機械剝落裝置制造方法
【專利摘要】本申請公開了用于提供預(yù)定力的裝置、用于保持顆粒材料和介質(zhì)的容器、介質(zhì)、用于操作該設(shè)備的相關(guān)參數(shù)以及方法和由該裝置和方法提供的組分。
【專利說明】機械剝落裝置
[0001]本申請關(guān)于:
[0002]發(fā)明人Scott L.Murray (居住在 Michigan 州的 Ingham 縣的 East Lansing)、Jim L.Peyton(居住在 Kentucky 州的 Madison 縣的 Richmond)和 Korey Morris(居住在Kentucky州的Fayette縣的Lexington)都是美國的公民，發(fā)明了本申請。

【背景技術(shù)】
[0003]在化學(xué)上、熱學(xué)上和機械上已經(jīng)有多種發(fā)明和努力來生產(chǎn)石墨烯(graphene)。剝落包括除去在石墨的最外側(cè)表面上的層。球磨是這些方法中最常用的，且該方法包括使用多種研磨介質(zhì)在封閉容器中研磨石墨烯。球磨機只沿一個方向運動，也就是在水平軸線上旋轉(zhuǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)的方法已經(jīng)介紹了結(jié)果，不過它們沒有介紹特定機械力的類型和大小以及成功應(yīng)用所需的部件系統(tǒng)。
[0004]本 申請人:知道W02011006814，該W02011006814涉及一種用于提供顆粒材料的濕處理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個實施例中，本發(fā)明涉及一種裝置，該裝置包括多部件系統(tǒng)，以便使用多軸線方法來機械剝落顆粒材料。在該實施例中，顆粒材料或多層材料的多個層通過利用機械運動通過控制剪切來除去。
[0006]本發(fā)明的裝置包括:機器，用于提供力；容器，用于保持顆粒材料和介質(zhì)；介質(zhì)；用于操作該設(shè)備的相關(guān)參數(shù)；以及方法和由該裝置和方法提供的組分。
[0007]因此，在一個實施例中要求保護一種用于機械剝落顆粒材料的裝置，該顆粒材料有基底平面(basil plane)，所述裝置結(jié)合地包括支承框架、馬達安裝件和安裝在該馬達安裝件上的馬達，該馬達有驅(qū)動軸，其中，該驅(qū)動軸有安裝于其上的從動飛輪。
[0008]支承框架有非固定板，該非固定板通過安裝的吸振器而置于該支承框架上面。非固定板具有前端和后端，它有剛性地置于其上的非固定板。
[0009]還有處理器組件，該處理器組件包括:主驅(qū)動軸，該主驅(qū)動軸有穿過驅(qū)動軸安裝件延伸的兩端部，主驅(qū)動軸包括在其端部之間的飛輪。
[0010]還有在主驅(qū)動軸上的一個或多個凸輪和在主驅(qū)動軸的各端部上的緊固部件，以便將主驅(qū)動軸保持在驅(qū)動軸安裝件中。
[0011]還有罐載體，該罐載體安裝在各凸輪上，罐載體包括轂，轂有安裝托架的外表面和支承軸承的內(nèi)部平表面。
[0012]還有穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)，穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)包括:環(huán)齒輪，該環(huán)齒輪由小齒輪驅(qū)動；以及第二驅(qū)動軸，該第二驅(qū)動軸置于非固定平板上。第二驅(qū)動軸安裝在置于非固定平板上的第二驅(qū)動軸安裝件中。
[0013]第二驅(qū)動軸有至少三個第一驅(qū)動輪。還有傳動連接件，該傳動連接件使得各第一驅(qū)動輪與對齊的第二驅(qū)動輪連接。
[0014]另外，一個實施例是一種用于機械剝落顆粒材料的裝置，裝置組合地包括支承框架。支承框架包括上部桿框架和下部桿框架，其中，上部桿框架和下部桿框架由豎直支腿來支承。上部桿框架和下部桿框架相互平行和間隔開；
[0015]還有馬達安裝件，該馬達安裝件安裝在下部桿框架上并由該下部桿框架支承。還有安裝在馬達安裝件上的馬達，馬達有驅(qū)動軸，驅(qū)動軸有安裝于其上的從動飛輪。
[0016]上部桿框架有非固定板，該非固定板通過至少四個角部安裝的吸振安裝件而置于該上部桿框架上面。非固定板具有前端和后端。非固定板有剛性地置于其上的驅(qū)動軸安裝件。非固定板有在較小中心開口兩側(cè)的兩個大開口，且驅(qū)動軸安裝件布置在大開口的外側(cè)邊緣。
[0017]還有處理器組件，該處理器組件包括主驅(qū)動軸，該主驅(qū)動軸有穿過全部驅(qū)動軸安裝件延伸的兩端部。主驅(qū)動軸包括在其端部之間的中心處的飛輪。還有:兩個凸輪，各自在飛輪和主驅(qū)動軸的端部之間的中心處；以及在主驅(qū)動軸的各端部上的緊固部件，以便將主驅(qū)動軸保持在驅(qū)動軸安裝件中。
[0018]還有罐載體，該罐載體安裝在各凸輪上，罐載體包括:轂，其中，轂有安裝托架的外表面和支承軸承的內(nèi)部平表面，還有安裝在外部轂上的驅(qū)動部件例如穩(wěn)定器環(huán)齒輪。還有穩(wěn)定器殼體，該穩(wěn)定器殼體可旋轉(zhuǎn)地安裝在主驅(qū)動軸上并靠近穩(wěn)定器環(huán)齒輪，穩(wěn)定器殼體包含在主驅(qū)動軸附近的內(nèi)部軸承，其中，還有穩(wěn)定器小齒輪，該穩(wěn)定器小齒輪環(huán)繞穩(wěn)定器殼體，并與穩(wěn)定器環(huán)齒輪哨合。
