一种基于电场熔融的水溶石墨烯生产设备及方法与流程

1.本发明涉及石墨烯生产技术领域，具体为一种基于电场熔融的水溶石墨烯生产设备及方法。


背景技术：

2.目前市场上国内、外厂商制备石墨烯的生产方法为：机械剥离法、氧化还原法、sic外延生长法，但是上述方法具有耗能大、产量低、质量差、价格高同时对环境污染严重等缺点。因此石墨烯的工业化无污染大批量、低成本生产是全国、全球工矿企业、科研院所技术攻关的主要难题。
3.1、现有的石墨烯生产技术中，需要人工添加石墨混合液，不能够进行自动添加石墨混合液来实现石墨烯全天候长时间不停机生产；
4.2、石墨烯在进行分离时，会产生粘稠状的多层石墨和石墨烯的混合物，会附着在分离筒内壁，不便于清理；
5.3、采用高速研磨、定靶电子击碎、冷凝分离技术，使石墨烯的生产在常温、常规条件下即能大量产出，整个生产过程中不添加化学试剂，对环境无污染、无噪音。
6.为此我们提出一种基于电场熔融的水溶石墨烯生产设备及方法用于解决上述问题。


技术实现要素：

7.本发明的目的在于提供一种基于电场熔融的水溶石墨烯生产设备及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
8.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于电场熔融的水溶石墨烯生产设备，包括加料机构，所述加料机构包括有储料箱，所述储料箱一侧安装有底板，所述底板顶端安装有对称的储料筒，所述储料筒上方安装有弧形卡块，所述弧形卡块内部滑动设有弧形柱，所述弧形柱内部转动设有螺纹筒，所述螺纹筒内部螺纹设有螺杆，所述螺杆底端安装有活塞，所述弧形卡块一侧安装有齿条，所述齿条啮合有第一齿轮，所述第一齿轮中心处安装有转动杆，对称的所述储料筒之间安装有转盘，所述转盘一侧安装有扇形侧齿环，所述扇形侧齿环上能够啮合有对称的第三齿轮，对称的所述第三齿轮中心处安装有连接轴；
9.所述底板远离储料箱的一侧安装有加工装置，所述加工装置包括有固定筒，所述固定筒顶端安装有分离筒，所述分离筒内部底端安装有限位筒，所述限位筒内部转动设有转动柱，所述转动柱内部安装有第一电极线，所述转动柱顶端安装有动磨头，所述分离筒上方安装有密封盖，所述分离筒和密封盖之间转动设有转动环，所述转动环底端环形分布有若干个刮板，所述密封盖中心处安装有进料管，所述进料管下端外圈安装有定磨头，所述定磨头顶端滑动设有第二电极线，所述定磨头顶端环形分布有若干个弹簧，所述密封盖顶端安装有冷凝管，所述分离筒外侧安装有回流管。
10.优选的，所述储料箱底端安装有对称的第一连接管，所述储料箱内部中心处安装
有隔板，所述储料箱与隔板形成两个储料空间，对称的所述第一连接管一端分别能够与两个储料空间内部连通，对称的所述第一连接管另一端分别能够与对称的储料筒下端连通，且与储料筒内部连通。
11.优选的，所述储料筒外圈安装有固定框，所述固定框外圈安装有对称的第一支撑板，对称的所述第一支撑板固定安装在底板顶端，所述储料筒顶端安装有第二连接管，所述第二连接管另一端与进料管顶端连接，且第二连接管两端分别与储料筒内部和进料管内部连通，所述第一连接管和第二连接管上均设有阀门。
12.优选的，所述弧形柱底端开设有对称的圆孔，所述圆孔内部滑动设有导向杆，所述导向杆底端与活塞顶端固定连接，所述活塞能够在储料筒内部滑动，对称的所述第一支撑板之间安装有对称的固定块，所述弧形卡块安装在对称的固定块之间，所述弧形卡块一侧安装有对称的固定板,所述转动杆通过轴承转动设置在对称的固定块和对称的第一支撑板上。
