一種帶角度的石墨烯漿料攪拌裝置及其攪拌方法與流程
2023-05-28 17:07:41
本發明屬於石墨烯生產領域，涉及一種帶角度的石墨烯漿料攪拌裝置及其攪拌方法。
背景技術：
現有的應對高粘度高固含量石墨烯漿料分散的設備組合在製備石墨烯漿料時，將石墨烯粉體投入溶劑中，由於石墨烯粉體比表面積大，吸液性強，使石墨烯漿料基本不具備流動性，常規的攪拌及高速剪切方式很難將其混合均勻，致使漿料固含量不具備一致性。為了保證石墨烯漿料分散均勻，一般只能降低漿料固含量保證其流動性，這樣大大增加了使用方的溶劑成本及乾燥能耗。
現有技術中，生產高粘度漿料的設備包括攪拌釜與砂磨機。其生產工藝包括以下步驟：
1、配料。按工藝要求稱取一定比例的粉末原料和溶劑，將稱好的原料倒入攪拌釜內。
2、預混。將攪拌釜的攪拌電機打開，使粉末原料充分溶解於溶劑中。預混結束時觀察溶液狀況，溶液表面無明顯塊狀物即為溶解完全。
3、分散。攪拌釜的出料口接上砂磨機的隔膜泵，砂磨機的出料口與攪拌釜的進料口相接。溶液通過砂磨機的隔膜泵抽入砂磨機進行砂磨分散，循環砂磨多次即可得到漿料。
而且常規高速剪切方式的分散效率低下，分散效果不好。具有以下缺點：1.酸洗氧化石墨烯，高比表石墨烯粉體分散難度大，常規攪拌、高速剪切方式無法在石墨烯粉體投入溶劑中後進行有效分散混合，漿料不均勻。2.高比表石墨烯漿料無法將固含量做高。3.石墨烯漿料分散效率低下。
中國專利，申請號為201420445230.4，公開了一種緩存桶的高粘度漿料製備系統，其特徵是：包括緩存桶、砂磨機與攪拌釜，所述砂磨機的隔膜泵的進料端安裝有三通閥門，所述三通閥門的兩個進料埠分別與所述緩存桶的出料口及所述攪拌釜的出料口相連通，所述緩存桶的進料口與所述砂磨機的出料口相連通。缺點是：其中的攪拌釜結構非常簡單，攪拌釜的桶身為圓柱形，漿料容易黏在桶壁，造成損耗；攪拌釜內設置有攪拌槳葉，容易造成漿料黏在槳葉上，降低生產效率；攪拌釜內壁為不鏽鋼材質，也容易造成漿料黏在上面，不容易流動。
中國專利，申請號 201520623513.8，公開了一種應對高粘度高固含量石墨烯漿料分散的設備組合，其特徵是：包括球磨機、第一中轉釜、砂磨機和第二中轉釜，所述球磨機的出料口通過第一管道連接所述第一中轉釜的進料口，所述第一中轉釜的出料口通過第二管道連接所述砂磨機的進料口，所述砂磨機的出料口通過第三管道與所述第二中轉釜的進料口連接，所述第二中轉釜的出料口通過第四管道連接所述球磨機的進料口。由於現有的攪拌釜的攪拌效果不好，導致後續的分散工序中需要多次球磨和砂磨，浪費能源，生產效率也低。
技術實現要素：
本發明需要解決的問題是針對上述現有技術的不足，而提供一種帶角度的石墨烯漿料攪拌裝置及其攪拌方法。
為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是：
