高精度科研用小型平板刮膜機的製作方法

2023-07-20 04:04:41 2

專利名稱：高精度科研用小型平板刮膜機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種對表面塗布液體或流體的裝置，特指一種科研 用的小型化的平板刮膜機。
背景技術：
傳統的工業鑄膜方法是採用平板手工刮制，即在一平板上，將制膜 液流涎到基層上，經手工刮平，再在空氣中揮發後凝膠成所需的分離膜， 如微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等等。顯然用上述裝置和方法刮 制的膜厚度難以控制，且無法對空氣溼度、溫度等制膜工藝條件進行有 效地調控，從而使製得的膜無重複性和規律性，而最終影響成品膜的結 構和性能。為此，人們設計了一種能夠連續刮膜的、自動化的塗布刮膜
機，如中國實用新型專利申請號為03245522.4的《塗布刮膜機》，在提高 生產效率的同時確保了產品質量，因此較好地克服了傳統製作方法的缺 陷。但這種刮膜機只能限制在基層材料上附著成膜，不能形成單一材料 的聚合物膜，在使用上受到了一定限制；同時，由於其是連續作業，只 適用於大批量生產的場合，而無法滿足小批量或試製階段的生產；另外， 在製作過程中，受導輪之間的距離限制，制約了幹、溼相轉換的揮發時 間，也就是無法按需進行調節。發明專利申請號為200510049569的《一 種平板式刮膜機》，提供了一種非連續工作的平板式刮膜機，既可在基層 材料上附著成膜，也能形成單一材料的膜，且製成的單張膜厚度均勻、 誤差小，精度高，可在小批量工業及研究過程中推廣應用。
但是針對科研使用的平板刮膜機，仍然處於手工制膜階段，因此在 制膜的重複性和規律性尤其是膜厚精度方面不能很好的保證，而且製作 工藝複雜；而現有的工業用平板刮膜機(如上所述)在科研方面又不適 用，因此需要一種小型的平板刮膜機來滿足科研製膜的需求。眾多的研 究表明，制膜時的一些工藝條件顯著影響著最終的膜結構和膜性能。因 此科研中一種能調節控制各工藝條件的刮膜機對研究相轉換成膜技術是 非常重要的，可以使膜的研製過程中各項指標定量化，將每一個對膜性 能有影響的因素都置於定量控制下，從而能精確地研究工藝條件對膜結 構和性能的影響，確定獲得最佳膜性能的工藝條件，使膜的研製具有重 復性。發明內容
本實用新型的目的是提供一種高精度科研用小型平板刮膜機，能夠實現精確控制膜厚以及其他制膜工藝條件，保證制膜重複性的要求，以滿足功耗科研製膜的需要。
本實用新型高精度科研用小型平板刮膜機，主要由底座、支撐架、膜板、刮刀、膜板升降裝置組成。支撐架包括膜板框架、支撐杆、杆套、彈簧和側板，支撐杆以底座為基，杆套呈階梯狀，套在支撐杆上，杆套上端面支撐著膜板框架，彈簧套在支撐杆中，彈簧上端面同膜板框架下端面接觸，下端面同膜板外側邊壓板水平部分的上端面接觸；膜板設置在膜板框架中，膜板周邊側面同膜板框架內側面接觸，膜板外側同邊壓板連接；邊壓板呈L形狀，豎直部分同膜板外側邊相連為一體，水平部分的下端面同支撐杆杆套階梯端面接觸，水平部分的上端面同彈簧下端面接觸。在每根支撐杆中設置彈簧的作用是保持膜板在升降過程中的平衡穩定，而且彈簧的壓力作用可以使升降位移的控制更加準確可靠。
