用于单面涂膜的降液式提拉涂膜机的制作方法

本发明涉及化学涂膜装置技术领域，具体涉及一种用于单面涂膜的降液式提拉涂膜机。

背景技术：

部分元器件(例如光学元件)的表面需要制备溶胶凝胶膜，以提升其性能。在某些应用场景，需要在元器件表面制备性能不同的膜，因此，激发了单面涂膜的需求。

目前，能够用于单面涂膜的方法主要是旋转涂膜、弯月面涂膜、喷淋涂膜等。但是，现有的这些方法都有着各自明显的缺点。旋转涂膜均匀性不好控制，且不适用于非平板的元件；弯月面涂膜存在抖动问题，且同样不适用于表面轮廓有变化的元件；喷淋涂膜均匀性较低，难以满足性能和精度的要求。

经长期生产研究发现，制备溶胶凝胶膜最为简便且性能指标最好的方法为提拉涂膜法。但目前该方法基本只能实现双面涂膜，要实现单面涂膜，则必需对另一个面进行遮挡保护，效率低下。因此，市面上应运而生了一些侧提拉式单面涂膜机，经过长期试验发现，这些侧提拉式单面涂膜机由于成膜机制的限制，在实际应用中存在一些限制，例如不适用异形元件(成膜的厚薄均匀性不佳)，便利性不足等。

故急需设计一套全新的提拉涂膜设备，以解决现有技术的不足。

技术实现要素：

为解决以上技术问题，本发明提供了一种用于单面涂膜的降液式提拉涂膜机。

其技术方案如下：

一种用于单面涂膜的降液式提拉涂膜机，其要点在于，包括：

主体支架；

中空的涂膜器，其安装在主体支架上，该涂膜器的一侧壁上设置有涂膜开孔和元件固定机构，所述元件固定机构能够将待涂膜的元件固定在涂膜器上，并使该元件盖合所述涂膜开孔；

升降控制机构，其安装在主体支架上；

中空的储液器，其通过安装在升降控制机构上，并能够在升降控制机构的驱动下相对主体支架升降，该储液器的底部通过连接管与涂膜器的底部连通；

当储液器处于最高位置时，储液器的底部高于或齐平于涂膜开孔的顶部；当储液器处于最低位置时，储液器的顶部低于或齐平于涂膜开孔的底部。

采用以上结构，待涂膜的元件固定在涂膜器上，待涂膜的一侧完全覆盖涂膜开孔，然后升降控制机构先向上提拉储液器，使涂膜液通过连接管充满涂膜器，再控制储液器向下缓降，涂膜器中的涂膜液缓慢回流到储液器中，该过程中在元件的表面形成一层溶胶凝胶膜，实现单面涂膜；本发明不仅具有传统提拉涂膜方法所有的优势，例如速度均匀可控，制备的膜层均匀性比较好，便于制备不同指标的膜层，而且本发明还具有以下额外的优点：

1、制备流程简单，操作方便，效率高；

2、对于非平板结构的元件，可以根据涂膜对象的形状特征，对储液器的形状进行适应性地调整，使其与元件和涂膜开孔内部的空间形状互补，从而可以在储液器匀速升降的情况下，保持涂膜器中的液面下降速度也是匀速的，大幅提高涂膜的均匀性，简化升降控制机构的逻辑控制。

作为优选：所述主体支架包括底座、竖直安装在底座上的立柱以及横向安装在立柱上端的主横梁，所述主横梁远离立柱的一端安装有向下延伸的连接杆，该连接杆的下端可拆卸地安装有所述涂膜器，所述升降控制机构安装在立柱上。采用以上结构，结构简单可靠，易于设备的安装，同时便于拆卸涂膜器。

作为优选：所述立柱的上端与主横梁之间连接有上加强杆，以使立柱、主横梁和上加强杆呈三角支撑结构，所述立柱的下端与底座之间连接有下加强杆，以使立柱、主横梁和下加强杆呈三角支撑结构。采用以上结构，能够简单可靠地大幅提高主体支架的结构强度，保证涂膜器和储液器的稳定性。

