专利摘要

本发明公开复合材料生产领域中的一种纳米层状复合材料的生产设备及方法，将粉末A和溶剂放进第一搅拌桶，粉末B和溶剂放进第二搅拌桶，搅拌桶内形成均匀的溶液，第一搅拌桶中的溶液流进冷冻箱中的底板上形成第一层冷冻层后，然后第二搅拌桶中的溶液在第一层冷冻层的上方形成第二层冷冻层，如此重复依次向上形成更多层的冷冻层，直到液位传感器检测到液位到达设定的高度为止，液压缸推动底板与冷冻后的材料沿冷冻箱内壁向上运动，腕关节机械手工作，夹持冷冻好的材料放进冷冻干燥箱进行干燥成型；通过流量传感器测定溶液每次流入冷冻箱的流量，通过控制开关可以精准控制并调整每一层的厚度，生产产品精度高，可以制备纳米层状复合材料。

权利要求

1.一种纳米层状复合材料的生产设备，其上方是并列布置的第一搅拌桶（16）和第二搅拌桶（19），其特征是：冷冻箱（6）位于第一搅拌桶（16）和第二搅拌桶（19）的下方，第一搅拌桶（16）和第二搅拌桶（19）各经管道连接冷冻箱（6），第一搅拌桶（16）和冷冻箱（6）之间的管道上装有第一流量传感器（11）和第一控制开关（12），第二搅拌桶（19）和冷冻箱（60之间的管道上装有第二流量传感器（24）和第二控制开关（23）；冷冻箱（6）的顶部开口处装有顶盖（8），顶盖（8）的底部放置温度传感器（9）和液位传感器（10）；冷冻箱（6）内的底部装有蒸发器（4）和底板（5），蒸发器（4）放置在底板（5）与冷冻箱（6）的底壁之间且通过管道连接制冷系统（2）；底板（5）与冷冻箱（6）的箱体侧壁密封连接且能沿冷冻箱（6）上下运动，冷冻箱（6）的箱体、顶盖（8）和底板（5）三者围成密闭的空间；底板（5）的中间与液压缸（1）相连，液压缸（1）从冷冻箱（6）的内部向下垂直伸出到冷冻箱（6）外部，液压缸（1）内部通过管道连接油箱（32），在液压缸（1）和油箱（32）之间的管道上装有液压泵（31）和两位两通电磁阀（30）；冷冻箱（6）的顶部一侧设置腕关节机械手（26），冷冻干燥箱（27）布设在腕关节机械手（26）的一侧；所述的第一流量传感器（11）、第二流量传感器（24）、第一控制开关（12）、第二控制开关（23）、温度传感器（9）、液位传感器（10）、制冷系统（2）、液压泵（31）、两位两通电磁阀（30）以及腕关节机械手（26）均连接计算机（25）。

2.根据权利要求1所述的一种纳米层状复合材料的生产设备，其特征是：第一搅拌桶（16）内的底部置放第一搅拌子（15），第二搅拌桶（19）内的底部置放第二搅拌子（20），第一搅拌桶（16）的下方固定连接第一磁力搅拌器（13），第二搅拌桶（19）的下方固定连接第二磁力搅拌器（22），第一磁力搅拌器（13）和第二磁力搅拌器（22）经控制线连接计算机（25）。

3.根据权利要求1所述的一种纳米层状复合材料的生产设备，其特征是：冻干燥箱（27）下方通过管道与液体回收箱（28）相连。

4.根据权利要求2所述的一种纳米层状复合材料的生产设备，其特征是：其特征是：所述的搅拌桶以及对应配置的搅拌子、磁力搅拌器、控制开关、流量传感器能根据材料要求设置多个制作两种以上材料的多层复合材料。

5.一种使用利要求1所述的生产设备的纳米层状复合材料的生产方法，其特征是具有以下步骤：

步骤一：将称量好的粉末A和溶剂放进第一搅拌桶（16），将称量好的粉末B和溶剂放进第二搅拌桶（19），搅拌桶工作，第一搅拌桶（16）和第二搅拌桶（19）内形成均匀的溶液；

