本發(fā)明涉及納米材料分散設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種基于動(dòng)態(tài)布料控制的石墨烯復(fù)合材料制備反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)：

1、石墨烯（graphene）是碳的同素異形體，碳原子以sp2雜化鍵合形成單層六邊形蜂窩晶格石墨烯，利用石墨烯這種晶體結(jié)構(gòu)可以構(gòu)建富勒烯（c60）、石墨烯量子點(diǎn)，碳納米管、納米帶、多壁碳納米管和納米角。堆疊在一起的石墨烯層即形成石墨，層間通過范德華力保持在一起，晶面間距0.335納米。石墨烯具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)特性，在材料學(xué)、微納加工、能源、生物醫(yī)學(xué)和藥物傳遞等方面具有重要的應(yīng)用前景，被認(rèn)為是一種未來(lái)革命性的材料。

2、石墨烯復(fù)合材料是將石墨烯（一種由單層碳原子組成的二維材料）與其他材料（如聚合物、金屬、陶瓷或碳基材料等）結(jié)合形成的多功能材料，通過復(fù)合石墨烯的優(yōu)異特性（如高導(dǎo)電性、高強(qiáng)度、高導(dǎo)熱性、柔韌性等）與基體材料的性能互補(bǔ)，從而顯著提升復(fù)合材料的綜合性能。

3、在現(xiàn)有技術(shù)中，石墨烯復(fù)合材料的生產(chǎn)工藝有很多，其中較為常見的溶液混合法是利用反應(yīng)裝置將石墨烯原料分散在溶劑中，與基體材料（如聚合物、金屬、陶瓷或碳基材料等）混合，再通過蒸發(fā)、還原或固化形成復(fù)合材料，現(xiàn)有的反應(yīng)裝置大多是將石墨烯原料直接拋灑分散于溶劑中，或利用噴灑器將石墨烯原料簡(jiǎn)單噴灑分散在反應(yīng)裝置中，這樣的分散方式大多不夠均勻，導(dǎo)致后續(xù)反應(yīng)裝置內(nèi)石墨烯原料與基體材料的融和不夠均勻，或需要長(zhǎng)時(shí)間攪拌才能完成均勻融和的作業(yè)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)背景技術(shù)出所提出現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，提供一種具有均勻布料以確保石墨烯原料能夠全面的與基體材料相融和的基于動(dòng)態(tài)布料控制的石墨烯復(fù)合材料制備反應(yīng)裝置。

2、本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：包括反應(yīng)室、轉(zhuǎn)動(dòng)連接于反應(yīng)室內(nèi)的攪拌軸，以及與攪拌軸連接的攪拌桿；所述反應(yīng)室內(nèi)設(shè)置轉(zhuǎn)動(dòng)連接的旋轉(zhuǎn)載盤，以及驅(qū)動(dòng)該旋轉(zhuǎn)載盤的驅(qū)動(dòng)裝置；所述旋轉(zhuǎn)載盤內(nèi)部成型有連桿結(jié)構(gòu)，該連桿上滑動(dòng)連接有多個(gè)布料器：

3、該布料器為柱型結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部開設(shè)有儲(chǔ)料腔，并于該儲(chǔ)料腔的上端開設(shè)有入料口，其下端開設(shè)有下料口，下料口下方設(shè)有噴布室，其中，下料口內(nèi)活動(dòng)連接有下料閥，噴布室為貫通腔室，其內(nèi)部安裝有風(fēng)機(jī)，其進(jìn)風(fēng)端安裝有進(jìn)風(fēng)網(wǎng)，排風(fēng)端安裝有噴布網(wǎng)。

