本实用新型涉及螺纹分段交替式可膨胀石墨连续制备装置,属于石墨制备技术领域。
背景技术:
现有可膨胀石墨连续制备装置,由于螺纹的凹凸造成阳极机筒距离阴极螺杆的间距不完全相同,靠近螺杆中心的螺纹凹槽内部原料距离阳极机筒较远,螺纹处原料距离阳极机筒较近,这使得通电后阴阳极间的电流密度不均匀,从而使原料的电化学反应程度不同,导致原料膨胀倍率均一性效果差。
同时,原有设备的阴极螺杆渐近式螺距没有达到阶段可控模式,其逐渐缩小的螺距导致每一螺纹原料中含酸量不同,因此难以控制电流密度。
技术实现要素:
本实用新型目的是为了解决现有可膨胀石墨连续制备装置由于阴阳极间的电流密度不均匀导致原料膨胀倍率均一性差,并且逐渐缩小的螺距导致每一螺纹原料中含酸量不同,因此难以控制电流密度的问题,提供了一种螺纹分段交替式可膨胀石墨连续制备装置。
本实用新型所述螺纹分段交替式可膨胀石墨连续制备装置,它包括螺杆和可拆卸机筒,可拆卸机筒由固接在一起的聚丙烯外层和不锈钢内层组成,不锈钢内层的内壁表面设置内螺纹,所述不锈钢内层的内螺纹与螺杆外壁的外螺纹沿轴线方向相交错设置;
螺杆和可拆卸机筒的不锈钢内层上螺纹相应的均分为三段,每一段内的螺纹螺距相等,由螺杆和可拆卸机筒的输入端至输出端方向,三段螺纹的螺距依次递减。
它还包括料斗支座、料斗、推力轴承、可控传动系统、电气控制柜和机身底座,
机身底座用于承托可拆卸机筒,螺杆插入到可拆卸机筒的空腔内,并且螺杆与可拆卸机筒的轴线相重合;螺杆的动力输入端伸出于可拆卸机筒外,螺杆的动力输入端通过推力轴承支撑并与可控传动系统的动力输出端连接;可拆卸机筒的输入端一侧的上侧壁上具有料斗安装孔,料斗安装孔内通过料斗支座固定料斗的出料段,料斗的内腔与可拆卸机筒的内腔相通,可拆卸机筒的输入端与螺杆的动力输入端相对应;可拆卸机筒的输出端设置出料口;
电气控制柜用于为螺杆、可拆卸机筒和可控传动系统提供工作电源。
本实用新型的优点:本实用新型针对现有同类装置的电流密度难以控制的问题而设计,其结构简单,制作成本小,它利用单螺杆挤出机原理实现可膨胀石墨的连续制备,有效的提高了生产效率;同时,由于机筒与螺杆上分段式交错设计的螺纹结构,使石墨受电更均匀,氧化反应更完全,实现了阶段电流密度可控制的目的;螺杆旋转速度及直流电电压可控,使可膨胀石墨生产量,氧化程度等因素均达到可控,这保障了制备的可膨胀石墨性质均一稳定;可拆卸机筒的聚丙烯外层的分半设计,也方便了机筒的拆卸更换,降低了装置的维修成本,所述装置具有工作效率高,绿色环保的优势,应用前景广阔。
附图说明
图1是本实用新型所述螺纹分段交替式可膨胀石墨连续制备装置的结构示意图;
图2是可拆卸机筒的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一:下面结合图1和图2说明本实施方式,本实施方式所述螺纹分段交替式可膨胀石墨连续制备装置,它包括螺杆1和可拆卸机筒2,可拆卸机筒2由固接在一起的聚丙烯外层2-1和不锈钢内层2-2组成,不锈钢内层2-2的内壁表面设置内螺纹,所述不锈钢内层2-2的内螺纹与螺杆1外壁的外螺纹沿轴线方向相交错设置;