步骤二：打开制冷系统（2），冷冻箱（6）内的温度降低，温度传感器（9）检测冷冻箱（6）内的温度，当温度到达溶液的凝固点时，关闭制冷系统（2）；

步骤三：打开第一控制开关（12），第一搅拌桶（16）中的溶液流进冷冻箱（6）中，第一流量传感器（11）检测到溶液的流量达到设定的流量值时，关闭第一控制开关（12），待第一搅拌桶（16）中的溶液在冷冻箱（6）中的底板（5）上形成第一层冷冻层后，再打开第二控制开关（23），第二搅拌桶（19）中的溶液通过管道流进冷冻箱（6）中，第二流量传感器（240检测到溶液的流量达到设定的流量值时，关闭第二控制开关（23），第二搅拌桶（19）中的溶液在第一层冷冻层的上方形成第二层冷冻层；

步骤四：重复步骤三，依次向上形成更多层的冷冻层，直到液位传感器（10）检测到液位到达设定的高度为止；

步骤五：打开液压泵（31）和两位两通电磁阀（30），液压缸（1）推动底板（5）与冷冻后的材料沿冷冻箱（6）内壁向上运动；

步骤六：腕关节机械手（26）工作，夹持冷冻好的材料放进冷冻干燥箱（27）进行干燥成型。

6.根据权利要求5所述的生产方法，其特征是：步骤六中，计算机（25）控制液压缸（1）向下运动，带动底板（5）下降复位。

说明书

技术领域

本发明属于复合材料生产领域，具体是一种纳米层状复合材料的生产技术。

背景技术

层状复合材料由两层或多层不同的材料组成，模拟了自然界中贝壳的微观组织结构。层状复合材料由于其优异的力学性能，得到了越来越广泛的应用。

中国专利公开号为CN203427298U的文献公开了一种多层复合材料柔性生产线装置，主要包括挤出装置、延压收卷装置和模具装置，模具装置把控连接器、熔体分配器、层倍增器和挤出摸头，挤出装置连接连接器入口，连接器出口与熔体分配器的入口相连，熔体分配器的出口连接层倍增器入口，层倍增器出口与挤出摸头入口连接，挤出摸头出口连接延压收卷装置，产品生产一次成型，生产效率高。但这种生产线只能生产一定厚度的分层材料，无法生产纳米级分层复合材料，且无法调节单层厚度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种纳米层状复合材料的生产设备，解决现有技术无法制备纳米级且均匀的层状复合材料的问题。

为实现上述发明目的，本发明一种纳米层状复合材料的生产设备采用如下技术方案：其上方是并列布置的第一搅拌桶和第二搅拌桶，冷冻箱位于第一搅拌桶和第二搅拌桶的下方，第一搅拌桶和第二搅拌桶各经管道连接冷冻箱，第一搅拌桶和冷冻箱之间的管道上装有第一流量传感器和第一控制开关，第二搅拌桶和冷冻箱之间的管道上装有第二流量传感器和第二控制开关；冷冻箱的顶部开口处装有顶盖，顶盖的底部放置温度传感器和液位传感器；冷冻箱内的底部装有蒸发器和底板，蒸发器放置在底板与冷冻箱的底壁之间且通过管道连接制冷系统；底板与冷冻箱的箱体侧壁密封连接且能沿冷冻箱上下运动，冷冻箱的箱体、顶盖和底板三者围成密闭的空间；底板的中间与液压缸相连，液压缸从冷冻箱的内部向下垂直伸出到冷冻箱外部，液压缸内部通过管道连接油箱，在液压缸和油箱之间的管道上装有液压泵和两位两通电磁阀；冷冻箱的顶部一侧设置腕关节机械手，冷冻干燥箱布设在腕关节机械手的一侧；所述的第一流量传感器、第二流量传感器、第一控制开关、第二控制开关、温度传感器、液位传感器、制冷系统、液压泵、两位两通电磁阀以及腕关节机械手均连接计算机。

进一步地，第一搅拌桶内的底部置放第一搅拌子，第二搅拌桶内的底部置放第二搅拌子，第一搅拌桶的下方固定连接第一磁力搅拌器，第二搅拌桶的下方固定连接第二磁力搅拌器，第一磁力搅拌器和第二磁力搅拌器经控制线连接计算机。

所述的一种纳米层状复合材料的生产设备的生产方法采用的技术方案是具有以下步骤：

步骤一：将称量好的粉末A和溶剂放进第一搅拌桶，将称量好的粉末B和溶剂放进第二搅拌桶，搅拌桶工作，第一搅拌桶和第二搅拌桶内形成均匀的溶液；

步骤二：打开制冷系统，冷冻箱内的温度降低，温度传感器检测冷冻箱6内的温度，当温度到达溶液的凝固点时，关闭制冷系统；

步骤三：打开第一控制开关，第一搅拌桶中的溶液流进冷冻箱中，第一流量传感器检测到溶液的流量达到设定的流量值时，关闭第一控制开关，待第一搅拌桶中的溶液在冷冻箱中的底板上形成第一层冷冻层后，再打开第二控制开关，第二搅拌桶中的溶液通过管道流进冷冻箱中，第二流量传感器检测到溶液的流量达到设定的流量值时，关闭第二控制开关，第二搅拌桶中的溶液在第一层冷冻层的上方形成第二层冷冻层；