[0019]還有穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)，穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)包括第二驅(qū)動軸，該第二驅(qū)動軸置于非固定平板上并靠近它的后端。第二驅(qū)動軸安裝在置于非固定平板上的第二驅(qū)動軸安裝件中。第二驅(qū)動軸有至少三個第一驅(qū)動輪，在第二驅(qū)動軸的端部附近各有一個，另一個在第二驅(qū)動軸的中心處。
[0020]主驅(qū)動軸有至少三個第二驅(qū)動輪，各第二驅(qū)動輪與在第二驅(qū)動軸上的第二端部第一驅(qū)動輪對齊，中心處的第一驅(qū)動輪與安裝在齒輪減速器上的第三驅(qū)動輪對齊。齒輪減速器置于非固定平板上并在飛輪和第二軸之間。齒輪減速器有第四驅(qū)動輪，該第四驅(qū)動輪通過減速齒輪而與第三驅(qū)動輪機械連接，第四驅(qū)動輪和中心處的第一驅(qū)動輪通過傳動連接件來連接，該傳動連接件使得各第一驅(qū)動輪與對齊的第二驅(qū)動輪連接。
[0021]在另一實施例中有一種用于機械剝落顆粒材料的裝置，所述裝置包括支承框架。支承框架包括上部桿框架和下部桿框架，其中，上部桿框架和下部桿框架由豎直支腿來支承。上部桿框架和下部桿框架相互平行和間隔開。
[0022]還有馬達安裝件，該馬達安裝件安裝在下部桿框架上并由該下部桿框架支承，還有安裝在馬達安裝件上的馬達，馬達有驅(qū)動軸，驅(qū)動軸有安裝于其上的從動飛輪。
[0023]上部桿框架有非固定板，該非固定板通過至少四個角部安裝的吸振安裝件而置于該上部桿框架上面。非固定板具有前端和后端。非固定板有剛性地置于其上的驅(qū)動軸安裝件。非固定板有在較小中心開口兩側(cè)的兩個大開口，且驅(qū)動軸安裝件布置在大開口的外側(cè)邊緣上。
[0024]還有處理器組件，該處理器組件包括主驅(qū)動軸，該主驅(qū)動軸有穿過全部驅(qū)動軸安裝件延伸的兩端部。主驅(qū)動軸包括在其端部之間的中心處的飛輪。還有:兩個凸輪，各自在飛輪和主驅(qū)動軸的端部之間的中心處；以及在主驅(qū)動軸的各端部上的緊固部件，以便將主驅(qū)動軸保持在驅(qū)動軸安裝件中。
[0025]還有罐載體，該罐載體安裝在各凸輪上，罐載體包括:轂，其中，轂有安裝托架的外表面和支承軸承的內(nèi)部平表面，還有安裝在外部轂上的穩(wěn)定器環(huán)齒輪。還有穩(wěn)定器殼體，該穩(wěn)定器殼體可旋轉(zhuǎn)地安裝在主驅(qū)動軸上并靠近第一穩(wěn)定器輪，穩(wěn)定器殼體包含在主驅(qū)動軸附近的內(nèi)部軸承，其中，還有第二穩(wěn)定器輪，該第二穩(wěn)定器輪環(huán)繞穩(wěn)定器殼體，并與第一穩(wěn)定器輪哨合。
[0026]還有穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)，穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)包括第二驅(qū)動軸，該第二驅(qū)動軸置于非固定平板上并靠近它的后端。第二驅(qū)動軸安裝在置于非固定平板上的第二驅(qū)動軸安裝件中。第二驅(qū)動軸有至少三個第一驅(qū)動輪，在第二驅(qū)動軸的端部附近各有一個，另一個在第二驅(qū)動軸的中心處。
[0027]主驅(qū)動軸有至少三個第二驅(qū)動輪，各第二驅(qū)動輪與在第二驅(qū)動軸上的第二端部第一驅(qū)動輪對齊，中心處的第一驅(qū)動輪與安裝在齒輪減速器上的第三驅(qū)動輪對齊。齒輪減速器置于非固定平板上并在飛輪和第二軸之間。齒輪減速器有第四驅(qū)動輪，該第四驅(qū)動輪通過減速齒輪而與第三驅(qū)動輪機械連接，第四驅(qū)動輪和中心處的第一驅(qū)動輪通過傳動連接件來連接，該傳動連接件使得各第一驅(qū)動輪與對齊的第二驅(qū)動輪連接。
[0028]在還一實施例中，有一種驅(qū)動軸。該驅(qū)動軸包括以下部件并與之成一體:線性軸，該線性軸有兩個末端和中心點。線性軸在中心點處牢固安裝飛輪。還有兩個凸輪，各自有近端和遠端。各凸輪有穿透的開口，因此，開口在近端處在凸輪的底邊緣附近開始，并穿過遠端終止于頂邊緣附近。線性軸穿過凸輪中的開口延伸，并延伸超過凸輪的遠端。驅(qū)動軸有安裝于其上的、鄰近飛輪的驅(qū)動輪。
[0029]在本發(fā)明的還一實施例中，有一種環(huán)齒輪。該環(huán)齒輪包括:內(nèi)表面和外表面，內(nèi)表面包括多個齒輪齒，齒輪齒的數(shù)目和形狀與在相鄰小齒輪上的相應(yīng)齒輪匹配，從而與之嚙入口 ο
[0030]還一實施例是一種凸輪組件,它包括圓柱形殼體。該圓柱形殼體有近端和遠端以及從近端延伸穿過遠端的開口。開口在凸輪的近端處在底邊緣附近開始，并穿過遠端終止于頂邊緣附近，遠端有非圓形，至少一個所述端帽有插入其中的閥。
[0031]還一實施例是一種用于罐的載體組件。該載體組件包括有轂的殼體，該殼體有中心穿透的開口，該開口有內(nèi)表面。轂有至少兩個軸承，該軸承安裝在殼體的內(nèi)表面上，并在各轂內(nèi)部。轂支承附接在轂上的成一體的罐托架。一個轂有固定地附接于其上的穩(wěn)定器環(huán)齒輪，從而齒輪的齒輪面背離轂。
[0032]在還一實施例中，具有載體組件和至少一個罐的組合。
[0033]還有罐實施例，該罐包括空心圓柱體，該空心圓柱體有兩個末端，各末端有安裝于其上的可密封帽。有至少一個端帽，其具有插入其中的閥。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0034]圖1是本發(fā)明裝置的俯視透視圖。
[0035]圖2是本發(fā)明裝置的完全俯視圖。
[0036]圖3是本發(fā)明裝置的完全正視圖。