13.优选的，所述底板顶端中心处安装有对称的第二支撑板，对称的所述第二支撑板上通过轴承转动设有转动轴，所述转动轴远离储料箱的一端与转盘中心处固定连接，所述转盘外圈安装有第一外齿环，所述第一外齿环啮合有第二齿轮，所述第二支撑板顶端安装有第一电机，所述第一电机输出端与第二齿轮中心处固定连接，所述连接轴两端分别与对称的转动杆一端固定连接。
14.优选的，所述所述转动柱下端通过轴承转动设置在固定筒内部顶端，所述第一电极线下端固定安装在固定筒下端，所述第一电极线顶端与动磨头底端中心处接触，所述转动柱内部开设有第一插孔，所述第一电极线上端与第一插孔内壁不接触。
15.优选的，所述转动柱外圈下端安装有第四齿轮，所述固定筒内部顶端安装有第二电机，所述第二电机输出端安装有第五齿轮和主动轮，所述第四齿轮与第五齿轮啮合，所述主动轮外圈套设有皮带，所述皮带另一端套设有从动轮。
16.优选的，所述分离筒外圈安装有环形分布的若干个连接块，环形分布的若干个所述连接块顶端与密封盖外圈固定连接，所述转动环外圈安装有第二外齿环，所述第二外齿环啮合有第六齿轮，所述分离筒外侧安装有若干个支撑座，若干个所述支撑座上转动设有传动轴，所述传动轴顶端和底端分别与第六齿轮中心处和从动轮中心处固定连接，所述刮板外侧与分离筒内壁接触。
17.优选的，所述弹簧顶端与密封盖底端固定连接，所述弹簧内部滑动设有圆筒和限位杆，所述圆筒顶端与密封盖底端固定连接，所述限位杆底端与定磨头顶端固定连接，所述限位杆顶端安装有限位柱，所述限位杆上端和限位柱能够在圆筒内部滑动，所述定磨头上开设有通孔，所述通孔与进料管连通。
18.优选的，所述第二电极线固定安装在密封盖上，所述回流管两端分别与进料管顶端和分离筒下端固定连接，且回流管能够与进料管和分离筒内部连通，所述回流管上设置有循环泵，所述回流管上安装有冷凝箱。
19.一种基于电场熔融的水溶石墨烯生产方法，包括以下步骤
20.步骤一，向储料箱内部添加石墨混合液，将第一电极线、第二电极线、第一电机和第二电机接通电源，利用第一电机带动转盘和其侧面的扇形侧齿环转动，与扇形侧齿环能够啮合的两个第三齿轮中心处的连接轴间歇反向转动，连接轴转动带动齿条升降，齿条升
降带动活塞升降，当活塞上升时，储料箱内部的石墨烯混合液利用重力经过第一连接管流入储料筒内部，当活塞下降时，推动储料筒内部的混合液经第二连接管流入进料管内部，达到自动添加混合液的效果。
21.步骤二，混合液进入进料管后在活塞的推动压力下继续移动，并从进料管下端连接的定磨头上的通孔处流出，定磨头利用弹簧的弹力，使定磨头与动磨头保持接触，利用第二电机带动第五齿轮和主动轮转动，第五齿轮转动带动第四齿轮以及其中心处的转动柱转动，转动柱转动带动动磨头转动，利用皮带套设在主动轮和从动轮上，使传动轴能够转动，传动轴转动带动转动环转动，转动环上安装的若干个刮板随之转动，对分离筒内壁附着物进行清洁。
22.步骤三，动磨头旋转时，动磨头和定磨头分别通过第一电极线和第二电极线施加电场，外加电场中的电弧对石墨混合溶液中的石墨颗粒连续击破熔融，被粉碎的石墨颗粒通过动磨头高速旋转产生的离心力分离，颗粒直径较大的石墨混合溶液经回流管和循还泵重新进入进料管内部再经过通孔继续击破熔融，电弧击破熔融石墨颗粒直径较小的气态物经冷凝管流入石墨烯储存容器内，经冷凝管流入容器内的液体就是单层石墨烯液，在石墨混合溶液连续的循环过程中，被动磨头离心分离出的粘稠状石墨烯会粘在分离筒内壁，并在刮板的作用下进入分离筒内部的混合液中，再经回流管和循还泵重新进入进料管内部再次经过通孔继续击破，直至石墨混合溶液中的石墨颗粒均被转化成单层石墨烯溶液，完成石墨直接生产石墨烯的流程。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