步骤四：重复步骤三，依次向上形成更多层的冷冻层，直到液位传感器检测到液位到达设定的高度为止；

步骤五：打开液压泵和两位两通电磁阀，液压缸推动底板与冷冻后的材料沿冷冻箱内壁向上运动；

步骤六：腕关节机械手工作，夹持冷冻好的材料放进冷冻干燥箱进行干燥成型。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明通过流量传感器测定溶液每次流入冷冻箱的流量，通过控制开关可以精准控制并调整每一层的厚度，生产产品精度高，可以制备纳米层状复合材料。

2.本发明的结构可调，通过增加搅拌装置，可以制备两种或多种材料的层状复合材料。

3.生产工艺简单无污染，溶剂可以回收再利用。

4.本发明自动化程度高，生产安全性高，产品质量高，人员要求少，降低了人工成本，避免生产事故的发生。

附图说明

图1为本发明一种纳米层状复合材料的生产设备的结构示意图；

图中：1：液压缸；2：制冷系统；3：支架；4：蒸发器；5：底板；6：冷冻箱；7：第一进液口；8：顶盖；9：温度传感器；10：液位传感器；11：第一流量传感器；12：第一控制开关；13：第一磁力搅拌器；14：第一出液口；15：第一搅拌子；16：第一搅拌桶；17：第一密封盖；18：第二密封盖；19：第二搅拌桶；20：第二搅拌子；21：第二出液口；22：第二磁力搅拌器；23：第二控制开关；24：第二流量传感器；25：计算机；26：腕关节机械手；27：冷冻干燥箱；28：回收箱；29：第二进液口；30：两位两通电磁阀；31：液压泵；32：油箱。

具体实施方式

参见图1，本发明一种纳米层状复合材料的生产设备的上方是两个并列布置的搅拌桶，分别是第一搅拌桶16和第二搅拌桶19。每个搅拌桶的顶部开口用密封盖密封，第一搅拌桶16的顶部开口处是第一密封盖17和，第二搅拌桶19的顶部开口处是第二密封盖18。每个搅拌桶内的底部置放一个搅拌子，在第一搅拌桶16内的底部置放第一搅拌子15，第二搅拌桶19内的底部置放第二搅拌子20。每个搅拌桶的下方固定连接一个磁力搅拌器，第一搅拌桶16的下方固定连接第一磁力搅拌器13，第二搅拌桶19的下方固定连接第二磁力搅拌器22。第一磁力搅拌器13和第二磁力搅拌器22经控制线连接计算机25，由计算机25控制磁力搅拌器工作。每个搅拌桶的底部开有一个出液口，第一搅拌桶16底部开第一出液口14，第二搅拌桶19的底部开第二出液口21。

每个搅拌桶经出液口通过管道连接且连通冷冻箱6。冷冻箱6位于两个搅拌桶的下方，在冷冻箱6上部侧壁上开有两个进液口，分别是第一进液口7和第二进液口29。第一搅拌桶16的第一出液口14经管道连接第一进液口7，第二出液口21经管道连接第二进液口29。在搅拌桶和冷冻箱6之间的管道上各安装了流量传感器和控制开关，第一出液口14和第一进液口7之间的管道上安装了第一流量传感器11和第一控制开关12，第二出液口21和第二进液口29之间的管道上安装了第二流量传感器24和第二控制开关23。第一流量传感器11和第二流量传感器24通过信号线连接计算机25，将检测到的流量信号传送给计算机25。第一控制开关12和第二控制开关23通过控制线与计算机25相连，计算机25控制开关的打开和闭合。

搅拌桶以及对应配置的搅拌子、磁力搅拌器、控制开关、流量传感器等可以根据材料要求设置多个，可以制作不局限于两种材料的多层复合材料。

冷冻箱6的顶部开口处安装顶盖8，顶盖8的底部设置凹槽，凹槽内放置温度传感器9和液位传感器10，分别用以检测冷冻箱6内的温度和溶液的高度。温度传感器9和液位传感器10分别经信号线与计算机25相连。