刮刀設置在膜板框架上端面上，刮刀長度大於膜板的長和寬。膜板升降裝置包括上斜塊、下斜塊、絲槓螺母傳動裝置和刻度盤手調旋每，絲槓螺母傳動裝置包括絲槓、螺母、導軌以及軸承和軸承座，上斜塊和膜板連接，上斜塊的斜面同下斜塊的斜面平面接觸，上斜塊和下斜塊的斜面呈直角三角形，直角三角形的水平直角邊同垂直直角邊長度比例很大，下斜塊底面設置在導軌上，導軌同底座連接，螺母同下斜塊連接，絲槓兩端設置在軸承上，軸承設置在軸承座上，軸承座設置在底座上，絲槓一端同刻度盤手調旋鈕相連接，刻度盤手調旋鈕外圓面有刻度線。側板固定在支撐架側面，其外側有一圓盤，圓盤面同刻度盤手調旋鈕的刻度盤直徑大小一致，並對合在一起，圓盤上有一個刻度線，作為刻度盤手調旋鈕的刻度調節的基準。本實用新型的升降裝置利用了斜面傳動、絲槓螺母傳動和輪軸的原理，可以實現高精度調節膜厚的功能。斜面的角度可以根據精度需要設置，通過調整直角三角形的兩個直角邊的比例實現比例的放大。因此可以實現高精度超薄厚度的制膜。
為進一步保證膜板在升降過程中能夠保持平衡，在膜板下面設置有平衡杆，平衡杆上端面同膜板底面連接為一體，平衡杆外圓面設置在直線軸承中，直線軸承固定連接在底座上。
本實用新型高精度科研用小型平板刮膜機，膜板上方可以設置紅外線加熱溫控裝置，以保證制膜工藝對溫度的要求。本實用新型高精度科研用小型平板刮膜機，膜板上方可設置自動鑄膜刮膜裝置，包括刮刀、鑄膜開關、鑄膜槽、絲槓螺母傳動裝置和驅動電機，絲槓螺母傳動裝置包括絲槓、螺母、導軌、軸承和軸承座；刮刀、鑄膜開關和鑄膜槽連接為一體並設置在導軌上，同絲槓螺母傳動裝置的螺母連接，刮刀刀面呈直線水平，部分刀面同膜板框架上端面緊密接觸，鑄膜開關在鑄膜槽下端，絲槓兩端設置在軸承上，軸承設置在軸承座中，軸承座設置在膜板框架上，導軌同絲槓平行設置在膜板框架上，絲槓一端同驅動電機主軸連接。這樣可以不用人工塗膜及刮膜，實現自動化；
而且可以通過控制電機驅動絲槓的轉速以實現塗膜刮膜的均勻化。
如果不設置自動鑄膜刮膜裝置，使用者可以手動塗膜刮膜。當利用刮刀進行手動塗膜刮膜時，先利用膜板升降裝置調整好膜板的高度，及
調整好膜板上端面同膜板框架上端面的距離(即為要制膜的厚度)；然後將足夠的熔融的制膜原料液體或流體倒在膜板上；再用刮刀進行刮膜，刮膜時需要將刮刀刀面緊壓住膜板框架上端面，使刮刀沿膜板框架上端面進行刮膜，以保證膜厚；刮膜完成後，熔融的液體或流體冷卻為固體，即生成一層所需厚度的膜。利用自動鑄膜刮膜裝置時，在利用膜板升降裝置調整好膜板高度後，將熔融的制膜原料液體或流體倒入鑄膜槽中，打開鑄膜開關，開啟自動鑄膜刮膜裝置；此時，電機驅動鑄膜槽和刮刀運動，在膜澆鑄到膜板上的同時，後面的刮刀即進行刮膜的操作，以此實現自動均勻鑄膜刮膜的過程，最後熔融的液體或流體冷卻，生成一層所需厚度的膜。
本實用新型能夠實現精確控制膜厚以及其他制膜工藝條件，保證制膜重複性的要求，以滿足科研製膜的需要。尤其是本實用新型的升降裝置，利用了斜面傳動、'絲槓螺母傳動和輪軸的原理，可以實現高精度超薄厚度的制膜，此技術不但適用於科研方面，也可以推廣至工業應用領域，在大型平板刮膜機中運用。利用自動鑄膜刮膜裝置可實現自動均勻鑄膜刮膜過程。