24.1.本发明利用扇形侧齿环转动，使两个第三齿轮中心处的连接轴间歇反向转动，连接轴转动带动齿条升降，齿条升降带动活塞升降，当活塞上升时，储料箱内部的石墨烯混合液利用重力经过第一连接管流入储料筒内部，当活塞下降时，推动储料筒内部的混合液经第二连接管流入进料管内部，达到自动添加混合液的效果。
25.2.本发明利用第二电机带动第五齿轮和主动轮转动，第五齿轮转动带动第四齿轮以及其中心处的转动柱转动，转动柱转动带动动磨头转动，利用皮带套设在主动轮和从动轮上，使传动轴能够转动，传动轴转动带动转动环转动，转动环上安装的若干个刮板随之转动，对分离筒内壁附着物进行清洁。
26.3.本发明通过在动磨头和定磨头分别通过第一电极线和第二电极线施加电场，使外加电场中的电弧对石墨混合溶液中的石墨颗粒连续击破熔融，被粉碎的石墨颗粒通过动磨头高速旋转产生的离心力分离，颗粒直径较大的石墨混合溶液经回流管和循还泵重新进入进料管内部再经过通孔继续击破，电弧击破熔融石墨颗粒直径较小的气态物经冷凝管流入石墨烯储存容器内，直至石墨混合溶液中的石墨颗粒均被转化成单层石墨烯溶液，完成石墨直接生产石墨烯的流程。本发明实现基于旋转电极烯层撕裂磨的水溶石墨烯的生产。
27.对本发明基于的工作原理及先进性进行如下阐述：
28.1、结构创新，实现机械化自动剥离石墨烯：在密闭容器内，利用紧密接触的－组石墨棒截面动磨头、定磨头，在定磨头上钻有通孔，从通孔加压注入石墨溶液，动磨头高速旋转，在石墨棒截面动磨头、定磨头分别施加电场，外加电场中的电弧对石墨溶液中的石墨颗粒连续击破，被粉碎的石墨颗粒通过动磨头高速旋转产生的离心力分离，颗粒直径较大的石墨粉溶液经循还泵注入定片石墨棒通孔内继续击破，电弧击破石墨颗粒直径较小的气态
物经冷凝管流入容器，经冷凝管流入容器内的液体就是单层石墨烯液。在石墨溶液连续的循环过程中，被动磨头离心分离出的粘稠状石墨烯会粘在密封容器内壁，粘在密封容器内壁的粘稠状就是多层石墨和石墨烯的混合物。未被击破的石墨溶液中的石墨颗粒经循还泵再次进入定磨头石墨棒通孔内继续击破，直至石墨溶液中的石墨颗粒均被转化成单层石墨烯溶液、多层石墨烯膏状物，完成石墨直接生产石墨烯的流程；
29.2、工艺方法上创新，利用电子束击破石墨微粒：利用紧密接触的－组石墨棒截面动磨头、定磨头端面，高速旋转的动磨头和定磨头磨擦后，会在两个端面形成一层致密层，石墨粉混合液经压力泵压入定磨头中心通孔中，并从动磨头和定磨头两个端面致密层喷出，由于石墨粉混合液的液体电阻较大，液层厚度较薄，在液体中的石墨微粒距离动磨头和定磨头两个端面致密层最近，石墨微粒又是优良导电物质，在动磨头和定磨头连接的电场对石墨微粒放电，被电弧击中的石墨微粒因瞬间高温会分裂开，瞬间高温会使动磨头、石墨微粒的两端接触面、定磨头接触点达到或超过石墨的熔点3652度；
30.利用石墨的熔点剥离石墨烯：超过熔点的3652度石墨产粘性，由于石墨层内原子结合力太于石墨层层间结合力，在动磨头石墨转动过程中，熔溶的石墨微粒两在端面沿石墨层撕开，被动片石墨撕开过程中的石墨微粒己脱离高温区，被撕下的石墨烯薄片因温度下降边缘会发生卷曲，从动石磨头墨、石墨微粒、定磨头石墨上脱落，被高压液体吹出动片石墨、定片石墨磨擦接触面，混入液体中经高速旋转内动磨头石墨离心甩出。被电弧击碎的石墨微粒因体积变小，接触电阻变大，不足以引起电弧起弧，也被高压液体吹出动磨头石墨、定磨头石墨磨擦接触面，混入液体中经高速旋转内动磨头石墨离心甩出。在电弧击碎石墨微粒的过程中，会击出部分碳原子；
31.3、本发明在技术原理上进行了创新：
