圆形磁力电极装置及包括其的卷绕式表面改性设备的制作方法

本发明属于真空镀膜及薄膜表面处理技术领域，具体而言，尤其涉及一种圆形磁力电极装置及包括其的卷绕式表面改性设备。

背景技术：

伴随着工业科学技术的不断发展，人类在探索前沿科技产品中，总是离不开对材料的依靠，功能性薄膜是近代出现的科技产品，由于功能薄膜在战略新兴产业中扮演重要的角色，其应用前景广阔，蕴藏着巨大的投资机会。功能薄膜性能、应用领域各异，技术壁垒较高，我们将其难点主要归纳为原料、配方及工艺、设备。功能性薄膜中包括光学薄膜、光伏薄膜、锂电池隔膜以及高阻隔包装膜等，要做成特殊用途的功能性薄膜，通常需要多层功能膜配合来实现某个领域特定的功能。

无论是光学薄膜、光伏薄膜、锂电池薄膜还是高阻隔包装膜，都在为制备高效、高质薄膜尝试着多方面研究，就目前的工艺技术而言，采用整卷式不间断表面镀膜(改性)的方式生产效率最高。因此，在整个卷材的收、放卷过程中完成镀膜(改性)是材料生产厂商迫切需要的。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种圆形磁力电极装置及包括其的卷绕式表面改性设备，采用该磁力电极装置作为卷绕式表面改性设备的中间传动辊，能够在整体设备结构设计中减少设计及制作成本。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种圆形磁力电极装置，包括主电极外壳，设置在主电极外壳内部的电极芯以及分别设置在电极芯两端的密封绝缘系统；在电极芯和两端的密封绝缘系统之间各设置有一个用于将电信号传导到磁力电极上来的旋转电极；电极芯包括磁极座、磁极及中心轴；磁极座与中心轴为同心轴，磁极座依靠磁极紧密贴合，磁极以磁极座作为固定装置，磁极围绕所述磁极座设置。在中心轴上安装有磁极座、磁极及两个内阻隔法兰和外阻隔法兰；所述内阻隔法兰设置在中心轴与磁极座的断面位置处。

优选地，中心轴为非通孔空心轴且在空心轴壁上设有用于疏导冷媒和热媒的开孔。

优选地，内阻隔法兰与磁极座通过焊接或压接成一体且与中心轴为同轴排布；外阻隔法兰与电极外壳通过焊接或压接的方式连接成一体且与中心轴同心。

优选地，中心轴位于磁极座的中心点位置，磁极安装在磁极座上的对应位置且按照圆周方向n-s-n-s交错安装。

优选地，磁极座的周向设有沟槽，加工好的磁极放置在沟槽内。

优选地，密封绝缘系统从靠近旋转电极的一端依次包括绝缘法兰、绝缘板和旋转密封；所述绝缘法兰装置之间的密封装置为橡胶密封；所述旋转密封是成套的旋转密封系统；所述密封绝缘系统为磁流体密封装置。

根据本发明的另一方面，还提供了一种卷绕式表面改性设备，包括上述任一种的圆形磁力电极装置；该磁力电极装置作为卷绕式表面改性设备的中间传动辊。

本发明的有益效果：

本发明的磁力电极装置包括主电极外壳、电极芯、密封绝缘系统、旋转电极等，其中，电极外壳具有良好的传导特性及不易被磁化的特性。电极芯由磁极座、磁铁及中心轴组成，磁铁安装在磁极座上以中心轴为中心安装，最后形成了电极外壳、电极芯、旋转电极和密封绝缘系统以中心轴同心来布局。这样在旋转过程中，就会在磁力电极装置周边形成均匀的磁场，具备良好的电讯号导入功能。密封绝缘系统，可保证磁力电极装置具备旋转动密封作用，使其可以应用到真空设备中，绝缘特性可以保证电信号只被传导到磁力电极棍上不会被传导主体上。确保磁力电极装置的可应用性。

本发明提供的磁力电极装置，具有传动辊的薄膜输送功能，具有通电、导电的功能以及具有形成磁场的功能，且磁场角度可被调整。该磁力电极装置不仅具备电信号导入功能，还具有可通入冷媒或热媒的功能、传动辊固定端有旋转密封功能，传动辊具备与设备主体绝缘的功能，两个端头具备防水泄漏的功能。具备了上述功能的电极装置，可安装在卷绕式镀膜机上使用，磁力电极装置具有不需要刻意调整磁场位置的特点，这样减少了磁力电极装置的安装部件，结构简单。本发明提供的具有上述功能的磁力电极装置作为中间传动辊，满足了生产的需要，同时减少了设备制造厂商的研发制造时间，有益于本应用技术领域的发展。

本发明中的磁力电极装置可以作为放电电极对，放电电极对以组为单位进行设计，放电电极对可以为两个一组或者三个为一组。一台卷绕式表面改性设备根据使用需求情况安装多组放电电极对来满足工艺生产的需求。

附图说明

图1是本发明实施例中中心轴为通体轴的磁力电极装置的横向剖面结构示意图；

图2是本发明实施例中磁力电极装置的纵切结构示意图；

图3是本发明实施例中磁力电极装置的磁极的安装方式示意图；

图4是本发明实施例中磁力电极装置中冷媒或热媒的走向示意图；

图5是本发明实施例中磁力电极装置的中心轴为两段的方式分体轴结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述，但不作为对本发明的限定。

