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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 智能平板刮膜機(jī)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 智能平板刮膜機(jī)是為了解決化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)、科研、教學(xué)等領(lǐng)域中工作人員機(jī)器自動(dòng)作業(yè)代替人工作業(yè)問(wèn)題。 智能平板刮膜機(jī)能夠進(jìn)行刮刀速度調(diào)節(jié)、刮板溫度設(shè)定和控制、刮膜厚度調(diào)節(jié)等功能。技術(shù)關(guān)鍵在于對(duì)膜的厚度精度控制和溫度控制。 本作品在測(cè)試中已實(shí)現(xiàn)了智能平板刮膜機(jī)的要求，膜的厚度調(diào)節(jié)可以做到0.1mm的精度、溫度控制偏差在2℃內(nèi)、刮刀速度可調(diào)節(jié)。
- 詳細(xì)介紹：
- 自從發(fā)明了相轉(zhuǎn)換法制得到具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的非對(duì)稱(chēng)性醋酸纖維素反滲透膜后，這一方法得到了廣泛的應(yīng)用和研究，用于制備從滲透汽化膜、氣體分離膜、反滲透膜等致密皮層分離膜，到超濾膜、微濾膜等有孔分離膜。這種方法按工藝特點(diǎn)的不同可分為濕法、干法、干濕法，無(wú)論是在氣體環(huán)境中分相的干法制膜，還是在液體凝膠浴環(huán)境中分相的濕法制膜，或是二者結(jié)合的干濕法，其基本原理都是液態(tài)膜與環(huán)境進(jìn)行溶劑、非溶劑的逆向傳質(zhì)，改變液態(tài)膜內(nèi)的組成，使其越過(guò)分相線，進(jìn)入熱力學(xué)非穩(wěn)態(tài)區(qū)內(nèi)發(fā)生分相，最后聚合物濃相固化構(gòu)成膜結(jié)構(gòu)支撐體、聚合物稀相經(jīng)后處理除去后形成膜內(nèi)孔隙.膜結(jié)構(gòu)的最終形狀取決于液態(tài)膜內(nèi)組成的變化速度、鑄膜液體系的分相熱力學(xué)和分相動(dòng)力學(xué)，因而對(duì)于特定組成的鑄膜液，制膜時(shí)的一些工藝條件如液態(tài)膜厚、環(huán)境組成(如干法時(shí)的相對(duì)濕度、 溶劑蒸汽濃度、 濕法時(shí)的凝膠浴組成) 、 溫度、對(duì)流狀態(tài)等都會(huì)通過(guò)影響溶劑、非溶劑的傳質(zhì)速度以及鑄膜液體系的分相情況從而影響膜結(jié)構(gòu)和膜性能。 眾多的研究表明，制膜時(shí)的一些工藝條件顯著影響著最終的膜結(jié)構(gòu)和膜性能.因此科研中一種能調(diào)節(jié)控制各工藝條件的刮膜機(jī)對(duì)研究相轉(zhuǎn)換成膜技術(shù)是非常重要的，可以使膜的研制過(guò)程中各項(xiàng)指標(biāo)定量化，將每一個(gè)對(duì)膜性能有影響的因素都置于定量控制下，從而能精確地研究工藝條件對(duì)膜結(jié)構(gòu)和性能的影響，確定獲得最佳膜性能的工藝條件，使膜的研制具有重復(fù)性。 智能平板刮膜機(jī)正是在這樣的情況下提出來(lái)的，智能平板刮膜機(jī)工作過(guò)程是將涂布基板被固定于基座上，在驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)下刮刀勻速往復(fù)運(yùn)動(dòng)，保證鑄膜和刮平始終在同一平面內(nèi)進(jìn)行，使得刮刀底部與膜片間在刮平過(guò)程中為水平面接觸，在刮膜過(guò)程中可使基層表面光滑平整，因此所制得的膜可單獨(dú)成型，也可以按照需要在基材上成型，并且利用膜厚調(diào)節(jié)裝置使得成品膜的厚度均勻、誤差小、精度高，可精確控制制膜工藝，智能平板刮膜機(jī)可用于多種行業(yè)的膜技術(shù)研究課題。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 智能平板刮膜機(jī)是為了解決化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)、科研、教學(xué)等領(lǐng)域中工作人員機(jī)器自動(dòng)作業(yè)代替人工作業(yè)問(wèn)題。 智能平板刮膜機(jī)能夠進(jìn)行刮刀速度調(diào)節(jié)、刮板溫度設(shè)定和控制、刮膜厚度調(diào)節(jié)等功能。技術(shù)關(guān)鍵在于對(duì)膜的厚度精度控制和溫度控制。 