超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置

技术领域

本发明涉及微孔光学元件MPO技术领域，具体而言涉及一种超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置。

背景技术

微孔光学元件(Micropore optics,MPO)是一种掠入射型高能射线聚焦光学元件，可将x射线和紫外等波段的光子进行聚焦。如图1所示的MPO的微观结构图，MPO是一种玻璃材质的薄片，具有多孔结构，由上百万个微米级尺寸的方形微孔组成，微孔内壁表面具有极低的粗糙度。MPO外形可分为平面和球面两类，其中平面MPO可对发散光进行会聚，球面MPO可对平行光进行会聚。在目前已知的所有X射线光学元件中，MPO在保证大视场、高分辨率的同时，具有最小的体积和质量。

微孔光学元件的复丝拉制属于玻璃加工领域，MPO复丝方正度对MPO的角分辨率贡献度极大，超高方正度的MPO复丝可保正研制出的MPO微孔阵列结构特性好，提高MPO的角分辨率等性能指标。结合图2所示的MPO复丝棒拉制过程，即变径过程，目前MPO复丝方正度的控制难度极大，在高温环境下导致拉制出的复丝较难达到技术要求，良品率较低，如何保证复丝棒拉制具有较稳定的外观形态的同时保证复丝棒不受到损伤，是目前拉制超高方正度MPO的难点。

发明内容

本发明目的在于提供一种适用于拉制超高方正度MPO复丝的拉丝辅助装置，在复丝棒拉制进行超高方正度控制，保证拉制出的复丝方正度，且复丝截面尺寸差(a-b)在1um以内。

为实现上述目的，本发明的第一方面提出一种超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置，所述MPO复丝拉丝辅助装置设置在拉丝炉的端面，并包括：

外夹，构造成为L形状；

内夹，构造成L形状，并且整体尺寸小于所述外夹，所述外夹与内夹互为对角安装，使得外夹至少部分地夹住内夹，并在外夹与内夹之间形成方形合围；

多个滑块，设置在所述方形合围中，所述多个滑块两两邻接以形成位于中心位置的方形孔，所述方形孔构成复丝棒的通过孔；

其中，所述外夹和内夹的每条边上均设置有贯穿的L型槽以及设置在L型槽内的推紧机构，L型槽在所述拉丝炉端面方向上贯穿外夹和内夹截平面，所述推紧机构包括设置在外夹/内夹的外表面的帽、设置在所述帽的内部的夹紧弹簧以及与夹紧弹簧抵接的推紧杆，所述推紧杆被设置成可从内夹/外夹的表面操作以控制其在L型槽中的锁定状态和释放状态切换，其中在所述释放状态下，所述推紧杆受夹紧弹簧作用下，在滑块的侧面垂直的方向上、位于滑槽的一边内，保持与对应的滑块接触并压紧，在所述锁定状态下，所述推紧杆被操作克服夹紧弹簧弹力而与滑块并卡紧在L型槽的另一边。

优选地，所述外夹具有构成直角的两个等长的直角边，在两个直角边的自由端还分别设置有与直角边形成一定夹角连接的包裹部，所述夹角范围在100-135度。

优选地，所述内夹具有构成直角的两个等长的直角边，所述直角边的自由端具有与所述外夹的包裹部适配的过渡部，所述包裹部包在所述过渡部的外部并且二者成嵌套配合关系。

优选地，所述包裹部与对应的直角边接合的部位、在朝向滑块的角度方向形成直角凹陷，并且包裹部的自由端成直角矩形。

优选地，所述内夹的过渡部的截面构造成Z型，并具有相互垂直的三条边，第一条边与中间的第二条边形成的第一矩形角被包括在所述直角凹陷内，中间的第二条边与边缘的第三条边构成第二矩形角至少部分地包裹所述包裹部的自由端的直角矩形。

优选地，所述L型槽具有垂直于滑块的侧边的第一槽位和与第一槽位垂直的第二槽位，其中在所述释放状态下，推紧杆位于所述第一槽位内，在所述锁定状态下，推紧杆卡紧在所述第二槽位内。

优选地，所述第一槽位的长度大于第二槽位的长度。

优选地，所述推紧杆可在所述L型槽内滑动，并且具有突出L型槽的操作部，所述操作部被设置用于供从外部操作以切换推紧杆的位置和状态。

优选地，所述内夹的外边缘、位于其直角边结合的位置还形成有斜边，所述斜边的外侧对应地设置有一夹紧块，所述夹紧块通过固定柱插入到拉丝炉的端面上预定位置的孔位内固定，在所述斜边与夹紧块相对的端面上均一一对应地设置有容纳孔，每一对容纳孔内设置有复位弹簧。

