CN103433182A - 一种聚合物多孔膜自动成型机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种聚合物多孔膜制备设备，属于机械设备领域。聚合物多孔膜自动成型机由凝固槽，凝固系统，注液池，喷膜系统，制膜板，运输系统，控制箱，支架组成。本发明的聚合物多孔膜自动成型机采用自动喷膜方式制膜，根据聚合物溶液粘度的大小，在喷膜前在控制箱中设定控制程序，控制喷膜时喷嘴的运动速度、喷膜长度和喷涂次数，利用喷膜系统进行喷膜作业，这种制膜方式有别于传统的聚合物多孔膜制备方式，另外由喷膜系统制备的溶液膜经凝固槽的浸没沉淀形成聚合物多孔膜，成型的聚合物多孔膜经运输系统回收成品，实现了制膜的工序的循环操作，无制膜等待，在凝固过程中可继续制膜，这样能实现聚合物多孔膜的批量制备。

Description

一种聚合物多孔膜自动成型机

技术领域

本发明涉及一种聚合物多孔膜制备设备，尤其指一种聚合物多孔膜自动成型机，属于机械设备领域。 

背景技术

传统的浸没沉淀相转化制备聚合物多孔膜工艺中，主要采用手工涂膜或刮刀刮膜，基本操作步骤：将制膜液流延到玻璃板上或无纺布上，经手工涂膜或者刮刀刮平，然后在凝固浴中凝固成所需要的多孔膜。上述手段加工出来的多孔膜质量难以达到标准，另外自动化程度相对较低，对于加工批量生产来说十分困难。

中国发明专利公开号CN1669667A，公开日2005年9月21日，公开了一种平板式刮膜机，该发明提供了一种非连续工作式带有膜厚调节机构，升降机构以及凝固浴槽的平板式刮膜机，其既可在基层材料上附着成膜，也能形成单一材料的膜，且制成的单张膜厚度均匀，误差小，精度高，但是由于在刮不同的膜时，刮刀需要经常清洗，调节刮刀高度时十分不便；另外每完成一次刮膜都需要重新调整刮刀的位置，在凝固期间需要等待，不能连续循环作业，自动化程度不高。 

中国发明专利公开号CN 102240627 A，公开日2011年11月16日，公开了基于单片机控制的自动平板刮膜机，该发明提供了一种基于单片机控制的自动刮膜机包括参数设置和显视电路、温度测量与控制电路、电机控制与传动电路以及机械传动部分组成，能实现温度控制，刮刀往返自动刮膜等动作，但是整个刮膜机没有自动凝固系统，刮刀也只是人工调节测微头，因此无法形成完整的制膜工艺链。

中国发明专利公开号CN 102527589 A，公开日2012年07月04日，公开了一种平板式刮膜机，该发明提供了一种带有自动滴液装置，采用密布金属加热丝作为加热源的温控调节系统的平板式刮膜机，可根据需求调节成膜温度，基片表面温度均匀，成膜后可直接置于刮膜机上热处理，避免以往刮膜后移动聚合物多孔膜基片进行热处理带来的损坏，同样的该设备只能提供制膜的部分工艺，刮刀

调节较困难，制备的膜精度和均匀度难以达到要求。 

发明内容

针对上述问题，本发明目的在于提供一种采用喷嘴喷膜方式制膜，通过设置控制面板上的膜的大小与膜厚参数，自动调节喷膜高度、运动速度、长度和喷涂次数，完成喷膜，然后将溶液膜通过运输系统和凝固系统进入凝固槽固化成型的聚合物多孔膜自动成型机。为了实现上述目的，本发明采取了以下技术方案：

一种聚合物多孔膜自动成型机，聚合物多孔膜自动喷膜机由凝固槽，凝固系统，注液池，喷膜系统，制膜板，运输系统，控制箱，支架组成，支架为四个，两个为一组，沿水平中轴线对称分布，凝固槽和注液池各端面分别固定在四个支架上，注液池位于凝固槽上方，凝固槽上表面外伸延长板，喷膜系统和控制箱分别固定在支架侧面上，喷膜系统位于凝固槽延长板上方，控制箱位于凝固槽延长板下方，运输系统固定在凝固槽及延伸板上表面，凝固系统固定安装在注液池下表面上。