作为优选：所述升降控制机构包括竖向安装在立柱上的升降导轨、用于驱动升降导轨的驱动电机以及横向安装在升降导轨上的悬臂梁，所述升降导轨能够在驱动电机的驱动下带动悬臂梁升降，所述悬臂梁远离升降导轨的一端安装有向下延伸的安装杆，该安装杆的下端可拆卸地安装有所述储液器。采用以上结构，简单可靠，易于装配，升降控制精确度高，同时便于拆卸储液器。

作为优选：所述储液器位于涂膜器靠近立柱的一侧，所述涂膜开孔位于涂膜器远离储液器的一侧。采用以上结构，便于将较大型的元件固定在涂膜器上，避免发生干涉。

作为优选：所述元件固定机构包括至少一个设置在涂膜开孔周围的安装座，在所述安装座上设置有至少一个压钳锁紧器。采用以上结构，能够快速可靠地固定或拆卸元件，操作简单。

作为优选：所述安装座共有两个，两个安装座分别位于涂膜开孔的上方和下方，在其中一个安装座设置有一个压钳锁紧器，在另一个安装座设置有两个压钳锁紧器，三个压钳锁紧器呈三角形分布。采用以上结构，简单可靠，通过合理布置，利用尽可能少的压钳锁紧器就能够完成对元件的可靠固定。

作为优选：在所述涂膜开孔的周围设置有至少一圈环形密封圈，所述环形密封圈均位于安装座和涂膜开孔之间。采用以上结构，能够有效防止涂膜液渗漏，保证涂膜的均匀性。

作为优选：在所述涂膜器、储液器和连接管的内壁上均涂覆有用于防止涂膜液挂壁的疏涂膜液涂层。采用以上结构，能够有效防止挂壁，保证涂膜液流动的通畅，从而使元件表面涂膜均匀。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

采用以上技术方案的用于单面涂膜的降液式提拉涂膜机，结构新颖，设计巧妙，不仅具有传统提拉涂膜方法所有的优势，例如速度均匀可控，制备的膜层均匀性比较好，便于制备不同指标的膜层，而且本发明还具有以下额外的优点：

1、制备流程简单，操作方便，效率高；

2、对于非平板结构的元件，可以根据涂膜对象的形状特征，对储液器的形状进行适应性地调整，使其与元件和涂膜开孔内部的空间形状互补，从而可以在储液器匀速升降的情况下，保持涂膜器中的液面下降速度也是匀速的，大幅提高涂膜的均匀性，简化升降控制机构的逻辑控制。

附图说明

图1为本发明开始涂膜时的示意图；

图2为本发明完成涂膜时的示意图；

图3为压钳锁紧器处于释放状态时，涂膜器的结构示意图；

图4为涂膜器固定元件的示意图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，一种用于单面涂膜的降液式提拉涂膜机，其主要包括主体支架1、涂膜器2、升降控制机构和储液器3，待涂膜的元件a固定在涂膜器2上，元件a待涂膜的一侧完全覆盖涂膜器2的涂膜开孔2a，然后升降控制机构先向上提拉储液器3(储液器3的底部高于或齐平于涂膜开孔2a的顶部)，使涂膜液通过连接管8充满涂膜器2，升降控制机构再控制储液器3向下缓降，此时，涂膜器2中的涂膜液缓慢回流到储液器3中(储液器3的顶部低于或齐平于涂膜开孔2a的底部)，该过程中在元件a的表面形成一层溶胶凝胶膜，实现了高效且均匀的单面涂膜。