32.1)利用旋转的电极、混合液送料、纳米级电弧、离心式分级、冷凝析出、电子筛提纯等原理结，实现石墨烯连续生产；
33.2)采用混合液为载体，石墨微粒为石墨烯分离基体，闪放电为击破能源，使石墨微粒和动磨头、定磨头在闪放电时瞬间，石墨微粒在动磨头、定磨头之间-熔熔状态下，经动磨头撕开石墨烯薄片。
34.4、本发明的相关技术性能指标
35.1)、减小石墨粉粒径，增大混合液比重，把原石墨粉粒径300目做到9000-10000目，比如，可以使混合液比重从1.12g/cm3至少能提升到1.38g/cm3，提高石墨粉粒径击破概率，增加石墨烯产量；
36.2)、本发明可以增大动、定磨头接触面积，调整动、定磨头石墨比重把石墨比重进行提升，以实现减少轴向、径向跳动；
37.3)、加大压力泵压力，增加循环频率，提高单位面积产量，节省电弧击发电能；
38.4)、可通过提高动、定磨头电场强度，来提高振荡频率；
39.5)、提升冷凝器效率，实现多孔毛细管排气法，增大单层石墨原子回收率，可达87％；
40.6)、本发明还可改进密封桶桶底同心环形隔板，增加桶底同心环形隔板数量，把离心石墨烯混合液分隔出多档石墨烯产品，满足电极制造、晶片印制等行业应用。
41.7)、本发明还可以增加电子筛筛网层数，提升分离质量，实现四层网分离法，第一
层网筛出石墨粒径，第二层网筛出多层石墨烯，第三层网筛出单层石墨烯，第四层网筛出石墨原子；
42.8)、本发明可以通过调整回收液比重，改变回收液电子浓度，实现石墨烯饱合液做到25mg/ml。
43.9)、本发明也可实现多组磨头串联共同作业，提高石墨烯单位工效产量。
附图说明
44.图1为本发明正面结构示意图，
45.图2为本发明剖面结构示意图，
46.图3为本发明加料机构剖面结构示意图，
47.图4为本发明刮板结构示意图，
48.图5为本发明图2中a处结构放大示意图，
49.图6为本发明图2中b处结构放大示意图，
50.图7为本发明图3中c处结构放大示意图，
51.图8为本发明图5中d处结构放大示意图，
52.图9为本发明图5中e处结构放大示意图。
53.图中：1、加料机构；101、储料箱；102、隔板；103、第一连接管；104、底板；105、第一支撑板；106、固定框；107、储料筒；108、第二连接管；109、固定块；110、弧形卡块；111、弧形柱；112、导向杆；113、螺纹筒；114、螺杆；115、活塞；116、齿条；117、固定板；118、转动杆；119、第一齿轮；120、第二支撑板；121、转动轴；122、转盘；123、第一外齿环；124、第二齿轮；125、第一电机；126、扇形侧齿环；127、第三齿轮；128、连接轴；2、加工装置；201、固定筒；202、分离筒；203、转动柱；204、第四齿轮；205、第五齿轮；206、第二电机；207、主动轮；208、皮带；209、从动轮；210、第一电极线；211、限位筒；212、动磨头；213、转动环；214、刮板；215、第二外齿环；216、第六齿轮；217、传动轴；218、支撑座；219、密封盖；220、进料管；221、圆筒；222、限位杆；223、弹簧；224、定磨头；225、回流管；226、冷凝管；227、冷凝箱；228、第二电极线。
具体实施方式
54.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