一種帶角度的石墨烯漿料攪拌裝置，包括攪拌倉、驅動組件和攪拌組件，攪拌組件安裝於攪拌倉內，驅動組件為攪拌組件提供動力，攪拌倉為分體設置的，包括上半圓，環形腰圈和下半圓，環形腰圈活動連接於上半圓和下半圓之間，共同組成圓球形，驅動組件包括電機Ⅰ和電機Ⅱ，攪拌組件包括攪拌軸Ⅰ、攪拌軸Ⅱ和攪拌葉，攪拌軸Ⅰ活動連接於環形腰圈的直徑軸上，攪拌軸Ⅰ的一端與電機Ⅰ的動力輸出軸連接，電機Ⅰ與環形腰圈固聯，攪拌軸Ⅱ的一端垂直連接於攪拌軸Ⅰ的中點處，攪拌軸Ⅱ與攪拌軸Ⅰ之間通過軸承活動連接，軸承套接於攪拌軸Ⅰ上，攪拌軸Ⅱ的另一端與上半圓活動連接，且上半圓上設有電機Ⅱ，電機Ⅱ的動力輸出軸與攪拌軸Ⅱ的另一端連接，攪拌軸Ⅰ上以攪拌軸Ⅱ為軸對稱設有梳齒狀的攪拌葉，攪拌葉的自由端的形狀與下半圓的弧度相適配，攪拌葉所在的平面與攪拌軸Ⅰ和攪拌軸Ⅱ所在的平面呈夾角，攪拌倉的上半圓上設有用於儲存粉體原料的存儲罐和至少設有1個粉末噴嘴，存儲罐與粉末噴嘴通過管道連接。
上半圓上設有溶劑投料口，下半圓的最下方設有出料口。
攪拌倉內壁和攪拌組件上均塗有防粘塗層。
防粘塗層為特氟龍材料。
上半圓上設有觀察窗。
攪拌葉所在的平面與攪拌軸Ⅰ和攪拌軸Ⅱ所在的平面的夾角為30-60度。
帶角度的石墨烯漿料攪拌裝置的攪拌方法，包括以下步驟：
步驟一、配好粉體原料和溶劑，將粉體原料放入存儲罐，溶劑投入攪拌倉內；
步驟二、通過粉末噴嘴將粉體原料投入攪拌倉內；
步驟三、電機Ⅱ啟動，電機Ⅱ驅動攪拌軸Ⅱ轉動，攪拌軸Ⅱ帶動攪拌軸Ⅰ水平旋轉，環形腰圈跟著攪拌軸Ⅰ水平旋轉而旋轉，攪拌葉在攪拌軸Ⅰ水平旋轉作用下沿縱向面旋轉攪拌；
步驟四、電機Ⅰ啟動，電機Ⅰ驅動攪拌軸Ⅰ旋轉，攪拌軸Ⅰ帶動攪拌葉以其縱軸為轉軸360度旋轉攪拌；
步驟五、重複步驟二至步驟四直至粉體原料與溶劑攪拌和混合均勻；
步驟六、出料。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
（1）攪拌軸Ⅰ與攪拌軸Ⅱ垂直設置，攪拌軸Ⅰ由電機Ⅰ驅動，攪拌軸Ⅱ由電機Ⅱ驅動，攪拌葉設於攪拌軸Ⅰ上，電機Ⅰ與環形腰圈固聯，攪拌軸Ⅱ轉動時，攪拌葉在縱向面上旋轉，攪拌軸Ⅰ轉動時，攪拌葉以攪拌軸Ⅰ的縱軸為轉軸360度旋轉攪拌，攪拌方向更全面，攪拌更加徹底，利於粉體原料和溶劑混合均勻。
（2）利用存儲罐與粉末噴嘴分次添加粉體原料，利於粉體原料和溶劑混合均勻。
（3）攪拌倉為分體設置的，包括上半圓，環形腰圈和下半圓，環形腰圈活動連接於上半圓和下半圓之間，在攪拌軸Ⅱ轉動時，攪拌軸Ⅰ和環形腰圈一起跟著旋轉，結構創新。
（4）攪拌葉所在的平面與攪拌軸Ⅰ和攪拌軸Ⅱ所在的平面的呈夾角，夾角為30-60度，減小了攪拌葉翻轉時的阻力，利於攪拌。
附圖說明
圖1是本發明的帶角度的石墨烯漿料攪拌裝置的結構示意圖；
其中，1-上半圓，2-環形腰圈，3-下半圓，4-電機Ⅰ，5-電機Ⅱ，6-攪拌軸Ⅰ，7-攪拌軸Ⅱ，8-攪拌葉，9-存儲罐，10-粉末噴嘴。
具體實施方式
現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。
