一种纳米碳材料的前处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及纳米材料生产设备的技术领域，尤其涉及一种纳米碳材料的前处理装置。


背景技术：

2.纳米碳材料是指分散相尺度至少有一维小于100nm的碳材料。分散相既可以由碳原子组成，也可以由异种原子(非碳原子)组成，甚至可以是纳米孔。碳元素广泛存在于不同的物质中，因此制备纳米碳材料的原料也有会有多种，例如中药渣、秸秆等生物质碳材料。利用生物质碳材料制备纳米碳材料时需要对进行破碎和加热的前处理步骤。在实验室中，对少量的原料进行前处理的方法是：首先人工将物料研磨呈颗粒，然后加入催化剂进行混合，将混合有催化剂的物料放入加热装置内加热。存在操作麻烦，加工耗时的问题，不利于在实验室中对少量的物料进行前处理。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提出一种纳米碳材料的前处理装置，以解决实验室和实际生产过程中制备纳米碳材料时难以对少量的物料进行前处理的技术问题。
4.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：一种纳米碳材料的前处理装置，包括机体，所述机体的顶部设有破碎机构、催化剂投料机构和微波发热机构，所述机体的中部设有微波加热室，所述机体于所述微波加热室处设有可抽出分离的物料容器，所述物料容器的开口朝上设置，所述物料容器内设有搅拌叶，所述机体的底部设有搅拌叶驱动机构；所述破碎机构和所述催化剂投料机构的出料口分别连通至所述微波加热室的内部，并位于所述物料容器的上方，所述搅拌叶驱动机构用于驱动所述搅拌叶转动。
5.一种可选的实施例，所述搅拌叶的转轴朝下穿出于所述物料容器的底部，所述搅拌叶的转轴于其穿出物料容器的区段套设有传动齿轮，所述搅拌叶驱动机构的输出轴设有与所述传动齿轮啮合的主动齿轮。
6.一种可选的实施例，所述破碎机构包括第一刀轴、第二刀轴和刀轴驱动部，所述第一刀轴和所述第二刀轴分别设有若干破碎刀片，所述刀轴驱动部用于驱动第一刀轴和所述第二刀轴转动，所述第一刀轴与所述第二刀轴的转动方向相反。
7.一种可选的实施例，所述催化剂投料机构包括催化剂存储罐和喷雾器，所述催化剂存储罐的输出端与所述喷雾器的输入端相连通，所述喷雾器的喷出口连通至所述微波加热室。
8.一种可选的实施例，所述喷雾器的喷出口位于所述搅拌叶的转轴上方。
9.一种可选的实施例，还包括出料口遮挡机构，所述出料口遮挡机构包括遮挡板和遮挡板驱动电机，所述遮挡板箱贴于所述微波加热室的顶壁，所述遮挡板驱动电机设置在所述机体的顶部，所述遮挡板驱动电机的输出轴与所述遮挡板的连接，用于带动遮挡板转动以同步开关破碎机构和催化剂投料机构的出料口。
10.一种可选的实施例，所述遮挡板呈圆形，所述遮挡板的圆心位于所述破碎机构的出料口与所述催化剂投料机构的出料口之间，所述遮挡板驱动电机的输出轴连接于所述遮挡板的圆心，所述遮挡板设有第一避让孔和第二避让孔，所述第一避让孔的形状与所述破碎机构的出料口相一致，所述第二避让孔与所述催化剂投料机构的出料口形状相一致，所述第一避让孔与所述破碎机构的出料口重叠时，所述第二避让孔与所述催化剂投料机构的出料口重叠。
11.一种可选的实施例，所述物料容器的材质和所述搅拌叶的材质均为耐腐蚀且可在微波加热室中受热的材质。
