本發(fā)明涉及可膨脹石墨生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備、控制系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

1、可膨脹石墨是一種特殊的石墨材料，它經(jīng)過特殊的化學(xué)或物理加工處理后，能夠在遇到高溫時迅速膨脹，形成一種蠕蟲狀的多孔結(jié)構(gòu)。這種膨脹過程通常伴隨著石墨層間化合物的分解，產(chǎn)生推力，將石墨層推開，從而實(shí)現(xiàn)體積的顯著增加?？膳蛎浭珣{借自身優(yōu)異的耐高溫性（可承受高溫而不損失其結(jié)構(gòu)特性），通常用于阻燃材料。而可膨脹石墨的膨化溫度由于處理工序的不同分為高溫可膨脹石墨（膨化溫度在一般在900℃至1000℃）與低溫可膨脹石墨（起始膨脹溫度為110℃~150℃）。

2、其中，上述二者處理工藝的區(qū)別僅在于插層處理的反應(yīng)劑不同，即二者均通過酸化插層處理-中性處理-烘干處理，得到可膨脹石墨。

3、其中，低溫可膨脹石墨由于起始溫度與烘干溫度（烘干溫度在80℃~100℃）接近，因此現(xiàn)階段烘干處理時，操作人員需要時刻關(guān)注物料狀態(tài)，避免物料溫度集中而膨化（由可膨脹石墨膨化為膨脹石墨）。

4、綜上可知，現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以改進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備、控制系統(tǒng)及控制方法，其可以根據(jù)可膨脹石墨的膨脹度反饋，對攪拌軸的攪動速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免熱點(diǎn)集中，實(shí)現(xiàn)均勻化加熱，同時內(nèi)置緊急降溫系統(tǒng)，若設(shè)備內(nèi)部溫度過高，可進(jìn)行降溫干預(yù)，減少物料損失。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，包括具有開口的烘干設(shè)備底座、蓋合于開口處的封蓋及設(shè)置于二者內(nèi)部的微感應(yīng)型攪拌組件；所述烘干設(shè)備底座側(cè)壁設(shè)置有對內(nèi)腔進(jìn)行加熱的加熱腔室；所述封蓋上設(shè)置有換氣出口；所述微感應(yīng)型攪拌組件包括設(shè)置于封蓋的傳動倉、與傳動倉相連的驅(qū)動器、從傳動倉內(nèi)向外延伸的攪拌軸及至少一根感應(yīng)撥桿；所述感應(yīng)撥桿的末端距內(nèi)腔底部具有預(yù)定高度，記為第一狀態(tài)；當(dāng)感應(yīng)撥桿受到頂力后會向上擺動預(yù)定角度，記為第二狀態(tài)；所述感應(yīng)撥桿處于第一狀態(tài)，攪拌軸的轉(zhuǎn)速為第一轉(zhuǎn)速；所述感應(yīng)撥桿處于第二狀態(tài)，攪拌軸的轉(zhuǎn)速為第二轉(zhuǎn)速；第二轉(zhuǎn)速的數(shù)值高于第一轉(zhuǎn)速的數(shù)值。

3、根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，所述封蓋上還設(shè)置有換氣入口，其與低溫氣流供給設(shè)備相連接，二者連接的管道上安裝有控制閥門；所述感應(yīng)撥桿處于第一狀態(tài)，換氣入口的控制閥門關(guān)閉；所述感應(yīng)撥桿處于第二狀態(tài)，換氣入口的控制閥門開啟。

4、根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，所述攪拌軸豎直設(shè)置。

5、根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，所述烘干設(shè)備底座為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，所述攪拌軸的軸線與烘干設(shè)備底座的回轉(zhuǎn)軸線重合。

6、根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，所述攪拌軸的外圍設(shè)置有螺旋狀的攪拌葉片，轉(zhuǎn)動后的攪拌軸將物料向上提升。