[0037]圖4是本發(fā)明裝置從與馬達相反的端部看的完全端視圖。
[0038]圖5是本發(fā)明裝置從馬達安裝件端部看的完全端視圖。
[0039]圖6是本發(fā)明的主驅(qū)動軸和它的組成部件的完全側(cè)視圖。
[0040]圖7是圖6的主驅(qū)動軸的透視圖。
[0041]圖8是本發(fā)明的凸輪的完全側(cè)視圖。
[0042]圖9是本發(fā)明的凸輪的完全端視圖，表示了矩形插入件和穿透的開口。
[0043]圖10是圖8的凸輪的透視圖。
[0044]圖11是圖9的凸輪沿線A-A的剖視圖。
[0045]圖12是安裝在凸輪上的罐載體的局部剖視圖。
[0046]圖13是罐載體的端視圖(表示了安裝有罐的罐托架)和環(huán)齒輪的端視圖。
[0047]圖14是圖13的罐載體的完全側(cè)視圖。
[0048]圖15是圖13的罐載體的透視圖。
[0049]圖16是使用摩擦輪的本發(fā)明穩(wěn)定器組件的另一實施例。
[0050]圖17是本發(fā)明的環(huán)齒輪的完全端視圖。
[0051]圖18是圖17的環(huán)齒輪的完全邊緣視圖。
[0052]圖19是圖17的環(huán)齒輪從前面看的透視圖。
[0053]圖20是本發(fā)明的小齒輪的完全后視圖。
[0054]圖21是圖20的小齒輪的完全側(cè)視圖。
[0055]圖22是圖20的小齒輪的后部的完全透視圖。
[0056]圖23是安裝在平板上的第二驅(qū)動組件的俯視圖。
[0057]圖24是圖23的驅(qū)動組件的端視圖。
[0058]圖25A是當(dāng)裝置運動時罐的軸線I軌道旋轉(zhuǎn)的視圖。
[0059]圖25B是當(dāng)裝置運動時罐的軸線2軌道旋轉(zhuǎn)的視圖。
[0060]圖25C是當(dāng)裝置運動時罐的平面軸線2平移和平面軸線I平移的視圖。
[0061]圖2?是當(dāng)裝置運動時罐的平面軸線3平移的視圖。
[0062]圖26是本發(fā)明的一個罐設(shè)計的完全側(cè)視圖。
[0063]圖27是穩(wěn)定器組件的局部放大圖。
[0064]圖28是本發(fā)明的同步驅(qū)動器的完全側(cè)視圖。

【具體實施方式】
[0065]下面參考圖1，圖中表示了本發(fā)明的裝置I的完全俯視透視圖。圖2是裝置的完全俯視圖，圖3是裝置的完全正視圖，而圖4是本發(fā)明的裝置從與馬達安裝件相反的端部看時的完全端視圖。附圖將被參考用于理解下面的信息。
[0066]在圖1、2、3和4中表示了用于支承本發(fā)明的工作部件的框架2，因此表示有框架2的支腿3、上部桿框架4和下部桿框架5。
[0067]參考圖5，圖中表示了馬達安裝件6，該馬達安裝件6安裝在下部桿框架5上，在該馬達安裝件6上安裝有馬達7，也在圖3中更清楚表示。馬達7是用于裝置I的主驅(qū)動機構(gòu)。馬達具有馬達驅(qū)動軸8，該馬達驅(qū)動軸8在圖4中表示，且從動飛輪9附接在該驅(qū)動軸8上。
[0068]如圖1、2和3中清楚所示，上部桿框架4在其頂上具有非固定的平板10，該平板至少在四個角部11的每一個處由吸振安裝件12來支承。非固定平板10具有前端13和后端14(圖5中表示)。驅(qū)動軸安裝件15剛性地安裝在該平板10上，該驅(qū)動軸安裝件15保持主驅(qū)動軸16，該主驅(qū)動軸16將在后面詳細介紹。驅(qū)動軸安裝件15布置在小開口(后面將介紹)的各側(cè)和兩個較大開口 18(也后面將介紹)的各側(cè)。
[0069]平板10有位于中心的小開口 17和兩個較大開口，這兩個較大開口在該中心小開口 17各側(cè)。處理器組件19布置在這兩個較大開口 18中，處理器組件都由主驅(qū)動軸16支承和驅(qū)動，該主驅(qū)動軸16從在平板10的一個邊緣處的驅(qū)動軸安裝件15延伸至在平板10的相對邊緣處的驅(qū)動軸安裝件15。
[0070]在主驅(qū)動軸16上在中心處有主飛輪20，該主飛輪20在該小開口 17中基本由主驅(qū)動軸16懸掛。因此，處理器組件19包括主驅(qū)動軸16和主飛輪20。
[0071]下面參考圖6和7，圖中表示了主驅(qū)動軸16的細節(jié)。圖6是完全側(cè)視圖，圖7是完全透視圖。主驅(qū)動軸包括直軸21，主飛輪20和兩個凸輪23安裝在該直軸21上，該主飛輪在直軸21的端部22之間中心處，這兩個凸輪23各自在主飛輪20和直軸21的端部22之間基本等距離間隔開。還表示了緊固件23，用于將主驅(qū)動軸16緊固在驅(qū)動軸安裝件15 (圖6和7中未示出)中。用于主驅(qū)動軸的一種優(yōu)選驅(qū)動機構(gòu)表示為鏈輪24。
[0072]凸輪23在圖8、9、10和11中詳細表示。凸輪包括實心圓柱體31，該實心圓柱體31有一個平端部32和相對的端部33，該端部33設(shè)置成與豎直方向成很小角度Θ，所述角度Θ包括小于大約15°。(圖8是本發(fā)明的凸輪23的完全側(cè)視圖。)應(yīng)當(dāng)知道，端部33還有與該端部相連的很小轂。在觀察圖9和10時，圖中表示有開口 34，該開口 34為矩形形狀，主驅(qū)動軸16的直軸21穿過該開口 34延伸。由圖11可知，開口 34具有插入件35，該開口34的其余部分傾斜地穿過該凸輪23。這樣，當(dāng)主驅(qū)動軸16轉(zhuǎn)動時，直軸21使得附接于其上的罐載體26進行不規(guī)則運動，如后面詳細所述。
[0073]罐載體26安裝在各凸輪23上(見圖12、13、14、15和16)。罐載體26能夠承載一個或多個罐27，如圖13、14、15和16中所示。當(dāng)凸輪23運動時，罐載體26運動。罐載體26有外部轂28 (圖12)，其中，外部轂28有外表面安裝托架29。外部轂28有支承軸承30的內(nèi)部平表面37。
