微波連續石墨膨化裝置的製作方法

2023-05-15 15:45:51

專利名稱：微波連續石墨膨化裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種石墨膨化裝置，尤其涉及一種鱗片狀石墨經化學插 層法處理後，利用微波為熱源，對鱗片狀石墨進行連續膨化的微波連續石墨 膨化裝置。
背景技術：
國家知識產權局專利網站中能查到的有關石墨膨化爐的專利共四項，有 關微波連續加熱裝置的專利有兩項。
① 專利號為96242354.8的實用新型專利是一種石墨膨化爐爐膛。它包括 石墨圓筒，在其內外圓柱面及兩端面分別有一層隔斷大氣與石墨圓筒直接接 觸的隔離層，還可在石墨圓筒內圓柱面與內隔離層之間和石墨圓筒的外圓柱 面與外隔離層之間分別設置填充層。這種結構的爐膛溫度可達到160(TC，而 爐膛使用溫度一般為890 1000°C，即使熱電隅失靈或操作不慎，使爐溫升 高的情況下，亦無產生爐膛熔化的危險。
② 專利號為99206941. 6的實用新型專利是一種在石墨板材、石墨盤根生 產中對原料—石墨進行膨化的石墨膨化爐。該膨化爐為燃油石墨膨化爐，爐 體上安裝有燃燒室，燃燒室具有風口和噴油嘴，燃燒室可以使用輕質柴油或 煤油作為燃料。
(D專利號為01227739.8的實用新型專利高效節能石墨膨化爐，為煉焦爐 技術領域提供了一種石墨膨化爐，它主要特點是具有爐膛，爐膛下端設有雜 質分離器、燃氣裝置、進料裝置，爐膛兩端呈圓錐形，爐膛上端與氣固分離 器相連，進料裝置由風機與螺旋加料機構成。
④專利號為200420010719. 5的實用新型專利涉及一種高效節能石墨膨 化爐。該膨化爐包括爐體、供料部分、供氣部分和出料裝置，其主要特點是 爐體是由外筒體和爐膛構成，爐膛的上下部呈圓錐形，下部通過導氣管連接 供氣部分的儲氣瓶，供料部分設置在爐體下部一側，是由風機和旋轉送料機 構組成，旋轉送料機構的出料口與風機的進風口通過三通管連接，並通過輸 料管與爐膛的下部連通；爐體的上部與爐頂蓋之間設置有通風口，爐膛頂部
3與引風管之間設置有熱交換器，並通過引風管與出料裝置的氣固分離器連接。
⑤ 專利號為02143336. 4、發明名稱為"微波連續加熱裝置"的專利，是 一種裝備有加熱室和傳送設備的微波連續加熱裝置，該加熱室在其前面和後 面部分具有開口，在該傳送設備上攜帶要加熱的物體通過該加熱室，並且微 波電能照射在穿過該加熱室要加熱的物體上去加熱。二個微波吸收室被分別 連接到該加熱室的前面和後面部分，要加熱的物體通過該二個微波吸收室。 多個金屬反射板在向前和向後方向彼此隔開由該傳送設備傳送。要加熱的物 體被放置在二個相鄰的反射板之間。該反射板被放置在傳送設備上，使得至 少微波進入該加熱室之內照射的期間，至少一個反射板被放置在每個微波吸 收室中。
⑥ 專利號為200720146485. 0、實用新型名稱為"滾筒式固態物料的微波 連續加熱裝置"的專利，由進料鬥、物料轉鼓、轉鼓環形滾輪、轉鼓內環形 擋板、微波加熱室、卸料鬥、行走輪、裝置支架、電氣控制箱、電動機、變 速箱、皮帶傳動輪組成。固態物料由進料鬥進入物料轉鼓，在攪拌狀態下逐 次由轉鼓進料鬥向卸料鬥運動，在物料經過微波加熱室時被均勻加熱，加熱 程度由轉鼓旋轉速度和微波功率控制，加熱後的物料從卸料鬥卸料，物料的 加熱過程可連續進行。
