

图3是本发明所述流量控制机构的结构示意图；

图4是本发明所述物料收取单元的结构示意图；

图5是图1的局部放大的结构示意图；

图6是本发明所述底盘的结构示意图;

图中，1、底架；2、底板；3、外壳；4、收集罩；5、入料管道；6、投料嘴；7、稳定架；8、驱动电机；9、电机固定板；10、连接器；11、上研磨盘；12、进料口；13、液压缸；14、支撑杆；15、底盘；16、下研磨盘；17、走料口；18、清洗箱；19、试剂箱；20、第一抽吸泵；21、第二抽吸泵；22、多通管道；23、喷头；24、挡板；25、电动推杆；26、安装架；27、密封塞；28、电动直线模组平移台；29、辅助滑轨；30、移动基板；31、固定架；32、收集箱；33、收取罩；34、电机驱动器；35、加强筋。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行具体描述，如图1-6所示，一种石墨烯材料研磨加工设备，包括底架1、底板2以及外壳3，所述底板2固定于底架1上，所述外壳3安置于底板2上；所述外壳3外壁设有入料单元，外壳3内部设有研磨单元；所述底架1之间设有物料收取单元，所述底架1上设有清洗单元；所述入料单元，其由入料机构以及流量控制机构共同组成；所述入料机构，其包括：收集罩4、入料管道5以及投料嘴6；所述入料管道5通过稳定架7安置于外壳3上方，所述收集罩4固定于入料管道5端口，所述投料嘴6连接于入料管道5下端，且投料嘴6开口向下；所述研磨单元，其由上研磨机构以及下研磨结构共同组成；所述上研磨机构，其包括：驱动电机8、电机固定板9、连接器10以及上研磨盘11；所述上研磨盘11表面开设有进料口12，所述驱动电机8通过电机固定板9固定于外壳3内部上方，所述连接器10位于驱动电机8的驱动端上，所述上研磨盘11通过连接器10固定于驱动电机8的驱动端上，所述下研磨结构，其包括：液压缸13、一对辅助支撑杆14、底盘15以及下研磨盘16，所述底盘15外壁开设有走料口17；所述下研磨盘16固定于底盘15上方，所述液压缸13固定于底板2中心部位，所述一对辅助支撑杆14位于底板2与底盘15之间，且与底盘15底部连接部位为销轴连接，所述液压缸13与下研磨盘16底部进行铰接；所述清洗单元，其包括：清洗箱18、试剂箱19、第一抽吸泵20、第二抽吸泵21、多通管道22以及若干个结构相同的喷头23；所述清洗箱18以及试剂箱19均通过安置板安置于底架1一侧上方，，所述清洗箱18与试剂箱19之间连通有导管，所述第一抽吸泵20连通在导管上，若干个所述喷头23等角度配装在外壳3内部，若干个所述喷头23通过导管与多通管道22连通，所述多通管道22的主管道通过第二抽吸泵21与清洗箱18连通；所述流量控制机构，其包括：挡板24、电动推杆25以及安装架26；所述入料管道5相对壁面开设有倾斜向下的滑槽，所述挡板24配装于滑槽内，所述电动推杆25通过安装架26安置于入料管道5外壁，且与挡板24的外壁进行连接；所述试剂箱19端面具有试剂注入口，且上述试剂注入口内嵌装密封塞27；该密封塞27用于堵塞试剂注入口；所述物料收取单元，由电控滑动机构以及收集结构共同组成的；所述电动滑轨机构，其包括：电动直线模组平移台28、一对结构相同的辅助滑轨29以及移动基板30构成的；所述电动直线模组平移台28安置于底架1底部，一对所述辅助滑轨29安置于电动直线模组平移台28左右两端，所述移动基板30固定于电动直线模组平移台28的移动端，且其两端配装于一对所述辅助滑轨29上，且可在一对所述辅助滑轨29上进行移动；所述底盘15边沿处向上延伸，且具有四十五的弧度；所述物料收集机构，还包括：固定架31以及收集箱32；所述收集箱32通过固定架31固定于移动基板30上；所述底板2上设有通孔以及若干个排水孔，该通孔内嵌装收取罩33，该收取罩33穿过通孔，且其底端伸出底板2；所述驱动电机8电性连接有电机驱动器34；该电机驱动器34用于对驱动电机8进行控制；所述底架1之间设有加强筋35；该加强筋35用于增加底架1的稳定性。

收集箱32包括上层架和下层箱，上层架为一框架，该框架内部连接有过滤网，上层架下方卡接在下层箱上方，通过上层架过滤收集的石墨烯材料，研磨后仍体积过大的石墨烯材料可进行再次研磨。