优选地，所述滑块为长方体石英滑块。

优选地，所述内夹、外夹材质为不锈钢材质。

由此，本发明与现有技术相比的显著优点在于：

1、通过内夹和外夹，以精确箍紧复丝棒的石英滑块，尤其可选经过抛光的石英材质滑块表面粗糙度极低，滑块与复丝棒接触面极其光滑，不会对复丝棒表面造成损伤，石英材质滑块软化点较高、膨胀系数极低，能够保证高温环境下滑块不发生微变形，继而保证复丝棒始终为正方形；

2、将滑块收紧的内夹、外夹材质可选为不锈钢，内夹、外夹的内侧面与滑块的侧面接触，保证4个滑块同时都受到挤压，继而保证受到挤压的复丝棒为正方形；

3、将滑块收紧的内夹、外夹夹紧的夹紧块，设有弹簧孔，将弹簧置于弹簧孔内，弹簧的一端与夹紧块的弹簧孔端面接触，另一端与内夹接触，通过弹簧可将内夹、外夹弹性夹紧，保证复丝棒尺寸在发生微量增大时可顺利通过该辅助装置，不会因复丝棒尺寸较大难以通过辅助装置而将复丝棒表面刮伤；

4、用于将滑块收紧的内夹、外夹均设计有L型滑槽，该滑槽内放置推紧杆及夹紧弹簧，推紧杆的一端面与弹簧接触，另一个端面与滑块接触。复丝棒尺寸在发生微量增大时，弹簧受到挤压推子在滑槽内滑动，当复丝棒尺寸恢复正常后，在弹簧作用下推子在滑槽内滑动，始终保证推子的端面与滑块贴紧，继而保证4个滑块无缝贴合，提高复丝棒的方正度，继而保正经过高温拉制后的复丝具有较高的方正度。

5、通过本发明提出的适用于拉制超高方正度MPO复丝的拉丝辅助装置，可在复丝棒拉制部署，保证拉制出的复丝方正度，且复丝截面尺寸差(a-b)在1um以内。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是MPO的微观结构图。

图2是MPO复丝棒拉制过程示意图。

图3是本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置的结构示意图。

图4是本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置的轴视图。

图5是本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置的俯视图。

图6是本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置的滑块部分的局部示意图。

图7是本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置的推紧机构的示意图。

图8是本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置的复位弹簧部分的局部示意图。

图9是本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置的外夹的正视图。

图10是本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置的内夹的正视图。

图11是本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置的推紧杆的等轴侧视图。

图12是本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置的夹紧块的等轴侧视图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图3-图8所示的示例性实施例的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置，MPO复丝拉丝辅助装置设置在拉丝炉的端面，用于高温环境下，拉制超高方正度MPO复丝。传统的拉复丝时，在复丝棒与炉圈封口的缝隙处填充生胶带，因生胶带材料为聚四氟乙烯，材料自身具有耐高温不易燃且光滑等优势，可作为填充材料，但在高温下生胶带易发生收缩且硬化，导致其围成的区域即复丝棒的正方形外形遭到破坏继而导致拉制出的复丝方正度精度较差。

本发明的实施方案中，在采用内夹、外夹和夹紧块保证超高方正度的同时，使用极低膨胀系数的石英材料的滑块，抛光而成的滑块将复丝棒围成正方形的同时，不破坏复丝棒表面光洁度等优势的基础上，保证拉制出的复丝具有超高精度的方正度。

结合图3-5所示，本发明的超高方正度的MPO复丝拉丝辅助装置包括由外夹10、内夹20以及滑块30构成的辅助夹紧装置。结合图3、6，四个滑块30合围在其中心位置形成正方形的孔，夹紧方形的复丝棒100，保证其进入下方的拉丝炉的方正度。

四个滑块30均采用低膨胀系数的石英材料制备，制成长方体形状，尤其是通过抛光打磨后使石英材质滑块表面粗糙度极低，滑块与复丝棒接触面极其光滑，不会对复丝棒表面造成损伤。

图3中，标号110表示拉制后的超高方正度复丝。标号200表示拉丝炉。

本发明的实施例中，拉丝炉采用现有技术的拉丝炉即可。

结合图示，外夹10、内夹20优选地均采用不锈钢制备，均为直角L型形状。

内夹20的整体尺寸小于外夹，如此在安装时，外夹10与内夹20互为对角安装，使得外夹至少部分地夹住内夹，并在外夹与内夹之间合围，在中间形成一个方形合围，滑块30位于该方形合围内，并受外夹与内夹约束和限位。

