一種連續式石墨烯預膨化裝置的制作方法

本實用新型涉及膨化電阻爐設備領域，具體是指一種連續式石墨烯預膨化裝置。

背景技術：

石墨烯(Graphene)是一種由碳原子構成的單層片狀結構的新材料。一直以來，石墨烯被認為是假設性的結構，無法單獨穩定存在，直至2004年，英國曼切斯特大學的安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫在試驗中首次通過微機械剝離的方法成功得到了石墨烯，并因此獲得了2010年的諾貝爾物理學獎。Hummers法是能夠實現石墨烯低成本、規模化生產的方法之一，采用低溫氧化插層、高溫熱還原處理的方法制備含不同類型、不同含量官能團的還原氧化石墨烯及還原氧化石墨烯。現有生產工藝中對氧化石墨烯的預膨化處理主要包括高溫電阻爐或者微波膨化設備，對于這兩種現有設備均存在價格昂貴，能耗高，不能連續生產，處理量小等缺點。

技術實現要素：

本實用新型的目的在于：克服現有技術上述缺陷，提供一種連續式石墨烯預膨化裝置。本實用新型制作成本價格低，可連續式生產，生產過程中能耗低且處理量大。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種連續式石墨烯預膨化裝置，包括膨化爐體和爐膛管，所述膨化爐體內設有加熱器，所述爐膛管穿過膨化爐體并傾斜設置于膨化爐體中，所述爐膛管內設有吹氣管，所述爐膛管兩端中位置較高的一端為進料端，另一端為出料端，所述爐膛管外設有可使爐膛管轉動的傳動裝置。

本實用新型在使用時，進料端與加料器連接，出料端與集料器連接。加料器不斷添加物料，加熱器進行加熱使氧化石墨烯膨化。吹氣管通過惰性氣體，惰性氣體位于爐膛管上方，由于出料端處于爐膛管兩端中較低的一端，因此惰性氣體將會形成正壓使膨化后的氧化石墨烯及時排出進入集料器中，從而實現連續式生產。在氧化石墨烯預膨化過程中使用的溫度較低，約為300℃，設備功率并不高，能耗低。本實用新型是在傳統回轉爐的成熟基礎上進行的改進，相比其他類型設備，制作成本成倍降低。氧化石墨烯在300℃下的預膨化時間為30秒左右，采用惰性氣體輔助出料，大大增加了氧化石墨烯的處理量，傳統預膨化設備一天只有處理幾百克，而本實用新型一天的處理量可達300kg。

作為一種優選的方式，所述膨化爐體由外至內依次為爐殼、爐襯、加熱器、爐膛管和吹氣管。

作為一種優選的方式，所述爐膛管為玻璃管，所述吹氣管為鈦合金管。通過爐膛管為玻璃管，玻璃管為高純石英管，吹氣管為鈦合金管，可顯著提升耐腐蝕性能，耐腐蝕性能優良。

作為一種優選的方式，所述膨化爐體上設有窺視孔，所述窺視孔端口處通過玻璃蓋密封。通過膨化爐體上設有窺視孔，所述窺視孔端口處通過玻璃蓋密封，可直觀觀測膨化爐體內內部膨化情況，便于日常操作。

作為一種優選的方式，所述傳動裝置為滾輪系統，所述滾輪系統通過頂緊滾輪與爐膛管接觸。滾輪系統為常見的傳動裝置，便于設計和制作，便于帶動爐膛管穩定的轉動。

作為一種優選的方式，所述傳動裝置的數量為兩個，分別設置于爐膛管的兩端，且其中至少有一個與電機驅動連接。通過傳動裝置的數量為兩個，分別設置于爐膛管的兩端，且其中至少有一個與電機驅動連接，可減少力矩，保障爐膛管能夠快速便捷的轉動。

作為一種優選的方式，所述膨化爐體上設有用于測試膨化爐體內部溫度的熱電偶。通過膨化爐體上設有用于測試膨化爐體內部溫度的熱電偶，可對膨化爐體內部溫度進行測試，繼而調節加熱器功率，使膨化爐體內溫度處于一個穩定的范圍內，保障氧化石墨烯正常膨化。

作為一種優選的方式，所述膨化爐體外部和傳動裝置外部設有外包板。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點及有益效果：