55.实施例：如图1-9所示，本发明提供了一种基于电场熔融的水溶石墨烯生产设备，包括加料机构1，所述加料机构1包括有储料箱101，所述储料箱101一侧安装有底板104，所述底板104顶端安装有对称的储料筒107，所述储料筒107上方安装有弧形卡块110，所述弧形卡块110内部滑动设有弧形柱111，所述弧形柱111内部转动设有螺纹筒113，所述螺纹筒113内部螺纹设有螺杆114，所述螺杆114底端安装有活塞115，所述弧形卡块110一侧安装有齿条116，所述齿条116啮合有第一齿轮119，所述第一齿轮119中心处安装有转动杆118，对称的所述储料筒107之间安装有转盘122，所述转盘122一侧安装有扇形侧齿环126，所述扇
形侧齿环126上能够啮合有对称的第三齿轮127，对称的所述第三齿轮127中心处安装有连接轴128，利用扇形侧齿环126转动带动连接轴128往复转动。
56.进一步的，所述底板104远离储料箱101的一侧安装有加工装置2，所述加工装置2包括有固定筒201，所述固定筒201顶端安装有分离筒202，所述分离筒202内部底端安装有限位筒211，所述限位筒211内部转动设有转动柱203，所述转动柱203内部安装有第一电极线210，所述转动柱203顶端安装有动磨头212，所述分离筒202上方安装有密封盖219，所述分离筒202和密封盖219之间转动设有转动环213，所述转动环213底端环形分布有若干个刮板214，所述密封盖219中心处安装有进料管220，所述进料管220下端外圈安装有定磨头224，所述定磨头224顶端滑动设有第二电极线228，所述定磨头224顶端环形分布有若干个弹簧223，所述密封盖219顶端安装有冷凝管226，所述分离筒202外侧安装有回流管225，利用回流管225来回收处理未加工的石墨。
57.进一步的，所述储料箱101底端安装有对称的第一连接管103，所述储料箱101内部中心处安装有隔板102，所述储料箱101与隔板102形成两个储料空间，对称的所述第一连接管103一端分别能够与两个储料空间内部连通，对称的所述第一连接管103另一端分别能够与对称的储料筒107下端连通，且与储料筒107内部连通，使储料箱101内部的石墨混合液能够流入储料筒107内部，所述储料筒107外圈安装有固定框106，所述固定框106外圈安装有对称的第一支撑板105，对称的所述第一支撑板105固定安装在底板104顶端，所述储料筒107顶端安装有第二连接管108，所述第二连接管108另一端与进料管220顶端连接，且第二连接管108两端分别与储料筒107内部和进料管220内部连通，所述第一连接管103和第二连接管108上均设有阀门，使第一连接管103和第二连接管108均能够单独开启关闭。
58.进一步的，所述弧形柱111底端开设有对称的圆孔，所述圆孔内部滑动设有导向杆112，所述导向杆112底端与活塞115顶端固定连接，所述活塞115能够在储料筒107内部滑动，对称的所述第一支撑板105之间安装有对称的固定块109，所述弧形卡块110安装在对称的固定块109之间，所述弧形卡块110一侧安装有对称的固定板117，所述转动杆118通过轴承转动设置在对称的固定块109和对称的第一支撑板105上，利用转动杆118转动带动活塞115升降，所述底板104顶端中心处安装有对称的第二支撑板120，对称的所述第二支撑板120上通过轴承转动设有转动轴121，所述转动轴121远离储料箱101的一端与转盘122中心处固定连接，所述转盘122外圈安装有第一外齿环123，所述第一外齿环123啮合有第二齿轮124，所述第二支撑板120顶端安装有第一电机125，所述第一电机125输出端与第二齿轮124中心处固定连接，所述连接轴128两端分别与对称的转动杆118一端固定连接，利用连接轴128往复转动带动转动杆118往复转动。