7、根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，所述傳動倉包括與封蓋固接的傳動倉外殼、與傳動倉外殼固定連接的第一導(dǎo)回圈、轉(zhuǎn)動安裝于傳動倉外殼內(nèi)并與攪拌軸固接的第二導(dǎo)回圈；所述第二導(dǎo)回圈、第一導(dǎo)回圈內(nèi)等間隔環(huán)設(shè)有多個切換件；位于多個切換件的中心處設(shè)置有對其支撐并驅(qū)動其轉(zhuǎn)動的支撐盤，其與驅(qū)動器的輸出軸進(jìn)行連接；所述切換件為準(zhǔn)線為弧線的回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，并且對外與第二導(dǎo)回圈的內(nèi)緣貼合，對內(nèi)與支撐盤的外周面貼合；所述切換件與感應(yīng)撥桿進(jìn)行連接；當(dāng)感應(yīng)撥桿發(fā)生角度改變時驅(qū)動切換件的回轉(zhuǎn)軸線發(fā)生角度改變，以改變第二導(dǎo)回圈、支撐盤與切換件所接觸的截面圓位置。

8、根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，所述切換件的回轉(zhuǎn)軸線端部轉(zhuǎn)動安裝有連接頭；所述感應(yīng)撥桿的端部與連接頭鉸接，中部預(yù)定位置與第一導(dǎo)回圈活動鉸接。

9、根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，所述切換件為圓球結(jié)構(gòu)，并環(huán)設(shè)有四個。

10、根據(jù)本發(fā)明的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，所述加熱腔室采用蒸汽加熱的方式；所述加熱腔室側(cè)壁上設(shè)置加熱口及排氣口；加熱口連接供給熱氣流的供氣設(shè)備。

11、根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)設(shè)備的控制系統(tǒng)，包括設(shè)置于所述烘干設(shè)備底座側(cè)壁上的膨脹度檢測單元，其包括用于檢測內(nèi)腔內(nèi)物料高度h的傳感器及連接傳感器的總控單元：總控單元與驅(qū)動器的控制單元、控制閥門的控制單元連接；所述總控單元內(nèi)部根據(jù)物料添加量規(guī)劃設(shè)置有膨脹警戒高度h1；在烘干過程中，若傳感器檢測物料的高度h高于膨脹警戒高度h1，則總控單元驅(qū)使控制閥門打開；所述總控單元內(nèi)部具有膨脹警戒速率s1，在烘干過程中，若傳感器配合總控單元計(jì)算物料的膨化速率s高于膨脹警戒速率s1，則總控單元驅(qū)使控制閥門打開。

12、根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)，所述膨脹警戒高度h1按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：h1=h0×α；其中，h0為可膨脹石墨未烘干前的物料高度；α為高度警戒系數(shù)。

13、根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)，所述膨化速率s按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：s=（h2-h0）÷t；h2為經(jīng)過烘干時間t后，物料的膨脹高度。

14、根據(jù)本發(fā)明的控制系統(tǒng)所采納的控制方法，包括：s1：往設(shè)備內(nèi)添加物料；添加完畢后，啟動設(shè)備進(jìn)入烘干作業(yè)；s2：感應(yīng)撥桿根據(jù)物料的膨脹高度實(shí)時調(diào)整攪拌軸轉(zhuǎn)速；s3：當(dāng)物料的膨脹高度h高于膨脹警戒高度h1或物料的膨化速率s高于膨脹警戒速率s1時，控制閥門打開，低溫氣流進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部。

15、根據(jù)本發(fā)明的控制方法，所述控制閥門打開時，加熱腔室同步停止加熱。

16、根據(jù)本發(fā)明的控制方法，所述設(shè)備降溫作業(yè)完畢后，將膨脹化的膨脹石墨篩出。

17、本發(fā)明提供了一種用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，包括具有開口的烘干設(shè)備底座、蓋合于開口處的封蓋及設(shè)置于二者內(nèi)部的微感應(yīng)型攪拌組件；所述烘干設(shè)備底座側(cè)壁設(shè)置有對內(nèi)腔進(jìn)行加熱的加熱腔室；所述封蓋上設(shè)置有換氣出口；所述微感應(yīng)型攪拌組件包括設(shè)置于封蓋的傳動倉、與傳動倉相連的驅(qū)動器、從傳動倉內(nèi)向外延伸的攪拌軸及至少一根感應(yīng)撥桿；所述感應(yīng)撥桿的末端距內(nèi)腔底部具有預(yù)定高度，記為第一狀態(tài)；當(dāng)感應(yīng)撥桿受到頂力后會向上擺動預(yù)定角度，記為第二狀態(tài)；所述感應(yīng)撥桿處于第一狀態(tài)，攪拌軸的轉(zhuǎn)速為第一轉(zhuǎn)速；所述感應(yīng)撥桿處于第二狀態(tài)，攪拌軸的轉(zhuǎn)速為第二轉(zhuǎn)速；第二轉(zhuǎn)速的數(shù)值高于第一轉(zhuǎn)速的數(shù)值，本發(fā)明可以根據(jù)可膨脹石墨的膨脹度反饋，對攪拌軸的攪動速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免熱點(diǎn)集中，實(shí)現(xiàn)均勻化加熱，同時內(nèi)置緊急降溫系統(tǒng)，若設(shè)備內(nèi)部溫度過高，可進(jìn)行降溫干預(yù)，減少物料損失。