考虑到整个卷材在其收、放卷过程中，如果要对基材表面改性，需要中间传动辊形成放电区域，放电区域周边具有工艺所需气氛，放电过程中所需的膜层分子的走向是可控的，为了满足上述三个条件，整个工艺过程通常要在真空环境下实现，且在传动辊上有闭合的磁力曲线，传动辊存在放电电极对，这样可实现整卷连续生产的目的。

为了实现上述目的，本发明提供了一种磁力电极装置，其是带有磁性系统的可通电的放电电极装置。如图1至图5所示，包括主电极外壳000、设置在主电极外壳000内部的电极芯100以及分别设置在电极芯100两端的密封绝缘系统200。在电极芯100和两端的密封绝缘系统200之间各设置有一个用于将电信号传导到磁力电极上来的旋转电极300。其中电极外壳000具有良好的电传导特性及不易被磁化的特性。

如图1至5所示，主电极外壳000内部装有电极芯100，电极芯100包括磁极座110、磁极111及中心轴112。磁极座110依靠磁极111紧密贴合。磁极座110与中心轴112为同心轴，中心轴112位于磁极座110的中心点位置固定连接，磁极111以磁极座110作为固定装置且围绕磁极座110周侧设置，磁极111的安装方式按圆周方向n-s-n-s交错安装。优选磁极111加工好后设置在磁极座110周侧的沟槽内。

根据本发明，电极芯110中的中心轴112为空心轴，用于通入冷媒和热媒使用。中心112可以为非通孔空心轴。在空心轴壁上设有用于疏导冷媒和热媒的开孔。中心轴112的两端连接有法兰盘，法兰盘的与中心轴112同圆心，法兰盘的外径与主电极外壳000的内径相对应，较好进行匹配安装(焊接)。优选在中心轴112的端头处安装有旋转密封法兰，旋转密封法兰通常选用磁流体密封装置，磁流体密封主体为导体材质。

根据本发明，中心轴112的端头处的旋转密封法兰为导体材料，优选在旋转密封法兰处安装绝缘法兰、绝缘垫片作为过渡层，以满足使用的需求。

优选地，在中心轴112上安装有磁极座110、磁极111及两个内阻隔法兰101和两个外阻隔法兰102。内阻隔法兰101设置在中心轴112与磁极座110的断面位置处。内阻隔法兰101与磁极座110通过焊接或压接成一体且与中心轴112为同轴排布。外阻隔法兰102与电极外壳000通过焊接或压接的方式连接成一体且与中心轴同心，这样磁力电极的中心主体就制作完成了。

中心轴112位于磁力电极主体的中心位置，可以以中心轴112为中心使电极主体实现平衡旋转。中心轴112的两端或一端通入电信号，电信号的通入量(电流、频率、功率)等根据工艺需求选择旋转电极。

在本发明的磁力电极装置中，中心主体部分形成了电和磁力，电信号通过旋转电极300与中心轴112表面接触导入。磁力部分通过安装在磁极座110上的小的永磁磁铁实现。磁极沿着磁极座110的圆周方向间隔安装，这样就沿着电极周边形成了闭环磁场，且电极对之间也能形成闭环磁场。

优选地，磁极111可以为永磁磁铁，磁铁的磁场强度可以为300mt-1000mt，优选磁铁的磁场强度可以为500-700mt。

根据本发明，主电极外壳000为良性导体材料制成，具有良好的电传导特性。优选主电极外壳呈空心圆筒状，电极外壳的外壁面平整光滑，确保镀膜过程中基材被划伤或划裂。

根据本发明，磁极座110的周向设有沟槽，加工好的磁极111放置在沟槽内。

根据本发明，密封绝缘系统200从靠近旋转电极300的一端依次包括绝缘法兰201、绝缘板202和旋转密封203，三者紧密贴合设置。密封绝缘系统200具有旋转密封和有绝缘的作用。绝缘法兰201之间的密封装置为橡胶密封。旋转密封203是成套的旋转密封系统。密封绝缘系统200优选为磁流体密封装置。

根据本发明，磁极座110的材料可以为导磁材料。密封绝缘系统200使用的材质可以为聚四氟乙烯或可加工陶瓷(氧化锆)材料。

本发明所提供的具有磁力的电极装置，可用于pvd及cvd等真空镀膜设备中，也可应用于卷绕式基材的表面处理的设备中。该电极装置具有导电功能和规则分布的磁场，具备通入冷媒的功能；具有与安装主体密封以及与主体绝缘的功能。

磁力电极装置作为一个相对独立的系统，具有独立的磁场、独立的旋转电极通入系统、旋转密封系统、与主体连接时保持绝缘和旋转密封的特性等。磁力电极装置在使用中，通常作为卷绕设备的中间传动辊且会在真空环境中使用。磁力电极需具备旋转过程中导入电信号的功能，因此电极装置在中心轴112和外阻隔法兰102的外端安装了旋转电极300，以保证磁力电极旋转过程中提供稳定的电信号。

磁极111安装在极座110上，电极芯100与电极外壳000构成了电极的主体，中心轴112可接入恒温用的冷媒或热媒，保证电极的主体在工作中形成可控的温度。在中心轴112上安装有旋转电极300，用于在磁力电极装置中通入电信号。在中心轴112的外端安装有密封绝缘系统200，密封绝缘系统200具有绝缘及旋转密封双重作用，旋转绝缘系统200对旋转电极300接入的电信号与设备主体400之间有绝缘作用，并且旋转密封203对中心轴112的旋转有密封作用。本发明提供的磁力电极装置可实现镀膜过程中相对独立的机构，减少客户的生产时间及研发成本。

当然，以上是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明基本原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。