一种管道内表面镀膜装置及其使用方法

摘要

本申请涉及表面镀膜技术领域，尤其是涉及一种管道内表面镀膜装置及其使用方法，管道内表面镀膜装置包括用于固定被镀管的固定座以及罩设在管道内表面镀膜装置外部的壳体，壳体内部形成有真空腔室，被镀管两端各设置有一个电极，电极与设置在真空腔室外的蒸发电源连接，两个电极之间连接有电阻丝，电阻丝穿设在被镀管的内部，电阻丝上缠绕有蒸镀材料丝；本申请具有使管道内表面镀膜装置能够对任意内径大小的管道进行镀膜，以提高管道内表面镀膜装置的适用范围的效果。

权利要求

1.一种管道内表面镀膜装置，其特征在于：包括用于固定被镀管(8)的固定座(5)以及罩设在管道内表面镀膜装置外部的壳体(1)，所述壳体(1)内部形成有真空腔室，所述被镀管(8)两端各设置有一个电极(6)，所述电极(6)与设置在所述真空腔室外的蒸发电源连接，两个所述电极(6)之间连接有电阻丝(9)，所述电阻丝(9)穿设在所述被镀管(8)的内部，所述电阻丝(9)上缠绕有蒸镀材料丝(10)；

两个所述电极(6)之间连接有与所述被镀管(8)平行的电极杆(7)，所述电阻丝(9)均匀缠绕在所述电极杆(7)的表面；

所述被镀管(8)与所述固定座(5)转动连接，管道内表面镀膜装置还包括用于带动所述被镀管(8)转动的驱动组件(3)；所述固定座(5)设置有两个，两个所述固定座(5)分别位于所述被镀管(8)的两端，每个所述固定座(5)上开设有可供所述被镀管(8)通过的通孔，通孔内嵌设有轴承(11)，所述轴承(11)的内圈固接有卡盘(12)，所述被镀管(8)通过所述卡盘(12)与所述轴承(11)的内圈固接；通过调节所述卡盘(12)，能够实现对不同直径的所述被镀管(8)进行夹持固定；

所述驱动组件(3)包括设置在所述真空腔室外部的电机(301)，所述电机(301)的输出轴同轴固接有设置在所述真空腔室内部的齿轮(302)，所述被镀管(8)外壁上连接有连接块(303)，所述连接块(303)能够与所述齿轮(302)啮合；

所述连接块(303)上沿所述连接块(303)径向方向开设有多个滑槽(14)，所述滑槽(14)内滑动连接有用于夹持被镀管(8)的滑块（13），所述滑块（13）上设置有能够与所述连接块（303）抵接的顶丝(15)。

2.根据权利要求1所述的管道内表面镀膜装置，其特征在于：所述壳体(1)上连通有排气阀（16），所述排气阀（16）上连通有排气管（17），所述排气管（17）与外部真空设备连通。

3.根据权利要求2所述的管道内表面镀膜装置，其特征在于：所述壳体(1)上连通有用于检测所述真空腔室内部真空度的真空度检测装置（2）。

4.根据权利要求1所述的管道内表面镀膜装置，其特征在于：所述被镀管(8)外壁上设置有用于进行冷却的水冷组件(4)。

5.根据权利要求4所述的管道内表面镀膜装置，其特征在于：所述水冷组件(4)包括设置在所述被镀管(8)外壁上的水冷头(405)，所述水冷头(405)连通有水泵(402)，所述水泵(402)连通有换热器(401)，所述换热器(401)连通有水箱(404)，所述水箱(404)与所述水冷头(405)连通。

6.一种管道内表面镀膜装置的使用方法，采用权利要求1‑5任一所述的管道内表面镀膜装置，其包括以下步骤：步骤一、把所述蒸镀材料丝(10)缠绕在所述电阻丝(9)的外侧；

