一种直线往复式振荡剪切热台的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种直线往复式振荡剪切热台，包括测微头、热台和剪切片，测微头与热台前后并列设置，测微头具有动力输出端，测微头的动力输出端传动连接有沿前后方向延伸的传动支架，传动支架与剪切片传动连接并能够带动剪切片左右直线往复式振荡运动以对样品熔体进行剪切，这样的结构解决了现有技术中由于测微头与剪切片左右设置并且测微头轴线与剪切片的长度方向上的中心线重合导致剪切热台在左右方向上的尺寸较大的问题。
【专利说明】
一种直线往复式振荡剪切热台
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种在静态或在直线式拖曳流动力场作用下对结晶聚合物熔体进行原位在线观察和表征用的直线往复式振荡剪切热台。
【背景技术】
[0002]结晶聚合物制品的性能与加工过程中材料形成的结晶形态结构密切相关，与聚合物熔体静态结晶过程相比，给聚合物熔体一个流场，可以诱导聚合物结晶从而能加快聚合物的结晶过程。拖曳流动式流场的一种形式，实验结果证明，对聚合物熔体施加拖曳流动剪切力场，并控制剪切力场的施加条件，能够获得丰富的聚合物结晶形态和结构，现有的实验设备中如Linkam CSS450剪切热台已被国内外各大研究机构和高校用来进行科学实验，以聚合物结晶研究为例，此设备操作如下:首先热压制备一定厚度的聚合物薄膜，然后将其放置于Linkam CSS450剪切热台的样品池中，通过样品池外围的加热块加热样品升温至平衡熔点以上并保持一段时间以消除热历史，再通过冷却装置降温到一定温度下，对样品施加一定的剪切力场。剪切力场是由样品池上下两块圆形玻璃片提供的，其中上方玻璃片保持静止状态，下方玻璃片是力场的提供者，通过步进电机的控制，可对样品池中下方玻璃片施加一定要求的圆周式拖曳流动力场，并借助偏光显微镜在线观察结晶形貌的变化。但是，该剪切热台对样品池中的样品施加的是圆周式剪切力场，导致在厚度方向上和沿圆形玻璃片半径方向上均存在着拖曳流动和速度梯度，这两种拖曳流动会相互干涉，使力场复杂化，难以分析样品熔体的受力作用，导致无法准确的分析实验现象和数据。万方数据库中郑州大学陈静波教授课题组的一篇学位论文《直线往复式剪切热台的研制》中公开了将圆周式拖曳流动力场改换成直线水平往复式拖曳流动力场，以解决圆周式拖曳流动力场对实验带来的力场复杂化的问题，该剪切热台主要包括热台、用于对热台上的样品仓中的高分子熔体进行剪切的剪切片、驱动剪切片动作的驱动机构和用于测量剪切片运动距离的测微头，但是测微头与热台左右设置且测微头轴线与热台的长度方向上的中心线重合，导致剪切热台在左右方向上的尺寸较大。
【实用新型内容】
[0003]为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提供一种解决了现有技术中由于测微头与剪切片左右设置且测微头轴线与剪切片的长度方向上的中心线重合导致剪切热台在左右方向上的尺寸较大问题的剪切热台。
[0004]本实用新型采用如下技术方案:一种剪切热台，包括测微头、热台和剪切片，所述测微头与热台前后并列设置，测微头具有动力输出端，所述测微头的动力输出端传动连接有沿前后方向延伸的传动支架，传动支架与剪切片传动连接并能够带动剪切片左右运动。
[0005]所述剪切热台包括基座，基座上设置有导向沿左右方向延伸的导向机构，传动支架与导向机构导向移动配合。