冷冻箱6的底部通过支架3固定于地面。冷冻箱6内的底部安装蒸发器4和底板5，蒸发器4放置在底板5与冷冻箱6的底壁之间，底板5在蒸发器4的上方并且与蒸发器4不接触。蒸发器4通过管道连接制冷系统2，制冷系统2安装在冷冻箱6的外部，且经控制线连接计算机25。底板5与冷冻箱6的箱体侧壁密封连接并且能沿冷冻箱6上下运动，冷冻箱6的箱体、顶盖8和底板5三者围成密闭的空间，空间内盛放了溶液。底板5的中间与液压缸1相连，液压缸1从冷冻箱6的内部向下垂直伸出到冷冻箱6外部。

制冷系统2经控制线连接计算机25，由计算机25控制，对底板5上方的溶液进行冷冻。

液压缸1垂直布置，下端固定于地面，上端是液压杆，液压杆向上垂直伸入冷冻箱6内部与底板5固定相连。液压缸1内部通过管道连接油箱32，管道上安装液压泵31和两位两通电磁阀30。两位两通电磁阀30和液压泵31均连接计算机25。

在冷冻箱6的顶部一侧设置腕关节机械手26，腕关节机械手26经控制线连接计算机25，腕关节机械手26工作时，可以将冷冻箱6内部冷冻好的材料夹持传输到冷冻干燥箱27中；冷冻干燥箱27布设在腕关节机械手26的一侧。冷冻干燥箱27的下方是液体回收箱28，冷冻干燥箱27包括温度控制系统和真空系统，冷冻干燥箱27下方通过管道与液体回收箱28相连，进行液体回收。

图1所示的生产设备工作时，按以下步骤生产出纳米层状复合材料：

步骤一：将称量好的粉末A和溶剂放进第一搅拌桶16，盖上第一密封盖17，将称量好的粉末B和溶剂放进第二搅拌桶19，盖上第二密封盖18。计算机25控制打开第一磁力搅拌器13和第二磁力搅拌器22，第一磁力搅拌器13和第二磁力搅拌器22工作，带动搅拌桶工作，搅拌桶中的第一搅拌子15和第二搅拌子20搅拌粉末和溶剂，直到第一搅拌桶16和第二搅拌桶19内都形成均匀的溶液。

步骤二：计算机25控制制冷系统2打开，使冷冻箱6内温度降低，温度传感器9检测冷冻箱6内的温度，当温度到达溶液的凝固点时，关闭制冷系统2。

步骤三：计算机25控制打开第一控制开关12，第一搅拌桶16中的溶液通过管道流进冷冻箱6中。第一流量传感器11检测溶液的流量，当达到设定的流量值时，关闭第一控制开关12。等待一段时间，此时，第一搅拌桶16中的溶液在冷冻箱6中的底板5上形成第一层冷冻层。然后再打开第二控制开关23，第二搅拌桶19中的溶液通过管道流进冷冻箱6中，第二流量传感器24检测流量，当第二流量传感器24检测的流量达到设定的流量值时，关闭第二控制开关23，等待一段时间，第二搅拌桶19中的溶液在第一层冷冻层的上方形成第二层冷冻层。

步骤四：重复进行步骤三，依次向上形成更多层的冷冻层，直到液位传感器10检测到液位到达设定的高度，液位传感器10通过信号线传输给计算机25，不再打开第一控制开关12和第二控制开关23。待冷冻箱6内的溶液完全冷冻形成冷冻后的材料后，打开顶盖8。

步骤五：计算机25控制打开液压泵31和两位两通电磁阀30，使液压缸1向上顶出，推动底板5与冷冻后的材料沿冷冻箱6内壁向上运动，将冷冻后的材料顶出冷冻箱6，然后计算机25控制两位两通电磁阀30和液压泵31停止液压缸1运动。

步骤六：计算机25控制腕关节机械手26工作，腕关节机械手26夹持冷冻好的材料放进冷冻干燥箱27，进行干燥成型。然后计算机25控制两位两通电磁阀30和液压泵31控制液压缸1向下运动，带动底板5下降复位后停止，再盖上顶盖8。待冷冻干燥箱27中的材料干燥完成后，取出成型材料，将溶剂回收进回收箱28。

生产过程中，通过第一流量传感器11和第二流量传感器24控制溶液流入冷冻箱6中的流量，可以生产超薄纳米层状复合材料。

一种纳米层状复合材料的生产设备及方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。