圖l是本實用新型高精度科研用小型平板刮膜機的主視圖。圖2是本實用新型高精度科研用小型平板刮膜機的俯視圖。圖中l.支撐杆，2.杆套，3.底座，4.軸承座1， 5.軸承1， 6.直線軸承，7.絲槓1, 8.直線軸承固定螺釘，9.導軌1， IO.下斜塊，ll.螺母l， 12螺母固定件，13.軸承座固定螺釘，14.側板1， 15.絲槓軸聯接，16.刻度盤手調旋鈕，17.彈簧，18.膜板框架，19.邊壓板，20.膜板，21.平衡杆，22.上斜塊，23.導軌2， 24.絲槓2， 25.鑄膜槽，26.鑄膜開關，27.螺母2， 28.拉簧,29.刮刀，30.軸承2， 31.軸承座2， 32.驅動電機，33.側板2。
具體實施方式

本實用新型高精度科研用小型平板刮膜機如圖1和圖2所示，由底座(3)、支撐架、膜板(20)、刮刀(29)、膜板升降裝置組成。支撐架包括膜板框架(18)、支撐杆(1)、杆套(2)、彈簧(17)和側板(14)，支撐杆(O以底座(3)為基，杆套(2)呈階梯狀，套在支撐杆(1)上，杆套(2)上端面支撐著膜板框架(18)，彈簧(17)套在支撐杆(1)中，彈簧(17)上端面同膜板框架(18)下端面接觸，下端面同膜板外側邊壓板(19)水平部分的上端面接觸；膜板(20)設置在膜板框架(18)中，膜板(20)周邊側面同膜板框架(18)內側面接觸，膜板(20)外側同邊壓板(19)連接為一體；邊壓板(19)呈L形狀，豎直部分同膜板(20)外側邊相連為一體，水平部分的下端面同杆套(2)階梯端面接觸，水平部分的上端面同彈簧(17)下端面接觸。在每根支撐杆(1)中設置彈簧(17)的作用是保持膜板(20)在升降過程中的平衡穩定，而且彈簧(17)的壓力作用可以使升降位移的控制更加準確可靠。
刮刀(29)設置在膜板框架(18)上端面上，刮刀(29)長度大於膜板(20)的長和寬。膜板升降裝置包括上斜塊(22)、下斜塊(10)、絲槓螺母傳動裝置和刻度盤手調旋鈕(16)，絲槓螺母傳動裝置包括絲槓1 (7)、螺母l (11)、導軌l (9)以及軸承l (5)和軸承座l (4)，上斜塊(22)和膜板(20)連接，上^t塊(22)的斜面同下斜塊(10)的斜面平面接觸，上斜塊(22)和下斜塊(10)的斜面呈直角三角形，直角三角形的水平直角邊同垂直直角邊長度比例很大，下斜塊(22)底面設置在導軌l (9)上，導軌l (9)同底座(3)連接，螺母l (11)通過螺母固定件(12)同下斜塊(22)連接，絲槓l (7)兩端設置在軸承l (5)上，軸承l (5)設置在軸承座l (4)上，軸承座l (4)通過軸承座固定螺釘(13)固定在底座(3)上，絲槓l (7) —端同刻度盤手調旋鈕(16)通過絲槓軸聯接(15)相連接，刻度盤手調旋鈕(16)外圓面有刻度線。側板(14)固定在支撐架側面，其外側有一圓盤，圓盤面同刻度盤手調旋鈕(16)的刻度盤直徑大小一致，並對合在一起，圓盤上有一個刻度線，作為刻度盤手調旋鈕(16)的刻度調節的基準。本實用新型的升降裝置利用了斜面傳動、絲槓螺母傳動和輪軸的原理，可以實現高精度調節膜厚的功能。斜面的角度可以根據精度需要設置，通過調整直角三角形的兩個直角邊的比例實現比例的放大，如果水平直角邊同垂直直角邊