[0074]罐能夠由將承受力和并不污染罐內(nèi)的材料的任何材料來制造。這樣的可用材料例如包括不銹鋼、電鍍鋼、聚碳酸酯、鋁和鈦。
[0075]在外部轂28上安裝有穩(wěn)定器組件，該穩(wěn)定器組件在一個實施例中包括小齒輪36(圖20、21和22)和環(huán)齒輪38 (圖17、18和19)，在另一實施例中，穩(wěn)定器組件包括穩(wěn)定器環(huán)39和穩(wěn)定器輪40 (見圖16)。
[0076]在主驅(qū)動軸16上在穩(wěn)定器環(huán)齒輪38 (或者在另一實施例中，穩(wěn)定器環(huán)39)附近可旋轉(zhuǎn)地安裝有穩(wěn)定器殼體42。穩(wěn)定器殼體42包含在主驅(qū)動軸16附近的內(nèi)部軸承43。應(yīng)當(dāng)知道，小齒輪36包圍穩(wěn)定器殼體42，并從該位置與環(huán)齒輪38嚙合(見圖12)。
[0077]環(huán)齒輪38包括內(nèi)表面44和外表面45。內(nèi)表面44包括多個齒輪齒46，該齒輪齒46的數(shù)目和形狀與在相鄰小齒輪36上的相應(yīng)齒相配，從而與其嚙合。由圖17和19可以知道，齒輪齒46在環(huán)齒輪28內(nèi)向前傾斜。
[0078]下面參考圖20、21和22，圖中表示了小齒輪36，該小齒輪36與環(huán)齒輪38結(jié)合操作。應(yīng)當(dāng)知道，在小齒輪36上的齒47設(shè)置成與環(huán)齒輪38的齒輪齒46嚙合。
[0079]還有穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)48，最好如圖2和23、24中所示，該穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)48包括第二驅(qū)動軸49，該第二驅(qū)動軸49在非固定平板10上面，靠近該板10的后端。第二驅(qū)動軸49安裝在第二驅(qū)動軸安裝件50中，在圖23中表示了三個第二驅(qū)動軸安裝件50，所述安裝件50安裝在平板10上。第二驅(qū)動軸49有至少三個第一驅(qū)動輪51，在第二驅(qū)動軸49的每一端附近都有一個第一驅(qū)動輪，還有一個基本在第二驅(qū)動軸49的中心。
[0080]主驅(qū)動軸16有至少三個第二驅(qū)動輪52，該第二驅(qū)動輪52與在第二驅(qū)動軸49上的第二端第一驅(qū)動輪51對齊。在中心的第一驅(qū)動輪52與安裝在齒輪減速器53上的第三驅(qū)動輪54對齊(圖23中所示)。齒輪減速器53在非固定平板10上面并在從動飛輪9和第二軸39之間。齒輪減速器53有第四驅(qū)動輪55，該第四驅(qū)動輪55通過減速齒輪(未示出)而與第三驅(qū)動輪54機械連接。第四驅(qū)動輪55和在中心的第一驅(qū)動輪52通過傳動連接件56(圖5中表示)來連接。還有使得各第一驅(qū)動輪51與對齊的第二驅(qū)動輪52連接的第二傳動連接件57。
[0081]圖28是安裝在罐載體26中的罐58的側(cè)視圖。該圖表示了用于穩(wěn)定的機構(gòu)的放大圖，即凸輪23、在凸輪上的軸承30、穩(wěn)定器環(huán)38、穩(wěn)定器轂28、傳動連接件57 (該傳動連接件57是皮帶傳動器)、穩(wěn)定器軸承43和主驅(qū)動軸16。罐尺寸的范圍能夠是長度為從12至15英寸，直徑為從4至8英寸。
[0082]在連接驅(qū)動輪的這種方式中，在操作時，主驅(qū)動軸16沿逆時針旋轉(zhuǎn)方向運動，用于穩(wěn)定器單元的第二驅(qū)動軸49沿順時針旋轉(zhuǎn)方向運動。由于齒輪機構(gòu)53，第二驅(qū)動軸49的運動比主驅(qū)動軸16慢得多。
[0083]在本發(fā)明的范圍內(nèi)還考慮替換用于第二驅(qū)動機構(gòu)(該第二驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動第二軸)的同步驅(qū)動單元。
[0084]圖26表示了本發(fā)明的一個罐27設(shè)計的完全側(cè)視圖，其中，表示有罐27、帽60和大氣控制閥62。
[0085]下面參考本發(fā)明的穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)的另一實施例，圖28中表示了安裝在非固定板10上的同步驅(qū)動器63的完全側(cè)視圖。同步驅(qū)動器63包括皮帶系統(tǒng)，該皮帶系統(tǒng)包括驅(qū)動皮帶64，該驅(qū)動皮帶64附接在驅(qū)動輪65上，并與第二輪66連接，該第二輪66安裝在第二軸49上(圖1中表示)。由圖28中的箭頭可以知道，主驅(qū)動軸16沿逆時針運動驅(qū)動，第二驅(qū)動軸49沿順時針運動驅(qū)動。
[0086]裝置I設(shè)計成在三個平面中和在軌道平面一、二或三中同時施加力(見圖25A至25D)。圖25A表示了軸線I軌道旋轉(zhuǎn)。圖25B表示了軸線2軌道旋轉(zhuǎn)。圖25C表示了平面軸線2沿豎直方向平移和平面軸線I沿水平方向平移。圖2?表示了平面軸線3平移。
[0087]裝置作用在介質(zhì)上，以便使它同時在所有平面中平移。這樣，裝置的能量轉(zhuǎn)變成用于使得顆粒材料剝落所需的應(yīng)力狀態(tài)。顆粒的其它研磨、磨削或尺寸減小的方法并不同時在這些平面中施加力或者使得介質(zhì)平移。更通常是，這些機器只影響2或3平面，或者最多e位置和I軌道t。這些方法或機器的原理是使得介質(zhì)運動，以使得介質(zhì)能夠做功。這導(dǎo)致產(chǎn)生粉碎。普通機器的操作并不產(chǎn)生允許發(fā)生剝落的正確應(yīng)力環(huán)境。
