发明内容

1.要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题在于提供一种石墨烯剥离装置，其能够实现对石墨料的横向剪切和纵向剪切，且能循环对石墨料进行剪切处理，其剪切效率较高，还能及时将精度未达标的石墨料送返至剪切工作腔内进行再次剪切，保障出料即为精度达标的物料。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采取如下技术方案：

一种石墨烯剥离装置，包括通过支撑腿支撑在地面上的固定壳体，设于固定壳体内侧中部并通过连接板与固定壳体固定连接的固定环体，以及嵌装在固定环体内环侧的旋转球体，所述旋转球体对应固定环体两端面的两侧分别固定有水平延伸并与固定壳体转动连接的旋转空心轴，其中一根所述旋转空心轴的一侧设有安装在固定壳体上的电机，且电机的输出轴与该侧旋转空心轴上均固定套装有相互啮合的传动齿轮；所述固定环体的顶部和底部分别对应开设有贯通其内外侧的进料通口和出料通口，所述旋转球体的两相对侧分别开设有与进料通口对应的进料口和与出料通口对应的出料口，所述出料通口的上端口处安装有滤网；

所述旋转球体内部设有两个关于其竖直中心线对称分布的剪切腔，所述剪切腔轮廓的纵向截面呈梭形，所述旋转球体的中心处设有中心实体，所述中心实体对应剪切腔的侧面作为剪切腔的侧壁，且旋转球体内开设有位于中心实体上下两侧的空腔，所述空腔与进料口或出料口连通，且剪切腔与相应侧的空腔之间均通过通料口连通，所述剪切腔内设有一个位于其中部的固定球体，包围于固定球体中部外侧的第二研磨体，以及位于固定球体上下两侧的第一研磨体，所述固定球体背向旋转球体中心处的一侧固定有贯穿旋转球体并连接到固定壳体上的连接杆，且该连接杆位于旋转球体的水平中心线上，每个所述第一研磨体背向固定球体的一端均固定有纵向贯穿旋转球体的转动轴，所述固定环体的两侧端面上分别同轴式固定有环形凸缘，所述环形凸缘的外环侧上固定有固定锥形齿圈，所述转动轴的外侧端延伸至环形凸缘的外侧并固定有连接圆板，所述连接圆板上固定有与固定锥形齿圈啮合的行走锥形齿轮；

所述第一研磨体适配性罩设在固定球体的相应侧，且第一研磨体的侧面呈与剪切腔相应部位的侧壁相适配的弧形，所述第一研磨体的环周侧与剪切腔的侧壁之间形成用于进行横向剪切的工作腔；所述第二研磨体的上下端与相应侧的第一研磨体之间均留有间隙，所述第二研磨体的外侧面完全贴附式固定在剪切腔的内壁上，且第二研磨体的内侧面为与固定球体相应处适配的曲面，所述第二研磨体的内侧面与固定球体之间形成用于进行纵向剪切的工作腔。

进一步地，所述剪切腔的侧壁对应第一研磨体所在区域固定有横向固定齿圈，所述第一研磨体的环周侧固定有与横向固定齿圈相互卡合的横向转动齿圈；所述第二研磨体的内侧面固定有纵向转动齿圈，所述固定球体的外侧面上均匀遍布有与纵向转动齿圈相适配的纵向固定齿圈。横向转动齿圈可随第一研磨体的转动而转动，而横向固定齿圈在横向方向上相对固定不动，通过横向固定齿圈与横向转动齿圈的适配作用，可强化对石墨片的横向剪切能力；纵向转动齿圈可与第二研磨体一起随旋转球体的转动而转动，而纵向固定齿圈保持位置不动，通过纵向固定齿圈与纵向转动齿圈的适配作用，可强化对石墨片的纵向剪切能力。

进一步地，所述第一研磨体的内侧面上固定有与固定球体外表面接触的清扫毛刷。清扫毛刷可占据第一研磨体的内侧与固定球体之间的空间，有利于防止石墨料进入该间隙内，且在第一研磨体的转动过程中，清扫毛刷随之转动，与固定球体的外表面之间发生相对移动，可对固定球体的外表面进行清扫，从而可高效防止石墨料停留在该间隙内。

进一步地，所述固定球体的内部中空形成冷却腔体，所述固定球体和相应的连接杆内穿设有连通冷却腔体并贯通至固定壳体外侧的冷却液输入管。预先通过冷却液输入管向冷却腔体内充入冷却水体或液氮，在装置的工作过程中可对石墨料和研磨部件进行吸热降温，防止石墨料受热粘结，保障石墨剥离效果，并有利于防护研磨部件。

进一步地，所述固定环体的顶部固定有与进料通口连通的鼓风机构，所述固定环体的底部固定有与出料通口连通的引风机构。通过鼓风机构将混有石墨干粉原料的气流引入旋转球体，剪切处理后，通过引风机构将混有石墨烯的气流导出，通过气流代替传统溶剂来分散石墨烯，不需要借助溶剂。