從①至④項專利公開的已有石墨膨化爐可以看出，目前大多膨脹石墨生 產廠家均採用電、煤氣、燃油為熱源，將經化學處理後的鱗片石墨在爐中高 溫膨化而得膨脹石墨。採用傳統高溫膨化法製備的膨脹石墨，其孔隙率非常 大，孔徑也很大，大多數孔隙限制了多孔石墨的應用，降低了應用效果。本 實用新型採用新穎的微波法，對石墨進行膨化處理。由於微波法與高溫膨化 法對石墨作用機制的不同，可產生不同的膨化效果。通過控制微波加熱的功 率、輸送帶的運轉速度、給料器、出料器的轉速等參數，可容易地調整對石 墨處理的強弱程度及產量的高低。此外，微波法開停方便，具有高效和節能 的優點。
專利號為02143336. 4的微波連續加熱裝置，從設計的意圖講，是為了加 熱陶瓷等成型的物體，雖微波發生器能連續工作，但物料不能連續進出微波 加熱器，且L型反射板裝卸麻煩，運轉時如果稍有錯位，就可能發生L型反 射板與爐體碰幢的問題。另外，由於石墨是鱗片狀的粉體，不適宜裝在L型反射板上運送。
專利號為200720146485. 0的滾筒式固態物料的微波連續加熱裝置，該裝 置雖能實現物料的連續進出，但它依靠的是物料的重力，由於膨脹石墨體積 大重量輕(200 300ml/g),單靠重力給料不能保證均勻給料。另外，該裝置 未考慮微波洩漏問題。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種能有效防止微波洩漏、能實現連續給料、 出料，連續微波加熱、容易控制的微波連續加熱膨化裝置，對石墨進行膨化 處理。
為實現上述目的，本實用新型採用的技術方案為
一種微波連續石墨膨化裝置，包括料鬥，其特徵是料鬥的下部連接 有旋轉給料器，旋轉給料器殼體的上端和下端分別設置有進料口和出料口， 旋轉給料器的中心處設置有傳動軸和轉鼓，轉鼓上固定有旋片，旋轉給料器 通過外加動力帶動轉鼓轉動；旋轉給料器的下端與微波進料吸收室相連接； 微波進料吸收室的右端與微波加熱膨化室連接；微波加熱膨化室的上部安裝 有左微波發生器和右微波發生器，微波加熱膨化室的右端與微波出料吸收室 連接，微波出料吸收室的右端裝有旋轉出料器;微波進料吸收室、微波加熱 膨化室和微波出料吸收室安裝在支架上，支架上另安裝有皮帶運輸機，皮帶 運輸機的輸送帶分別穿過微波進料吸收室、微波加熱膨化室和微波出料吸收 室；微波加熱膨化室左端的開口處通過旋轉軸連接有進料吸收室微波反射板， 微波加熱膨化室右端的開口處通過旋轉軸連接有出料吸收室微波反射板。
本實用新型的有益效果
1、 為了防止微波洩漏，本實用新型在微波加熱室的前後採用了加裝旋轉 微波反射板，連續旋轉給料器，連續旋轉出料器等措施。連續旋轉給料器， 連續旋轉出料器有定量加料、出料的作用，還兼有氣閘和反射微波的作用， 使得微波石墨膨化爐能連續地照射微波電能，高效地執行微波加熱膨化過程。 本實用新型通過控制微波加熱膨化的功率、輸送帶的運轉速度、給料器、出 料器的轉速等參數，可容易地調整對石墨膨化處理的強弱程度及產量的高低。 此外，微波法開停方便，具有高效和節能的優點。
2、 本實用新型與已有技術相比，具有結構簡單，運轉可靠，處理物料量大，能有效防止微波洩漏，能實現連續給料、出料，連續微波加熱等特點。