技術(shù)特征：

1.一種用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，其特征在于，包括具有開口的烘干設(shè)備底座、蓋合于開口處的封蓋及設(shè)置于二者內(nèi)部的微感應(yīng)型攪拌組件；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，其特征在于，所述封蓋上還設(shè)置有換氣入口，其與低溫氣流供給設(shè)備相連接，二者連接的管道上安裝有控制閥門；

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，其特征在于，所述攪拌軸豎直設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，其特征在于，所述烘干設(shè)備底座為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)，所述攪拌軸的軸線與烘干設(shè)備底座的回轉(zhuǎn)軸線重合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，其特征在于，所述攪拌軸的外圍設(shè)置有螺旋狀的攪拌葉片，轉(zhuǎn)動后的攪拌軸將物料向上提升。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，其特征在于，所述傳動倉包括與封蓋固接的傳動倉外殼、與傳動倉外殼固定連接的第一導(dǎo)回圈、轉(zhuǎn)動安裝于傳動倉外殼內(nèi)并與攪拌軸固接的第二導(dǎo)回圈；

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，其特征在于，所述切換件為圓球結(jié)構(gòu)，并環(huán)設(shè)有四個。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，其特征在于，所述切換件的回轉(zhuǎn)軸線端部轉(zhuǎn)動安裝有連接頭；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備，其特征在于，所述加熱腔室采用蒸汽加熱的方式；

10.一種應(yīng)用至權(quán)利要求2所述的生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括設(shè)置于所述烘干設(shè)備底座側(cè)壁上的膨脹度檢測單元，其包括用于檢測內(nèi)腔內(nèi)物料高度h的傳感器及連接傳感器的總控單元：總控單元與驅(qū)動器的控制單元、控制閥門的控制單元連接；

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述膨脹警戒高度h1按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述膨化速率s按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：

13.一種權(quán)利要求12所述的控制系統(tǒng)所采納的控制方法，其特征在于，包括：

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的控制方法，其特征在于，所述控制閥門打開時，加熱腔室同步停止加熱。

15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的控制方法，其特征在于，所述設(shè)備降溫作業(yè)完畢后，將膨脹化的膨脹石墨篩出。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明適用于可膨脹石墨生產(chǎn)領(lǐng)域，提供了一種用于生產(chǎn)可膨脹石墨的設(shè)備、控制系統(tǒng)及控制方法，包括烘干設(shè)備底座、封蓋及設(shè)置于二者內(nèi)部的微感應(yīng)型攪拌組件；烘干設(shè)備底座側(cè)壁設(shè)置有加熱腔室；封蓋上設(shè)置有換氣出口；微感應(yīng)型攪拌組件包括設(shè)置于封蓋的傳動倉、與傳動倉相連的驅(qū)動器、從傳動倉內(nèi)向外延伸的攪拌軸及至少一根感應(yīng)撥桿，借此，本發(fā)明可以根據(jù)可膨脹石墨的膨脹度反饋，對攪拌軸的攪動速度進(jìn)行調(diào)節(jié)，避免熱點(diǎn)集中，實(shí)現(xiàn)均勻化加熱，同時內(nèi)置緊急降溫系統(tǒng)，若設(shè)備內(nèi)部溫度過高，可進(jìn)行降溫干預(yù)，減少物料損失。

技術(shù)研發(fā)人員：趙波,劉蘇亭,高慶平,劉炳伸,邱曉陽
受保護(hù)的技術(shù)使用者：昌邑森匯新材料有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19