步骤二、清洗所述被镀管(8)内壁；

步骤三、将所述被镀管(8)固定在所述真空腔室内的所述固定座(5)上；

步骤四、将所述电阻丝(9)穿设在所述被镀管(8)内部；

步骤五、将所述电阻丝(9)与两端所述电极(6)连接；

步骤六、将所述连接块(303)与所述被镀管(8)外壁固定；

步骤七、将所述真空腔室抽至真空；

步骤八、开启所述电机(301)和所述蒸发电源，缓慢加电流，开始镀膜；

步骤九、镀膜完成，拆卸所述被镀管(8)。

说明书

一种管道内表面镀膜装置及其使用方法

技术领域

[0001] 本申请涉及表面镀膜技术领域，尤其是涉及一种管道内表面镀膜装置及其使用方法。

背景技术

[0002] 随着科技的发展，在医疗器械等器件的零部件中，细长的管道内表面往往需要经过特定处理，以满足内表面耐腐蚀或者内表面光的折线传播等要求。

[0003] 相关技术记载的管道内表面处理方法，包括添加另一个管道、喷漆、电镀、镀膜等方法，其中，由于镀膜能够达到更好的处理效果，表面镀膜已被广泛使用。现在，通常采用真空镀膜，具体的，真空镀膜是指在真空环境中把金属、合金或化合物进行溅射，使其在被涂覆的物体上凝固并沉积的方法，真空镀膜使固体表面具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀等许多优越性能。这种真空镀膜技术已在航空航天、医疗、机械等多个领域得到应用。

[0004] 其中，真空镀膜中最新的镀膜技术为磁控溅射方法，磁控溅射的基本原理是利用混合气体中的等离子体在电场和交变磁场的作用下，被加速的高能粒子轰击靶材表面，能量交换后，靶材表面的原子脱离原晶格而逸出，转移到基体表面而成膜。磁控溅射的特点是成膜速率高、膜的粘附性好、可实现大面积镀膜。但是，磁控溅射镀膜方法对被镀管的直径有一定的限制，这种镀膜方法只能对被镀管内径大于50毫米的管道镀膜，不适用于内径小于50毫米的细长管道。

发明内容

[0005] 为了使管道内表面镀膜装置能够对任意内径大小的管道进行镀膜，以提高管道内表面镀膜装置的适用范围，本申请提供一种管道内表面镀膜装置及其使用方法。

[0006] 第一方面，本申请提供一种管道内表面镀膜装置，采用如下的技术方案：

[0007] 一种管道内表面镀膜装置，包括用于固定被镀管的固定座以及罩设在管道内表面镀膜装置外部的壳体，所述壳体内部形成有真空腔室，所述被镀管两端各设置有一个电极，所述电极与设置在所述真空腔室外的蒸发电源连接，两个所述电极之间连接有电阻丝，所述电阻丝穿设在所述被镀管的内部，所述电阻丝上缠绕有蒸镀材料丝。

[0008] 通过采用上述技术方案，开启蒸发电源，缓慢加电流，使得电阻丝的热量不断升高，直至蒸发材料丝气化，气化的蒸镀材料丝飘散至被镀管的内表面凝聚成镀膜。这种管道内表面镀膜方法能够对任意管径大小的管道进行镀膜，特别是直径50mm以下的细长管道，也针对性地解决了50mm及以下管道镀膜、防腐、光的传输等难题，使得本管道内表面镀膜装置具有更广的适用范围。

[0009] 可选的，所述被镀管与所述固定座转动连接，管道内表面镀膜装置还包括用于带动所述被镀管转动的驱动组件。

[0010] 通过采用上述技术方案，驱动组件能够带动被镀管转动，这样能够确保膜层厚度一致，均匀性良好。

[0011] 可选的，所述驱动组件包括设置在所述真空腔室外部的电机，所述电机的输出轴同轴固接有设置在所述真空腔室内部的齿轮，所述被镀管外壁上连接有连接块，所述连接块能够与所述齿轮啮合。