4、通過采用上述技術(shù)方案，布料器可以在其內(nèi)部風(fēng)機(jī)的作用下帶動(dòng)氣流流經(jīng)噴布室，同時(shí)布料器內(nèi)部處于儲(chǔ)料腔內(nèi)的石墨烯原料在下料閥的作用下少量且勻速的滑落入噴布室內(nèi)，并在其氣流的作用下吹送排出布料器，完成對(duì)反應(yīng)室內(nèi)均勻布料的作業(yè)需求，此外，布料器可以在旋轉(zhuǎn)載盤的帶動(dòng)下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)位移，并且能夠沿連桿進(jìn)行滑動(dòng)位移，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)反應(yīng)室內(nèi)全面均勻布料作業(yè)。

5、在具體的技術(shù)方案中，反應(yīng)室內(nèi)頂部開設(shè)有承載腔，旋轉(zhuǎn)載盤通過平面軸承轉(zhuǎn)動(dòng)連接于該承載腔內(nèi)，旋轉(zhuǎn)載盤外側(cè)壁上成型有齒槽，驅(qū)動(dòng)裝置包括固定安裝有反應(yīng)室上端一側(cè)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的傳動(dòng)輸出端連接有傳動(dòng)齒，傳動(dòng)齒與旋轉(zhuǎn)載盤的外側(cè)壁相互嚙合。

6、通過采用上述技術(shù)方案，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可由傳動(dòng)齒輪組帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)載盤，在平面軸承的支撐作用下沿承載腔進(jìn)行平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

7、在具體的技術(shù)方案中，反應(yīng)室內(nèi)頂部開設(shè)有承載腔，旋轉(zhuǎn)載盤通過平面軸承與該腔體形成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，在連桿中心位置設(shè)有整體成型的內(nèi)環(huán)座，其驅(qū)動(dòng)裝置由攪拌軸上的多邊形抵接齒、內(nèi)環(huán)座內(nèi)活動(dòng)的v型抵接座以及螺紋伸縮桿組成，其中，v型抵接座與抵接齒的多邊形結(jié)構(gòu)外圍邊角相互對(duì)應(yīng)，抵接座背離抵接齒的一端面固定連接于螺紋伸縮桿的活動(dòng)端，螺紋伸縮桿的固定端固定安裝于內(nèi)環(huán)座的內(nèi)側(cè)壁上。

8、通過采用上述技術(shù)方案，抵接齒可以隨攪拌軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而抵接座可以在螺紋伸縮桿的驅(qū)動(dòng)下抵貼于抵接齒的外圍邊角處，從而使攪拌軸的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力可有效傳遞至內(nèi)環(huán)座，從而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)載盤與攪拌軸的同步轉(zhuǎn)動(dòng)控制。

9、在具體的技術(shù)方案中，連桿內(nèi)部設(shè)有直線滑軌結(jié)構(gòu)，布料器的上端有掛載座，掛載座的下端面上連接有轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)輪，掛載座通過驅(qū)動(dòng)輪沿滑軌腔滑動(dòng)相連，入料口開設(shè)于掛載座的上端中部且連通儲(chǔ)料腔。

10、通過采用上述技術(shù)方案，驅(qū)動(dòng)輪可帶動(dòng)掛載座及布料器沿滑軌腔滑動(dòng)調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)布料作業(yè)區(qū)域的靈活控制。

11、在具體的技術(shù)方案中，噴布室與進(jìn)風(fēng)網(wǎng)、噴布網(wǎng)均采用彈性連接結(jié)構(gòu)，且在進(jìn)風(fēng)網(wǎng)和噴布網(wǎng)上方分別安裝有振搗桿。振搗桿的作動(dòng)端分別與兩網(wǎng)面連接，通過彈簧的彈性配合產(chǎn)生高頻震顫。

12、通過采用上述技術(shù)方案，通過彈簧連接的進(jìn)風(fēng)網(wǎng)和噴布網(wǎng)可以在振搗桿的作用下產(chǎn)生震顫運(yùn)動(dòng)，從而能夠?qū)⑵渚W(wǎng)面上附著的石墨烯原料顆粒脫離，有效清除網(wǎng)面附著的石墨烯顆粒，避免造成氣道堵塞，影響布料器的排料作業(yè)效果。

