一种高收率节能球形石墨深加工设备

技术领域

本发明属于石墨提纯技术领域，具体是指一种高收率节能球形石墨深加工设备。

背景技术

石墨是一种天然的碳质材料，其层状结构使其具有优异的导电性、热传导性和化学稳定性。在工业和科技领域，石墨被广泛应用于高温炉料、润滑材料、电池、导电材料等领域。特别是在球形石墨粉的应用中，由于其表面积大、流动性好、加工性能优异等特点，成为一种重要的原材料。

尽管石墨具备多项优良特性，但其深加工过程中仍存在一些挑战。现有的石墨粉深加工设备通常在生产过程中存在一些局限性。其中，低收率、能源消耗高是主要挑战之一。

目前现有的石墨粉深加工设备难以实现高效率的石墨粉深加工，同时，加工过程中需要消耗大量能源。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种高收率节能球形石墨深加工设备，为了解决现有的石墨粉深加工设备难以实现高效率的石墨粉生产的问题，本发明提出了空化搅拌式悬浮雾化机构和防堵塞自清洁烘干收集机构，将石墨粉均匀地雾化，并与蒸汽均匀混合后加热去除水分，提高了石墨收率，降低了能源成本。

本发明采取的技术方案如下：本发明提供了一种高收率节能球形石墨深加工设备，包括加工主体，和设置在加工主体上的气压平衡组件，还包括空化搅拌式悬浮雾化机构和防堵塞自清洁烘干收集机构，所述空化搅拌式悬浮雾化机构设置在加工主体上，所述防堵塞自清洁烘干收集机构设置在加工主体上；所述空化搅拌式悬浮雾化机构包括贯通式搅拌驱动组件、气液界面运动组件和悬浮式超声雾化组件，所述贯通式搅拌驱动组件设置在加工主体上，所述气液界面运动组件设置在加工主体的一侧，所述悬浮式超声雾化组件设置在加工主体内。

进一步地，所述加工主体包括加工腔，所述加工腔的内部设有固定架，所述加工腔的上端设有筛分箱，所述筛分箱的侧壁上贯通连接有循环管的一端，所述循环管的另一端连接在防堵塞自清洁烘干收集机构上，所述循环管上设有循环气泵，所述筛分箱的上端开设出气孔。

进一步地，所述贯通式搅拌驱动组件包括电机一，所述电机一设于加工腔的侧壁上端，所述贯通式搅拌驱动组件的输出端安装有驱动杆的一端，所述驱动杆的另一端设有锥齿轮一，所述固定架上转动设有联动管，所述联动管的上端贯通连接有锥齿轮二的一侧，所述锥齿轮二的另一侧贯通连接有轴承一，所述锥齿轮一和锥齿轮二啮合转动相连。

进一步地，所述气液界面运动组件包括惰性气体存储罐，所述惰性气体存储罐的输出端贯通连接有输出管一的一端，所述输出管一的另一端贯通连接在轴承一上，所述输出管一上安装有电子阀门一，所述联动管下端贯通连接有搅拌杆，所述搅拌杆上开设有气泡孔，所述搅拌杆的下端设有超声波发生器。

进一步地，所述悬浮式超声雾化组件包括漂浮腔，所述漂浮腔设于加工腔内，所述漂浮腔的上端设有悬浮气囊，所述漂浮腔内可拆卸安装有超声波雾化器。

进一步地，所述防堵塞自清洁烘干收集机构包括自清洁持续高效运行组件和蒸汽混合均匀加热组件，所述自清洁持续高效运行组件设置在筛分箱上，所述蒸汽混合均匀加热组件设置在加工腔的一侧。