所述的凝固系统由凝固气缸固定板，凝固气缸，回转气缸，制膜板定位气缸，卡盘，定位薄板构成，凝固气缸固定板为两个，凝固气缸固定安装在两块凝固气缸固定板之间，凝固气缸活塞杆下方固定连接回转气缸，回转气缸下方固定连接卡盘，卡盘两侧对称设有U型槽，卡盘上表面两侧对称固定有制膜板定位气缸，制膜板定位气缸活塞杆位于卡盘的U型槽中，制膜板定位气缸活塞杆下端固定有定位薄板。

所述的运输系统由成品膜回收板，滚轮导轨，运输导轨，运输滑块，制膜平台，真空发生器，回收气缸，丝杠安装板，运输丝杠，运输联轴器，电机安装板，运输电机构成，运输导轨和运输丝杠相互平行，对称设置在凝固槽及延长板上方，运输丝杠两端通过丝杠安装板固定，两个滚轮导轨相互平行，对称设置在凝固槽及延长板上方，位于运输导轨和运输丝杠之间，与运输导轨和运输丝杠平行，回收气缸固定在凝固槽延长板上方，位于两个滚轮导轨的中间位置，成品膜回收板活动位于两个滚轮导轨的中间位置，成品膜回收板的一端固定在回收气缸活塞杆端头上，制膜平台设置在回收气缸上方，制膜平台下表面两侧固定设置有运输滑块和套筒螺母，运输滑块活动的置于运输导轨上，套筒螺母与运输丝杠啮合，制

膜平台中心处开有一安装孔，真空发生器穿过安装孔，安装在制膜平台上方，运输电机通过电机安装板固定在凝固槽上方，运输电机转轴通过运输联轴器与运输丝杠一端固定连接。

所述的喷膜系统由Z向电机，注液管，Z向固定板，储液槽，Z向导轨，Z向联轴器，Z向滑块，Z向丝杠固定板，Z向丝杠，Y向丝杠，Y向导轨，Y向丝杠固定板，Y向固定板，喷嘴，Y向电机，Y向联轴器，Y向滑块构成，两个Y向导轨相互平行，固定在Y向固定板端面两侧，Y向丝杠设置在Y向导轨中间位置，Y向丝杠通过Y向丝杠固定板固定在Y向固定板上，Y向电机通过安装板固定在Y向固定板上，Y向电机转轴通过Y向联轴器与Y向丝杠一端固定连接，四个Y向滑块每两个为一组，分别对称活动的置于两条Y向导轨上，套筒螺母与Y向丝杠啮合，Z向固定板固定设置在套筒螺母和四个Y向滑块上， Z向导轨相互平行，固定在Z向固定板端面两侧，Z向丝杠设置在Z向导轨中间位置，Z向丝杠通过Z向丝杠固定板固定在Z向固定板上，Z向电机通过安装板固定在Z向固定板上，Z向电机转轴通过Z向联轴器与Z向丝杠一端固定连接，两个Z向滑块分别活动的置于Z向导轨上，滑块与Z向丝杠啮合，储液槽固定在Z向滑块和套筒螺母上，储液槽的上端安装有注液管，储液槽的下端安装有喷嘴。

运输电机，Y向电机，Z向电机分别通过导线接入到控制箱内，凝固气缸，回转气缸，制膜板定位气缸，真空发生器，回收气缸的气管分别接入控制箱中的电磁阀中，电磁阀分别外接气源。

由于采用了以上技术方案，本发明的一种聚合物多孔膜自动成型机有以下优点：

（1）本发明建立YZ向平台建立的喷膜系统，采用自动喷膜方式，根据聚合物溶液粘度的大小，在喷膜过程中设定程序，控制喷膜时的喷嘴的运动速度、喷膜长度和喷涂次数，膜厚完全采用程序控制，不仅可制备规则的标准聚合物多孔膜，还可制备形状不规则的聚合物多孔膜，整个制膜过程中无人为干预，不存在机械方式回程、定位等误差，使制膜更加均匀，精度更高，有别于传统的刮刀制聚合物多孔膜和手工制聚合物多孔膜的方式。 

（2）本发明的聚合物多孔膜自动成型机使用了喷膜系统制备的溶液膜经凝固槽中的凝固浴浸没沉淀形成聚合物多孔膜，成型的聚合物多孔膜经运输系统回收成品，实现了制膜的工序的循环操作，无制膜等待，在凝固过程中可继续制膜。

