CN114917784A - 一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置 - Google Patents

Abstract

一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，它包含支撑架、调速电机、压板、卡板和多个搅拌叶片；多个搅拌叶片沿周向均匀设置在卡板上，压板与卡板相连，多个搅拌叶片通过压板固定在卡板上，压板与卡板之间具有缝隙，压板与调速电机的输出端相连，调速电机固定在支撑架上，每个所述搅拌叶片为耐腐蚀板状结构，每个所述搅拌叶片的材质为聚四氟乙烯。本发明用于熔融石英半球谐振子化学蚀刻液搅拌增强了化学蚀刻工艺过程中化学蚀刻液的流动性以及化学蚀刻液成分的均化程度，提升了化学蚀刻效果，提高了化学蚀刻效率，为半球谐振陀螺的发展提供有力支撑。

Description

一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置

技术领域

本发明专利涉及一种化学处理系统，具体涉及一种用于熔融石英半球谐振子化学蚀刻液均化的抗腐蚀搅拌装置。

背景技术

半球谐振陀螺是一种新型固体振动陀螺，相对于传统的机械陀螺，半球谐振陀螺利用半球谐振子替代传统陀螺转子结构，通过检测谐振子唇沿的四波幅振荡振型变化实现检测角速率的目的。半球谐振陀螺避免了内部摩擦的问题，同时也不存在机械上的磨损，因此具备较长的工作寿命及可靠性。同时，相比于光学陀螺，半球谐振陀螺部件更少，具备体积小、结构简单、可靠性高、抗环境干扰能力强的优点，目前半球谐振陀螺仍具备较大的发展潜力，能够在陆、海、空、天等领域实现广泛应用。

半球谐振陀螺的核心部件是由熔融石英材质制造而成的半球谐振子，熔融石英半球谐振子的品质因数直接影响半球谐振陀螺的综合性能，为了制备具有更高品质因数的熔融石英半球谐振子，需要对机械加工得到的半球谐振子粗胚进行机械抛光，去除半球谐振子表面的断口及裂纹。经过机械抛光后，石英半球谐振子表面残留的微裂纹及杂质无法继续通过机械抛光工艺去除，必须通过化学蚀刻工艺去除半球谐振子表面的缺陷层，进一步提高熔融石英半球谐振子品质因数。

化学蚀刻工艺主要通过针对熔融石英半球谐振子配置的化学蚀刻液通过化学反应去除熔融石英半球谐振子表面的缺陷层。化学蚀刻液主要成分为氢氟酸，同时为了防止氢氟酸蚀刻过程中产生的氟化物及氟硅酸盐，化学蚀刻液中还包含硫酸等无机酸以及丙醇等有机溶剂。化学蚀刻液中成分复杂，腐蚀性强，为了提高化学蚀刻效率，防止化学蚀刻反应产物阻碍后续反应进行，在化学蚀刻过程中，需通过搅拌增强化学蚀刻液的流动性，并提高化学蚀刻液的成分均化程度。

发明内容

本发明为克服现有技术不足，提供一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置。

一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置包含支撑架、调速电机、压板、卡板和多个搅拌叶片；多个搅拌叶片沿周向均匀设置在卡板上，压板与卡板相连，多个搅拌叶片通过压板固定在卡板上，压板与卡板之间具有缝隙，压板与调速电机的输出端相连，调速电机固定在支撑架上，每个所述搅拌叶片为耐腐蚀板状结构。

进一步地，每个所述搅拌叶片的材质为聚四氟乙烯。

本发明相比现有技术的有益效果是：

本发明设计的一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置利用电机及搅拌叶片实现化学蚀刻液成分均化，提高化学蚀刻工艺效率，搅拌叶片为聚四氟乙烯耐腐蚀材质，抗腐蚀性强，可通过激光切割工艺制得，该装置可以广泛应用于半球谐振陀螺的生产加工过程中，对半球谐振陀螺的批量制造具有重大意义。

本装置中电机可调速，化学蚀刻预备阶段可以以较快的转速提高化学蚀刻液成分均化效率，熔融石英半球谐振子浸入化学蚀刻液可以以较慢的转速在保持化学蚀刻液流动性以及成分均化程度的前提下，防止转速过快对半球谐振子化学蚀刻均匀性造成影响。

调速电机带动浸入化学蚀刻液的搅拌叶片匀速转动，实现熔融石英半球谐振子化学蚀刻过程中化学蚀刻液的自动化搅拌功能，调速电机转速可调，化学蚀刻前，可以用较快转速实现化学蚀刻液成分的快速均化，为了防止化学蚀刻液飞溅，调速电机转速不宜过快。化学蚀刻过程中，可以用较慢转速辅助保持化学蚀刻液流动性，提高化学蚀刻效率。

