本發(fā)明涉及單壁碳納米管分散，具體是涉及一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、單壁碳納米管是由單層石墨片卷曲而成的納米碳材料，具有高長徑比，在結(jié)構(gòu)、性能和應(yīng)用方面有突出特點。結(jié)構(gòu)上管徑小、長度長；性能包括優(yōu)異力學(xué)、導(dǎo)電、傳熱、光學(xué)、電磁等性能；應(yīng)用于電子、材料、航空等多領(lǐng)域。單壁碳納米管分散液是含有單壁碳納米管的分散體系，具有納米尺度、良好分散性、獨特電學(xué)和力學(xué)性能及廣泛應(yīng)用潛力等特點。為了使得復(fù)合材料或者導(dǎo)電漿料具有良好的導(dǎo)電、機械性能，需要使碳納米管均勻的分散于相應(yīng)的材料的基質(zhì)中。碳納米管根據(jù)其制備的工藝不同可以呈現(xiàn)多種聚集狀態(tài)，如管束、陣列或者聚團(tuán)狀等。因此，碳納米管的有效分散已成為實際應(yīng)用中必不可少的步驟。

2、中國專利公告號cn107963622b公開了一種碳納米管分散設(shè)備，包括預(yù)混合攪拌裝置、碳納米管定向裝置、分散裝置及收集裝置，混合攪拌裝置、碳納米管定向裝置、分散裝置及收集裝置依序連接設(shè)置；所述預(yù)混合攪拌裝置包括混合罐、攪拌槳及攪拌電機；所述碳納米管定向裝置包括活塞殼體、設(shè)置于活塞殼體內(nèi)的活塞、單向閥、推進(jìn)器；所述分散裝置包括進(jìn)料斗、偏心輪、旋葉刀及分散器，分散器上部還設(shè)置有用于添加分散劑的進(jìn)料孔。其結(jié)構(gòu)簡單合理，能夠使得碳納米管在分散前在預(yù)先定向排列，解除碳管團(tuán)聚體內(nèi)的相互作用，不破壞碳納米管結(jié)構(gòu)，保留了碳管的高長徑比，分散效果徹底并且適合大量生產(chǎn)。上述設(shè)備在對碳納米管進(jìn)行定向篩選時，通過推進(jìn)器和活塞進(jìn)行配合，在活塞上設(shè)置毛細(xì)孔，碳管通過定向的毛細(xì)管進(jìn)行定向篩選，但是此種方式所需的壓強較大，且活塞上的毛細(xì)孔極容易堵塞，出料速度緩慢，且具有毛細(xì)孔的活塞的加工工藝較為繁瑣，生產(chǎn)成本高，設(shè)備容易損壞，不利于大規(guī)模應(yīng)用，因此需要重新設(shè)計更為合理的分選裝置，上述設(shè)備無法長時間進(jìn)行連續(xù)化分散作業(yè)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)問題，提供一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備。

2、為解決現(xiàn)有技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

3、本發(fā)明提供了一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，包括有導(dǎo)料管、定向選料機構(gòu)、循環(huán)導(dǎo)料機構(gòu)、預(yù)分散裝置和定向研磨分散裝置，導(dǎo)料管用于連通預(yù)分散裝置和定向研磨分散裝置，定向選料機構(gòu)設(shè)置在導(dǎo)料管內(nèi)，循環(huán)導(dǎo)料機構(gòu)設(shè)置在導(dǎo)料管上，定向選料機構(gòu)包括選料組件、推送驅(qū)動組件、旋料攪拌組件和電磁輔助定向組件，導(dǎo)料管的兩端分別設(shè)有進(jìn)料口和出料口，進(jìn)料口位于端部側(cè)壁上，出料口位于導(dǎo)料管端部的中心處，導(dǎo)料管內(nèi)部同軸固定安裝有中心限位桿，選料組件包括安裝在導(dǎo)料管內(nèi)部的選料板，推送驅(qū)動組件位于導(dǎo)料管的端部，旋料攪拌組件位于導(dǎo)料管靠近預(yù)分散裝置的一側(cè)，旋料攪拌組件包括有用于攪動分散液的攪拌槳葉，攪拌槳葉與推送驅(qū)動組件傳動連接，電磁輔助定向組件包括有套設(shè)在導(dǎo)料管外側(cè)壁上的環(huán)形電磁鐵和插入導(dǎo)料管內(nèi)部的通電接頭，導(dǎo)料管的外側(cè)壁絕緣設(shè)置。