请参见图1和图2，主体支架1包括底座1a、立柱1b以及主横梁1c，立柱1b竖直安装，且下端部与底座1a固定连接，升降控制机构安装在立柱1b上，主横梁1c横向安装在立柱1b的上端。为了使整体结构更加可靠，承重能力更强，避免储液器3升降时发生晃动，立柱1b的上端与主横梁1c之间连接有上加强杆1e，以使立柱1b、主横梁1c和上加强杆1e呈三角支撑结构，立柱1b的下端与底座1a之间连接有下加强杆1f，以使立柱1b、主横梁1c和下加强杆1f呈三角支撑结构。另外，主横梁1c远离立柱1b的一端安装有向下延伸的连接杆1d，连接杆1d的下端可拆卸地安装有涂膜器2。

请参见图3和图4，涂膜器2为中空结构，涂膜液能够充满涂膜器2的内部。本实施例中，涂膜器2整体呈长方体结构，其上端面与连接杆1d的下端部连接。涂膜器2的一侧壁上设置有涂膜开孔2a和元件固定机构，元件固定机构能够将待涂膜的元件a固定在涂膜器2上，并使该元件a待涂膜的一侧表面盖合涂膜开孔2a。

元件固定机构包括至少一个设置在涂膜开孔2a周围的安装座9，在安装座9上设置有至少一个压钳锁紧器10。本实施例中，安装座9共有两个，两个安装座9分别位于涂膜开孔2a的上方和下方，位于上方的一个安装座9上设置有一个压钳锁紧器10，位于下方的一个安装座9上设置有两个压钳锁紧器10，三个压钳锁紧器10呈三角形分布，简单可靠，通过合理布置，利用尽可能少的压钳锁紧器10就能够完成对元件的可靠固定。需要指出的是，压钳锁紧器10即为常见的快速夹，简单可靠，操作简单。

并且，为了防止涂膜液外溢，在涂膜开孔2a的周围设置有至少一圈环形密封圈11，环形密封圈11均位于安装座9和涂膜开孔2a之间。

请参见图1和图2，升降控制机构安装在主体支架1上。具体地说，升降控制机构包括竖向安装在立柱1b上的升降导轨4、用于驱动升降导轨4的驱动电机5以及横向安装在升降导轨4上的悬臂梁6，其中，悬臂梁6的一端与升降导轨4的滑块连接，另一端安装有向下延伸的安装杆7，安装杆7的下端可拆卸地安装有储液器3，从而通过驱动电机5的控制，能够驱使升降导轨4带动储液器3升降。需要指出的是，升降导轨4和驱动电机5本领域技术人员可以根据实际需求进行等同替换。

请参见图1和图2，储液器3为中空结构，涂膜液能够充满储液器3的内部，储液器3的底部通过连接管8与涂膜器2的底部连通。对于非平板结构的元件a，可以根据涂膜对象的形状特征，对储液器3的形状进行适应性地调整，使其与元件a和涂膜开孔2a内部的空间形状互补，从而可以在储液器3匀速升降的情况下，保持涂膜器2中的液面下降速度也是匀速的，大幅提高涂膜的均匀性，简化升降控制机构的逻辑控制。相应的，也可以不更换形状不同的储液器3，通过改变储液器3的升降速度，使涂膜器2中的液面匀速下降，从而确保涂膜的均匀性。

进一步地，便于将较大型的元件a固定在涂膜器2上，避免发生干涉，储液器3位于涂膜器2靠近立柱1b的一侧，涂膜开孔2a位于涂膜器2远离储液器3的一侧。

进一步地，在涂膜器2、储液器3和连接管8的内壁上均涂覆有疏涂膜液涂层，能够有效防止挂壁，保证涂膜液流动的通畅，从而使元件表面涂膜均匀。例如，涂膜液若采用水性液体，则疏涂膜液涂层采用疏水性材质，涂膜液若采用油性液体，则疏涂膜液涂层采用疏油性材质，以此类推。

最后需要说明的是，上述描述仅仅为本发明的优选实施例，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以做出多种类似的表示，这样的变换均落入本发明的保护范围之内。