螺杆1和可拆卸机筒2的不锈钢内层2-2上螺纹相应的均分为三段,每一段内的螺纹螺距相等,由螺杆1和可拆卸机筒2的输入端至输出端方向,三段螺纹的螺距依次递减。
它还包括料斗支座3、料斗4、推力轴承5、可控传动系统6、电气控制柜7和机身底座8,
机身底座8用于承托可拆卸机筒2,螺杆1插入到可拆卸机筒2的空腔内,并且螺杆1与可拆卸机筒2的轴线相重合;螺杆1的动力输入端伸出于可拆卸机筒2外,螺杆1的动力输入端通过推力轴承5支撑并与可控传动系统6的动力输出端连接;可拆卸机筒2的输入端一侧的上侧壁上具有料斗安装孔2-3,料斗安装孔2-3内通过料斗支座3固定料斗4的出料段,料斗4的内腔与可拆卸机筒2的内腔相通,可拆卸机筒2的输入端与螺杆1的动力输入端相对应;可拆卸机筒2的输出端设置出料口2-4;
电气控制柜7用于为螺杆1、可拆卸机筒2和可控传动系统6提供工作电源。
可拆卸机筒2的聚丙烯外层2-1由两个可拆分的半圆筒组成,两个半圆筒通过卡扣2-5固接。
本实施方式中,电气控制柜内有可调节AC-DC电流转换装置,螺杆1连接电气控制柜7中直流电源的负极形成阴极螺杆,不锈钢内层2-2连接电气控制柜7中直流电源的正极形成阳极机筒,电气控制柜7为可控传动系统6提供交流电源;螺杆1与不锈钢内层2-2的螺纹螺距分段缩小,同一段中螺距相等,一是为了达到石墨制备的阶段可控目的,二是通过螺距缩小有利于将原料中多余的插层剂挤压排出;不锈钢内层2-2的材质可采用316L不锈钢,聚丙烯外层2-1将不锈钢阳极包裹在内,一是可以避免通电阳极敞开造成危险,二是避免阳极腐蚀以后原料外泄降低生产效率、污染环境;出料口2-4用于收集可膨胀石墨产品;料斗4也可采用聚丙烯材料制成。
工作原理:石墨原料从料斗进入机筒内部,通过控制螺杆旋转速度可以控制进料速度,从而可调节单位时间的可膨胀石墨生产量,同时控制螺杆旋转速度还可以控制石墨原料的阳极氧化反应时间,通过调节直流电电压来控制石墨原料的氧化程度,以制备可膨胀不同倍率的可膨胀石墨,使可膨胀石墨制备达到性能可控并连续生产的目的。
可控传动系统连接推力轴承来带动螺杆旋转,通过可控传动系统可以调节螺杆旋转速度;电气控制柜控制装置启动、关闭,向阴极螺杆及阳极机筒输送直流电并调节直流电电压,所述部件的尺寸规格可以根据实际生产来确定。
在本实施方式中,可控传动系统通过推力轴承控制螺杆旋转,装置通电后,使石墨原料发生阳极氧化反应。螺杆螺距在料斗一侧较大,沿螺杆向出料品方向分段缩减,在物料传输过程中可以将硫酸挤压排出,最后得到半干状可膨胀石墨。螺杆可以采用316L不锈钢制作而成并经过防腐处理,螺杆长度随生产量可变;可拆卸机筒长度与螺杆长度相当,尺寸根据实际生产情况确定;机筒的316L不锈钢层可以更换,使聚丙烯外层可以重复使用,机筒的316L不锈钢层插接在可控传动系统中获得直流电。
工作过程:原料混合液通过料斗4进入可拆卸机筒2内,打开电气控制柜7,可控传动系统6通过推力轴承5带动螺杆1旋转,使料斗4内原料不断进入机筒,随着螺杆1旋转,螺纹内石墨经过氧化作用被输送到螺杆1末端,由可拆卸机筒2的出料口收料,达到可膨胀石墨连续生产的目的。