（3）本发明采用真空发生器进行真空吸附定位，定位精度高，在喷膜过程中无定位误差与晃动，也不容易对玻璃或陶瓷造成损坏；

     本发明的聚合物多孔膜自动成型机设计合理，结构紧凑，自动化程度高，能实现聚合物多孔膜的批量制备。

附图说明

图1是本发明聚合物多孔膜自动成型机的主视图

图2是本发明聚合物多孔膜自动成型机凝固系统的结构示意图

图3是本发明聚合物多孔膜自动成型机凝固系统制膜板定位装置示意图

图4是本发明聚合物多孔膜自动成型机运输系统的结构示意图

图5是本发明聚合物多孔膜自动成型机喷膜系统的结构示意图

图6是图5侧视图

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步详细描述。

见附图

一种聚合物多孔膜自动成型机由凝固槽1，凝固系统2，注液池3，喷膜系统4，制膜板5，运输系统6，控制箱7，支架8组成，支架8为四个，两个为一组，沿水平中轴线对称分布，凝固槽1和注液池3各端面分别固定在四个支架8上，在凝固槽1中放置有自动加热装置，在温度发生变化的时候，使其通过控制箱的自动给凝固槽1中的凝固浴加热，注液池3位于凝固槽1上方，凝固槽1上表面外伸延长板，喷膜系统4和控制箱7分别固定在支架8侧面上，喷膜系统4位于凝固槽1延长板上方，控制箱7位于凝固槽1延长板下方，运输系统6固定在凝固槽1及延伸板上表面，凝固系统2固定安装在注液池3下表面上；

所述的凝固系统由凝固气缸固定板9，凝固气缸10，回转气缸11，制膜板定位气缸12，卡盘13，定位薄板14构成，凝固气缸固定板9为两个，上层的凝固气缸固定板9上表面固定安装在注液池3下表面正下方，凝固气缸10固定安

装在两块凝固气缸固定板9之间，凝固气缸10活塞杆下方固定连接回转气缸11，回转气缸11下方固定连接卡盘13，回转气缸11可旋转一定的角度，90度或-90度，带动卡盘13和制膜板5转动，主要用于避开运输系统中一些干涉，卡盘13两侧对称设有U型槽，卡盘13上表面两侧对称固定有制膜板定位气缸12，制膜板定位气缸12活塞杆位于卡盘13的U型槽中，制膜板定位气缸12活塞杆下端固定有定位薄板14，制膜板5由于在凝固液中受到浮力影响，十分不稳定，定位薄板14通过制膜板定位气缸12活塞杆伸出，将制膜板5定位在卡盘U型槽内，可让制膜板5运输和凝固的过程中保持稳定，保证成品膜的质量。

所述的运输系统由成品膜回收板15，滚轮导轨16，运输导轨17，运输滑块18，制膜平台19，真空发生器20，回收气缸21，丝杠安装板22，运输丝杠23，运输联轴器24，电机安装板25，运输电机26构成，运输导轨17和运输丝杠23相互平行，对称设置在凝固槽1及延长板上方，运输丝杠23两端通过丝杠安装板22固定，两个滚轮导轨16相互平行，对称设置在凝固槽1及延长板上方，位于运输导轨17和运输丝杠23之间，与运输导轨17和运输丝杠23平行，滚轮导轨16主要是用于在回收制膜板5的时候能够通过导轨上的滚轮减少制膜板5与接触面的摩擦，使其能平稳的回收，同时减少在回收时的碰撞。回收气缸21固定在凝固槽1延长板上方，位于两个滚轮导轨16的中间位置，成品膜回收板15活动位于两个滚轮导轨16的中间位置，成品膜回收板15的一端固定在回收气缸21活塞杆端头上，制膜平台19设置在回收气缸21上方，制膜平台19下表面两侧固定设置有运输滑块18和套筒螺母，运输滑块18活动的置于运输导轨17上，套筒螺母与运输丝杠23啮合，制膜平台19中心处开有一安装孔，真空发生器20穿过安装孔，安装在制膜平台19上方，因为大多数聚合物多孔膜制备都是在玻璃板或陶瓷板上完成，如果采用机械定位的话，容易造成玻璃或陶瓷破损，所以采用真空发生器20定位。运输电机26通过电机安装板25固定在凝固槽1上方，运输电机26转轴通过运输联轴器24与运输丝杠23一端固定连接。