[0012] 通过采用上述技术方案，启动电机，通过齿轮与连接块，被镀管能够在固定座上实现转动。

[0013] 可选的，所述连接块上沿所述连接块径向方向开设有多个滑槽，所述滑槽内滑动连接有用于夹持被镀管的滑块，所述滑块上设置有能够与所述连接块抵接的顶丝。

[0014] 通过采用上述技术方案，可以根据不同直径的被镀管滑动滑块以实现对被镀管的夹持，这样，连接块能够实现对不同直径的管道进行夹持固定。

[0015] 可选的，所述壳体上连通有排气阀，所述排气阀上连通有排气管，所述排气管与外部真空设备连通。

[0016] 通过采用上述技术方案，便于将真空腔室抽至真空状态。

[0017] 可选的，所述壳体上连通有用于检测所述真空腔室内部真空度的真空度检测装置。

[0018] 通过采用上述技术方案，能够对真空腔室的真空度进行实时检测。

[0019] 可选的，所述固定座上设置有轴承，所述轴承的内圈固接有用于夹持固定所述被镀管的卡盘。

[0020] 通过采用上述技术方案，卡盘能够实现对不同直径的被镀管进行夹持固定，卡盘和轴承的配合能够满足被镀管转动的要求。

[0021] 可选的，所述被镀管外壁上设置有用于进行冷却的水冷组件。

[0022] 通过采用上述技术方案，水冷组件能够在蒸镀过程中对被镀管冷却。

[0023] 可选的，所述水冷组件包括设置在所述被镀管外壁上的水冷头，所述水冷头连通有水泵，所述水泵连通有换热器，所述换热器连通有水箱，所述水箱与所述水冷头连通。

[0024] 通过采用上述技术方案，这样形成一个能够水循环回路，能够连续对被镀管进行冷却。

[0025] 第二方面，本申请提供一种管道内表面镀膜装置的使用方法，采用如下的技术方案：

[0026] 一种管道内表面镀膜装置的使用方法，包括以下步骤:

[0027] 步骤一、把所述蒸镀材料丝缠绕在所述电阻丝的外侧；

[0028] 步骤二、清洗所述被镀管内壁；

[0029] 步骤三、将所述被镀管固定在所述真空腔室内的所述固定座上；

[0030] 步骤四、将所述电阻丝穿设在所述被镀管内部；

[0031] 步骤五、将所述电阻丝与两端所述电极连接；

[0032] 步骤六、将所述连接块与所述被镀管外壁固定；

[0033] 步骤七、将所述真空腔室抽至真空；

[0034] 步骤八、开启所述电机和所述蒸发电源，缓慢加电流，开始镀膜；

[0035] 步骤九、镀膜完成，拆卸所述被镀管。

[0036] 通过采用上述技术方案，通过真空腔室形成真空环境，在真空环境下利用电阻丝产生的高温将蒸镀材料丝气化，气化的蒸镀材料丝均匀凝聚在旋转的被镀管的内壁上，本管道内表面镀膜装置使用方法简单，本管道内表面镀膜装置能够适用的管道尺寸更广，实用性更强。

[0037] 综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

[0038] 1.本申请设置有电极、电极杆、电阻丝以及蒸镀材料丝，电极杆的两端分别与电极连接，电阻丝缠绕在电极杆上，蒸镀材料丝均匀缠绕在电阻丝的外侧，缠绕着电阻丝和蒸镀材料丝的电极杆穿设在管道内部，开启蒸发电源，缓慢加电流，使电阻丝上的蒸镀材料丝蒸镀在管道内壁，实现管道内壁的镀膜。这种镀膜方法能够对任意管径大小的被镀管进行镀膜，使得镀膜装置具有更广的适用范围，同时蒸镀材料丝和被镀管内壁距离近，能够提高镀层和被镀管内壁之间的附着力；