本实施方案的特点为，包括底架、底板以及外壳，底板固定于底架上，外壳安置于底板上；外壳外壁设有入料单元，外壳内部设有研磨单元；底架之间设有物料收取单元，底架上设有清洗单元；入料单元，其由入料机构以及流量控制机构共同组成；入料机构，其包括：收集罩、入料管道以及投料嘴；入料管道通过稳定架安置于外壳上方，收集罩固定于入料管道端口，投料嘴连接于入料管道下端，且投料嘴开口向下；研磨单元，其由上研磨机构以及下研磨结构共同组成；上研磨机构，其包括：驱动电机、电机固定板、连接器以及上研磨盘；上研磨盘表面开设有进料口，驱动电机通过电机固定板固定于收集罩上，连接器位于驱动电机的驱动端上，上研磨盘固定于驱动电机的驱动端上，下研磨结构，其包括：液压缸、一对辅助支撑杆、底盘以及下研磨盘，底盘外壁开设有走料口；液压缸固定于底板中心部位，一对辅助支撑杆位于底板与下研磨盘之间，且与下研磨盘底部连接部位为销轴连接，液压缸与下研磨盘底部进行较接，本案的主旨在于提供了一种具有清洗，并且在挤压物料的基础上，实现了真正的研磨设备，本设备，首先对物料进行挤压撞击式破碎，其后利用上磨盘与下磨盘实现研磨的功能，并且本设备自配清洗装置，无需对装置进行拆卸，装置自行进行清洗。

下列为本案中所提及部分零部件的具体结构以及作用：

底架1：其为一种架体，用于对整体结构进行安装；

底板2：其为一种板材，用于对整体结构进行承载；

投料嘴6：其为一种管道，且底部开口进行了适当收缩，使得底部开口的直径小于管道的最大直径；

多通管道22：为具有多个接口的管道结构；用于连接多个喷头所引出的导管。

辅助支撑杆14：一种具有伸缩功能的，由不同直径的多根杆组成的伸缩支撑结构；

通过本领域人员，将本案中所有电气件与其适配的电源通过导线进行连接，并且应该根据实际情况，选择合适的控制器，以满足控制需求，具体连接以及控制顺序，应参考下述工作原理中，各电气件之间先后工作顺序完成电性连接，其详细连接手段，为本领域公知技术，下述主要介绍工作原理以及过程，不在对电气控制做说明。

下列为本案中的电气件采用的种类以及作用：

驱动电机8：采用S安川品牌的，型号为GMCS-02BDC11系列的，直接驱动式电机的简称。主要指电机在驱动负载时，不需经过传动装置如传动皮带等。

电动推杆25：采用TOMUU的，型号为U10系列的伸缩电机，其又名直线驱动器或电动推杆，主要是由电机推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构，可以认为是旋转电机在结构方面的一种延伸。

电动直线模组平移台28：采用品牌为江云光电的型号为Y110TA50-500-CP的电动直线模组平移台，其作用为：电动式对其上的滑体使其自行进行移动。

电机驱动器：采用科尔摩根伺服驱动器的S700系列驱动器，驱动器又称为“伺服控制器”、“伺服放大器”，是用来控制伺服电机的一种控制器，其作用类似于变频器作用于普通交流马达，属于伺服系统的一部分，主要应用于高精度的定位系统。一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位，目前是传动技术的高端产品。

工作原理：首先人工通过收集罩4连通的入料管道5使得石墨烯进入，并且由电动推杆25推动挡板24打开后，石墨烯进入到投料嘴6内，通过投料嘴6投料；

投料嘴6位于上研磨盘11的进料口12上方，通过进料口12掉落于下研磨盘16上，控制底板2上的液压缸13推动下研磨盘16上升，下研磨盘16会与上研磨盘11进行靠近，从而实现了对石墨烯的挤压，完成初步挤压后，位于外壳3内壁上的驱动电机8工作，驱动电机8驱动上研磨盘11转动，上研磨盘11与下研磨盘16对石墨烯再次进行研磨，石墨烯粉末会随着上研磨盘11的转动产生离心力，从而进入到底盘15中，研磨一段时间后使底盘15呈倾斜状态，所以石墨烯会从走料口17流出，经过底部底板2上的收取罩33流入到收集箱32内，控制电动直线模组平移台28以及一对辅助滑轨29的配合，使得移动基板30移动，从而收集箱32被移动出；

在对装置进行清洗的时候，首先控制第一抽吸泵20工作，将试剂由导管抽入到清洗箱18中，第二抽吸泵21工作，将清洗液抽入到多通管道22中，多通管道22会将清洗液排放至每个喷头23内，清洗液对外壳的内部结构进行清洗，并且清洗液油底板2底部的多个排水孔以及收取罩33流出。