本装置中使用时只有搅拌叶片部分浸入化学蚀刻液中，搅拌叶片采用耐腐蚀性材质，通过独立加工制得单个搅拌叶片，同时借助卡板与压板实现固定，用分体式搅拌叶片取代传统一体式搅拌叶片，降低加工难度。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为调速电机、压板、卡板和搅拌叶片相连接的示意图；

图3为搅拌叶片的示意图；

图4为卡板及卡台的正面示意图；

图5为卡板的背面示意图；

图6为压板的正面示意图；

图7为压板的背面示意图；

图8为搅拌叶片安装于卡板上的示意图；

图9为图8的剖视图；

图10为本发明与化学蚀刻药品池相结合实现化学蚀刻液搅拌的应用示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置包含支撑架1、调速电机2、压板3、卡板4和多个搅拌叶片5；

多个搅拌叶片5沿周向均匀设置在卡板4上，压板3与卡板4相连，多个搅拌叶片5通过压板3固定在卡板4上，压板3与卡板4之间具有缝隙，压板3与调速电机2的输出端相连，调速电机2固定在支撑架1上，每个所述搅拌叶片5为耐腐蚀板状结构。

所述调速电机2采用直流减速电机，本实施方式的调速电机与搅拌叶片的结构可实现化学蚀刻液成分均化的自动搅拌功能，搅拌速度更均匀，具备更好的成分均化效果。其中电机可调速，针对不同阶段的具体应用情况，通过调速，提升化学成分均化效率，提升熔融石英半球谐振子化学蚀刻均匀性，为熔融石英半球谐振子化学蚀刻工艺提供有力支撑。

较佳地，每个所述搅拌叶片5的材质为聚四氟乙烯。所述搅拌叶片5由激光切割加工而成。本实施方式中搅拌叶片采用耐腐蚀性强的聚四氟乙烯材质，通过压板3及卡板4配合设计实现对搅拌叶片4的稳定固定，设计有单体聚四氟乙烯材质搅拌叶片，可通过激光切割制得，降低装置加工的复杂程度，本实施方式用于熔融石英半球谐振子化学蚀刻液搅拌增强了化学蚀刻工艺过程中化学蚀刻液的流动性以及化学蚀刻液成分的均化程度，提升了化学蚀刻效果，提高了化学蚀刻效率，为半球谐振陀螺的发展提供有力支撑。

进一步地，如图2-图5所示，每个所述搅拌叶片5的一端开有插槽5-1，另一端为自由端，卡板4为中部开有通孔4-1的环状结构，卡板4的板面上沿周向具有与搅拌叶片5数量相一致的多个卡台40，插槽5-1置于卡台40内，搅拌叶片5由压板3挤压固定在卡板4上。如此设置，搅拌叶片5的插槽5-1插入卡台40，通过紧固螺丝实现卡板4及压板3稳固连接的同时，可以实现搅拌叶片5的压紧固定。所述搅拌叶片5及插槽5-1由激光切割加工而成，降低加工难度。

作为一个可实施方案，如图3所示，所述插槽5-1具有底面5-11和两个侧面5-12，所述插槽5-1的底部向宽度方向延伸，插槽5-1的底面5-11和两个侧面5-12均为平面，其中靠近所述搅拌叶片5一端的侧面5-12在宽度方向上的深度低于远离所述搅拌叶片5一端的侧面5-12在宽度方向上的深度。插槽5-1设计为方形槽结构，一侧面低于另一侧面，既便于加工制造，又可实现搅拌叶片5的组装和稳定固定。

作为另一个可实施方案，如图3、图8和图9所示，卡板4的板面上沿周向开有容纳搅拌叶片5的多个径向通道4-2，卡台40置于径向通道4-2内，卡台40的上端面低于卡板4的上端面。设置径向通道4-2便于组装搅拌叶片5，卡台40的上端面低于卡板4的上端面，卡台40的宽度、径向通道4-2的宽度与搅拌叶片5的厚度相同，如此设置，便于搅拌叶片5的径向定位，插槽5-1插入卡台40后，插槽5-1的底部抵靠在卡台40的侧面，所述搅拌叶片5的一端的端面高于卡板4的上端面。如此设置，依靠卡板4与压板3对搅拌叶片5的物理挤压作用，通过压板3将搅拌叶片5牢牢地固定在卡板4上，实现搅拌叶片5的环向、径向及端向固定。

如图8和图9所示，插槽5-1插入卡台40后，插槽5-1的底部抵靠在卡台40的侧面，远离搅拌叶片5一端的侧面5-12低于卡板4的下端面。如此设置，底部留有空隙，既便于搅拌叶片的组装，又减少阻力，方便搅拌。