进一步地，所述自清洁持续高效运行组件包括电机二，所述电机二设于筛分箱的外壁下端，所述电机二的输出端安装有锥齿轮三，所述筛分箱的下端转动设有通气管，所述通气管的下端贯通设有锥齿轮四，所述锥齿轮三和锥齿轮四啮合转动相连，所述锥齿轮四的下端贯通连接有轴承二，所述轴承二的下端贯通连接有循环管的另一端，所述通气管的上端贯通连接有旋转箱，所述旋转箱的侧壁上开设有通气孔，所述筛分箱的内部上端固设有固定杆一的一端，所述固定杆一的另一端设于旋转箱内，所述旋转箱转动套接在固定杆一上，所述固定杆一的侧壁上设有加热环，所述固定杆一的侧壁上设有清洁刷，所述旋转箱的内部设有过滤层。

进一步地，所述蒸汽混合均匀加热组件包括蒸汽发生器，所述蒸汽发生器设于加工腔的侧壁上，所述蒸汽发生器的输出端贯通连接有输出管二的一端，所述加工腔的上端套接有输出管三，所述输出管三上设有电子阀门二，所述输出管二的另一端贯通连接在输出管三的侧壁上，所述输出管三的上端贯通连接在循环管的侧壁上，所述输出管三内设有风扇，所述输出管二上设有电子阀门三。

进一步地，所述气压平衡组件包括出气管，所述出气管的一端贯通连接在加工腔的侧壁上端，所述出气管的内壁上安装有固定杆二，所述固定杆二上设有弹簧的一端，所述弹簧的另一端设有密封球。

进一步地，所述惰性气体存储罐内存储的是氮气。

采用上述结构本发明取得的有益效果如下：本发明提供了一种高收率节能球形石墨深加工设备，实现了如下有益效果：

（1）为了解决现有的石墨粉深加工设备难以实现高效率的石墨粉生产的问题，本发明提出了空化搅拌式悬浮雾化机构和防堵塞自清洁烘干收集机构，将石墨粉均匀地雾化，并与蒸汽均匀混合后加热去除水分，提高了石墨收率，降低了能源成本。

（2）通过空化搅拌式悬浮雾化机构，可以帮助石墨粉更均匀地分散在水中，增加表面活性和分散度，提高了石墨粉与水的接触面积和稳定性。

（3）通过空化搅拌式悬浮雾化机构，氮气气泡的形成和注入可以在搅拌液中引起剧烈的气液界面运动，加速石墨粉的分散和悬浮，气泡的形成可能有助于增加液体中的空气气液交换，促进石墨粉的均匀分散。

（4）通过蒸汽混合均匀加热组件，利用蒸汽良好的传热性能，能够快速传递热量，对雾化的石墨粉进行加热。

（5）通过蒸汽混合均匀加热组件，蒸汽能够均匀地加热物体表面，使得石墨粉颗粒受热更加均匀，避免过高或不均匀的加热，有助于保持石墨粉的质量。

（6）通过蒸汽混合均匀加热组件，加热可以改善石墨粉的物理和化学性质，提高其导电性、稳定性，使其更适合于特定应用场景。

（7）通过蒸汽混合均匀加热组件，蒸汽作为一种常见的加热介质，相对于其他加热方式可能具有较高的能源利用效率，有助于节约能源成本。

（8）为了进一步提高实用性和可推广性，本发明提出了自清洁持续高效运行组件，过滤膜的微孔结构特性能够有效截留石墨粉球形颗粒，这些微孔能让气体或液体通过，但能截留超过其孔径的颗粒，使得出口的气体或液体不再含有这些石墨，提高了石墨粉收率。