[0088]除了通過剪切力來產(chǎn)生剝落，本發(fā)明還由于機器做功(而不是介質(zhì))而使得介質(zhì)的磨損率或退化最小。本發(fā)明的裝置使得介質(zhì)運動，因此介質(zhì)和裝置用作一個單元，并不分離。
[0089]研磨介質(zhì)選擇為使得它提供最佳質(zhì)量和提供正確的剪切力。質(zhì)量由介質(zhì)的比重來確定。如果比重太大，當(dāng)介質(zhì)與顆粒材料接觸時產(chǎn)生的力將超過剪切界限值，并實際上成為拉伸或壓縮。當(dāng)力變成拉伸或壓縮時，產(chǎn)生粉碎。如果介質(zhì)的比重太小，當(dāng)介質(zhì)與顆粒材料接觸時產(chǎn)生的力將提供有限的作用。
[0090]剪切力由介質(zhì)的界面能來確定。如果界面能相對于要剝落的材料太大，當(dāng)介質(zhì)與顆粒材料接觸時產(chǎn)生的力將超過剪切界限值，并實際上成為拉伸或壓縮。當(dāng)界面能和表面面積(通過直徑來獲得)進行優(yōu)化時，裝置的性能優(yōu)化?？梢允褂没旌现睆降慕橘|(zhì)。當(dāng)在介質(zhì)和要剝落的材料之間的表面能太低時，介質(zhì)在材料的表面上滑移，不會施加足夠的剪切來引起剝落。
[0091]為了使得機器和介質(zhì)用作一個單元和產(chǎn)生剝落，空腔和介質(zhì)在該空腔中的充裝量必須正確。空腔必須充裝成與由平面矢量產(chǎn)生的運動長度成比例。當(dāng)充裝比率(Ltwwall比Lvoid)優(yōu)化時，裝置的性能提高。
[0092]在本發(fā)明的方法中(其中使用裝置I)，需要使得產(chǎn)生的剪切力(或能量)在基底平面(basal plane)中足夠高，以使得主要在這些平面中產(chǎn)生破裂(勢能增加)(優(yōu)先于通過拉伸力的破裂)。根據(jù)測試結(jié)果，下面最佳地介紹了條件，裝置應(yīng)當(dāng)在該條件下操作。
[0093]介質(zhì)質(zhì)量與顆粒質(zhì)量的比率應(yīng)當(dāng)在1:6至1:15的范圍內(nèi)；介質(zhì)高度與罐高度的比應(yīng)當(dāng)為60至90% ;自由空間與罐排量(displacement)的比應(yīng)當(dāng)小于40% ;介質(zhì)的比重應(yīng)當(dāng)為1.05至1.38。塑料介質(zhì)優(yōu)選用于該裝置和方法，盡管其它已知的剝落介質(zhì)也能夠使用，只要它適合在本發(fā)明中使用的參數(shù)，即介質(zhì)選擇為與顆粒的比表面能匹配。實際操作時間應(yīng)當(dāng)在45分鐘至大約1200分鐘的范圍內(nèi)。
[0094]由該裝置和方法產(chǎn)生的物質(zhì)組分能夠是任意顆粒材料或者顆粒材料的任意組合。優(yōu)選的顆粒材料是具有基底平面的顆粒材料和剝落以形成小片。用于該方法的優(yōu)選顆粒物質(zhì)是剝落成石墨稀納米小片的石墨。顆粒材料優(yōu)選是聞表面面積的石墨稀納米小片，包括橫向尺寸范圍為I納米至5微米范圍內(nèi)的微粒，并由一層至多層石墨烯構(gòu)成，該石墨烯有從
0.3納米至10納米范圍內(nèi)的z尺寸，并有從200至1200m2/g范圍內(nèi)的非常高BET表面面積。在一些實施例中，可以產(chǎn)生具有從30至200m2/g的BET表面面積的局部剝落顆粒物質(zhì)。
[0095]裝置可以包含一個或多個容器。它可以由一個驅(qū)動器馬達提供一個以上的運動矩心。
【權(quán)利要求】
1.一種用于機械剝落顆粒材料的裝置，所述顆粒材料具有基底平面，所述裝置組合地包括: 1.支承框架； ?.馬達安裝件； ii1.安裝在所述馬達安裝件上的馬達，所述馬達具有驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸具有安裝于其上的從動飛輪； iv.所述支承框架具有非固定板，所述非固定板通過安裝的吸振器而置于所述支承框架上面，所述非固定板具有前端和后端，所述非固定板具有剛性地置于其上的 V.處理器組件，所述處理器組件包括: 主驅(qū)動軸，所述主驅(qū)動軸具有穿過驅(qū)動軸安裝件延伸的兩端部，所述主驅(qū)動軸包括在所述主驅(qū)動軸的所述端部之間的飛輪； 在所述主驅(qū)動軸上的一個或多個凸輪和在所述主驅(qū)動軸的各端部上的緊固部件，以便將所述主驅(qū)動軸保持在所述驅(qū)動軸安裝件中； V1.罐載體，所述罐載體安裝在各凸輪上，所述罐載體包括: 轂，所述轂具有安裝托架的外表面和支承軸承的內(nèi)部平表面； Vi1.穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)，所述穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)包括: 環(huán)齒輪，所述環(huán)齒輪由小齒輪驅(qū)動； 第二驅(qū)動軸，所述第二驅(qū)動軸置于所述非固定平板上，所述第二驅(qū)動軸安裝在置于所述非固定平板上的第二驅(qū)動軸安裝件中； 所述第二驅(qū)動軸具有至少三個第一驅(qū)動輪； Vii1.傳動連接件，所述傳動連接件使得各所述第一驅(qū)動輪與對齊的第二驅(qū)動輪連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中:所述罐載體具有安裝于其中的至少一個罐，且所述罐處于真空。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中:所述罐載體具有安裝于其中的至少一個罐，且所述罐充裝有惰性氣體。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中:所述罐載體具有安裝于其中的至少一個罐，且所述罐充裝有惰性氣體和氦氣的混合物。
