本發(fā)明涉及一種工業(yè)生產(chǎn)設(shè)備，尤其涉及一種石墨烯生產(chǎn)設(shè)備。

背景技術(shù)：

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化方式形成的蜂窩狀平面薄膜，是一種只有一個(gè)原子層厚度的準(zhǔn)二維材料，所以又叫做單原子層石墨。由于其十分良好的強(qiáng)度、柔韌、導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)特性，石墨烯材料在物理學(xué)、材料學(xué)、電子信息、計(jì)算機(jī)、航空航天等領(lǐng)域都得到廣泛應(yīng)用?，F(xiàn)有石墨烯粉體的生產(chǎn)方法包括機(jī)械剝離法、氧化還原法、電弧法。其中電弧法是一種綠色無污染，產(chǎn)出的石墨烯具有質(zhì)量高、電子遷移率高、純度高等優(yōu)點(diǎn)。

電弧法制備納米石墨烯的方法。是以陰極石墨棒做為電弧爐的兩極，在高電流和一定比例的混合氣氛下不斷的放電，放電過程中不斷的消耗陽極陰極石墨棒，在反應(yīng)腔壁區(qū)域可得到納米石墨烯。

現(xiàn)有電弧法石墨烯設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，一次制備只可放一支300mm長陰極石墨棒，由于換裝陰極石墨棒前需要抽真空，填充氣體，因此其成長效率較低，采用傳統(tǒng)按鍵式和數(shù)字顯示參數(shù)，對操作人員的物理知識要求很高，在填充氣體時(shí)要人工監(jiān)控填入量，如不小心填入太多需要重新從第一步開始。送料時(shí)全程需要人工手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪來進(jìn)行碳棒前進(jìn)過程，且人工無法保證送料的均勻性，這樣會(huì)造成放電不穩(wěn)定，產(chǎn)量低、質(zhì)量無法保證。無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。

有鑒于上述的缺陷，本設(shè)計(jì)人，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備。

本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，包括至少兩臺(tái)石墨烯生產(chǎn)裝置，所述石墨烯生產(chǎn)裝置包括工作臺(tái)，所述工作臺(tái)的表面設(shè)有電弧爐，所述電弧爐的底端設(shè)置有與電弧爐內(nèi)腔連通的出料口，電弧爐的底壁上設(shè)置有穿透電弧爐底壁并由銅制成的陰極支撐桿，電弧爐的底壁上還設(shè)置有由銅制成的陽極支撐桿，所述陽極支撐桿的端部設(shè)置有由石墨制成的陽極，所述電弧爐的右側(cè)設(shè)置有與所述電弧爐內(nèi)腔連通的容納管，所述容納管內(nèi)設(shè)置有長度為70厘米～150厘米、直徑為1厘米～3厘米的陰極石墨棒，所述陰極石墨棒能夠在推動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下向電弧爐方向移動(dòng)并與所述陰極支撐桿連接，所述推動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)、與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸連接的螺紋桿、與所述螺紋桿螺紋連接的推進(jìn)桿，所述推進(jìn)桿位于容納管內(nèi)并與所述容納管滑動(dòng)配合，推進(jìn)桿的端部與所述陰極石墨棒接觸，所述石墨烯生產(chǎn)設(shè)備還包括控制裝置，所述控制裝置包括控制器和與控制器連接的顯示輸入裝置，所述控制器還與所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接，所述電弧爐的爐體、容納管的管體、陽極支撐桿和陰極支撐桿內(nèi)均設(shè)置有冷卻裝置。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，所述控制器為plc，所述顯示輸入裝置為觸摸屏。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，所述工作臺(tái)內(nèi)設(shè)置有分別與所述控制器連接的電器柜、電焊電源和真空泵。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，所述電弧爐的頂端設(shè)置有端蓋，所述端蓋上設(shè)置有真空表和真空計(jì)。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，所述電弧爐內(nèi)還設(shè)置有陽極鎖緊螺母。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，所述工作臺(tái)的表面設(shè)置有至少兩個(gè)支撐板，所述支撐板的頂端與容納管連接，支撐管的底端與工作臺(tái)連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過齒輪與所述螺紋桿連接。

進(jìn)一步的，本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，所述陽極支撐桿和陰極支撐桿分別由紫銅制成，所述冷卻裝置為水冷裝置。

借由上述方案，本發(fā)明至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，其陰極石墨棒的長度能夠達(dá)到150厘米，減少了換裝陰極石墨棒前的抽真空，填充氣體的次數(shù)，增加了生產(chǎn)的連續(xù)性，使生產(chǎn)效率大大提高。同時(shí)其陰極為陰極，從而增加了其散熱效果，使得產(chǎn)出的石墨烯質(zhì)量更穩(wěn)定?？刂蒲b置的設(shè)置，使得本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)一鍵式啟動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品自動(dòng)化生產(chǎn)，結(jié)合推動(dòng)裝置，使其能夠穩(wěn)定的控制陰極石墨棒的進(jìn)退，保證了電弧穩(wěn)定燃燒，使產(chǎn)品粒徑分布在較窄的范圍，保證了產(chǎn)品的均一性，同時(shí)節(jié)省了勞動(dòng)力。綜上所述，本發(fā)明的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)效率高。

