[實用新型]薄膜懸臂式提拉裝置

無效

• 申請號: 200820191853.8
• 申請日: 2008-10-30
• 公開（公告）號: CN201296547Y
• 公開（公告）日: 2009-08-26
• 發明（設計）人: 陳正華;唐一文
• 申請（專利權）人: 華中師范大學
• 主分類號: B65G49/04
• 分類號: B65G49/04
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本實用新型涉及液相外延薄膜成膜設備，更具體涉及一種在各種溶液中通過垂直提拉生成薄膜的薄膜懸臂式提拉裝置。適用于研究納米材料、表面改性、及納米功能薄膜材料在傳感器件、太陽能利用等研究領域的應用。

背景技術

在納米科技研究領域，特別在納米功能材料機體研究和應用研究中，目前，很多研究工作需要利用從溶液中垂直提拉獲取薄膜。要獲取高質量的納米薄膜材料，對提拉成膜設備提出了更高的技術要求。

現有垂直提拉機的提拉執行機構有兩類：一類采用“行程螺桿”式提升結構，將電動機的旋轉運動直接拖動行程螺桿轉動，并由滑塊和垂直滑槽等機構改變運動方向，實現提升運行；另一類采用“卷揚機”式提升結構，由電動機直接拖動“卷筒”，并卷繞“纜繩”由垂直導向桿等機構改變運動方向，實現提升運行。存在的問題是：1.存在電動機運行時的振動；2.提升機構除直接傳遞電動機振動外，還存在改變運動方向的多種結構阻力，對提升過程的非均勻影響，造成運行速度的穩定性差。也就是說，現有垂直提拉機其提拉運行過程是一種“有振動”和“非勻速”運行的過程，這種提拉運行過程中的振動和非勻速，直接影響成膜的均勻性，使薄膜質量差。這種效果是現有提拉機的結構形成的，是一種固有缺陷。因此，現有垂直提拉機結構，不能滿足獲取高質量的納米薄膜的需要。要利用垂直提拉機獲取高質量、厚度均勻一致的薄膜材料，提拉機須要滿足兩個運行條件：一、提拉機提拉成膜全過程(包括提拉裝置和成膜溶液)要滿足理想的“無振動”運行過程；二、提拉機提拉運行速度要滿足理想的“勻速運動”。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種薄膜懸臂式提拉裝置。本機能無振動、垂直平穩提拉，提拉過程勻速、穩定，提拉速度連續可調，薄膜厚度均勻一致。并可以有選擇地一次完成1—6組速度相同、組份相同或者組份不同的薄膜試樣。