5.一種用于機械剝落顆粒材料的裝置，所述顆粒材料具有基底平面，所述裝置組合地包括: 1.支承框架； ?.馬達安裝件； ii1.安裝在所述馬達安裝件上的馬達，所述馬達具有驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸具有安裝于其上的從動飛輪； IV.所述支承框架具有非固定板，所述非固定板通過安裝的吸振器而置于所述支承框架上面，所述非固定板具有前端和后端，所述非固定板剛性地置于其上； V.處理器組件，所述處理器組件包括: 主驅(qū)動軸，所述主驅(qū)動軸具有穿過驅(qū)動軸安裝件延伸的兩端部，所述主驅(qū)動軸包括在所述主驅(qū)動軸的所述端部之間的飛輪； 在所述主驅(qū)動軸上的一個或多個凸輪和在所述主驅(qū)動軸的各端部上的緊固部件，以便將所述主驅(qū)動軸保持在所述驅(qū)動軸安裝件中； V1.罐載體，所述罐載體安裝在各凸輪上，所述罐載體包括: 轂，所述轂具有安裝托架的外表面和支承軸承的內(nèi)部平表面； Vi1.穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)，所述穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)包括: 至少一個同步驅(qū)動機構(gòu)； 第二驅(qū)動軸，所述第二驅(qū)動軸置于所述非固定平板上，所述第二驅(qū)動軸安裝在置于所述非固定平板上的第二驅(qū)動軸安裝件中； 所述第二驅(qū)動軸具有至少三個第一驅(qū)動輪； Vii1.傳動連接件，所述傳動連接件使得各所述第一驅(qū)動輪與對齊的第二驅(qū)動輪連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中:所述罐載體具有安裝于其中的至少一個罐，且所述罐處于真空。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中:所述罐載體具有安裝于其中的至少一個罐，且所述罐充裝有惰性氣體。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的裝置，其中:所述罐載體具有安裝于其中的至少一個罐，且所述罐充裝有混合氦氣的惰性氣體。
9.一種用于機械剝落顆粒材料的裝置，所述裝置組合地包括: 1.支承框架，所述支承框架包括上部桿框架和下部桿框架，所述上部桿框架和下部桿框架由豎直支腿來支承，所述上部桿框架和下部桿框架相互平行且間隔開； ?.馬達安裝件，所述馬達安裝件安裝在所述下部桿框架上并由所述下部桿框架支承； ii1.安裝在所述馬達安裝件上的馬達，所述馬達具有驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸具有安裝于其上的從動飛輪； IV.所述上部桿框架具有非固定板，所述非固定板通過至少四個角部安裝的吸振安裝件而置于所述上部桿框架上面，所述非固定板具有前端和后端，所述非固定板具有剛性地置于其上的驅(qū)動軸安裝件，所述非固定板具有在較小中心開口兩側(cè)的兩個大開口，其中，所述驅(qū)動軸安裝件布置在所述大開口的外側(cè)邊緣上； V.處理器組件，所述處理器組件包括: 主驅(qū)動軸，所述主驅(qū)動軸具有延伸穿過全部驅(qū)動軸安裝件的兩端部，所述主驅(qū)動軸包括在所述主驅(qū)動軸的所述端部之間的中心處的飛輪； 兩個凸輪，各自在所述飛輪和所述主驅(qū)動軸的端部之間的中心處；以及在所述主驅(qū)動軸的各端部上的緊固部件，以便將所述主驅(qū)動軸保持在所述驅(qū)動軸安裝件中； V1.罐載體，所述罐載體安裝在各凸輪上，所述罐載體包括: 轂，其中，所述轂具有安裝托架的外表面和支承軸承的內(nèi)部平表面，還具有安裝在外部轂上的穩(wěn)定器環(huán)齒輪； Vi1.穩(wěn)定器殼體，所述穩(wěn)定器殼體可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述主驅(qū)動軸上并靠近所述穩(wěn)定器環(huán)齒輪，所述穩(wěn)定器殼體包含在所述主驅(qū)動軸附近的內(nèi)部軸承，還具有穩(wěn)定器小齒輪，所述穩(wěn)定器小齒輪環(huán)繞所述穩(wěn)定器殼體，并與所述穩(wěn)定器環(huán)齒輪嚙合； Vii1.穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)，所述穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)包括: 第二驅(qū)動軸，所述第二驅(qū)動軸置于所述非固定平板上并靠近它的所述后端，所述第二驅(qū)動軸安裝在置于所述非固定平板上的第二驅(qū)動軸安裝件中； 所述第二驅(qū)動軸具有至少三個第一驅(qū)動輪，在所述第二驅(qū)動軸的端部附近各有一個，另一個在所述第二驅(qū)動軸的中心處； 所述主驅(qū)動軸具有至少三個第二驅(qū)動輪，各第二驅(qū)動輪與在所述第二驅(qū)動軸上的第二端部第一驅(qū)動輪對齊，所述中心第一驅(qū)動輪與安裝在齒輪減速器上的第三驅(qū)動輪對齊，所述齒輪減速器置于所述非固定平板上并在所述飛輪和所述第二軸之間；所述齒輪減速器具有第四驅(qū)動輪，所述第四驅(qū)動輪通過減速齒輪而與第三驅(qū)動輪機械連接，所述第四驅(qū)動輪和中心的第一驅(qū)動輪通過傳動連接件來連接； ix.傳動連接件，所述傳動連接件使得各所述第一驅(qū)動輪與對齊的第二驅(qū)動輪連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中:所述罐載體具有安裝于其中的至少一個罐，且所述罐處于真空。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中:所述罐載體具有安裝于其中的至少一個罐，且所述罐充裝有惰性氣體。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其中:所述罐載體具有安裝于其中的至少一個罐，且所述罐充裝有混合氦氣的惰性氣體。