的比例設定為80，即下斜塊(10)水平移動80mm，上斜塊(22)垂直移動只有lmm;如果選定絲槓螺母的公稱導程為4，即絲槓l (7)旋轉1圈，螺母l (11)移動4mm;如果將刻度盤手調旋鈕(16)直徑設定為40mm，外圓面刻度盤分100個小刻度，即刻度盤手調旋鈕(16)旋轉1刻度，絲槓l (7)僅旋轉0.01圈，螺母l (11)移動僅0.04mm，則下斜塊(10)水平移動0.04mm，上斜塊(22)垂直移動僅0.0005mm，即膜板(20)上升或下降僅為0.0005mm，即升降裝置可控制精度為0.0005mm。因此可以實現高精度超薄厚度的制膜。
為進一步保證膜板在升降過程中能夠保持平衡，在膜板(20)下面設置有四個平衡杆(21)，平衡杆(21)上端面同膜板(20)底面連接為一體，平衡杆外圓面設置在直線軸承(6)中，直線軸承(6)通過直線軸承固定螺釘(8)固定連接在底座(3)上。
膜板(20)上方可以設置紅外線加熱溫控裝置，以保證制膜工藝對溫度的要求。
膜板(20)上方可設置自動鑄膜刮膜裝置，包括刮刀(29)、鑄膜開關(26)、鑄膜槽(25)、絲槓螺母傳動裝置和驅動電機(32)，絲槓螺母傳動裝置包括絲槓2 (24)、螺母2 (27)、導軌2 (23)、軸承2 (30)和軸承座2 (31);刮刀(29)、鑄膜開關(26)和鑄膜槽(25)連接為一體並設置在導軌2 (23)上，同絲槓螺母傳動裝置的螺母2 (27)連接，刮刀
(29)刀面呈直線水平，部分刀面同膜板框架(18)上端面緊密接觸，在刮刀(29) —端設置拉簧(28)，拉簧(28)另一端連接在螺母上，這樣可以通過拉力作用使刮刀(29)刀面壓在膜板框架(18)上端面；鑄膜開關(26)在鑄膜槽(25)下端，絲槓2 (24)兩端設置在軸承2 (30)上，軸承2 (30)設置在軸承座2 (31)中，軸承座2 (31)設置在膜板框架(18)上，導軌2 (23)同絲槓2 (24)平行設置在膜板框架(18)上，絲槓2 (24) —端同驅動電機(32)主軸連接，驅動電機(32)固定在側板2 (33)的支架上，側板2 (33)固定在支撐架上。這樣可以不用人工塗膜及刮膜，實現自動化；而且可以通過控制驅動電機(32)驅動絲槓2
(24)的轉速以實現塗膜刮膜的均勻化。
如果不設置自動鑄膜刮膜裝置，使用者可以手動塗膜刮膜。當利用刮刀(29)進行手動塗膜刮膜時，先利用膜板升降裝置調整好膜板(20)的高度，及調整好膜板(20)上端面同膜板框架(18)上端面的距離(即
為要制膜的厚度)；然後將足夠的熔融的制膜原料液體或流體倒在膜板(20)上；再用刮刀(29)進行刮膜，刮膜時需要將刮刀(29)刀面緊壓住膜板框架(18)上端面，使刮刀(29)沿膜板框架(18)上端面進行刮膜，以保證膜厚；刮膜完成後，熔融的液體或流體冷卻為固體，即生成一層所需厚度的膜。利用自動鑄膜刮膜裝置時，在利用膜板升降裝置調整好膜板(20)高度後，將熔融的制膜原料液體或流體倒入鑄膜槽(25)中，打開鑄膜開關(26)，開啟自動鑄膜刮膜裝置；此時，驅動電機(32)驅動鑄膜槽(25)和刮刀(29)運動，在膜從鑄膜槽(25)流出澆鑄到膜板(20)上的同時，後面的刮刀(29)即進行刮膜的操作，以此實現自動均勻鑄膜刮膜的過程，最後熔融的液體或流體冷卻，生成一層所需厚度的膜。