进一步地，如图6-图9所示，所述压板3的板体中部在轴向上延伸有圆柱31，所述圆柱31置于卡板4中部的通孔4-1内，圆柱31的外表面与搅拌叶片5的厚侧面相接触。

在一个实施例中，如图2-图9所示，卡板4的中心设计有通孔4-1，便于搅拌叶片5和圆柱31放入，卡板4的板面上沿周向均匀分布有6个插槽5-1及6个螺纹孔。压板3的板面上设计有6个周向均匀分布的安装孔，安装孔和螺纹孔借助紧固螺丝实现与卡板4的可靠连接，其压板3的背面设计有圆柱31与搅拌叶片5厚侧面接触，通过挤压作用实现搅拌叶片5的固定。压板3的中部设计有3个安装通孔，借助紧固螺丝实现与调速电机2输出端的稳定连接。

如图1所示，上述实施方案中，所述支撑架1包含支撑板11和支撑杆12；电机2固定在支撑板11上，支撑板11上固定有多根支撑杆12，压板3、卡板4和搅拌叶片5布置在多根支撑杆12围成的区域内。

调速电机2固定于支撑板11，借助支撑杆12实现装置的稳定支撑，支撑板11边缘设计有4个固定孔，借助紧固螺丝与4个支撑杆12实现紧固连接，为整套装置提供稳定支撑，支撑板11的中间位置设计有3个安装孔，借助紧固螺丝实现与调速电机2的稳定连接。

本实施方式的装置在使用过程中，通过支撑杆12及支撑板11稳固放置于化学蚀刻药品池6的一侧，搅拌叶片5部分浸入化学蚀刻液中，实现熔融石英半球谐振子的化学蚀刻工艺中化学蚀刻液成分均化的自动化搅拌，对半球谐振陀螺的批量化生产有着重要意义。本实施方式的装置应用如图10所示。

本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。

Claims (10)

1.一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，其特征在于：包含支撑架(1)、调速电机(2)、压板(3)、卡板(4)和多个搅拌叶片(5)；

多个搅拌叶片(5)沿周向均匀设置在卡板(4)上，压板(3)与卡板(4)相连，多个搅拌叶片(5)通过压板(3)固定在卡板(4)上，压板(3)与卡板(4)之间具有缝隙，压板(3)与调速电机(2)的输出端相连，调速电机(2)固定在支撑架(1)上，每个所述搅拌叶片(5)为耐腐蚀板状结构。

2.根据权利要求1所述一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，其特征在于：每个所述搅拌叶片(5)的材质为聚四氟乙烯。

3.根据权利要求1所述一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，其特征在于：每个所述搅拌叶片(5)的一端开有插槽(5-1)，另一端为自由端，卡板(4)为中部开有通孔(4-1)的环状结构，卡板(4)的板面上沿周向具有与搅拌叶片(5)数量相一致的多个卡台(40)，插槽(5-1)置于卡台(40)内，搅拌叶片(5)由压板(3)挤压固定在卡板(4)上。

4.根据权利要求3所述一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，其特征在于：所述插槽(5-1)具有底面(5-11)和两个侧面(5-12)，所述插槽(5-1)的底部向宽度方向延伸，插槽(5-1)的底面(5-11)和两个侧面(5-12)均为平面，其中靠近所述搅拌叶片(5)一端的侧面(5-12)在宽度方向上的深度低于远离所述搅拌叶片(5)一端的侧面(5-12)在宽度方向上的深度。

5.根据权利要求4所述一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，其特征在于：卡板(4)的板面上沿周向开有容纳搅拌叶片的多个径向通道(4-2)，卡台(40)置于径向通道(4-2)内，卡台(40)的上端面低于卡板(4)的上端面。

6.根据权利要求4所述一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，其特征在于：插槽(5-1)插入卡台(40)后，所述搅拌叶片(5)的一端的端面高于卡板(4)的上端面。

7.根据权利要求4所述一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，其特征在于：插槽(5-1)插入卡台(40)后，远离搅拌叶片(5)一端的侧面(5-12)低于卡板(4)的下端面。

8.根据权利要求3所述一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，其特征在于：所述压板(3)的板体中部在轴向上延伸有圆柱(31)，所述圆柱(31)置于卡板(4)中部的通孔(4-1)内，圆柱(31)的外表面与搅拌叶片(5)的厚侧面相接触。

9.根据权利要求3所述一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，其特征在于：所述支撑架(1)包含支撑板(11)和支撑杆(12)；

电机(2)固定在支撑板(11)上，支撑板(11)上固定有多根支撑杆(12)，压板(3)、卡板(4)和搅拌叶片(5)布置在多根支撑杆(12)围成的区域内。

10.根据权利要求2所述一种用于熔融石英半球谐振子的抗腐蚀搅拌装置，其特征在于：所述搅拌叶片(5)及插槽(5-1)由激光切割加工而成。

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