本作品在測(cè)試中已實(shí)現(xiàn)了智能平板刮膜機(jī)的要求，膜的厚度調(diào)節(jié)可以做到0.1mm的精度、溫度控制偏差在2℃內(nèi)、刮刀速度可調(diào)節(jié)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 智能平板刮膜機(jī)膜厚度調(diào)節(jié)用螺旋測(cè)微頭以達(dá)到精度要求，刮膜機(jī)采用雙直線導(dǎo)軌和步進(jìn)電機(jī)做運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)，主控制器采用C8051F020高性能、混合型單片機(jī)，驅(qū)動(dòng)電路采用恒流驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)可實(shí)現(xiàn)刮膜機(jī)運(yùn)行的快速反應(yīng)、且運(yùn)行穩(wěn)定可靠。刮膜機(jī)采用液晶觸摸屏進(jìn)行人機(jī)對(duì)話。在溫度檢測(cè)電路中選擇DS18B20溫度傳感器，接口簡(jiǎn)單，精度高，穩(wěn)定性好。 在軟件方面為了調(diào)試方便采用模塊化結(jié)構(gòu)，溫度調(diào)節(jié)采用PID算法提高了溫度控制精度。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 鹽城工學(xué)院第十五屆校園科技文化藝術(shù)節(jié)“挑戰(zhàn)杯”課外學(xué)術(shù)科技作品一等獎(jiǎng)
作品所處階段
- B中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 技術(shù)轉(zhuǎn)讓或合作生產(chǎn)
作品可展示的形式
- ■實(shí)物、產(chǎn)品 ■現(xiàn)場(chǎng)演示 ■圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 首先，根據(jù)膜的工藝要求，在主界面中選擇“工藝參數(shù)”進(jìn)入工藝參數(shù)菜單，在工藝菜單左下角選擇“設(shè)置”進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)置菜單，按提示輸入溫度、刮刀速度、P參數(shù)、I參數(shù)和D參數(shù)，每設(shè)置一個(gè)參數(shù)要按 “確定”鍵確認(rèn)否則無(wú)效，設(shè)置好參數(shù)返回主菜單系統(tǒng)準(zhǔn)備就緒，用戶可以選擇手動(dòng)或自動(dòng)方式投入運(yùn)行。 本課題專(zhuān)門(mén)針對(duì)在生產(chǎn)中或科研教學(xué)中制膜設(shè)備的研制，取得了良好的效果。系統(tǒng)有效地解決了人工操作的諸多缺陷，實(shí)現(xiàn)了高精度刮刀調(diào)節(jié)，刮板溫度可自動(dòng)調(diào)節(jié)且精度高，制出的膜各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)良，本系統(tǒng)投入使用將為用戶帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 自從發(fā)明了相轉(zhuǎn)換法制得到具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的非對(duì)稱(chēng)性醋酸纖維素反滲透膜后，這一方法得到了廣泛的應(yīng)用和研究，用于制備從滲透汽化膜、氣體分離膜、反滲透膜等致密皮層分離膜，到超濾膜、微濾膜等有孔分離膜。根據(jù)工藝要求，智能平板刮膜機(jī)主要有如下功能和技術(shù)指標(biāo)： （1）、刮刀調(diào)節(jié)精度要優(yōu)于0.1mm; （2）、對(duì)刮板溫度控制在±2℃內(nèi); （3）、刮刀移動(dòng)速度要能調(diào)節(jié); （4）、控制器要用LCD觸摸屏，分辨率不小于320X240; （5）、運(yùn)行參數(shù)設(shè)定后要保存，下次開(kāi)機(jī)后能自動(dòng)恢復(fù)上次設(shè)定的參數(shù)； （6）、刮刀移動(dòng)可以自動(dòng)也可手動(dòng)，移動(dòng)中可以隨時(shí)停止； 主要部件材料：刮刀為鋁材；刮板為不銹鋼材質(zhì)； 本作品專(zhuān)門(mén)針對(duì)生產(chǎn)中或科研教學(xué)中制膜設(shè)備，各指標(biāo)都達(dá)到要求并取得了良好的效果。系統(tǒng)有效地解決了人工操作的諸多缺陷，實(shí)現(xiàn)了高精度刮刀調(diào)節(jié)，刮板溫度可自動(dòng)調(diào)節(jié)且精度高，制出的膜各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)良，本系統(tǒng)投入使用將為用戶帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益。該作品對(duì)現(xiàn)有的平板刮膜機(jī)進(jìn)行了技術(shù)革新，解決了現(xiàn)有的刮膜機(jī)存在手動(dòng)控制精度不高的問(wèn)題，作品首次將刮板進(jìn)行恒溫控制，本平板刮膜機(jī)特別適用于科研和教學(xué)，作品整體設(shè)計(jì)創(chuàng)新性較強(qiáng)。
