本發明涉及單壁碳納米管,尤其涉及一種集成氣保護包裝功能的單壁碳納米管動態收料機構。
背景技術:
1、單壁碳納米管作為一種具有優異力學、電學和化學性能的納米材料,在電子器件、復合材料、能源存儲等領域具有廣泛應用前景。由于單壁碳納米管粉末具有極高的比表面積和化學活性,其在包裝存儲過程中極易與空氣中的氧氣、水汽發生反應,導致性能退化;同時,粉末顆粒間的范德華力作用易引發團聚,影響后續使用時的分散均勻性。因此,對單壁碳納米管粉末的包裝需滿足高氣密性、低氧環境以及粉末均勻輸送的要求。
2、當前,傳統的粉末包裝機構在處理單壁碳納米管時存在以下技術缺陷:
3、氣保護措施不足:現有包裝設備多采用簡單的充氮工藝,無法在預填充、填充及熱封等全流程中形成持續的氣幕防護,導致包裝內氧氣含量難以降至0.1%以下,粉末易發生氧化變質。
4、定量分料精度低:由于單壁碳納米管粉末流動性差、易團聚,傳統分料機構難以實現精準的定量稱重,且在輸送過程中易出現物料堆積、堵塞等問題,影響包裝效率和一致性。
5、動態收料效率低:常規收料機構缺乏有效的振動分散機制,粉末在下落過程中易形成結塊,導致輸出不均勻,無法滿足連續化生產需求。
6、包裝過程污染風險高:填充過程中外界粉塵、水汽易侵入包裝袋,影響產品純度,熱封時可能導致封口處粉末氧化。
技術實現思路
1、本發明旨在解決上述缺陷,提供一種集成氣保護包裝功能的單壁碳納米管動態收料機構。
2、為了克服背景技術中存在的缺陷,本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種集成氣保護包裝功能的單壁碳納米管動態收料機構,包括底座容納箱,其內部集成有氣保護包裝機構,用于實現單壁碳納米管粉末包裝預填充階段的真空吸附與初始充氮、填充過程的氣簾隔離及熱封包裝時的氣幕防護;
3、動態收料機構,其底部與散料機構連接,用于將接收的單壁碳納米管粉末通過散料機構分散輸出,所述散料機構底部設置用于對粉末進行定量稱重分散輸出的定量分料機構,所述定量分料機構通過柔性連接機構與氣保護包裝機構連接;
4、振動放大機構,其設置于所述散料機構與所述底座容納箱之間,通過高頻振動促進動態收料機構、散料機構以及定量分料機構輸送過程中粉末的均勻分散與加速輸送。
5、進一步的改進,包括所述動態收料機構包括罐體、位于罐體頂部的負壓連接部以及位于罐體側方的進料法蘭端,所述罐體底部為開口結構,所述罐體內部垂直設置有負壓筒,且所述罐體內以負壓筒為中心繞設螺旋引導板,所述螺旋引導板末圈螺旋面密集開設導出孔,所述負壓筒內頂部設置過濾筒,所述負壓連接部與過濾筒內腔導通,所述負壓筒的內壁上均勻開設有用于吸附漂浮在空氣中碳納米管粉末的粉塵收納細孔。
6、進一步的改進,包括所述散料機構包括散料箱,所述散料箱頂部開設有多個用于承接螺旋引導板上掉落粉末的落料出口以及用于承接過濾筒上掉落粉末的中央落料口、底部設有多個用于導出粉末的導向出口法蘭端,所述導向出口法蘭端與定量分料機構連接,所述散料箱頂部相對設置兩個開閉氣缸,所述開閉氣缸的輸出端向下穿設至所述散料箱內并與升降板連接,所述升降板上集成的落料封堵部與中央封堵部分別對應封堵落料出口與中央落料口,所述中央封堵部的高度高于落料封堵部。
7、進一步的改進,包括所述中央封堵部與所述落料封堵部的頂端均采用圓錐臺結構。
8、進一步的改進,包括所述散料箱內底部對應導向出口法蘭端位置向下凹陷形成弧形凹陷區,所述導向出口法蘭端均設置于弧形凹陷區的幾何最低點。