[0039] 2.本申请设置有驱动组件，驱动组件包括电机、齿轮和连接块，电机的输出轴与主动齿轮固接，连接块与被镀管的外表面固定，连接块能够与齿轮啮合，被镀管转动连接在固定座上，电机开启，进而带动被镀管旋转，这样能够确保膜层厚度一致，均匀性良好；

[0040] 3.本申请设置有水冷组件，由于在电极通电后，蒸镀时的温度较高，水冷组件具有冷却速度快、冷却均匀的特点，水冷组件中的水冷头加装在管道外壁上，能够在蒸镀过程中为被镀管冷却。

附图说明

[0041] 图1是本实施例中的管道内表面镀膜装置的俯视图；

[0042] 图2是本实施例中的管道内表面镀膜装置的局部剖视图；

[0043] 图3是本实施例中的固定座的正视图；

[0044] 图4是本实施例中的连接块的正视图；

[0045] 图5是本实施例中的管道内表面镀膜装置将壳体隐藏后的结构示意图；

[0046] 图6是本实施例中的管道内表面镀膜装置使用方法的流程图。

[0047] 附图标记说明：1、壳体；2、真空度检测装置；3、驱动组件；301、电机；302、齿轮；303、连接块；4、水冷组件；401、换热器；402、水泵；403、输水管；404、水箱；405、水冷头；5、固定座；6、电极；7、电极杆；8、被镀管；9、电阻丝；10、蒸镀材料丝；11、轴承；12、卡盘；13、滑块；
14、滑槽；15、顶丝；16、排气阀；17、排气管。

具体实施方式

[0048] 以下结合附图1‑6对本申请作进一步详细说明。

[0049] 本镀膜装置用于对被镀管的内表面进行镀膜，本镀膜装置需在真空状态下实现管道内壁的镀膜。

[0050] 本申请实施例公开一种管道内表面镀膜装置，参照图1和图2，管道内表面镀膜装置包括壳体1、用于固定被镀管8的固定座5以及位于被镀管8两端的两个电极6，壳体1内部形成有真空腔室，两个电极6连接有设置在真空腔室外部的蒸发电源（图中未示出），两个电极6之间连接有与被镀管8平行的电极杆7，电极杆7沿被镀管8的轴线穿设在被镀管8内，电极杆7的表面均匀缠绕有电阻丝9，电阻丝9的外侧均匀缠绕有与被镀管8长度相同的蒸镀材料丝10。

[0051] 开启蒸发电源，缓慢加电流，使得电阻丝9的热量不断升高，直至蒸镀材料丝10气化，气化的蒸镀材料丝10移动至被镀管8的内表面凝聚成镀膜。这种管道内表面镀膜方法能够对任意管径大小的管道进行镀膜，特别是直径50mm以下的细长管道，也针对性解决了50mm及以下管道镀膜、防腐、光的传输等难题，使得本管道内表面镀膜装置具有更广的适用范围，同时蒸镀材料丝10与被镀管8内壁距离较近，能够提高镀层和被镀管8内壁之间的附着力。

[0052] 本实施例中，电极杆7能够提高蒸镀材料丝10的蒸发速度，以提高镀膜速度。当然，也可以仅通过电阻丝9和蒸镀材料丝10组合实现镀膜，即蒸镀材料丝10直接缠绕在电阻丝9上，电阻丝9直接穿设在被镀管8内，电阻丝9的两端分别与两个电极6连接以实现被镀管8内壁镀膜。

[0053] 当被镀管8的内径大于50毫米时，镀层的面积较大，为了保证镀层的均匀性，需要在电阻丝9上缠绕大量的蒸镀材料丝10，这样会影响蒸镀材料丝10的气化，进而影响镀膜的速率。为了提高较大内径的被镀管8的蒸镀速率，电极杆7上可以替换为蒸发舟，电阻丝9与蒸发舟连接，蒸镀材料丝10放置在蒸发舟上，当然，蒸发舟也可以蒸镀粉末以及液体材料，这种电阻丝9、蒸镀材料丝10以及蒸发舟的组合能够提高蒸镀材料丝10的气化速率，从而提高镀膜速率。本实施例中，仅以电极杆7、电阻丝9和蒸镀材料丝10的组合为例进行具体说明。