上述技术方案仅体现了本发明技术方案的优选技术方案，本技术领域的技术人员对其中某些部分所可能做出的一些变动均体现了本发明的原理，属于本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种石墨烯材料研磨加工设备，包括底架（1）、底板（2）以及外壳（3），其特征在于，所述底板（2）固定于底架（1）上，所述外壳（3）安置于底板（2）上；

所述外壳（3）外壁设有入料单元，外壳（3）内部设有研磨单元；所述底架（1）之间设有物料收取单元，所述底架（1）上设有清洗单元；

所述入料单元，其由入料机构以及流量控制机构共同组成；

所述入料机构，其包括：收集罩（4）、入料管道（5）以及投料嘴（6）；

所述入料管道（5）通过稳定架（7）安置于外壳（3）上方，所述收集罩（4）固定于入料管道（5）端口，所述投料嘴（6）连接于入料管道（5）下端，且投料嘴（6）开口向下；

所述研磨单元，其由上研磨机构以及下研磨结构共同组成；

所述上研磨机构，其包括：驱动电机（8）、电机固定板（9）、连接器（10）以及上研磨盘（11）；

所述上研磨盘（11）表面开设有进料口（12），所述驱动电机（8）通过电机固定板（9）固定于外壳（3）内部上方，所述连接器（10）位于驱动电机（8）的驱动端上，所述上研磨盘（11）通过连接器（10）固定于驱动电机（8）的驱动端上；

所述下研磨结构，其包括：液压缸（13）、一对辅助支撑杆（14）、底盘（15）以及下研磨盘（16），所述底盘（15）外壁开设有走料口（17）；

所述下研磨盘（16）固定于底盘（15）上方，所述液压缸（13）固定于底板（2）中心部位，所述一对辅助支撑杆（14）位于底板（2）与底盘（15）之间，且与底盘（15）底部连接部位为销轴连接，所述液压缸（13）与底盘（15）底部进行铰接。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料研磨加工设备，其特征在于，所述清洗单元，其包括：清洗箱（18）、试剂箱（19）、第一抽吸泵（20）、第二抽吸泵（21）、多通管道（22）以及若干个结构相同的喷头（23）；

所述清洗箱（18）以及试剂箱（19）均通过安置板安置于底架（1）一侧上方，所述清洗箱（18）与试剂箱（19）之间连通有导管，所述第一抽吸泵（20）连通在导管上，若干个所述喷头（23）等角度配装在外壳（3）内部，若干个所述喷头（23）通过导管与多通管道（22）连通，所述多通管道（22）的主管道通过第二抽吸泵（21）与清洗箱（18）连通。

3.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料研磨加工设备，其特征在于，所述流量控制机构，其包括：挡板（24）、电动推杆（25）以及安装架（26）；

所述入料管道（5）相对壁面开设有倾斜向下的滑槽，所述挡板（24）配装于滑槽内，所述电动推杆（25）通过安装架（26）安置于入料管道（5）外壁，且与挡板（24）的外壁进行连接。

4.根据权利要求2所述的一种石墨烯材料研磨加工设备，其特征在于，所述试剂箱（19）端面具有试剂注入口，且上述试剂注入口内嵌装密封塞（27）；该密封塞（27）用于堵塞试剂注入口。

5.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料研磨加工设备，其特征在于，所述物料收取单元，由电控滑动机构以及收集结构共同组成的；

所述电动滑轨机构，其包括：电动直线模组平移台（28）、一对结构相同的辅助滑轨（29）以及移动基板（30）构成的；

所述电动直线模组平移台（28）安置于底架（1）底部，一对所述辅助滑轨（29）安置于电动直线模组平移台（28）左右两端，所述移动基板（30）固定于电动直线模组平移台（28）的移动端，且其两端配装于一对所述辅助滑轨（29）上，且可在一对所述辅助滑轨（29）上进行移动。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料研磨加工设备，其特征在于，所述底盘（15）边沿处向上延伸，且具有四十五的弧度。

7.根据权利要求5所述的一种石墨烯材料研磨加工设备，其特征在于，所述物料收集机构，还包括：固定架（31）以及收集箱（32）；

所述收集箱（32）通过固定架（31）固定于移动基板（30）上；

所述底板（2）上设有通孔以及若干个排水孔，该通孔内嵌装收取罩（33），该收取罩（33）穿过通孔，且其底端伸出底板（2）。

8.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料研磨加工设备，其特征在于，所述驱动电机（8）电性连接有电机驱动器（34）；该电机驱动器（34）用于对驱动电机（8）进行控制。

9.根据权利要求1所述的一种石墨烯材料研磨加工设备，其特征在于，所述底架（1）之间设有加强筋（35）；该加强筋（35）用于增加底架（1）的稳定性。