權利要求1、一種高精度科研用小型平板刮膜機，主要由底座、支撐架、膜板、刮刀、膜板升降裝置組成，其特徵在於支撐架包括膜板框架、支撐杆、杆套、彈簧和側板，支撐杆以底座為基，杆套呈階梯狀，套在支撐杆上，杆套上端面支撐著膜板框架，彈簧套在支撐杆中，彈簧上端面同膜板框架下端面接觸，下端面同膜板外側邊壓板水平部分的上端面接觸；膜板設置在膜板框架中，膜板周邊側面同膜板框架內側面接觸，膜板外側同邊壓板連接；邊壓板呈L形狀，豎直部分同膜板外側邊相連為一體，水平部分的下端面同支撐杆杆套階梯端面接觸，水平部分的上端面同彈簧下端面接觸；刮刀設置在膜板框架上端面上，刮刀長度大於膜板的長和寬；膜板升降裝置包括上斜塊、下斜塊、絲槓螺母傳動裝置和刻度盤手調旋鈕，絲槓螺母傳動裝置包括絲槓、螺母、導軌以及軸承和軸承座，上斜塊和膜板連接，上斜塊的斜面同下斜塊的斜面平面接觸，上斜塊和下斜塊的斜面呈直角三角形，直角三角形的水平直角邊同垂直直角邊長度比例很大，下斜塊底面設置在導軌上，導軌同底座連接，螺母同下斜塊連接，絲槓兩端設置在軸承上，軸承設置在軸承座上，軸承座設置在底座上，絲槓一端同刻度盤手調旋鈕相連接，刻度盤手調旋鈕外圓面有刻度線；支撐架的側板固定在支撐架側面，其外側有一圓盤，圓盤面同刻度盤手調旋鈕的刻度盤直徑大小一致，並對合在一起，圓盤上有一個刻度線。
2、 根據權利要求l所述的高精度科研用小型平板刮膜機，其特徵在 於膜板下面設置有平衡杆，平衡杆上端面同膜板底面連接為一體，平 衡杆外圓面設置在直線軸承中，直線軸承固定連接在底座上。
3、 根據權利要求l所述的高精度科研用小型平板刮膜機，其特徵在 於膜板上方設置有紅外線加熱溫控裝置。
4、 根據權利要求l所述的高精度科研用小型平板刮膜機，其特徵在 於膜板上方設置有自動鑄膜刮膜裝置，包括刮刀、鑄膜開關、鑄膜槽、 絲槓螺母傳動裝置和驅動電機，絲槓螺母傳動裝置包括絲槓、螺母、導 軌、軸承和軸承座；刮刀、鑄膜開關和鑄膜槽連接為一體並設置在導軌 上，同絲槓螺母傳動裝置的螺母連接，刮刀刀面呈直線水平，部分刀面 同膜板框架緊密接觸，鑄膜開關在鑄膜槽下端，絲槓兩端設置在軸承上， 軸承設置在軸承座中，軸承座設置在膜板框架上，導軌同絲槓平行設置 在膜板框架上，絲槓一端同驅動電機主軸連接。
專利摘要本實用新型高精度科研用小型平板刮膜機，主要由底座、支撐架、膜板、刮刀、膜板升降裝置組成。還設置有自動鑄膜刮膜裝置和紅外線加熱溫控裝置，可實現自動均勻鑄膜刮膜過程以及制膜過程中的溫度條件的控制。本實用新型能夠實現精確控制膜厚以及其他制膜工藝條件，保證制膜重複性的要求，以滿足功耗科研製膜的需要。尤其是膜板升降裝置，利用了斜面傳動、絲槓螺母傳動和輪軸的原理，可以實現高精度超薄厚度的制膜，此技術不但適用於科研方面，也可以推廣至工業應用領域，在大型平板刮膜機中運用。
文檔編號B05C11/02GK201304386SQ20082018025
公開日2009年9月9日 申請日期2008年12月1日 優先權日2008年12月1日
發明者攀 楊, 建 王 申請人:王 建;楊 攀