（9）通过自清洁持续高效运行组件，可以持续对过滤膜进行清洁，保持其在运行过程中的高效性能，可以避免因为石墨粉积聚堵塞导致过滤效果下降，保证设备的稳定运行。

（10）通过自清洁持续高效运行组件，能够帮助过滤膜保持良好的过滤效率，确保石墨粉的高收率。

附图说明

图1为本发明提出的一种高收率节能球形石墨深加工设备主视图；

图2为本发明提出的一种高收率节能球形石墨深加工设备主视剖面图；

图3为本发明提出的一种高收率节能球形石墨深加工设备雾化状态示意图；

图4为自清洁持续高效运行组件结构示意图；

图5为悬浮式超声雾化组件俯视图；

图6为固定架结构示意图；

图7为搅拌杆仰视图；

图8为图2中A部分局部放大图。

其中，1、加工主体，2、空化搅拌式悬浮雾化机构，3、防堵塞自清洁烘干收集机构，4、气压平衡组件，5、加工腔，6、固定架，7、筛分箱，8、循环气泵，9、循环管，10、贯通式搅拌驱动组件，11、气液界面运动组件，12、悬浮式超声雾化组件，13、电机一，14、锥齿轮一，15、锥齿轮二，16、驱动杆，17、联动管，18、轴承一，19、惰性气体存储罐，20、输出管一，21、电子阀门一，22、搅拌杆，23、气泡孔，24、超声波发生器，25、悬浮气囊，26、漂浮腔，27、超声波雾化器，28、自清洁持续高效运行组件，29、蒸汽混合均匀加热组件，30、电机二，31、锥齿轮三，32、锥齿轮四，33、轴承二，34、通气管，35、通气孔，36、旋转箱，37、固定杆一，38、加热环，39、清洁刷，40、蒸汽发生器，41、输出管二，42、输出管三，43、风扇，44、电子阀门二，45、电子阀门三，46、出气管，47、弹簧，48、密封球，49、固定杆二，50、出气孔，51、过滤层。

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

如图1-图8所示，本发明提出了一种高收率节能球形石墨深加工设备，包括加工主体1，和设置在加工主体1上的气压平衡组件4，还包括空化搅拌式悬浮雾化机构2和防堵塞自清洁烘干收集机构3，空化搅拌式悬浮雾化机构2设置在加工主体1上，防堵塞自清洁烘干收集机构3设置在加工主体1上。

加工主体1包括加工腔5、固定架6、筛分箱7、循环气泵8、循环管9和出气孔50，加工腔5的内部设有固定架6，加工腔5的上端设有筛分箱7，筛分箱7的侧壁上贯通连接有循环管9的一端，循环管9的另一端连接在防堵塞自清洁烘干收集机构3上，循环管9上设有循环气泵8，筛分箱7的上端开设出气孔50。

空化搅拌式悬浮雾化机构2包括贯通式搅拌驱动组件10、气液界面运动组件11和悬浮式超声雾化组件12，贯通式搅拌驱动组件10设置在加工主体1上，气液界面运动组件11设置在加工主体1的一侧，悬浮式超声雾化组件12设置在加工主体1内。

贯通式搅拌驱动组件10包括电机一13、锥齿轮一14、锥齿轮二15、驱动杆16、联动管17和轴承一18，电机一13设于加工腔5的侧壁上端，贯通式搅拌驱动组件10的输出端安装有驱动杆16的一端，驱动杆16的另一端设有锥齿轮一14，固定架6上转动设有联动管17，联动管17的上端贯通连接有锥齿轮二15的一侧，锥齿轮二15的另一侧贯通连接有轴承一18，锥齿轮一14和锥齿轮二15啮合转动相连。

气液界面运动组件11包括惰性气体存储罐19、输出管一20、电子阀门一21、搅拌杆22、气泡孔23和超声波发生器24，惰性气体存储罐19的输出端贯通连接有输出管一20的一端，输出管一20的另一端贯通连接在轴承一18上，输出管一20上安装有电子阀门一21，联动管17下端贯通连接有搅拌杆22，搅拌杆22上开设有气泡孔23，搅拌杆22的下端设有超声波发生器24，惰性气体存储罐19内存储的是氮气。

悬浮式超声雾化组件12包括悬浮气囊25、漂浮腔26和超声波雾化器27，漂浮腔26设于加工腔5内，漂浮腔26的上端设有悬浮气囊25，漂浮腔26内可拆卸安装有超声波雾化器27。

防堵塞自清洁烘干收集机构3包括自清洁持续高效运行组件28和蒸汽混合均匀加热组件29，自清洁持续高效运行组件28设置在筛分箱7上，蒸汽混合均匀加热组件29设置在加工腔5的一侧。