[0054] 具体的，电阻丝9具有熔点高、蒸镀材料丝10蒸发过程不与电阻丝9发生反应或者互熔，电阻丝9的材料可以采用钨、钽、钼等，本实施例中，电阻丝9的材料不做具体限制，使用时可以根据蒸镀材料丝10的材质、镀膜厚度等实际情况进行选择。

[0055] 蒸镀材料丝10的材料可以采用铝、镍、氟化镁等，本实施例中，蒸镀材料丝10的材料不做具体限制，蒸镀时可以根据被镀管8内表面镀层的要求、被镀管8的工作用途等对蒸镀材料丝10进行选择。同时，可以根据需要的镀膜厚度不同，蒸镀材料丝10可以在电阻丝9上缠绕不同的圈数。

[0056] 为了便于对真空腔室内抽至真空状态，壳体1上连通有排气阀16，排气阀16上连通有用于与外部真空设备连通的排气管17，真空设备可采用压缩机、真空泵等，本实施例中，真空设备不做具体的限制。

[0057] 在蒸镀过程中真空腔室内必须始终保持真空状态，因此需要对真空腔室的真空度进行实时检测，为了便于实时监测，在壳体1上连通有真空度检测装置2，常用的真空度检测装置2有氦质谱检漏仪检测、真空计检测等，本实施例中，对于真空度检测装置2不做具体限制。

[0058] 参照图2和图3，固定座5设置有两个，两个固定座5分别位于被镀管8的两端，每个固定座5上开设有可供被镀管8通过的通孔，通孔内嵌设有轴承11，轴承11内圈固接有卡盘12，被镀管8通过卡盘12与轴承11内圈固接。通过调节卡盘12，能够实现对不同直径的被镀管8进行夹持固定。

[0059] 参照图2，被镀管8与固定座5转动连接，为了带动被镀管8转动，本管道内表面镀膜装置还设置有驱动组件3，驱动组件3包括设置在真空腔室外部的电机301，电机301固接在壳体1上，电机301输出轴的轴线与被镀管8的轴线平行，电机301的输出轴上同轴固接有齿轮302，被镀管8靠近齿轮302的一端设置有能够与齿轮302啮合的齿形的连接块303，连接块303与被镀管8的外表面固接。

[0060] 启动电机301，通过齿轮302与连接块303，被镀管8能够在固定座5上实现转动，这样，蒸发的蒸镀材料丝10能够均匀地在被镀管8的内表面实现镀膜，以保证镀膜层的厚度一致，均匀性良好。

[0061] 当然，驱动组件3也可以采用蜗轮蜗杆传动机构、锥齿轮传动机构等，本实施例中，仅以齿轮传动机构为例进行说明。

[0062] 参照图4，为了连接块303能够实现对不同直径的被镀管8进行夹持固定，连接块303上开设有从连接块303中心向连接块303边缘延伸的三个滑槽14，三个滑槽14沿连接块
303的轴线方向均匀间隔，每个滑槽14内滑动连接有滑块13，滑块13上穿设有顶丝15，顶丝
15能够与连接块303抵接。

[0063] 将被镀管8穿设在连接块303上，滑动滑块13，当滑块13与被镀管8的外表面抵接时，旋拧顶丝15，使顶丝15与连接块303抵接，实现对限位体的固定，同时实现对被镀管8的夹持固定。这样，通过调节滑块13的位置，连接块303能够实现对不同直径的被镀管8夹持，进而提高本管道内表面镀膜装置的适用性。