3、由於石墨具有導電特性，其內部在微波作用下會產生很強的渦電流， 具有非常快和強烈的加熱效應。因此，本實用新型採用微波法加熱石墨效率 非常高。在500w左右的微波功率下，微波作用10s左右即可使石墨發生較徹 底的膨脹。微波膨化後的石墨分子結構與傳統方法製得的石墨不同，它具有 空隙率低，孔徑為納米級，拓廣了膨化石墨的實用範圍。微波法膨化石墨的 優點操作簡單、效率高、安全、膨化均勻、設備成本低等。


圖1為本實用新型的結構示意圖。
圖2為本實用新型中旋轉給料器從另一方向剖切的剖視圖。 附圖中1、料鬥；2、旋轉給料器；3、微波進料吸收室；4、皮帶運 輸機；5、支架；6、進料吸收室微波反射板；7、左微波發生器； 8、右微波發生器；9、微波加熱膨化室；10、出料吸收室微波反射板； 11、微波出料吸收室；12、旋轉出料器。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說明
本實用新型微波石墨連續加熱膨化裝置如圖l所示，包括石墨料鬥l、 旋轉給料器2、微波進料吸收室3、皮帶運輸機4、支架5、進料吸收室微波 反射板6、左微波發生器7、右微波發生器8、微波加熱膨化室9、出料吸收 室微波反射板IO、出料吸收室ll、旋轉出料器12等部分。
本實用新型微波連續石墨膨化裝置，如圖l、圖2所示，包括料鬥l， 料鬥1的下部連接有旋轉給料器2，旋轉給料器2殼體的上端和下端分別設 置有進料口和出料口，旋轉給料器2的中心處設置有傳動軸和轉鼓，轉鼓上 固定有旋片，旋轉給料器2外加動力帶動轉鼓轉動。
旋轉給料器2的下端與微波進料吸收室3相連接；微波進料吸收室3的 右端與微波加熱膨化室9連接；微波加熱膨化室9的上部安裝有左微波發生 器7和右微波發生器8，微波加熱膨化室9的右端與微波出料吸收室11連接， 微波出料吸收室11的右端裝有旋轉出料器12;微波進料吸收室3、微波加熱 膨化室9和微波出料吸收室11安裝在支架5上，支架5上另安裝有皮帶運輸 機4，皮帶運輸機4的輸送帶分別穿過微波進料吸收室3、微波加熱膨化室9
6和微波出料吸收室11;微波加熱膨化室9左端的開口處通過旋轉軸連接有進 料吸收室微波反射板6，微波加熱膨化室9右端的開口處通過旋轉軸連接有 出料吸收室微波反射板10。
為了實現利用微波對石墨進行連續膨化的目的，本實用新型提供了一種 裝備有微波加熱膨化室，連續旋轉給料器，連續旋轉出料器，旋轉微波反射 板，皮帶輸送機等設備的微波石墨連續加熱膨化裝置。該加熱膨化室在其前 和後面部分設有旋轉反射板，目的是在不影響石墨通過的前提下，起到反射 微波的作用。該加熱膨化室前後還設有微波吸收室，其目的是利用石墨物料 來吸收洩漏到微波加熱膨化室外的微波，該室還兼有物料通過室的作用。由 於石墨經加熱膨化後，體積增大了很多，所以設計上出口的吸收室比進口的 寬大。皮帶輸送機在其上攜帶要加熱的石墨穿越該加熱膨化室，藉此當穿越 該加熱膨化室去加熱膨化時，該要加熱的石墨被微波電能照射而被加熱膨化。 連續旋轉給料器，將其料鬥中的石墨連續不斷的輸送到吸收室的皮帶輸送機 上，該給料器還兼有氣閘和防止微波洩漏的目的。連續旋轉出料器，將其加 熱膨化後的膨化石墨連續不斷的送出吸收室，該出料器還兼有防止微波洩漏 的目的。
本實用新型通過控制微波加熱膨化的功率、輸送帶的運轉速度、給料器、 出料器的轉速等參數，可容易地調整對石墨膨化處理的強弱程度及產量的高 低。此外，微波法開停方便，具有高效和節能的優點。
本實用新型的工作原理