4、優(yōu)選的，選料板設(shè)有兩個且分別為順著導(dǎo)料管長度方向依次設(shè)置的第一定向板和第二定向板，第一定向板和第二定向板均與導(dǎo)料管滑動連接，推送驅(qū)動組件與第一定向板和第二定向板均傳動連接，攪拌槳葉能夠滑動的設(shè)置在中心限位桿上，第一定向板和第二定向板上均設(shè)有毛細(xì)孔，第二定向板上的毛細(xì)孔大小小于第一定向板上的毛細(xì)孔大小。

5、優(yōu)選的，第一定向板和第二定向板進(jìn)料端一側(cè)均設(shè)有擋料板，擋料板與第一定向板和第二定向板均可拆卸的安裝，選料組件還設(shè)有用于刮除擋料板表面雜質(zhì)的刮刀。

6、優(yōu)選的，選料組件還包括兩個安裝環(huán)和若干個滑動球座，安裝環(huán)與第一定向板轉(zhuǎn)動連接，兩個安裝環(huán)分別位于第一定向板的兩端，兩個安裝環(huán)上均固定安裝有刮刀，滑動球座固定安裝在安裝環(huán)的外側(cè)壁上，導(dǎo)料管的內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有螺旋導(dǎo)槽，滑動球座滑動設(shè)置在螺旋導(dǎo)槽內(nèi)。

7、優(yōu)選的，推送驅(qū)動組件包括第一直線驅(qū)動器、第一推桿、傳動轉(zhuǎn)盤、第二直線驅(qū)動器和第二推桿，第一直線驅(qū)動器和第二直線驅(qū)動器均安裝在導(dǎo)料管的外側(cè)壁上，第一推桿和第二推桿的長度方向與導(dǎo)料管的軸線方向一致，傳動轉(zhuǎn)盤與第一定向板傳動連接，第一推桿的一端與第一直線驅(qū)動器的輸出端固定連接，第一推桿的另一端與傳動轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動連接，第二推桿的一端與第二直線驅(qū)動器的輸出端固定連接，第二推桿的另一端與第二定向板傳動連接，攪拌槳葉與第一推桿傳動連接。

8、優(yōu)選的，選料板為濾膜，選料組件包括安裝板和可更換濾膜，安裝板安裝在中心限位桿上，可更換濾膜可拆卸的安裝在安裝板的兩側(cè)，可更換濾膜為微孔膜或超濾膜，可更換濾膜與安裝板的側(cè)壁螺紋連接，可更換濾膜的外側(cè)壁上設(shè)有密封圈，導(dǎo)料管為可拆卸殼體。

9、優(yōu)選的，推送驅(qū)動組件包括第三直線驅(qū)動器、第三推桿、密封擠壓板、通過孔、傳動板和密封塞，第三直線驅(qū)動器固定安裝在導(dǎo)料管的外側(cè)壁上，第三推桿設(shè)置在導(dǎo)料管內(nèi)且第三推桿的長度方向與導(dǎo)料管的軸線方向一致，第三推桿的一端與第三直線驅(qū)動器的輸出端固定連接，第三推桿的另一端與傳動板固定連接，傳動板與密封擠壓板傳動連接，密封擠壓板和傳動板均滑動設(shè)置在中心限位桿上，密封擠壓板的外側(cè)壁與導(dǎo)料管的內(nèi)側(cè)壁貼合，通過孔設(shè)置在密封擠壓板上，密封塞設(shè)置在傳動板上，密封塞用于堵塞通過孔的端部，攪拌槳葉安裝在密封擠壓板遠(yuǎn)離傳動板的一端。