13.—種驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸包括以下部件并與它們成一體: 線性軸，所述線性軸具有兩個末端和中心點； 所述線性軸在所述中心點處牢固安裝飛輪； 兩個凸輪，各凸輪都具有近端和遠端； 各所述凸輪具有穿透的開口，因此，所述開口在所述近端處在所述凸輪的底邊緣附近開始，并穿過所述遠端在頂邊緣附近終止； 所述線性軸延伸穿過所述凸輪中的所述開口，并延伸超過所述凸輪的所述遠端； 所述驅(qū)動軸具有安裝于其上的、鄰近所述飛輪的驅(qū)動輪。
14.一種環(huán)齒輪，所述環(huán)齒輪包括: 內(nèi)表面和外表面，所述內(nèi)表面包括多個齒輪齒，齒輪齒的數(shù)目和形狀與在相鄰小齒輪上的相應(yīng)齒輪匹配，從而與其嚙合。
15.—種凸輪組件,包括: 圓柱形殼體，所述圓柱形殼體具有近端和遠端以及從所述近端延伸穿過所述遠端的開Π ； 所述開口在所述凸輪的所述近端處在底邊緣附近開始，并穿過所述遠端在頂邊緣附近終止，所述遠端具有非圓形，至少一個所述端帽具有插入其中的閥。
16.一種用于罐的載體組件，所述載體組件包括: 有轂的殼體，所述殼體具有中心穿透的開口，所述開口具有內(nèi)表面； 所述轂具有至少兩個軸承，所述軸承安裝在所述殼體的所述內(nèi)表面上，并在各轂內(nèi)部; 所述轂支承附接在所述轂上的成一體的罐托架； 一個所述轂具有固定地附接于其上的穩(wěn)定器環(huán)齒輪，從而所述齒輪的齒輪面背離所述轂。
17.—種組合，具有: 如權(quán)利要求16所述的載體組件和至少一個罐。
18.一種罐,所述罐包括: 空心圓柱體，所述空心圓柱體具有兩個末端，一個末端密封，相對末端具有插入其中的閥。
19.一種用于機械剝落顆粒材料的裝置，所述裝置組合地包括: 1.支承框架，所述支承框架包括上部桿框架和下部桿框架，所述上部桿框架和下部桿框架由豎直支腿來支承，其中，所述上部桿框架和下部桿框架相互平行且間隔開； ?.馬達安裝件，所述馬達安裝件安裝在所述下部桿框架上并由所述下部桿框架支承； ii1.安裝在所述馬達安裝件上的馬達，所述馬達具有驅(qū)動軸，所述驅(qū)動軸具有安裝于其上的從動飛輪； IV.所述上部桿框架具有非固定板，所述非固定板通過至少四個角部安裝的吸振安裝件而置于所述上部桿框架上面，所述非固定板具有前端和后端，所述非固定板具有剛性地置于其上的驅(qū)動軸安裝件，所述非固定板具有在較小中心開口兩側(cè)的兩個大開口，其中，所述驅(qū)動軸安裝件布置在所述大開口的外側(cè)邊緣上； V.處理器組件，所述處理器組件包括: 主驅(qū)動軸，所述主驅(qū)動軸具有延伸穿過全部驅(qū)動軸安裝件的兩端部，所述主驅(qū)動軸包括在所述主驅(qū)動軸的所述端部之間的中心處的飛輪； 兩個凸輪，各凸輪都在所述飛輪和所述主驅(qū)動軸的端部之間的中心處；以及在所述主驅(qū)動軸的各端部上的緊固部件，以便將所述主驅(qū)動軸保持在所述驅(qū)動軸安裝件中； V1.罐載體，所述罐載體安裝在各凸輪上，所述罐載體包括: 轂，其中，所述轂具有安裝托架的外表面和支承軸承的內(nèi)部平表面，還具有安裝在外部轂上的穩(wěn)定器環(huán)； Vi1.穩(wěn)定器殼體，所述穩(wěn)定器殼體可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述主驅(qū)動軸上并靠近所述穩(wěn)定器環(huán)，所述穩(wěn)定器殼體包含在所述主驅(qū)動軸附近的內(nèi)部軸承，還具有穩(wěn)定器輪，所述穩(wěn)定器輪環(huán)繞所述穩(wěn)定器殼體，并與所述穩(wěn)定器輪碰撞； Vii1.穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)，所述穩(wěn)定器驅(qū)動機構(gòu)包括: 第二驅(qū)動軸，所述第二驅(qū)動軸置于所述非固定平板上并靠近它的后端，所述第二驅(qū)動軸安裝在置于所述非固定平板上的第二驅(qū)動軸安裝件中； 所述第二驅(qū)動軸具有至少三個第一驅(qū)動輪，在所述第二驅(qū)動軸的端部附近各有一個，另一個在所述第二驅(qū)動軸的中心處； 所述主驅(qū)動軸具有至少三個第二驅(qū)動輪，各第二驅(qū)動輪與在所述第二驅(qū)動軸上的第二端部第一驅(qū)動輪對齊，位于中心的所述第一驅(qū)動輪與安裝在齒輪減速器上的第三驅(qū)動輪對齊，所述齒輪減速器置于所述非固定平板上并在所述飛輪和所述第二軸之間；所述齒輪減速器具有第四驅(qū)動輪，所述第四驅(qū)動輪通過減速齒輪而與第三驅(qū)動輪機械連接，所述第四驅(qū)動輪和位于中心的第一驅(qū)動輪通過傳動連接件來連接； 傳動連接件，所述傳動連接件使得各所述第一驅(qū)動輪與對齊的第二驅(qū)動輪連接。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于機械剝落顆粒材料的裝置，其中:所述第一穩(wěn)定器輪和所述第二穩(wěn)定器輪利用扭矩能接合。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的用于機械剝落顆粒材料的裝置，其中:所述第一穩(wěn)定器輪和所述第二穩(wěn)定器輪能機械接合。