[0064] 参照图5，由于蒸镀过程中，电阻丝9的温度很高，以保证蒸镀材料丝10气化，因此，被镀管8整体温度较高，为了对被镀管8进行冷却以达到保护的效果，本管道内表面镀膜装置设置有水冷组件4，水冷组件4包括能够安装在被镀管8外壁上的水冷头405以及与水冷头405连通的输水管403，由于真空腔室内部温度高，采用的输水管403能够耐高温。真空腔室外部安装有水泵402、换热器401以及水箱404，水泵402的出水口与换热器401的进水口连通，换热器401的出水口与外部水箱404连通，水箱404与水冷头405的进水口连通，水冷头
405的出水口与水泵402的进水口连通，这样形成一个水循环回路，能够连续对被镀管8进行冷却。

[0065] 本申请实施例一种管道内表面镀膜装置的实施原理为：将被镀管8的两端通过卡盘12固定在固定座5上，将连接块303与被镀管8的外壁固定且与齿轮302实现啮合，然后根据被镀管8的长度以及镀膜厚度，将蒸镀材料丝10均匀缠绕在电阻丝9的外侧，将电极杆7穿设在被镀管8上，并将电极杆7两端分别与相靠近的电极6连接，通过外接真空设备将真空腔室抽至真空状态并对真空腔室进行密闭性检测。检测无误后，电机301开启，带动被镀管8旋转，开启蒸发电源，缓慢加电流，使电阻丝9上的蒸镀材料丝10蒸镀在管道内壁，完成镀膜工艺，实现管道内壁的镀膜。本管道内表面镀膜装置适用的管道范围广，尤其是解决了内径50毫米以下的管道镀膜难题，同时本管道内表面镀膜装置还能够保证镀膜表面质量，镀膜层均匀，镀膜层与管道内壁之间附着力强，能够满足内表面耐腐蚀或者内表面光的折线传输等要求。

[0066] 本申请实施例还公开一种管道内表面镀膜装置的使用方法。参照图6，管道内表面镀膜装置在镀膜过程中，具体实施如下步骤：

[0067] 步骤一，将蒸镀材料丝10均匀缠绕在电阻丝9外侧。

[0068] 根据被镀管8的工作要求，选择合适的蒸镀材料丝10的材料，依据实际的管道长度缠绕相同长度的蒸镀材料丝10，然后根据镀膜厚度，选择合适的蒸镀材料丝10的缠绕方式以及缠绕圈数。当然，对于直径大于50毫米的被镀管8，可以采用蒸发舟方式进行蒸镀。

[0069] 步骤二，清洗被镀管8的内壁。

[0070] 被镀管8的内壁可以采用超声波等清洗方式，使镀膜时内壁管路表面干净清洁，确保镀膜后薄膜与管道内壁结合力牢固。

[0071] 步骤三，将被镀管8通过固定座5固定在真空腔室内。

[0072] 步骤四，把电阻丝9穿设在被镀管8内。

[0073] 步骤五，将电阻丝9连接在两端的电极6上。

[0074] 步骤六，将被镀管8通过连接块303与齿轮302连接。

[0075] 步骤七，将真空腔室抽真空。

[0076] 通过外部真空设备将真空腔室抽至真空，本实施例中，真空抽至10‑4Pa。

[0077] 步骤八，开启电机和蒸发电源，开始镀膜。

[0078] 开启电机301，电机301带动被镀管8旋转，再开启蒸发电源，缓慢地加电流，使电阻丝9上的蒸镀材料丝10蒸镀在被镀管8内壁，实现被镀管8内壁的镀膜。

[0079] 步骤九，镀膜完成，拆除被镀管8。

[0080] 本申请实施例一种管道内表面镀膜装置的使用方法的实施原理为：通过真空腔室形成真空环境，在真空环境下利用电阻丝9产生的高温将蒸镀材料丝10气化，气化的蒸镀材料丝10均匀凝聚在旋转的被镀管8的内壁上，本管道内表面镀膜装置使用方法简单，本管道内表面镀膜装置能够适用的管道尺寸更广，实用性更强。

[0081] 以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。