59.进一步的，所述所述转动柱203下端通过轴承转动设置在固定筒201内部顶端，所述第一电极线210下端固定安装在固定筒201下端，所述第一电极线210顶端与动磨头212底端中心处接触，所述转动柱203内部开设有第一插孔，所述第一电极线210上端与第一插孔内壁不接触，使转动柱203转动不影响第一电机线210工作，所述转动柱203外圈下端安装有第四齿轮204，所述固定筒201内部顶端安装有第二电机206，所述第二电机206输出端安装有第五齿轮205和主动轮207，所述第四齿轮204与第五齿轮205啮合，所述主动轮207外圈套设有皮带208，所述皮带208另一端套设有从动轮209，利用第二电机206带动从动轮209和转动柱203转动。
60.进一步的，所述分离筒202外圈安装有环形分布的若干个连接块，环形分布的若干个所述连接块顶端与密封盖219外圈固定连接，所述转动环213外圈安装有第二外齿环215，所述第二外齿环215啮合有第六齿轮216，所述分离筒202外侧安装有若干个支撑座218，若干个所述支撑座218上转动设有传动轴217，所述传动轴217顶端和底端分别与第六齿轮216中心处和从动轮209中心处固定连接，所述刮板214外侧与分离筒202内壁接触，使刮板214能够对分离筒202内壁附着物进行清理，所述弹簧223顶端与密封盖219底端固定连接，所述弹簧223内部滑动设有圆筒221和限位杆222，所述圆筒221顶端与密封盖219底端固定连接，所述限位杆222底端与定磨头224顶端固定连接，所述限位杆222顶端安装有限位柱，所述限位杆222上端和限位柱能够在圆筒221内部滑动，所述定磨头224上开设有通孔，所述通孔与进料管220连通，使石墨混合液能够流入定磨头224与动磨头212之间，所述第二电极线228固定安装在密封盖219上，所述回流管225两端分别与进料管220顶端和分离筒202下端固定连接，且回流管225能够与进料管220和分离筒202内部连通，所述回流管225上设置有循环泵，所述回流管225上安装有冷凝箱227，使未加工的石墨颗粒能够与混合液重新混合后再次进行加工。
61.一种基于电场熔融的水溶石墨烯生产方法，包括以下步骤
62.步骤一，向储料箱101内部添加石墨混合液，将第一电极线210、第二电极线228、第一电机125和第二电机206接通电源，利用第一电机125带动转盘122和其侧面的扇形侧齿环126转动，与扇形侧齿环126能够啮合的两个第三齿轮127中心处的连接轴128间歇反向转动，连接轴128转动带动齿条116升降，齿条116升降带动活塞115升降，当活塞115上升时，储料箱101内部的石墨烯混合液利用重力经过第一连接管103流入储料筒107内部，当活塞115下降时，推动储料筒107内部的混合液经第二连接管108流入进料管220内部，达到自动添加混合液的效果。
63.步骤二，混合液进入进料管220后在活塞115的推动压力下继续移动，并从进料管220下端连接的定磨头224上的通孔处流出，定磨头224利用弹簧223的弹力，使定磨头224与动磨头212保持接触，利用第二电机206带动第五齿轮205和主动轮207转动，第五齿轮205转动带动第四齿轮204以及其中心处的转动柱203转动，转动柱203转动带动动磨头212转动，利用皮带208套设在主动轮207和从动轮209上，使传动轴217能够转动，传动轴217转动带动转动环213转动，转动环213上安装的若干个刮板214随之转动，对分离筒202内壁附着物进行清洁。