[0006]所述导向机构为设置于基座上的导向沿左右方向延伸的导轨和导向移动装配于导轨上的滑块，所述传动支架连接于滑块的左端。
[0007]所述滑块的右端连接有安装支架，剪切片的两端分别安装于传动支架和安装支架上。
[0008]所述传动支架和安装支架至少一个上设置有在剪切片安装时可左右伸缩的弹性夹头。
[0009]所述剪切热台还包括驱动传动支架左右动作的驱动机构。
[0010]所述测微头还具有动力输入端，所述驱动机构为与测微头的动力输入端传动连接以带动传动支架左右运动的步进电机。
[0011]所述测微头还具有动力输入端，所述驱动机构为与测微头的动力输入端传动连接以带动传动支架向左运动的步进电机和设置于所述滑块上的用于带动滑块向右运动的回复弹簧。
[0012]所述测微头包括轴线沿左右方向延伸的固定壳体、设置于固定壳体内部的可左右动作的测微螺杆和转动装配于固定壳体内部的动力输入件，固定壳体上设有用于限制动力输入件轴向移动的限位结构，动力输入件与测微螺杆传动连接以带动测微螺杆输出左右直线动作。
[0013]所述固定壳体内部于动力输入件的左侧固连有与测微螺杆螺纹传动配合的导向件，动力输入件与测微螺杆之间采用沿左右方向延伸的花键传动连接。
[0014]本实用新型的有益效果为:测微头与热台前后并列设置，测微头的动力输出端传动连接有沿前后方向延伸的并与带动剪切片传动连接的传动支架，这样的结构解决了现有技术中由于测微头与剪切片左右设置且测微头轴线与剪切片的长度方向上的中心线重合导致剪切热台在左右方向上的尺寸较大的问题。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型的一种直线往复式振荡剪切热台的一个实施例的结构示意图；
[0016]图2为测微头的结构示意图；
[0017]图3为热台的结构示意图。
【具体实施方式】
[0018]—种直线往复式振荡剪切热台，如图1所示，包括基座I和设置于基座I上的热台23，热台23上设置有用于放置样品的样品池，剪切热台还包括沿左右方向穿设于热台中23的并可左右直线往复移动的用于对热台23中的样品池中的样品熔体施加左右直线往复拖曳力场的剪切玻璃片19、供剪切玻璃片19安装的并带动剪切玻璃片19 一起运动的传动支架3和安装支架17、驱动传动支架3和安装支架17左右运动的驱动机构、用于测量剪切玻璃片19运动距离的测微头6。
[0019]测微头6与热台23前后并列设置，测微头6具有动力输入端和动力输出端，测微头6的动力输出端传动连接有沿前后方向延伸的并带动剪切玻璃片19左右运动的传动支架3。测微头6，如图2所示，包括轴线沿左右方向延伸的固定壳体32、设置于固定壳体32内部的用于向左顶推传动支架3的测微螺杆4，固定壳体32内部通过轴承29转动装配有旋转筒31，同时轴承29还可以对旋转筒31进行轴向方向上的限位，旋转筒31与固定壳体32在轴向上不能相对运动，旋转筒31具有一个可容纳测微螺杆4的可供测微螺杆4左右运动的腔体，腔体的内壁上设置有与测微螺杆4螺纹传动配合的内螺纹，固定壳体32内壁上于旋转筒31左侧固设有导向筒27，导向筒27具有供测微螺杆4左右穿过的通孔，通孔的孔壁上设置有内螺纹，测微螺杆4穿过导向筒27并与导向筒17螺纹传动配合，测微螺杆4的左端固连有一个开口朝右的转环30，转环30的环壁向右悬伸与固定壳体32的外壁旋转间隙配合，固定壳体32的外壁上设置有沿左右方向延伸的直线刻度，转环30的外壁上设置有旋转微分刻度，旋转筒31的右端设置有轴套形成测微头6的动力输入端，测微头6的动力输入端用于与步进电机10传动连接，测微螺杆4形成测微头6的动力输出端，本实施例中旋转筒31的动力输入端通过联轴器9与步进电机10的动力输出轴传动连接，固定壳体32上设置有用于供固定装置8夹持的凹槽28，固定装置8通过紧固螺钉7对固定壳体32进行夹持固定。