如圖1所示，一種帶角度的石墨烯漿料攪拌裝置，包括攪拌倉、驅動組件和攪拌組件，攪拌組件安裝於攪拌倉內，驅動組件為攪拌組件提供動力，攪拌倉為分體設置的，包括上半圓，環形腰圈和下半圓，環形腰圈活動連接於上半圓和下半圓之間，共同組成圓球形，驅動組件包括電機Ⅰ和電機Ⅱ，攪拌組件包括攪拌軸Ⅰ、攪拌軸Ⅱ和攪拌葉，攪拌軸Ⅰ活動連接於環形腰圈的直徑軸上，攪拌軸Ⅰ的一端與電機Ⅰ的動力輸出軸連接，電機Ⅰ與環形腰圈固聯，攪拌軸Ⅱ的一端垂直連接於攪拌軸Ⅰ的中點處，攪拌軸Ⅱ與攪拌軸Ⅰ之間通過軸承活動連接，軸承套接於攪拌軸Ⅰ上，攪拌軸Ⅱ的另一端與上半圓活動連接，且上半圓上設有電機Ⅱ，電機Ⅱ的動力輸出軸與攪拌軸Ⅱ的另一端連接，攪拌軸Ⅰ上以攪拌軸Ⅱ為軸對稱設有梳齒狀的攪拌葉，攪拌葉的自由端的形狀與下半圓的弧度相適配，攪拌葉所在的平面與攪拌軸Ⅰ和攪拌軸Ⅱ所在的平面呈夾角，攪拌倉的上半圓上設有用於儲存粉體原料的存儲罐和至少設有1個粉末噴嘴，存儲罐與粉末噴嘴通過管道連接。
上半圓上設有溶劑投料口，下半圓的最下方設有出料口。
攪拌倉內壁和攪拌組件上均塗有防粘塗層。
防粘塗層為特氟龍材料。
上半圓上設有觀察窗。
攪拌葉所在的平面與攪拌軸Ⅰ和攪拌軸Ⅱ所在的平面的夾角為30-60度。
帶角度的石墨烯漿料攪拌裝置的攪拌方法，包括以下步驟：
步驟一、配好粉體原料和溶劑，將粉體原料放入存儲罐，溶劑投入攪拌倉內；
步驟二、通過粉末噴嘴將粉體原料投入攪拌倉內；
步驟三、電機Ⅱ啟動，電機Ⅱ驅動攪拌軸Ⅱ轉動，攪拌軸Ⅱ帶動攪拌軸Ⅰ水平旋轉，環形腰圈跟著攪拌軸Ⅰ水平旋轉而旋轉，攪拌葉在攪拌軸Ⅰ水平旋轉作用下沿縱向面旋轉攪拌；
步驟四、電機Ⅰ啟動，電機Ⅰ驅動攪拌軸Ⅰ旋轉，攪拌軸Ⅰ帶動攪拌葉以其縱軸為轉軸360度旋轉攪拌；
步驟五、重複步驟二至步驟四直至粉體原料與溶劑攪拌和混合均勻；
步驟六、出料。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
（1）攪拌軸Ⅰ與攪拌軸Ⅱ垂直設置，攪拌軸Ⅰ由電機Ⅰ驅動，攪拌軸Ⅱ由電機Ⅱ驅動，攪拌葉設於攪拌軸Ⅰ上，電機Ⅰ與環形腰圈固聯，攪拌軸Ⅱ轉動時，攪拌葉在縱向面上旋轉，攪拌軸Ⅰ轉動時，攪拌葉以攪拌軸Ⅰ的縱軸為轉軸360度旋轉攪拌，攪拌方向更全面，攪拌更加徹底，利於粉體原料和溶劑混合均勻。
（2）利用存儲罐與粉末噴嘴分次添加粉體原料，利於粉體原料和溶劑混合均勻。
（3）攪拌倉為分體設置的，包括上半圓，環形腰圈和下半圓，環形腰圈活動連接於上半圓和下半圓之間，在攪拌軸Ⅱ轉動時，攪拌軸Ⅰ和環形腰圈一起跟著旋轉，結構創新。
（4）攪拌葉所在的平面與攪拌軸Ⅰ和攪拌軸Ⅱ所在的平面的呈夾角，夾角為30-60度，減小了攪拌葉翻轉時的阻力，利於攪拌。
以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的範圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性範圍並不局限於說明書上的內容，必須要根據權利要求範圍來確定其技術性範圍。