上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，以下以本發(fā)明的較佳實(shí)施例并配合附圖詳細(xì)說明如后。

附圖說明

圖1是本發(fā)明石墨烯生產(chǎn)設(shè)備的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明石墨烯生產(chǎn)設(shè)備的正視圖。

其中，1：電弧爐；2：真空表；3：真空計(jì)；4：陽極支撐桿；5：推進(jìn)桿；6：顯示輸入裝置；7：電器柜；8：驅(qū)動(dòng)電機(jī)；9：工作臺(tái)；10：電焊電源；11：真空泵；12：出料口；13：陽極鎖緊螺母；14：陽極鎖緊螺母；15：觀察窗；16：石墨烯生產(chǎn)裝置；17：容納管；18：螺紋桿；19：齒輪；20：支撐板；21：陽極支撐桿。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。

參見圖1至圖2，本發(fā)明一較佳實(shí)施例的一種石墨烯生產(chǎn)設(shè)備，包括兩臺(tái)石墨烯生產(chǎn)裝置16，石墨烯生產(chǎn)裝置包括工作臺(tái)9，工作臺(tái)的表面設(shè)有電弧爐1，電弧爐的底端設(shè)置有與電弧爐內(nèi)腔連通的出料口12，電弧爐的底壁上設(shè)置有穿透電弧爐底壁并由銅制成的陰極極支撐桿4，電弧爐的底壁上還設(shè)置有由銅制成的陽極支撐桿21，所述陽極支撐桿的端部設(shè)置有由石墨制成的陽極，電弧爐的右側(cè)設(shè)置有與電弧爐內(nèi)腔連通的容納管17，容納管內(nèi)設(shè)置有長度為70厘米～150厘米、直徑為1厘米～3厘米的陰極石墨棒，陰極石墨棒能夠在推動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下向電弧爐方向移動(dòng)并與陰極支撐桿連接，推動(dòng)裝置包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)8、與驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸連接的螺紋桿18、與螺紋桿螺紋連接的推進(jìn)桿5，推進(jìn)桿位于容納管內(nèi)并與容納管滑動(dòng)配合，推進(jìn)桿的端部與陰極石墨棒接觸，石墨烯生產(chǎn)設(shè)備還包括控制裝置，控制裝置包括控制器和與控制器連接的顯示輸入裝置6，控制器還與驅(qū)動(dòng)電機(jī)電連接。作為優(yōu)選，控制器為plc，顯示輸入裝置為觸摸屏。電弧爐的爐體、容納管的管體、陽極支撐桿和陰極支撐桿內(nèi)均設(shè)置有冷卻裝置，其冷卻溫度在15°到40°。工作臺(tái)內(nèi)設(shè)置有分別與控制器連接的電器柜7、電焊電源10和真空泵11。電弧爐的頂端設(shè)置有端蓋，端蓋上設(shè)置有真空表2和真空計(jì)3。電弧爐內(nèi)還設(shè)置有陽極鎖緊螺母13、14。工作臺(tái)的表面設(shè)置有兩個(gè)支撐板20，支撐板的頂端與容納管連接，支撐管的底端與工作臺(tái)連接。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸通過齒輪19與螺紋桿連接。電弧爐的前側(cè)面上設(shè)有觀察窗15。作為優(yōu)選，陽極支撐桿和陰極支撐桿分別由紫銅制成，所述冷卻裝置為水冷裝置。

本實(shí)施例的石墨烯生產(chǎn)設(shè)備解決了現(xiàn)有技術(shù)一次工藝只能放300mm長陰極石墨棒問題，解決了均勻送料各穩(wěn)定放電，自動(dòng)化完成精確抽真空和填充氣體及放電過程。實(shí)現(xiàn)真正意義上全自動(dòng)化生產(chǎn)，一個(gè)人可操作多臺(tái)設(shè)備。大大的降低了石墨烯生產(chǎn)成本。其中，控制裝置是由全自動(dòng)德國西門子plc模塊和一塊10寸的多點(diǎn)觸控觸摸屏組成，操作界面美觀大方，操作簡單。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了全動(dòng)化生產(chǎn)，只需要新設(shè)備第一次生產(chǎn)時(shí)技術(shù)人員輸工藝參數(shù)，生產(chǎn)時(shí)只需點(diǎn)擊“開始”鍵設(shè)備可自動(dòng)完成抽真、填充氣體、放電，并會(huì)根據(jù)放電速率調(diào)整送料速度，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)化生產(chǎn)，加長的推進(jìn)桿使一次進(jìn)料陰極石墨棒長度達(dá)到150mm，減少了換裝陰極石墨棒前的抽真空，填充氣體的次數(shù)，使生產(chǎn)效率大大提高。

以上僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，并不用于限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變型，這些改進(jìn)和變型也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。