自清洁持续高效运行组件28包括电机二30、锥齿轮三31、锥齿轮四32、轴承二33、通气管34、通气孔35、旋转箱36、固定杆一37、加热环38、清洁刷39和过滤层51，电机二30设于筛分箱7的外壁下端，电机二30的输出端安装有锥齿轮三31，筛分箱7的下端转动设有通气管34，通气管34的下端贯通设有锥齿轮四32，锥齿轮三31和锥齿轮四32啮合转动相连，锥齿轮四32的下端贯通连接有轴承二33，轴承二33的下端贯通连接有循环管9的另一端，通气管34的上端贯通连接有旋转箱36，旋转箱36的侧壁上开设有通气孔35，筛分箱7的内部上端固设有固定杆一37的一端，固定杆一37的另一端设于旋转箱36内，旋转箱36转动套接在固定杆一37上，固定杆一37的侧壁上设有加热环38，固定杆一37的侧壁上设有清洁刷39，旋转箱36的内部设有过滤层51。

蒸汽混合均匀加热组件29包括蒸汽发生器40、输出管二41、输出管三42、风扇43、电子阀门二44和电子阀门三45，蒸汽发生器40设于加工腔5的侧壁上，蒸汽发生器40的输出端贯通连接有输出管二41的一端，加工腔5的上端套接有输出管三42，输出管三42上设有电子阀门二44，输出管二41的另一端贯通连接在输出管三42的侧壁上，输出管三42的上端贯通连接在循环管9的侧壁上，输出管三42内设有风扇43，输出管二41上设有电子阀门三45。

气压平衡组件4包括出气管46、弹簧47、密封球48和固定杆二49，出气管46的一端贯通连接在加工腔5的侧壁上端，出气管46的内壁上安装有固定杆二49，固定杆二49上设有弹簧47的一端，弹簧47的另一端设有密封球48。

具体使用时，首先将待深加工的石墨粉和水放入加工腔5内，电机一13输出端转动带动驱动杆16转动，驱动杆16转动带动锥齿轮一14转动，锥齿轮一14转动带动锥齿轮二15转动，锥齿轮二15转动带动联动管17转动，联动管17转动带动搅拌杆22转动，对石墨粉和水进行搅拌混合，打开电子阀门一21和惰性气体存储罐19，压缩在惰性气体存储罐19内的氮气通过输出管一20进入联动管17后进入搅拌杆22内，从气泡孔23以微小气泡的形态喷出，同时启动超声波发生器24，超声波发生器24可以帮助石墨粉更均匀地分散在水中，增加表面活性和分散度，提高了石墨粉与水的接触面积和稳定性，氮气气泡的形成和注入可以在搅拌液中引起剧烈的气液界面运动，加速石墨粉的分散，气压平衡组件4的设置，保证加工腔5在注入氮气时的内外气压平衡，搅拌完成后，启动超声波雾化器27，超声波雾化器27将含有石墨粉的混合液雾化，漂浮腔26在悬浮气囊25的作用下，随着混合液的液面下降而下降，打开电子阀门二44、电子阀门三45、风扇43和蒸汽发生器40，通过风扇43将雾化后的石墨和蒸汽在输出管三42内混合，高温加热有助于改善石墨粉的晶体结构，通过加热处理，可以使石墨晶体的结构更加有序，提高其结晶度和稳定性，混合物进入循环管9内，循环气泵8启动将雾化后的石墨和蒸汽通过通气管34进入到旋转箱36内，加热环38启动将旋转箱36内加热，雾化的石墨在旋转箱36内被干燥去除水分，并附着在过滤层51上，多余的水蒸气通过通气孔35进入循环管9内重新循环旋转箱36内，电机二30输出端转动锥齿轮三31转动，锥齿轮三31转动带动锥齿轮四32转动，锥齿轮四32转动带动通气管34转动，通气管34转动带动旋转箱36转动，利用静置的清洁刷39对过滤层51的内壁进行清扫，可以减少因为石墨沉积而导致的过滤层51堵塞，以上便是本发明整体的工作流程，下次使用时重复此步骤即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

以上对本发明及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。