所述的喷膜系统由Z向电机27，注液管28，Z向固定板29，储液槽30，Z向导轨35，Z向联轴器39，Z向滑块40，Z向丝杠固定板41，Z向丝杠43，Y向丝杠31，Y向导轨32，Y向丝杠固定板33，Y向固定板34，喷嘴36，Y向

电机37，Y向联轴器38，Y向滑块42构成，两个Y向导轨32相互平行，固定在Y向固定板34端面两侧，Y向丝杠31设置在Y向导轨32中间位置，Y向丝杠31通过Y向丝杠固定板33固定在Y向固定板34上，Y向电机37通过安装板固定在Y向固定板34上，Y向电机37转轴通过Y向联轴器38与Y向丝杠31一端固定连接，四个Y向滑块42每两个为一组，分别对称活动的置于两条Y向导轨32上，套筒螺母与Y向丝杠31啮合，Z向固定板29固定设置在套筒螺母和四个Y向滑块42上， Z向导轨35相互平行，固定在Z向固定板29端面两侧，Z向丝杠43设置在Z向导轨35中间位置，Z向丝杠43通过Z向丝杠固定板41固定在Z向固定板29上，Z向电机27通过安装板固定在Z向固定板29上，Z向电机27转轴通过Z向联轴器39与Z向丝杠43一端固定连接，两个Z向滑块40分别活动的置于Z向导轨35上，滑块与Z向丝杠43啮合，储液槽30固定在Z向滑块40和套筒螺母上，储液槽30的上端安装有注液管28，储液槽30的下端安装有喷嘴36。

运输电机26，Y向电机37，Z向电机27分别通过导线接入到控制箱7内，凝固气缸10，回转气缸11，制膜板定位气缸12，真空发生器20，回收气缸21的气管分别接入控制箱7中的电磁阀中，电磁阀分别外接气源。

本发明聚合物多孔膜自动成型机的工作原理为：

首先将制膜板5放在运输平台的制膜平台19上，在控制箱7上设定聚合物多孔膜制备参数，启动开始按钮，控制箱7发出信号，真空发生器20接通气源，形成真空，制膜板5吸附在制膜平台19上，此时运输电机26接到控制箱7信号，开始向喷膜区域运动，达到喷膜区域后，根据设定的制备参数，Y向电机37带动Z向固定板29运动到喷膜起始点，Z向电机27将喷嘴36自动调节到一定位置高度，注液池3中的溶液通过注液管28进入储液槽30中，喷嘴36匀速喷出溶液，同时通过运输电机26，Y向电机37和Z向电机27的联动作用，制成上述所设定参数的溶液膜，溶液膜制备结束后，封闭喷嘴36，Z向平台和Y向平台复位，控制箱7的程序控制运输电机26向凝固区前进，到达制定位置后，制膜板5完全进入凝固系统2的卡盘13中，制膜板定位气缸12活塞杆开始运动，定位薄板14随后将制膜板5定位在卡盘13U型槽中，控制箱7发出信号，控制

制膜板5脱离真空发生器20，制膜平台19通过运输电机26返回到初始位置，回转气缸11转动90度后，凝固气缸10的活塞杆伸出，将制膜板5放入凝固槽1中进行冷却，待凝固时间到后，凝固气缸10的活塞杆回收，制膜板5浮出凝固槽1，同时制膜板定位气缸（12）活塞杆收回，定位薄板14释放，控制箱7继续发出信号，接通外部气源，回收气缸21活塞杆回收，固定在回收气缸21上表面的成品膜回收板15也开始收回，将卡盘13中的制膜板5钩出，直至脱离卡盘13，制膜板5下表面两端面在滚轮导轨16在滚动，回收气缸21活塞杆收回，将制膜板5带回制膜区域，单个制膜过程完成。 

Claims (1)

1.一种聚合物多孔膜自动成型机，其特征在于：聚合物多孔膜自动成型机由凝固槽（1），凝固系统（2），注液池（3），喷膜系统（4），制膜板（5），运输系统（6），控制箱（7），支架（8）组成，支架（8）为四个，两个为一组，沿水平中轴线对称分布，凝固槽（1）和注液池（3）各端面分别固定在四个支架（8）上，注液池（3）位于凝固槽（1）上方，凝固槽（1）上表面外伸延长板，喷膜系统（4）和控制箱（7）分别固定在支架（8）侧面上，喷膜系统（4）位于凝固槽（1）延长板上方，控制箱（7）位于凝固槽（1）延长板下方，运输系统（6）固定在凝固槽（1）及延伸板上表面，凝固系统（2）固定安装在注液池（3）下表面上；