10、優(yōu)選的，推送驅(qū)動組件還包括滑動限位桿和滑動限位槽，滑動限位桿固定安裝在傳動板靠近密封擠壓板的一端，滑動限位槽設(shè)置在密封擠壓板上，滑動限位桿遠(yuǎn)離傳動板的一端滑動設(shè)置在滑動限位槽內(nèi)。

11、優(yōu)選的，旋料攪拌組件還包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器、轉(zhuǎn)動套筒、驅(qū)動齒輪、從動齒輪，旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器固定安裝在導(dǎo)料管上，轉(zhuǎn)動套筒套設(shè)在中心限位桿上，驅(qū)動齒輪與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器的輸出端固定連接，從動齒輪與轉(zhuǎn)動套筒的外側(cè)壁固定連接，驅(qū)動齒輪與從動齒輪嚙合，伸縮傳動套筒的一端與轉(zhuǎn)動套筒固定連接，伸縮傳動套筒的另一端與攪拌槳葉固定連接，攪拌槳葉與推送驅(qū)動組件傳動連接。

12、優(yōu)選的，循環(huán)導(dǎo)料機構(gòu)包括有均與導(dǎo)料管連接的第一反流管、第二反流管、第一進(jìn)料管和第一出料管，第一進(jìn)料管安裝在導(dǎo)料管靠近旋料攪拌組件的一端，第一出料管位于導(dǎo)料管遠(yuǎn)離第一進(jìn)料管的一端，第一反流管和第二反流管均設(shè)置在導(dǎo)料管的外側(cè)壁上，第一反流管、第二反流管、第一進(jìn)料管和第一出料管上均設(shè)有單向閥。

13、本發(fā)明相比較于現(xiàn)有技術(shù)的有益效果是：

14、1.?通過安裝在導(dǎo)料管內(nèi)部的定向選料機構(gòu)對單壁碳納米管進(jìn)行定向篩選，方向大致準(zhǔn)確的單壁碳納米管能夠通過選料組件中的選料板并向外導(dǎo)出，直至運輸至定向研磨分散裝置內(nèi)，可以較大程度的保留較長的單壁碳納米管，從而提高較長單壁碳納米管在整體單壁碳納米管分散液中的分布比例，從而提高單壁碳納米管分散液的各項指標(biāo)，提升產(chǎn)品性能，提高了成品中碳管的高長徑比的占比，分散效果徹底并且適合大量生產(chǎn)。

15、2.本發(fā)明所示設(shè)備能夠連續(xù)化生產(chǎn)，且不會因為堵塞導(dǎo)致降低漿液的通過率，既保證了設(shè)備生產(chǎn)的工作效率，且降低了設(shè)備成本，便于大規(guī)模推廣。