12.在本实用新型的实施例中，以中药渣作为原料，通过破碎机构将中药渣破碎成细碎中药渣，并投入微波加热室中的物料容器中，同时催化剂投料机构将催化剂输入至微波加热室中的物料容器中，实现将材料投放至微波加热室内。微波发热机构启动以对物料进行微波加热，使中药渣受热碳化，完成纳米碳材料的前处理。通过搅拌叶驱动机构驱动搅拌叶转动，以使物料容器中的细碎中药渣与催化剂混合均匀，以利于物料受热均匀，提高前处理的效率。当完成前处理后，直接从机体中拉出物料容器即可，取出前处理完毕的物料，取用方便，利于在实验室内对少量的纳米碳材料进行前处理工作。
附图说明
13.图1是本实用新型其中一个实施例的结构示意图；
14.图2是本实用新型其中一个实施例的物料容器拉出状态的示意图；
15.附图中：1-机体、11-微波加热室、12-物料容器、121-搅拌叶、122-传动齿轮、13-搅拌叶驱动机构、131-搅拌叶驱动电机、132-主动齿轮、2-破碎机构、21-第一刀轴、22-第二刀轴、3-催化剂投料机构、31-催化剂存储罐、32-喷雾器、4-微波发热机构、5-出料口遮挡机构、51-遮挡板、511-第一避让孔、512-第二避让孔、52-遮挡板驱动电机。
具体实施方式
16.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
17.如图1-2所示，本实施例的一种纳米碳材料的前处理装置，包括机体1，所述机体1的顶部设有破碎机构2、催化剂投料机构3和微波发热机构4，所述机体1的中部设有微波加热室11，所述机体1于所述微波加热室11处设有可抽出分离的物料容器12，所述物料容器12的开口朝上设置，所述物料容器12内设有搅拌叶121，所述机体1的底部设有搅拌叶驱动机构13；所述破碎机构2和所述催化剂投料机构3的出料口分别连通至所述微波加热室11的内部，并位于所述物料容器12的上方，所述搅拌叶驱动机构13用于驱动所述搅拌叶121转动。其中，值得说明的是，所述微波发热机构4包括磁控管和旋转桨叶，由磁控管朝微波加热室11发射微波，旋转桨叶在微波加热室11的微波输入口处旋转以向微波加热室11的不同方向反射微波。
18.在本实用新型的实施例中，以中药渣作为原料，通过破碎机构2将中药渣破碎成细碎中药渣，并投入微波加热室11中的物料容器12中，同时催化剂投料机构3将催化剂输入至微波加热室11中的物料容器12中，实现将材料投放至微波加热室11内。微波发热机构4启动以对物料进行微波加热，使中药渣受热碳化，完成纳米碳材料的前处理。通过搅拌叶驱动机
构13驱动搅拌叶121转动，以使物料容器12中的细碎中药渣与催化剂混合均匀，以利于物料受热均匀，提高前处理的效率。当完成前处理后，直接从机体1中拉出物料容器12即可，取出前处理完毕的物料，取用方便，利于在实验室内对少量的纳米碳材料进行前处理工作。
19.作为一种可选的实施例，所述搅拌叶121的转轴朝下穿出于所述物料容器12的底部，所述搅拌叶121的转轴于其穿出物料容器12的区段套设有传动齿轮122，所述搅拌叶驱动机构13的输出轴设有与所述传动齿轮122啮合的主动齿轮132。具体地，所述搅拌叶驱动机构13包括搅拌叶驱动电机131和主动齿轮132，所述搅拌叶驱动电机131设置在所述机体1的底部，搅拌叶驱动电机131的输出轴朝上穿出至所述微波加热室11内，所述主动齿轮132套设于所述搅拌叶驱动电机131的输出轴穿出所述微波加热室11内的区段上。在本实施例中，搅拌叶121与搅拌叶驱动机构13采用可分离的传动方式，既能使搅拌叶121能完成脱离出机体1，又能当物料容器12置于微波加热室11内时，传动齿轮122与所述主动齿轮132啮合，因此搅拌叶驱动电机131能带动搅拌叶121转动，实现搅动物料容器12内的物料。