(1)本實用新型制作成本價格低，可連續式生產，生產過程中能耗低且處理量大；

(2)本實用新型通過爐膛管為玻璃管，玻璃管為高純石英管，吹氣管為鈦合金管，可顯著提升耐腐蝕性能，耐腐蝕性能優良；

(3)本實用新型通過膨化爐體上設有窺視孔，所述窺視孔端口處通過玻璃蓋密封，可直觀觀測膨化爐體內內部膨化情況，便于日常操作。

附圖說明

圖1為實施例1的結構示意圖。

圖2為實施例1的立體圖。

圖3為實施例1中膨化爐體的剖面示意圖。

其中：1—爐膛管，2—吹氣管，3—爐殼，4—爐襯，5—滾輪系統，6—外包板，7—玻璃蓋，8—熱電偶，9—加熱器。

具體實施方式

下面結合附圖進行進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此：

實施例1：

參見圖1、圖2和圖3，一種連續式石墨烯預膨化裝置，包括膨化爐體和爐膛管1，所述膨化爐體內設有加熱器9，所述爐膛管1穿過膨化爐體并傾斜設置于膨化爐體中，所述爐膛管1內設有吹氣管2，所述爐膛管1兩端中位置較高的一端為進料端，另一端為出料端，所述爐膛管1外設有可使爐膛管1轉動的傳動裝置。

本實用新型在使用時，進料端與加料器連接，出料端與集料器連接。加料器不斷添加物料，加熱器9進行加熱使氧化石墨烯膨化。吹氣管2通過惰性氣體，惰性氣體位于爐膛管1上方，由于出料端處于爐膛管1兩端中較低的一端，因此惰性氣體將會形成正壓使膨化后的氧化石墨烯及時排出進入集料器中，從而實現連續式生產。在氧化石墨烯預膨化過程中使用的溫度較低，約為300℃，設備功率并不高，能耗低。本實用新型是在傳統回轉爐的成熟基礎上進行的改進，相比其他類型設備，制作成本成倍降低。氧化石墨烯在300℃下的預膨化時間為30秒左右，采用惰性氣體輔助出料，大大增加了氧化石墨烯的處理量，傳統預膨化設備一天只有處理幾百克，而本實用新型一天的處理量可達300kg。

作為一種優選的方式，所述膨化爐體由外至內依次為爐殼3、爐襯4、加熱器9、爐膛管1和吹氣管2。

作為一種優選的方式，所述爐膛管1為玻璃管，所述吹氣管2為鈦合金管。通過爐膛管1為玻璃管，玻璃管為高純石英管，吹氣管2為鈦合金管，可顯著提升耐腐蝕性能，耐腐蝕性能優良。

作為一種優選的方式，所述膨化爐體上設有窺視孔，所述窺視孔端口處通過玻璃蓋7密封。通過膨化爐體上設有窺視孔，所述窺視孔端口處通過玻璃蓋7密封，可直觀觀測膨化爐體內內部膨化情況，便于日常操作。

作為一種優選的方式，所述傳動裝置為滾輪系統5，所述滾輪系統5通過頂緊滾輪與爐膛管1接觸。滾輪系統5為常見的傳動裝置，便于設計和制作，便于帶動爐膛管1穩定的轉動。

作為一種優選的方式，所述傳動裝置的數量為兩個，分別設置于爐膛管1的兩端，且其中至少有一個與電機驅動連接。通過傳動裝置的數量為兩個，分別設置于爐膛管1的兩端，且其中至少有一個與電機驅動連接，可減少力矩，保障爐膛管1能夠快速便捷的轉動。

作為一種優選的方式，所述膨化爐體上設有用于測試膨化爐體內部溫度的熱電偶8。通過膨化爐體上設有用于測試膨化爐體內部溫度的熱電偶8，可對膨化爐體內部溫度進行測試，繼而調節加熱器9功率，使膨化爐體內溫度處于一個穩定的范圍內，保障氧化石墨烯正常膨化。

作為一種優選的方式，所述膨化爐體外部和傳動裝置外部設有外包板6。

以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例，并非對本實用新型做任何形式上的限制，凡是依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本實用新型的保護范圍。