技術(shù)特征：

1.一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，其特征在于，包括有導(dǎo)料管（1）、定向選料機構(gòu)（2）、循環(huán)導(dǎo)料機構(gòu)（3）、預(yù)分散裝置和定向研磨分散裝置，導(dǎo)料管（1）用于連通預(yù)分散裝置和定向研磨分散裝置，定向選料機構(gòu)（2）設(shè)置在導(dǎo)料管（1）內(nèi)，循環(huán)導(dǎo)料機構(gòu)（3）設(shè)置在導(dǎo)料管（1）上，定向選料機構(gòu)（2）包括選料組件（21）、推送驅(qū)動組件（22）、旋料攪拌組件（23）和電磁輔助定向組件（24），導(dǎo)料管（1）的兩端分別設(shè)有進(jìn)料口和出料口，進(jìn)料口位于端部側(cè)壁上，出料口位于導(dǎo)料管（1）端部的中心處，導(dǎo)料管（1）內(nèi)部同軸固定安裝有中心限位桿（11），選料組件（21）包括安裝在導(dǎo)料管（1）內(nèi)部的選料板，推送驅(qū)動組件（22）位于導(dǎo)料管（1）的端部，旋料攪拌組件（23）位于導(dǎo)料管（1）靠近預(yù)分散裝置的一側(cè)，旋料攪拌組件（23）包括有用于攪動分散液的攪拌槳葉（231），攪拌槳葉（231）與推送驅(qū)動組件（22）傳動連接，電磁輔助定向組件（24）包括有套設(shè)在導(dǎo)料管（1）外側(cè)壁上的環(huán)形電磁鐵（241）和插入導(dǎo)料管（1）內(nèi)部的通電接頭（242），導(dǎo)料管（1）的外側(cè)壁絕緣設(shè)置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，其特征在于，選料板設(shè)有兩個且分別為順著導(dǎo)料管（1）長度方向依次設(shè)置的第一定向板（2111）和第二定向板（2112），第一定向板（2111）和第二定向板（2112）均與導(dǎo)料管（1）滑動連接，推送驅(qū)動組件（22）與第一定向板（2111）和第二定向板（2112）均傳動連接，攪拌槳葉（231）能夠滑動的設(shè)置在中心限位桿（11）上，第一定向板（2111）和第二定向板（2112）上均設(shè)有毛細(xì)孔，第二定向板（2112）上的毛細(xì)孔大小小于第一定向板（2111）上的毛細(xì)孔大小。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，其特征在于，第一定向板（2111）和第二定向板（2112）進(jìn)料端一側(cè)均設(shè)有擋料板（2113），擋料板（2113）與第一定向板（2111）和第二定向板（2112）均可拆卸的安裝，選料組件（21）還設(shè)有用于刮除擋料板（2113）表面雜質(zhì)的刮刀（2116）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，其特征在于，選料組件（21）還包括兩個安裝環(huán)（2114）和若干個滑動球座（2115），安裝環(huán)（2114）與第一定向板（2111）轉(zhuǎn)動連接，兩個安裝環(huán)（2114）分別位于第一定向板（2111）的兩端，兩個安裝環(huán)（2114）上均固定安裝有刮刀（2116），滑動球座（2115）固定安裝在安裝環(huán)（2114）的外側(cè)壁上，導(dǎo)料管（1）的內(nèi)側(cè)壁上開設(shè)有螺旋導(dǎo)槽（2117），滑動球座（2115）滑動設(shè)置在螺旋導(dǎo)槽（2117）內(nèi)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，其特征在于，推送驅(qū)動組件（22）包括第一直線驅(qū)動器（2211）、第一推桿（2212）、傳動轉(zhuǎn)盤（2213）、第二直線驅(qū)動器（2214）和第二推桿（2215），第一直線驅(qū)動器（2211）和第二直線驅(qū)動器（2214）均安裝在導(dǎo)料管（1）的外側(cè)壁上，第一推桿（2212）和第二推桿（2215）的長度方向與導(dǎo)料管（1）的軸線方向一致，傳動轉(zhuǎn)盤（2213）與第一定向板（2111）傳動連接，第一推桿（2212）的一端與第一直線驅(qū)動器（2211）的輸出端固定連接，第一推桿（2212）的另一端與傳動轉(zhuǎn)盤（2213）轉(zhuǎn)動連接，第二推桿（2215）的一端與第二直線驅(qū)動器（2214）的輸出端固定連接，第二推桿（2215）的另一端與第二定向板（2112）傳動連接，攪拌槳葉（231）與第一推桿（2212）傳動連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，其特征在于，選料板為濾膜，選料組件（21）包括安裝板（2121）和可更換濾膜（2122），安裝板（2121）安裝在中心限位桿（11）上，可更換濾膜（2122）可拆卸的安裝在安裝板（2121）的兩側(cè)，可更換濾膜（2122）為微孔膜或超濾膜，可更換濾膜（2122）與安裝板（2121）的側(cè)壁螺紋連接，可更換濾膜（2122）的外側(cè)壁上設(shè)有密封圈，導(dǎo)料管（1）為可拆卸殼體。