结合图3-5以及图6，多个滑块两两邻接以形成位于中心位置的方形孔，所述方形孔构成复丝棒100的通过孔。

如图所示3以及图9和10所示，外夹10和内夹20的每条边上均设置有贯穿的L型槽50以及设置在L型槽内的推紧机构60。

L型槽50在拉丝炉端面方向上贯穿外夹和内夹截平面。结合图示，L型槽具有长边和短边，即垂直于滑块30的侧边的第一槽位51和与第一槽位垂直的第二槽位52。

如图所示，推紧机构包括设置在外夹/内夹的外表面的帽61、设置在帽的内部的夹紧弹簧62以及与夹紧弹簧抵接的推紧杆63，推紧杆被设置成可从内夹10/外夹20的表面操作，以控制其在L型槽中的锁定状态和释放状态切换。优选地，推紧杆63具有凸出L型槽的操作部63A，以利于操作人员从外部进行位置和状态调节与切换。

结合图示，推紧杆具有用于与滑块顶推的第一接触部63B以及用于接合到夹紧弹簧的第二接触部63C。为了保证顶推的受力面，两个接触部都为圆柱体结构，且第一接触部的截面尺寸大于第二接触部的尺寸。

其中，结合图7和8所示，在释放状态下，推紧杆63受夹紧弹簧62作用下，在滑块30的侧面垂直的方向上、位于滑槽的一边内，保持与对应的滑块接触并压紧；在锁定状态下，推紧杆被操作克服夹紧弹簧弹力而与滑块并卡紧在L型槽的另一边。

结合图示，其中在释放状态下，推紧杆位于所述第一槽位51内，在锁定状态下，推紧杆卡紧在所述第二槽位52内。

优选地，第一槽位的长度大于第二槽位的长度。

如此，当推紧杆62处于释放位置时，夹紧弹簧62处于伸长状态，夹紧弹簧将推紧杆顶紧，使得各个滑块之间相互贴紧，将复丝棒围成在一个正方形区域内，从而保证复丝棒的方正度。在需要切换时，通过操作人员将推紧杆朝向夹紧弹簧方向压紧使其脱离滑块，并横向推入第二槽位内进行卡紧。

优选地，外夹10具有构成直角的两个等长的直角边11，在两个直角边的自由端还分别设置有与直角边形成一定夹角连接的包裹部12，夹角范围在100-135度。

内夹20具有构成直角的两个等长的直角边21，直角边21的自由端具有与外夹的包裹部适配的过渡部22，包裹部12包在过渡部22的外部并且二者成嵌套配合关系。

结合图5所示，包裹部12与对应的直角边接合的部位、在朝向滑块的角度方向形成直角凹陷13，并且包裹部的自由端14成直角矩形。

结合图5，内夹20的过渡部22的截面构造成Z型，并具有相互垂直的三条边，第一条边22A与中间的第二条边22B形成的外凸式的第一矩形角被包括在直角凹陷内，中间的第二条边22B与边缘的第三条边22C构成内凹式的第二矩形角，该第二矩形角至少部分地包裹包裹部的自由端的直角矩形。如此，在两者之间形成直角嵌套和限位关系，保证中心的方正度。

结合图12所示，内夹20的外边缘、位于其直角边结合的位置还形成有斜边23，斜边的外侧对应地设置有一夹紧块80，夹紧块80通过固定柱81插入到拉丝炉的端面上预定位置的孔位内固定。对应地，在斜边与夹紧块相对的端面上均一一对应地设置有容纳孔83，每一对容纳孔内设置有复位弹簧82。

如此，拉复丝时，复丝棒在推动机构的作用下被缓慢推入到拉丝炉中，因复丝棒由单丝捆扎而成，而单丝的丝巾并未绝对标准(零误差)，因此复丝棒的外形尺寸在轴向方向上存在细微的波动。结合图12，本发明采用复位弹簧作为因复丝棒尺寸波动导致滑块被撑开后复位的保障执行部件，丝径尺寸波动后复位，要求滑块必须复位即复丝棒始终被滑块包围，可实时保证复丝棒处于被挤压，结合方正度的保证，可保证整个拉复丝的过程中，复丝棒始终保持被挤压成方形的状态，继而保证在拉制出的复丝具有超高方正度的要求。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。