9、進一步的改進,包括所述定量分料機構包括分料箱,所述分料箱內部開設有分料移動腔,且所述分料箱頂部設有與分料移動腔連通的分料入料法蘭端、底部設置分料出口法蘭端a和分料出口法蘭端b,所述分料出口法蘭端a和分料出口法蘭端b均與分料移動腔連通,所述分料移動腔內有結構完全相同的分料容納塊a和分料容納塊b,所述分料箱兩側對稱設置分料氣動桿a和分料氣動桿b,所述分料氣動桿a、分料氣動桿b的輸出端分別穿設進所述分料移動腔內推動所述分料容納塊a、分料容納塊b在分料移動腔內同步移動,所述分料箱底部且于所述分料入料法蘭端正下方開設與所述分料移動腔連通的稱重容納腔,且所述稱重容納腔內設有用于對分料容納塊進行實時稱重的稱重單元,所述分料出口法蘭端a和所述分料出口法蘭端b同時與集料管道連接。
10、進一步的改進,包括所述分料容納塊a包括塊體,且所述塊體中心垂直貫穿開設有定量容納孔,所述塊體底面以定量容納孔中軸線為基準開設隱藏槽,且所述隱藏槽內轉動設置有旋轉底板以將定量容納孔底部關閉或導通。
11、進一步的改進,包括所述稱重單元包括傳感器安裝板以及位于稱重容納腔內的稱重承載板,所述傳感器安裝板可拆卸設置于所述分料箱底部,且所述傳感器安裝板上設置多個用于對稱重承載板進行支撐的壓力傳感器,所述稱重承載板頂面與分料移動腔內底壁齊平。
12、進一步的改進,包括所述振動放大機構包括安裝在散料機構上的振動電機以及均布于散料機構與底座容納箱之間的多組彈性支撐單元,每組所述彈性支撐單元包括垂直設置于底座容納箱上的振動導向筒、振動支撐桿以及置于振動導向筒內的強力彈簧,所述振動支撐桿頂端與散料機構下部連接、底端伸入振動導向筒內孔中,所述強力彈簧兩端分別抵接振動支撐桿底端與振動導向筒內底壁。
13、進一步的改進,包括所述散料機構下部設置的大導向柱與底座容納箱頂部設置的導向筒座內孔對接配合,且所述振動電機安裝于所述大導向柱的端部。
14、進一步的改進,包括所述氣保護包裝機構包括主固定箱、內承載筒以及外承載筒,所述內承載筒與所述外承載筒均設置于所述主固定箱底部,所述內承載筒同軸設置于所述外承載筒內部,所述主固定箱下部設有垂直延伸出且與內部腔體連通的延伸筒,所述延伸筒位于內承載筒內部,所述主固定箱內搭載的柱體升降單元與擴張柱連接,用于精準控制擴張柱沿延伸筒軸線方向進行上下升降運動,所述擴張柱垂直貫穿于延伸筒內,所述內承載筒上設有配合延伸筒對包裝袋進行夾緊固定的包裝袋夾持單元,所述外承載筒上設有對包裝袋進行熱封的熱封單元,所述主固定箱下方設置包裝升降單元,所述包裝升降單元上且位于延伸筒正下方安裝定位安裝筒,從而驅動定位安裝筒與所述延伸筒套接;
15、所述擴張柱內開設過渡腔以及多個進出氣通道,所述過渡腔通過所述進出氣通道與所述擴張柱中心軸向貫穿開設有出料通道連接,所述擴張柱上安裝與過渡腔連通的快換接頭;
16、所述主固定箱內集成氣屏障單元,用于使延伸筒與內承載筒之間形成氣屏障。
17、進一步的改進,包括所述夾持機構包括對稱設置于內承載筒側面的夾持氣缸,所述夾持氣缸的輸出端分別與對應的夾持板連接。
18、進一步的改進,包括所述熱封單元包括對稱設置于所述外承載筒上的熱封氣缸以及熱封部,所述熱封氣缸的輸出端分別與對應的熱封部連接。
19、進一步的改進,包括所述氣屏障單元包括設置于所述主固定箱內的氣屏障箱以及多個設置于氣屏障箱上的噴氣嘴,所述噴氣嘴貫穿主固定箱,精準延伸至內承載筒內部,所述氣屏障箱上配置專用接頭。
20、本發明的有益效果是:本設計通過底座容納箱內集成的氣保護包裝機構,實現單壁碳納米管粉末包裝全流程的氣氛防護,包括預填充階段的真空吸附與初始充氮、填充過程的氣簾隔離及熱封包裝時的氣幕防護,將袋內氧氣含量降至0.1%以下,杜絕氧化風險,避免被水汽和粉塵污染;動態收料機構配合散料機構與定量分料機構,通過螺旋引導板、負壓吸附及開閉氣缸的階梯式密封設計,實現粉末均勻分散與精準定量輸出;振動放大機構通過高頻振動促進粉末在輸送過程中的均勻分散與加速輸送,避免團聚堆積;定量分料機構采用雙工位交替稱重設計,結合壓力傳感器實時監測,提升分料效率與計量精度;氣保護包裝機構的擴張柱、氣屏障單元及熱封單元協同作用,確保包裝過程的高氣密性與防污染能力,同時柔性連接機構有效隔離振動,保證各功能模塊穩定運行。