所述的凝固系统由凝固气缸固定板（9），凝固气缸（10），回转气缸（11），制膜板定位气缸（12），卡盘（13），定位薄板（14）构成，凝固气缸固定板（9）为两个，凝固气缸（10）固定安装在两块凝固气缸固定板（9）之间，凝固气缸（10）活塞杆下方固定连接回转气缸（11），回转气缸（11）下方固定连接卡盘（13），卡盘（13）两侧对称设有U型槽，卡盘（13）上表面两侧对称固定有制膜板定位气缸（12），制膜板定位气缸（12）活塞杆位于卡盘（13）的U型槽中，制膜板定位气缸（12）活塞杆下端固定有定位薄板（14）；

所述的运输系统由成品膜回收板（15），滚轮导轨（16），运输导轨（17），运输滑块（18），制膜平台（19），真空发生器（20），回收气缸（21），丝杠安装板（22），运输丝杠（23），运输联轴器（24），电机安装板（25），运输电机（26）构成，运输导轨（17）和运输丝杠（23）相互平行，对称设置在凝固槽（1）及延长板上方，运输丝杠（23）两端通过丝杠安装板（22）固定，两个滚轮导轨（16）相互平行，对称设置在凝固槽（1）及延长板上方，位于运输导轨（17）和运输丝杠（23）之间，与运输导轨（17）和运输丝杠（23）平行，回收气缸（21）固定在凝固槽（1）延长板上方，位于两个滚轮导轨（16）的中间位置，成品膜回收板（15）活动位于两个滚轮导轨（16）的中间位置，成品膜回收板（15）的一端固定在回收气缸（21）活塞杆端头上，制膜平台（19）设置在回收气缸（21）

上方，制膜平台（19）下表面两侧固定设置有运输滑块（18）和套筒螺母，运输滑块（18）活动的置于运输导轨（17）上，套筒螺母与运输丝杠（23）啮合，制膜平台（19）中心处开有一安装孔，真空发生器（20）穿过安装孔，安装在制膜平台（19）上方，运输电机（26）通过电机安装板（25）固定在凝固槽（1）上方，运输电机（26）转轴通过运输联轴器（24）与运输丝杠（23）一端固定连接；

所述的喷膜系统由Z向电机（27），注液管（28），Z向固定板（29），储液槽（30），Z向导轨（35），Z向联轴器（39），Z向滑块（40），Z向丝杠固定板（41），Z向丝杠（43），Y向丝杠（31），Y向导轨（32），Y向丝杠固定板（33），Y向固定板（34），喷嘴（36），Y向电机（37），Y向联轴器（38），Y向滑块（42）构成，两个Y向导轨（32）相互平行，固定在Y向固定板（34）端面两侧，Y向丝杠（31）设置在Y向导轨（32）中间位置，Y向丝杠（31）通过Y向丝杠固定板（33）固定在Y向固定板（34）上，Y向电机（37）通过安装板固定在Y向固定板（34）上，Y向电机（37）转轴通过Y向联轴器（38）与Y向丝杠（31）一端固定连接，四个Y向滑块（42）每两个为一组，分别对称活动的置于两条Y向导轨（32）上，套筒螺母与Y向丝杠（31）啮合，Z向固定板（29）固定设置在套筒螺母和四个Y向滑块（42）上，Z向导轨（35）相互平行，固定在Z向固定板（29）端面两侧，Z向丝杠（43）设置在Z向导轨（35）中间位置，Z向丝杠（43）通过Z向丝杠固定板（41）固定在Z向固定板（29）上，Z向电机（27）通过安装板固定在Z向固定板（29）上，Z向电机（27）转轴通过Z向联轴器（39）与Z向丝杠（43）一端固定连接，两个Z向滑块（40）分别活动的置于Z向导轨（35）上，滑块与Z向丝杠（43）啮合，储液槽（30）固定在Z向滑块（40）和套筒螺母上，储液槽（30）的上端安装有注液管（28），储液槽（30）的下端安装有喷嘴（36）；

运输电机（26），Y向电机（37），Z向电机（27）分别通过导线接入到控制箱（7）内，凝固气缸（10），回转气缸（11），制膜板定位气缸（12），真空发生器（20），回收气缸（21）的气管分别接入控制箱（7）中的电磁阀中，电磁阀分别外接气源。

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