[0020]基座I上设置有导向沿左右方向延伸的前后间隔布置的两个导轨26和设置于导轨26左右两端的导轨固定座11，导轨26上导向移动装配有滑块5，滑块5下表面设置有用于卡座于导轨26上的长槽，长槽的左右两端于导轨26与相应的槽壁之间均设置有滚珠12，传动支架3设置于滑块5的左端，传动支架3后端与测微螺杆4传动连接，滑块5的右端设置有安装支架17，安装支架17上设置有用于供剪切玻璃片19安装并对其进行固定的固定夹头18，传动支架3的前端上设置有在安装剪切玻璃片19时可左右伸缩的弹性夹头24，弹性夹头24内部设置有轴线沿左右方向延伸的弹簧25，弹性夹头24方便剪切玻璃片19的安装。滑块5的右端与相应的导轨固定座11之间设置有回复弹簧14，回复弹簧14的一端与滑块5相连，另一端通过弹簧固定螺钉13连接于右侧的导轨固定座上，用于带动滑块5向右运动。基座I上于导轨26的左、右端部的一侧均设置有光电限位开关16，传动支架3和安装支架17上均设置有与相应的光电限位开关16配合使用的金属片2。
[0021]热台23，如图3所示，包括壳体33和设置于壳体33内部的从下向上布置的夹持块36、试验块35和夹持块上盖34，夹持块36、试验块35和夹持块上盖34均为两个并左右对称布置。各夹持块36均为分体式结构，包括上下对接装配的上夹持块和下夹持块，各夹持块36上均设置有横跨上、下对接面的供加热体37安装的加热体凹槽和用于对夹持块36进行冷却的冷却管道，冷却管道中安装有冷却铜管20，加热体凹槽内安装有加热体37。各试验块35的下表面均设置有第一凹槽，第一凹槽与夹持块36的上表面形成第一腔体，试验块35的上表面设置有第二凹槽，夹持块上盖34的下表面设置有第三凹槽，第二凹槽与第三凹槽形成样品池，试验块35的上表面与夹持块上盖34的下表面对应设置有长槽一起形成供剪切玻璃片19左右移动伸入的剪切孔，夹持块上盖34的上表面设置有第四凹槽，第四凹槽与壳体33的上顶板形成第二腔体，其中第一腔体与第二腔体中分别设置有第一玻璃片42和第二玻璃片39，起到隔绝外界气体，保护样品池不受外界气体和杂质的干扰，样品池的底板和顶板上分别设置有样品池上玻璃片40和样品池下玻璃片41，剪切玻璃片19位于样品池上玻璃片40和样品池下玻璃片41之间。各试验块35上均设置有热敏电阻38用于检测样品池的温度。热台23上设置有可供可见光、红外光、X射线等检测信号通过的通光孔22，以实现原位在线监测样品熔体变化的过程。基座I上设置有三个夹紧螺钉21，以方便夹持固定偏光显微镜或者红外线光谱仪等仪器的下端光源圆周。
[0022]本实用新型的一种剪切热台的工作过程为:将样品放入样品池中进行加热，一段时间后通过夹持块36上的冷却铜管20对样品池进行冷却使样品熔体进行结晶，由热敏电阻38检测样品池中的温度，可是指导加热时间、冷却时间及冷却剂流量的调节，通过软件设定步进电机10的转速和步数，通过测微螺杆4向左顶推传动支架3以使剪切玻璃片19向左运动，测微螺杆4向右收回时，此时由回复弹簧14带动传动支架3向右运动，来实现剪切玻璃片19在样品池中左右直线往复振荡运动以对熔体进行左右方向上的直线往复式剪切，通过检测仪器原位在线观察样品的结晶状态，并通过测微头6可以读出剪切玻璃片的位移等试验数据。