經化學插層法處理後的鱗片石墨，通過起重設備加入料鬥1,料鬥1的 下部通過法蘭連接旋轉給料器2，該給料器殼體為圓形，中心設有傳動軸和 轉鼓，轉鼓上焊有八片矩形旋片，外加動力帶動該轉鼓勻速轉動，殼體的上 下端開有進出料口，當轉鼓勻速轉動時，充填在矩形旋片間的物料隨著矩形 旋片的旋轉一起從上部旋轉到下部，完成了物料的定量輸送的任務。旋轉給 料器2通過法蘭與微波進料吸收室3相連接，石墨被定量加在了皮帶運輸機 4的皮帶上。皮帶運輸機按圖1所示的方向勻速運轉，石墨在皮帶運輸機的 拖動下通過進料吸收室微波反射板6進入微波加熱膨化室9。由於微波反射 板6上部帶有旋轉軸且重量很小，物料通過時反射板可以旋起，不影響物料 的正常運動，但能有效地反射微波。進入微波加熱膨化室9的石墨，通過高能微波的照射迅速膨化。膨化後的石墨在皮帶運輸機的拖動下，經出料吸收
室微波反射板10進入出料吸收室11。出料吸收室11的右端裝有旋轉出料器 12，旋轉出料器的內部結構與旋轉進料器相同，膨脹石墨在皮帶運輸機的拖 動及旋轉出料器的帶動下，被送出微波連續石墨膨化裝置，進入下一個工序。
由於石墨具有導電特性，其內部在微波作用下會產生很強的渦電流，具 有非常快和強烈的加熱效應。因此，本實用新型採用微波法加熱石墨效率非 常高。在500w左右的微波功率下，微波作用10s左右即可使石墨發生較徹底 的膨脹。微波膨化後的石墨分子結構與傳統方法製得的石墨不同，它具有空 隙率低，孔徑為納米級，拓廣了膨化石墨的實用範圍。微波法膨化石墨的優 點操作簡單、效率高、安全、膨化均勻、設備成本低等。
本實用新型為了防止微波洩漏，在微波加熱膨化室的前後設有微波吸收 室，微波吸收室與加熱膨化室之間採用了加裝旋轉微波反射板，連續旋轉給 料器，連續旋轉出料器等措施。連續旋轉給料器，連續旋轉出料器有定量加 料、出料的作用，還兼有氣閘和反射微波的作用。通過控制微波加熱的功率、 輸送帶的運轉速度、連續旋轉給料器、出料器的轉速等參數，可容易地調整 對石墨處理的強弱程度及產量的高低，並使得微波連續石墨膨化裝置能連續 地照射微波電能，高效地執行微波加熱膨化過程。
本實用新型實施例中主要部件名稱、主要元器件型號、參數
微波石墨連續加熱膨化裝置由料鬥1;旋轉給料器2;微波進料吸收室3; 皮帶運輸機4;支架5;進料吸收室微波反射板6;左微波發生器7;右微波 發生器8;微波加熱膨化室9;出料吸收室微波反射板10;微波出料吸收室
11;旋轉出料器12等主要部分組成。
1、 料鬥。採用16MnR鋼板焊制而成。料鬥的容積約為0.5m3，出料口採 用小219的無縫鋼管制造，錐體的半錐角為60°,上部尺寸為4)800mmX800mm。
2、 旋轉給料器。採用16MnR鋼管焊制而成，詳細結構摻見圖2，出料口 採用4>219的無縫鋼管，旋轉葉片直徑為d)400，葉數為8片，葉片寬度為 400mm，葉片厚度不小於2mm,殼體採用小426X 10的無縫鋼管焊制而成，主 軸轉速10 100r/min，轉速可調。
3、 微波進料吸收室。採用16MnR或18-8不鏽鋼焊制而成，鋼板厚度2mm 以上，橫截面尺寸為長800腿X寬510mmX高300mm。
84、 皮帶運輸機。皮帶輸送機規格PD-004，輸送帶材質為玻璃增強聚乙 烯板材，帶寬500mm，長度為3000mm。皮帶運輸機運轉速度可調，驅動方式 電動滾筒驅動。調速方式變頻調速。機架材質碳鋼或不鏽鋼。通州市強
生輸送設備廠製造。
5、 支架。