13、在具體的技術(shù)方案中，下料閥包括用于封堵下料口的閥體和用于驅(qū)動(dòng)閥體位移的驅(qū)動(dòng)桿，閥體固定安裝于驅(qū)動(dòng)桿的活動(dòng)端。

14、通過采用上述技術(shù)方案，閥體可以在驅(qū)動(dòng)桿的作用下在下料口內(nèi)進(jìn)行位移調(diào)節(jié)，從而可以控制下料口的開放大小，因此能夠控制下料口處石墨烯原料的通過量，通過改變流通截面積控制石墨烯原料的通過量，進(jìn)而調(diào)節(jié)布料速度并優(yōu)化布料均勻性。

15、在具體的技術(shù)方案中，攪拌桿固定安裝在攪拌軸的底端外圍壁上，反應(yīng)室頂部中央安裝有攪拌電機(jī)，攪拌軸通過聯(lián)軸器與電機(jī)輸出端直連。

16、通過采用上述技術(shù)方案，攪拌電機(jī)可以驅(qū)動(dòng)攪拌軸和攪拌桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，而攪拌桿可以對(duì)反應(yīng)室內(nèi)基體材料與石墨烯原料進(jìn)行攪拌，促進(jìn)其充分融合。

17、在具體的技術(shù)方案中，反應(yīng)室的上端一側(cè)開設(shè)有第一進(jìn)料閥，反應(yīng)室的上端另一側(cè)開設(shè)有第二進(jìn)料閥，底端開設(shè)有排料閥。

18、通過采用上述技術(shù)方案，第一進(jìn)料閥用于注入基體材料，第二進(jìn)料閥用于注入石墨烯原料使其經(jīng)入料口進(jìn)入布料器的儲(chǔ)料腔內(nèi)，而排料閥用于將融和完畢的石墨烯復(fù)合材料排出反應(yīng)室。

19、在具體的技術(shù)方案中，反應(yīng)室于第二進(jìn)料閥處配置有注料器，該注料器內(nèi)開設(shè)有多個(gè)載料槽，各載料槽底部安裝有電控閥，注料器的下端成型有用于插接第二進(jìn)料閥的插接座，插接座的下端開口與布料器的入料口相適配。

20、通過采用上述技術(shù)方案，注料器用于裝載經(jīng)過稱重配比后的石墨烯原料，并通過多個(gè)載料槽將同等配比的石墨烯原料進(jìn)行分批裝載，可以向多個(gè)布料器進(jìn)行依次進(jìn)行便捷的平均注料作業(yè)。

21、在具體的技術(shù)方案中，反應(yīng)室于承載腔的一側(cè)開設(shè)有可供傳動(dòng)齒旋轉(zhuǎn)活動(dòng)的驅(qū)動(dòng)腔，傳動(dòng)齒于驅(qū)動(dòng)腔內(nèi)與旋轉(zhuǎn)載盤的外側(cè)壁相互嚙合。

22、通過采用上述技術(shù)方案，傳動(dòng)齒可以在驅(qū)動(dòng)腔內(nèi)進(jìn)行靈活的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，確保其傳動(dòng)效果穩(wěn)定。

23、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：

24、本發(fā)明通過在反應(yīng)室內(nèi)配置多個(gè)可旋轉(zhuǎn)且位移可調(diào)的布料器，實(shí)現(xiàn)石墨烯原料的精準(zhǔn)添加，作業(yè)過程中，布料器可沿連桿滑動(dòng)位移，從而滿足反應(yīng)器內(nèi)不同方位的均勻布料需求；同時(shí)通過控制旋轉(zhuǎn)載盤及布料器的旋轉(zhuǎn)速度，實(shí)現(xiàn)邊旋轉(zhuǎn)邊位移的全方位動(dòng)態(tài)布料，確保石墨烯復(fù)合材料生產(chǎn)過程中的布料均勻性。