為了實現上述任務，本實用新型采用以下技術措施：

該薄膜懸臂式提拉裝置，采用液壓傳動機構，取代現有的機械傳動機構；采用有振動裝置與提拉執行裝置分離的分體結構，取代現有整體結構；采用軟輸油管連接液壓傳遞回路和軟電纜連接運行控制回路。實施與振動源保持柔性連接等隔離技術措施。本機設置液壓裝置、懸臂式提拉裝置、控制裝置三個獨立分體裝置組成系統。液壓裝置有：電動機、液壓泵、電磁換向閥、液壓表、溢流調節閥、節流調速閥、調速控制電磁閥、高壓軟輸油管、油箱。是以油箱箱體為基座的分體。懸臂式提拉裝置：有提拉油缸、提拉桿、慣性穩速器、懸臂支架、試樣夾位、試樣夾、機座下工作臺平面，構成主工作臺分體。控制裝置：包括變頻器、自動空氣斷路器、單相交流接觸器、中間繼電器、萬能轉換開關、啟動按鈕、急停按鈕、下降按鈕、提拉按鈕、暫停按鈕、行程開關、時間繼電器及箱體組成運行控制分體。三個分體裝置中，懸臂式提拉裝置是系統的核心裝置，是執行提拉成膜全過程的主體裝置。液壓裝置是懸臂式提拉裝置的動力源、也是影響提拉成膜質量的主要“振動源”。控制裝置是上述二裝置的運行控制、操作裝置，存在操作振動，也是影響提拉成膜質量的次要振動源。采用主體分離和柔性連接結構，構成了分連結合的優勢特性集合系統。其特征在于：液壓裝置I與懸臂式提拉裝置II之間由高壓軟輸油管8和高壓軟輸油管9連接，控制裝置III與液壓裝置I和懸臂式提拉裝置II之間由電纜和電纜連接器連接，液壓裝置內的電動機轉子轉軸與液壓泵轉軸直聯對接，使液壓泵轉速與電動機轉速同步，有利于懸臂式提拉裝置運行速度穩定、結構緊湊、裝置體積小。液壓泵進口通過管路與置于油箱中的濾油器相連接，液壓泵輸出口與電磁換向閥閥座P接口相連接，液壓表連接在電磁換向閥閥座G接口，溢流調節閥連接在電磁換向閥閥座T接口，溢流回油管由電磁換向閥閥座底置于油箱中；電磁換向閥閥座A接口通過高壓軟輸油管與提拉油缸上腔接口C相連接，電磁換向閥閥座B接口與節流調速閥、或者節流調速閥和調速控制電磁閥組成的調速回路連接口相連接，調速回路另一端E連接口通過高壓軟輸油管與提拉油缸下腔接口D相連接，實現了液壓裝置與懸臂式提拉裝置的軟連接——柔性連接結構；懸臂式提拉裝置內的提拉油缸垂直固定在機座下工作臺平面上，提拉桿垂直于下工作臺平面向上，提拉桿上端與慣性穩速器相連接，慣性穩速器設有6個水平懸臂，試樣夾位固定在水平懸臂支架外端垂直向下，分別與6個試樣夾相連接，構成了本薄膜提拉機獨立的提拉執行機構主體——懸臂式提拉裝置。控制裝置內220V交流電源通過自動空氣斷路器、啟動按鈕、急停按鈕、交流接觸器與變頻器相連接，變頻器與電動機相連接；變頻器接入電動機運行控制回路，對電動機實施無級調頻調速，對液壓節流調速回路進行補充協調調速，有效保證提拉機的提拉速度由靜止至全速范圍內能穩定勻速運行。提拉機的運行過程控制電路，由交流接觸器與暫停按鈕接入，當萬能轉換開關置于手動位時，下降按鈕與下降繼電器相連接，下降繼電器的常開觸點與下降按鈕并聯自鎖，下降繼電器的另一常開觸點與電磁換向閥電磁鐵a線圈相連接。啟動下降按鈕，下降繼電器得電、常開觸點吸合，下降按鈕自鎖，同時電磁換向閥電磁鐵a工作，液壓回路經高壓軟輸油管至提拉油缸上腔，推動提拉桿下行，完成下降運行過程。按下暫停按鈕，下降運行停止。提拉按鈕與提拉繼電器連接，提拉繼電器的常開觸點與提拉按鈕并聯自鎖，提拉繼電器另一常開觸點與電磁換向閥電磁鐵b線圈和調速電磁閥線圈相連接。啟動提拉按鈕，提拉繼電器得電、常開觸點吸合，提拉按鈕自鎖，同時電磁換向閥電磁鐵b工作、調速電磁閥工作，液壓回路經節流調速回路，通過高壓軟輸油管至提拉油缸下腔，推動提拉桿上行，完成提拉運行過程。按下暫停按鈕，提拉運行停止。萬能轉換開關置于自動位時：下降按鈕自鎖回路與下止點行程開關常閉觸點、提拉繼電器常閉觸點、下降繼電器線圈串聯連接；下降繼電器另一常開觸點與電磁換向閥電磁鐵a線圈串聯連接；下止點行程開關常開觸點與時間繼電器電磁線圈串聯連接；時間繼電器常開觸點、上止點行程開關常閉觸點、下降繼電器常閉觸點、提拉繼電器電磁線圈串聯連接；提拉繼電器常開觸點與電磁換向閥電磁鐵b線圈串聯連接。提拉繼電器另一常開觸點與節流調速閥或者節流調速閥和調速控制電磁閥線圈的并聯回路接點串聯連接。組成自動循環延時控制線路。按下下降按鈕，電源經下止點行程開關常閉觸點、提拉繼電器常閉觸點、萬能轉換開關自動檔接點、使下降繼電器得電，常開觸點吸合，下降按鈕自鎖，同時電磁換向閥電磁鐵a得電工作，電磁換向閥A打開，液壓油通過高壓軟輸油管至提拉油缸上腔，推動提拉桿向下運行，帶動慣性穩速器向下移動，當慣性穩速器移動至下止點行程開關處，壓下下止點行程開關時，下止點行程開關的動斷觸點斷開，使下降繼電器失電，下降繼電器常開觸點斷開，電磁換向閥電磁鐵a失電，A閥關閉，提拉桿停止下行。慣性穩速器停止移動，試樣夾上的試樣進入鍍膜溶液后停止在溶液中。同時，下止點行程開關的動合觸點閉合，使時間繼電器線圈得電，經所需延時時間，等待鍍膜溶液液面穩定后，才將其延時閉合的動合觸點閉合，電源通過上止點行程開關常閉觸點，下降繼電器常閉觸點，萬能轉換開關自動接點，使提拉繼電器線圈得電，提拉繼電器常開觸點閉合，電磁換向閥電磁鐵b工作，調速控制電磁閥同時工作，電磁換向閥B打開，液壓油通過節流調速閥、高壓軟輸油管至提拉油缸下腔，推動提拉桿上行，使慣性穩速器帶動試樣夾上的鍍膜試樣從溶液中平穩勻速提拉上行。直至慣性穩速器壓下上止點行程開關時，上止點行程開關的動斷觸點斷開，使提拉繼電器線圈失電，提拉繼電器的常開觸點斷開，電磁換向閥電磁鐵b線圈、調速控制電磁閥線圈同時失電，電磁換向閥B關閉，提拉油缸停止工作，慣性穩速器停止移動而回到原位。薄膜提拉機自動完成一次提拉鍍膜循環過程。