[0023]本实用新型的一种剪切热台总体尺寸较小，供偏光显微镜、红外光谱仪和X射线仪等仪器检测的热台窗口处的总厚度仅为19mm，能够方便用于实验室相关仪器中，普适性强并提高了检测结果的准确性和科学性。
[0024]在本实用新型的其他实施例中，剪切玻璃片也可以由透明的其他材料的剪切片代替;可以将测微螺杆与传动支架固定连接，此时不需要设置回复弹簧，而直接由测微螺杆带动传动支架左右运动；回复弹簧也可以有两个分别设置于滑块与相应的导轨固定座之间和传动支架与相应的导轨固定座之间；导向机构也可以不包括滑块，而在传动支架上设置于导轨导向移动配合的滑槽;也可以不设置导轨，而在基座上设置沿左右方向延伸的导向槽，在滑块或传动支架上设置于导向槽导向移动配合的导向凸起;传动支架和安装支架上可以均设置弹性夹头或者均设置固定夹头;本实施例中导轨为一个，在其他实施例中导轨的数量可以为一个或多个;动力输入件除了本实施例中的旋转筒，还可以是螺母;旋转筒与测微螺杆之间也可以采用沿左右方向延伸的花键传动连接;导向件除了可以是本实施例中的导向筒，也可以采用螺母。
【主权项】
1.一种剪切热台，包括测微头、热台和剪切片，其特征在于:所述测微头与热台前后并列设置，测微头具有动力输出端，所述测微头的动力输出端传动连接有沿前后方向延伸的传动支架，传动支架与剪切片传动连接并能够带动剪切片左右运动。2.根据权利要求1所述的一种剪切热台，其特征在于:所述剪切热台包括基座，基座上设置有导向沿左右方向延伸的导向机构，传动支架与导向机构导向移动配合。3.根据权利要求2所述的一种剪切热台，其特征在于:所述导向机构为设置于基座上的导向沿左右方向延伸的导轨和导向移动装配于导轨上的滑块，所述传动支架连接于滑块的左端。4.根据权利要求3所述的一种剪切热台，其特征在于:所述滑块的右端连接有安装支架，剪切片的两端分别安装于传动支架和安装支架上。5.根据权利要求4所述的一种剪切热台，其特征在于:所述传动支架和安装支架至少一个上设置有在剪切片安装时可左右伸缩的弹性夹头。6.根据权利要求1-5任一项所述的一种剪切热台，其特征在于:所述剪切热台还包括驱动传动支架左右动作的驱动机构。7.根据权利要求6所述的一种剪切热台，其特征在于:所述测微头还具有动力输入端，所述驱动机构为与测微头的动力输入端传动连接以带动传动支架左右运动的步进电机。8.根据权利要求3所述的一种剪切热台，其特征在于:所述剪切热台还包括驱动传动支架左右动作的驱动机构，所述测微头还具有动力输入端，所述驱动机构为与测微头的动力输入端传动连接以带动传动支架向左运动的步进电机和设置于所述滑块上的用于带动滑块向右运动的回复弹簧。9.根据权利要求7所述的一种剪切热台，其特征在于:所述测微头包括轴线沿左右方向延伸的固定壳体、设置于固定壳体内部的可左右动作的测微螺杆和转动装配于固定壳体内部的动力输入件，固定壳体上设有用于限制动力输入件轴向移动的限位结构，动力输入件与测微螺杆传动连接以带动测微螺杆输出左右直线动作。10.根据权利要求9所述的一种剪切热台，其特征在于:所述固定壳体内部于动力输入件的左侧固连有与测微螺杆螺纹传动配合的导向件，动力输入件与测微螺杆之间采用沿左右方向延伸的花键传动连接。
【文档编号】G01N25/00GK205449838SQ201620004789
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月6日
【发明人】张彬, 陈静波, 陈金龙, 王正亚, 王岗, 周艳萍
【申请人】郑州大学