6、 進料吸收室微波反射板。微波反射板6為表面刨光的不鏽鋼板，上部 帶有轉軸可前後轉動，尺寸為長500mmX寬300mmX厚1.5mm。
7、 左微波發生器。採用南京三樂微波技術發展有限公司生產的輸出功率 0 10kW，高頻工作頻率2450mhz的微波源。微波發生器，型號WY10S-3型， 微波輸出功率0 10KW可調，輸入電源三相380V±10% ，高頻工作頻率 2450mHz士25Hz。
8、 右微波發生器。與左微波發生器相同。
9、 微波加熱膨化室。採用16MnR或18-8不鏽鋼焊制而成，鋼板厚度2mm 以上，腔體尺寸長lOOOmmX寬510mmX高800mm。
10、 出料吸收室微波反射板。為表面刨光的不鏽鋼板，上部帶有轉軸可 前後轉動，尺寸為長500腿X寬500mmX厚1.5mm。
11、 微波出料吸收室。採用16MnR或18-8不鏽鋼焊制而成，鋼板厚度 2mm以上，橫截面尺寸為長900mmX寬510mmX高500mm。
12、 旋轉出料器。採用16MnR鋼焊制而成，旋轉葉片直徑為d)500mm，葉 數為8片，葉片寬度為500腿，葉片厚度不小於2mm，上四分之一殼體採用4> 530X10的無縫鋼管或鋼板焊制而成，主軸轉速10 100r/min，轉速可調。
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權利要求1、一種微波連續石墨膨化裝置，包括料鬥(1)，其特徵是料鬥(1)的下部連接有旋轉給料器(2)，旋轉給料器(2)殼體的上端和下端分別設置有進料口和出料口，旋轉給料器(2)的中心處設置有傳動軸和轉鼓，轉鼓上固定有旋片，旋轉給料器(2)通過外加動力帶動轉鼓轉動；旋轉給料器(2)的下端與微波進料吸收室(3)相連接；微波進料吸收室(3)的右端與微波加熱膨化室(9)連接；微波加熱膨化室(9)的上部安裝有左微波發生器(7)和右微波發生器(8)，微波加熱膨化室(9)的右端與微波出料吸收室(11)連接，微波出料吸收室(11)的右端裝有旋轉出料器(12)；微波進料吸收室(3)、微波加熱膨化室(9)和微波出料吸收室(11)安裝在支架(5)上，支架(5)上另安裝有皮帶運輸機(4)，皮帶運輸機(4)的輸送帶分別穿過微波進料吸收室(3)、微波加熱膨化室(9)和微波出料吸收室(11)；微波加熱膨化室(9)左端的開口處通過旋轉軸連接有進料吸收室微波反射板(6)，微波加熱膨化室(9)右端的開口處通過旋轉軸連接有出料吸收室微波反射板(10)。
專利摘要一種微波連續石墨膨化裝置，包括料鬥，料鬥的下部連接有旋轉給料器，旋轉給料器設有傳動軸和轉鼓，轉鼓上固定有旋片；旋轉給料器的下端與微波進料吸收室相連接；微波進料吸收室的右端與微波加熱膨化室連接；微波加熱膨化室的上部安裝有左、右微波發生器，微波加熱膨化室的右端與微波出料吸收室連接，微波出料吸收室的右端裝有旋轉出料器。皮帶運輸機的輸送帶分別穿過微波進料吸收室、微波加熱膨化室和微波出料吸收室。微波加熱膨化室的左端旋轉連接有進料吸收室微波反射板，右端旋轉連接有出料吸收室微波反射板。本實用新型容易控制，運轉可靠，處理物料量大，能有效防止微波洩漏，能實現連續給料、出料，連續微波加熱膨化石墨。
文檔編號C01B31/00GK201276423SQ20082017350
公開日2009年7月22日 申請日期2008年10月17日 優先權日2008年10月17日
發明者任崇桂 申請人:任崇桂