20.作为一种可选的实施例，所述破碎机构2包括第一刀轴21、第二刀轴22和刀轴驱动部(图中未画出)，所述第一刀轴21和所述第二刀轴22分别设有若干破碎刀片，所述刀轴驱动部用于驱动第一刀轴21和所述第二刀轴22转动，所述第一刀轴21与所述第二刀轴22的转动方向相反。具体地，刀轴驱动部包括驱动马达和减速器。如图1所示的实施例中，所述第一刀轴21设置在左边，所述第二刀轴22设置在右边，所述第一刀轴21顺时针转动，所述第二刀轴22逆时针转动。中药渣从所述第一刀轴21和所述第二刀轴22之间通过，被破碎刀片破碎。
21.作为一种可选的实施例，所述催化剂投料机构3包括催化剂存储罐31和喷雾器32，所述催化剂存储罐31的输出端与所述喷雾器32的输入端相连通，所述喷雾器32的喷出口连通至所述微波加热室11。具体地，所述喷雾器32包括雾化喷头和电动泵，通过电动泵加压使催化剂存储罐31内的催化剂从雾化喷头喷出，形成催化剂喷雾落在物料容器12中，以利于与破碎的中药渣混合均匀。
22.作为一种可选的实施例，所述喷雾器32的喷出口位于所述搅拌叶121的转轴上方。具体地，通过将喷雾器32的喷出口设置在搅拌叶121的转轴上方，以利于喷雾器32喷出的催化剂均匀地落入物料容器12中，进一步利于破碎的中药渣与催化剂混合。
23.作为一种可选的实施例，还包括出料口遮挡机构5，所述出料口遮挡机构5包括遮挡板51和遮挡板驱动电机52，所述遮挡板51箱贴于所述微波加热室11的顶壁，所述遮挡板驱动电机52设置在所述机体1的顶部，所述遮挡板驱动电机52的输出轴与所述遮挡板51的连接，用于带动遮挡板51转动以同步开关破碎机构2和催化剂投料机构3的出料口。投料时，遮挡板驱动电机52驱动遮挡板51转动，以打开破碎机构2和催化剂投料机构3的出料口。微波加热时，遮挡板驱动电机52驱动遮挡板51转动，以遮蔽破碎机构2和催化剂投料机构3的出料口，提供出密闭的微波加热空间，提高微波加热效果。
24.作为一种可选的实施例，所述遮挡板51呈圆形，所述遮挡板51的圆心位于所述破碎机构2的出料口与所述催化剂投料机构3的出料口之间，所述遮挡板驱动电机52的输出轴连接于所述遮挡板51的圆心，所述遮挡板51设有第一避让孔511和第二避让孔512，所述第一避让孔511的形状与所述破碎机构2的出料口相一致，所述第二避让孔512与所述催化剂投料机构3的出料口形状相一致，所述第一避让孔511与所述破碎机构2的出料口重叠时，所述第二避让孔512与所述催化剂投料机构3的出料口重叠。具体地，在本实施例中，遮挡板驱
动电机52驱动遮挡板51旋转时，实现第一避让孔511和第二避让孔512同步离开对应出料口，实现同步关闭破碎机构2的出料口和催化剂投料机构3的出料口。当遮挡板驱动电机52驱动遮挡板51反方向转动复位时，实现第一避让孔511和第二避让孔512与对应的出料口重叠，实现同步打开破碎机构2的出料口和催化剂投料机构3的出料口。
25.作为一种可选的实施例，所述物料容器12的材质和所述搅拌叶121的材质均为耐腐蚀且可在微波加热室11中受热的材质。例如，所述搅拌桨的材质和所述物料容器12的材质可以是为聚丙烯。采用聚丙烯材质的搅拌桨和物料容器12，耐腐蚀性能好，又能在在微波加热室11中受热。
26.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些等同的变型或替换均包含在本技术权利要求所限定的范围内。