22.—種剝落顆粒物質(zhì)的方法，所述方法包括: 1.提供如權(quán)利要求1所述的裝置； ?.提供顆粒材料，并將所述顆粒材料布置在所述裝置的罐中； ii1.提供剝落介質(zhì)，并將所述顆粒材料布置在所述裝置的所述罐中； iv.密封所述罐； V.根據(jù)一組預(yù)定的操作參數(shù)來操作所述裝置； v1.在滿足所述一組預(yù)定的操作參數(shù)之后從所述罐中取出所述顆粒材料。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中:介質(zhì)質(zhì)量與顆粒質(zhì)量的比率為1:6至1:15。
24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中:介質(zhì)高度與罐高度的比為60%至90%。
25.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中:自由空間與罐排量的比小于40%。
26.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中:介質(zhì)的比重為從1.05至1.38。
27.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中:所述介質(zhì)是塑料材料。
28.根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其中:操作時間在45分鐘至大約1200分鐘的范圍內(nèi)。
29.一種物質(zhì)組分是由權(quán)利要求22的方法提供的產(chǎn)品。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的物質(zhì)組分，其中:至少一種初始顆粒材料是石墨烯。
31.根據(jù)權(quán)利要求29所述的物質(zhì)組分，其中:所述產(chǎn)品是高表面的石墨烯納米小片，所述石墨烯納米小片包括橫向尺寸為從I納米至5微米范圍的微粒，并包括至少一層石墨烯，其中z尺寸范圍為從0.3納米至10納米,表面面積為從30m2/g至1200m2/g。
32.—種剝落顆粒物質(zhì)的方法，所述方法包括: 1.提供如權(quán)利要求1所述的裝置； ?.提供顆粒材料，并將所述顆粒材料布置在所述裝置的罐中； ii1.提供剝落介質(zhì)，并將所述顆粒材料布置在所述裝置的所述罐中； iv.密封所述罐； V.根據(jù)一組預(yù)定的操作參數(shù)來操作所述裝置； v1.在滿足所述一組預(yù)定的操作參數(shù)之后從所述罐中取出所述顆粒材料。
33.一種物質(zhì)組分是由權(quán)利要求32的方法提供的產(chǎn)品。
34.一種剝落顆粒物質(zhì)的方法，所述方法包括: 1.提供如權(quán)利要求1所述的裝置； ?.提供顆粒材料，并將所述顆粒材料布置在所述裝置的罐中； ii1.提供剝落介質(zhì)，并將所述顆粒材料布置在所述裝置的所述罐中； iv.密封所述罐； V.根據(jù)一組預(yù)定的操作參數(shù)來操作所述裝置； v1.在滿足所述一組預(yù)定的操作參數(shù)之后從所述罐中取出所述顆粒材料。
35.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中:介質(zhì)質(zhì)量與顆粒質(zhì)量的比率為1:6至1:15。
36.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中:介質(zhì)高度與罐高度的比為60%至90%。
37.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中:自由空間與罐排量的比小于40%。
38.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中:介質(zhì)的比重為從1.05至1.38。
39.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中:所述介質(zhì)是塑料材料。
40.根據(jù)權(quán)利要求34所述的方法，其中:操作時間在45分鐘至大約1200分鐘的范圍內(nèi)。
41.一種物質(zhì)組分是由權(quán)利要求34的方法提供的產(chǎn)品。
42.根據(jù)權(quán)利要求41所述的物質(zhì)組分，其中:至少一種初始顆粒材料是石墨。
43.根據(jù)權(quán)利要求41所述的物質(zhì)組分，其中:所述產(chǎn)品是高表面的石墨烯納米小片，所述石墨烯納米小片包括橫向尺寸為從I納米至5微米范圍的微粒，并包括至少一層石墨烯，其中z尺寸范圍為從0.3納米至10納米，表面面積為從200m2/g至1200m2/g。
【文檔編號】B02C17/18GK104334279SQ201380017776
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】斯科特·L·默里, 吉姆·L·佩頓, 科里·莫里斯 申請人:斯科特·L·默里, 吉姆·L·佩頓, 科里·莫里斯