64.步骤三，动磨头212旋转时，动磨头212和定磨头224分别通过第一电极线210和第二电极线228施加电场，外加电场中的电弧对石墨混合溶液中的石墨颗粒连续击破熔融，被粉碎的石墨颗粒通过动磨头212高速旋转产生的离心力分离，颗粒直径较大的石墨混合溶液经回流管225和循还泵重新进入进料管220内部再经过通孔继续击破熔融，电弧击破熔融石墨颗粒直径较小的气态物经冷凝管226流入石墨烯储存容器内，经冷凝管226流入容器内的液体就是单层石墨烯液，在石墨混合溶液连续的循环过程中，被动磨头212离心分离出的粘稠状石墨烯会粘在分离筒202内壁，并在刮板214的作用下进入分离筒202内部的混合液中，再经回流管225和循还泵重新进入进料管220内部再次经过通孔继续击破熔融，直至石墨混合溶液中的石墨颗粒均被转化成单层石墨烯溶液，完成石墨直接生产石墨烯的流程。
65.工作原理：本发明在使用时，向储料箱101内部添加石墨混合液，将第一电极线
210、第二电极线228、第一电机125和第二电机206接通电源，利用第一电机125带动第二齿轮124转动，第二齿轮124转动带动第一外齿环123转动，第一外齿环123转动带动转盘122和转动轴121在对称的第二支撑板120上转动，转盘122转动带动其侧面的扇形侧齿环126转动，与扇形侧齿环126能够啮合的两个第三齿轮127随之间歇转动，且两个第三齿轮127转动方向相反，从而使两个第三齿轮127中心处的连接轴128做间歇反向转动，连接轴128转动带动转动杆118转动，转动杆118上的第一齿轮119随之转动，第一齿轮119与齿条116啮合，使齿条116在第一齿轮119的间歇反向转动带动下进行升降运动，齿条116升降带动弧形柱111在弧形卡块110内部滑动，从而使弧形柱111所连接的活塞115能够升降，当活塞115上升时，储料箱101内部的石墨烯混合液利用重力经过第一连接管103流入储料筒107内部，当活塞115下降时，推动储料筒107内部的混合液经第二连接管108流入进料管220内部，达到自动添加混合液的效果；
66.混合液进入进料管220后在活塞115的推动压力下继续移动，并从进料管220下端连接的定磨头224上的通孔处流出，定磨头224利用弹簧223的弹力，使定磨头224与动磨头212保持接触，利用第二电机206带动第五齿轮205和主动轮207转动，第五齿轮205转动带动第四齿轮204转动，第四齿轮204转动带动转动柱203转动，转动柱203转动带动动磨头212转动，动磨头212旋转时，动磨头212和定磨头224分别通过第一电极线210和第二电极线228施加电场，外加电场中的电弧对石墨混合溶液中的石墨颗粒连续击破熔融，被粉碎的石墨颗粒通过动磨头212高速旋转产生的离心力分离，颗粒直径较大的石墨混合溶液经回流管225和循还泵重新进入进料管220内部再经过通孔继续击破熔融，电弧击破熔融石墨颗粒直径较小的气态物经冷凝管226流入石墨烯储存容器内，经冷凝管226流入容器内的液体就是单层石墨烯液，在石墨混合溶液连续的循环过程中，被动磨头212离心分离出的粘稠状石墨烯会粘在分离筒202内壁，粘在分离筒202内壁的粘稠状就是多层石墨和石墨烯的混合物，此时利用皮带208套设在主动轮207和从动轮209上，使传动轴217能够转动，传动轴217转动带动第六齿轮216转动，第六齿轮216转动带动第二外齿环215转动，第二外齿环215转动带动转动环213转动，转动环213上安装的若干个刮板214随之转动，对分离筒202内壁进行清洁，使多层石墨和石墨烯的混合物进入分离筒202内部的混合液中，再经回流管225和循还泵重新进入进料管220内部再次经过通孔继续击破，直至石墨混合溶液中的石墨颗粒均被转化成单层石墨烯溶液，完成石墨直接生产石墨烯的流程。
67.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。