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，其特征在于，推送驅(qū)動組件（22）包括第三直線驅(qū)動器（2221）、第三推桿（2222）、密封擠壓板（2223）、通過孔（2224）、傳動板（2225）和密封塞（2226），第三直線驅(qū)動器（2221）固定安裝在導(dǎo)料管（1）的外側(cè)壁上，第三推桿（2222）設(shè)置在導(dǎo)料管（1）內(nèi)且第三推桿（2222）的長度方向與導(dǎo)料管（1）的軸線方向一致，第三推桿（2222）的一端與第三直線驅(qū)動器（2221）的輸出端固定連接，第三推桿（2222）的另一端與傳動板（2225）固定連接，傳動板（2225）與密封擠壓板（2223）傳動連接，密封擠壓板（2223）和傳動板（2225）均滑動設(shè)置在中心限位桿（11）上，密封擠壓板（2223）的外側(cè)壁與導(dǎo)料管（1）的內(nèi)側(cè)壁貼合，通過孔（2224）設(shè)置在密封擠壓板（2223）上，密封塞（2226）設(shè)置在傳動板（2225）上，密封塞（2226）用于堵塞通過孔（2224）的端部，攪拌槳葉（231）安裝在密封擠壓板（2223）遠(yuǎn)離傳動板（2225）的一端。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，其特征在于，推送驅(qū)動組件（22）還包括滑動限位桿（2227）和滑動限位槽（2228），滑動限位桿（2227）固定安裝在傳動板（2225）靠近密封擠壓板（2223）的一端，滑動限位槽（2228）設(shè)置在密封擠壓板（2223）上，滑動限位桿（2227）遠(yuǎn)離傳動板（2225）的一端滑動設(shè)置在滑動限位槽（2228）內(nèi)。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，其特征在于，旋料攪拌組件（23）還包括旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器（232）、轉(zhuǎn)動套筒（233）、驅(qū)動齒輪（234）、從動齒輪（235），旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器（232）固定安裝在導(dǎo)料管（1）上，轉(zhuǎn)動套筒（233）套設(shè)在中心限位桿（11）上，驅(qū)動齒輪（234）與旋轉(zhuǎn)驅(qū)動器（232）的輸出端固定連接，從動齒輪（235）與轉(zhuǎn)動套筒（233）的外側(cè)壁固定連接，驅(qū)動齒輪（234）與從動齒輪（235）嚙合，伸縮傳動套筒（236）的一端與轉(zhuǎn)動套筒（233）固定連接，伸縮傳動套筒（236）的另一端與攪拌槳葉（231）固定連接，攪拌槳葉（231）與推送驅(qū)動組件（22）傳動連接。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備，其特征在于，循環(huán)導(dǎo)料機構(gòu)（3）包括有均與導(dǎo)料管（1）連接的第一反流管（31）、第二反流管（32）、第一進(jìn)料管（33）和第一出料管（34），第一進(jìn)料管（33）安裝在導(dǎo)料管（1）靠近旋料攪拌組件（23）的一端，第一出料管（34）位于導(dǎo)料管（1）遠(yuǎn)離第一進(jìn)料管（33）的一端，第一反流管（31）和第二反流管（32）均設(shè)置在導(dǎo)料管（1）的外側(cè)壁上，第一反流管（31）、第二反流管（32）、第一進(jìn)料管（33）和第一出料管（34）上均設(shè)有單向閥。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及單壁碳納米管分散技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種單壁碳納米管的高效連續(xù)化分散設(shè)備。包括有導(dǎo)料管、定向選料機構(gòu)、循環(huán)導(dǎo)料機構(gòu)、預(yù)分散裝置和定向研磨分散裝置，導(dǎo)料管用于連通預(yù)分散裝置和定向研磨分散裝置，定向選料機構(gòu)包括選料組件、推送驅(qū)動組件、旋料攪拌組件和電磁輔助定向組件，導(dǎo)料管安裝有中心限位桿，選料組件包括安裝在導(dǎo)料管內(nèi)部的選料板，電磁輔助定向組件包括有套設(shè)在導(dǎo)料管外側(cè)壁上的環(huán)形電磁鐵和插入導(dǎo)料管內(nèi)部的通電接頭。本發(fā)明所示設(shè)備能夠連續(xù)化對單壁碳納米管進(jìn)行定向篩選，可以在分散液中較大程度的保留較長的單壁碳納米管，提高漿液的通過率，提高了成品中碳管的高長徑比的占比，分散效果徹底并且適合大量生產(chǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：湯培平,方步思,梅華榮
受保護(hù)的技術(shù)使用者：福建格林韋爾材料科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/26