进一步地，所述固定壳体上连接旋转空心轴的位置和旋转球体上供连接杆穿过的位置处均设有第一轴承，所述旋转球体上供转动轴穿过的位置处设有第二轴承。

进一步地，所述第一研磨体连接转动轴所在侧的端面和所述第二研磨体的上下端面均为斜面。使得进入剪切腔的石墨片能统一沿第一研磨体的斜面进入用于进行横向剪切的工作腔，使得经过横向剪切落在第二研磨体上的石墨料能统一沿第二研磨体的斜面进入用于进行纵向剪切的工作腔。

3.有益效果

(1)本发明设有由电机驱动的旋转球体，旋转球体内设有剪切腔，剪切腔内设有一个位于其中部的固定球体，包围于固定球体中部外侧的第二研磨体，以及位于固定球体上下两侧的第一研磨体，第一研磨体的环周侧与剪切腔的侧壁之间形成用于进行横向剪切的工作腔，应用时，第一研磨体可发生在水平面内的转动，而剪切腔的侧壁不能发生在水平面内的转动，从而能对该工作腔内的石墨料进行横向剪切，再通过横向固定齿圈与横向转动齿圈的适配作用，可强化对石墨片的横向剪切能力；第二研磨体的内侧面与固定球体之间形成用于进行纵向剪切的工作腔，应用时，第二研磨体可发生在纵向上的转动，而固定球体不能发生转动，从而能对该工作腔内的石墨料进行纵向剪切，再通过纵向固定齿圈与纵向转动齿圈的适配作用，可强化对石墨片的纵向剪切能力。

(2)本发明中设有的第一研磨体和第二研磨体均关于旋转球体的水平轴线对称设置，且旋转球体可在电机的驱动下在纵向方向上进行连续的转动，则石墨料在经过一轮的剪切作用落入底部的空腔内后，可随旋转球体的转动重新回到顶部，随后便可进行二次剪切处理，则本装置能实现对石墨料的循环处理，其剪切效率较高。

(3)本发明设有贴附式环绕在旋转球体外侧的固定环体，固定环体的顶部和底部分别对应开设有进料通口和出料通口，旋转球体的两相对侧分别开设有与进料通口对应的进料口和与出料通口对应的出料口，出料通口的上端口处安装有滤网，应用时，石墨料从下方的通料口进入位于下方的空腔内，当出料口或进料口与出料通口连通时，石墨料就能接触滤网，在滤网的孔径限定下，只有精度达标的石墨料能够进入出料通口内并排出，精度未达标的石墨料停留在该空腔内，当该空腔随旋转球体转动至上方时，精度未达标的石墨料就能重新通过通料口进入剪切腔内进行二次剪切，直至精度达标才能穿过滤网排出，即本装置能及时将精度未达标的石墨料送返至剪切工作腔内进行再次剪切，保障出料即为精度达标的物料。

(4)本发明设有旋转球体和贴附式环绕在旋转球体外侧的固定环体，且固定环体的顶部和底部分别对应开设有进料通口和出料通口，旋转球体的两相对侧分别开设有与进料通口对应的进料口和与出料通口对应的出料口，应用中，只有当进料口或出料口与进料通口连通时，才能将待处理的石墨料导入旋转球体内；只有当进料口或出料口与出料通口连通时，才能将处理后的石墨料排出，其实现了间歇式进料和出料。

(5)本发明在第一研磨体背向固定球体的一端均固定有纵向贯穿旋转球体的转动轴，固定环体的两侧端面上分别固定有环形凸缘，环形凸缘的外环侧上固定有固定锥形齿圈，转动轴的外侧端延伸至环形凸缘的外侧并固定有与固定锥形齿圈啮合的行走锥形齿轮，在电机驱动旋转球体转动的同时，会载着其内部的部件(除固定球体外)及转动轴随之在纵向方向上转动，而固定环体和环形凸缘固定不动，转动轴带动行走锥形齿轮沿固定锥形齿圈移动，由于行走锥形齿轮与固定锥形齿圈啮合，使得行走锥形齿轮在水平方向上发生绕转动轴轴线的转动，并带动转动轴转动，转动轴可带动第一研磨体转动，有效实现第一研磨体与旋转球体的传动；第二研磨体可随旋转球体的转动而转动；并且旋转球体的转动可实现间歇式进料和出料，而旋转球体由电机驱动，则通过一个电机就能实现对多种机构的驱动，可减少设置成本。

综上，本发明能够实现对石墨料的横向剪切和纵向剪切，且能循环对石墨料进行剪切处理，其剪切效率较高，还能及时将精度未达标的石墨料送返至剪切工作腔内进行再次剪切，保障出料即为精度达标的物料；另外，本发明实现了间歇式进料和出料，且通过一个电机就能实现对多种机构的驱动，可减少设置成本。