CN107955980A - 杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置及其使用方法。所述静电纺丝装置包括多个通过耐腐蚀性绝缘杆件连接的球形喷头，耐腐蚀性绝缘杆件与电机传动装置连接；球形喷头设于储液装置的顶部，球形喷头设于金属圆环内，金属圆环表面的金属接线柱与高压发生器连接。使用方法为，打开控制阀门、供液泵，使储液瓶中的纺丝液流入储液装置中；待储液装置中纺丝液的液面高于球形喷头的底面后，打开电机传动装置，使球形喷头转动；打开接收装置；打开高压发生器，球形喷头的表面随即喷出多根纳米纤维的射流，使纳米纤维沉积在接收装置上。本发明能实现纳米纤维的连续批量生产，提高纳米纤维的产量，减少设备的占地空间和成本，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明属于静电纺丝设备连续化生产领域，特别是具体涉及一种杆传动的串联式球形多喷头静电纺丝装置。
背景技术
申请号为201710046822.7的发明专利公开了一种球形喷头的无针式静电纺丝设备，利用电机带动球形喷头转动，来实现无针头大喷头连续纺丝。
然而经过长时间的使用后，技术人员发现单喷头静电纺丝产量达不到实际的生产要求需要，而把多个单喷头并联在一起需要多个电机连接，不仅占地空间大，而且浪费资源，资源利用率低，难以满足静电纺丝装置在实际生产中的需要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：现有单喷头静电纺丝装置串联后，占地空间大的问题，提供一种多喷头静电纺丝装置，以实现纳米纤维的连续批量生产，提高纳米纤维的产量，减少设备的占地空间和成本，提高生产效率。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：一种杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置，其特征在于，包括多个通过耐腐蚀性绝缘杆件连接的球形喷头，耐腐蚀性绝缘杆件与电机传动装置连接；每个球形喷头设于一个储液装置的顶部，每个储液装置顶部设有一个金属圆环，球形喷头设于该金属圆环内，金属圆环表面设有金属接线柱，金属接线柱通过耐高压电线与高压发生器连接；储液装置的底部通过耐腐蚀性绝缘输液管依次连通溶液缓冲器、蓄液瓶，溶液缓冲器与蓄液瓶之间接有供液泵，溶液缓冲器与各储液装置之间的支路上均设有控制阀门，从球形喷头喷出的纳米纤维由接收装置接收。
优选地，所述电机传动装置包括带有控制开关的绝缘箱及与绝缘箱连接的电机、变速器，电机的输出端通过套筒与耐腐蚀性绝缘杆件连接。
优选地，所述球形喷头穿设于耐腐蚀性绝缘杆件上，其球形喷头的两端通过、绝缘螺母固定。
优选地，两个相邻所述球形喷头之间的间隔距离为25cm及以上。
优选地，所述接收装置为零电势的网帘或滚筒。
更优选地，所述滚筒为直径400-900mm的空心金属圆柱体，其由驱动装置驱动。
优选地，所述金属圆环与接收装置之间的距离为16-23cm。
优选地，所述储液装置顶部设有与球形喷头相配合的二级凹槽。
本发明还提供了上述杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：打开控制阀门、供液泵，使储液瓶中的纺丝液经耐腐蚀性绝缘输液管流入储液装置中；
步骤2)：待储液装置中纺丝液的液面高于球形喷头的底面后，打开电机传动装置，使球形喷头转动，储液装置中的纺丝液随即在球形喷头的表面形成一层液膜；
步骤3)：打开接收装置；
步骤4)：控制供液泵或调节控制阀门，控制储液装置中的纺丝液的液面始终高于球形喷头的底面；
步骤5)：打开高压发生器，缓慢增加电压，球形喷头的表面随即喷出多根纳米纤维的射流，射流飞向接收装置的过程中，溶剂挥发，高聚物被拉伸固化，使纳米纤维沉积在接收装置上。
优选地，当电机传动装置内包括变速器时，变速器的变速范围为1-4.5转/min。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明是一种连续的高产量静电纺丝装置，多个喷头串联纺丝，提高了静电纺丝的效率和产量，可以应用工业化生产；
(2)本发明多个喷头有一个电机带动，提高了资源利用率，降低了成本；
(3)本发明适用于不同直径的球形喷头，可以根据生产需要选择不同直径的球形喷头；
(4)本发明的多个喷头串联连接共同在电机的带动下转动可以实现连续性、自动化生产；
(5)本发明由相互独立的模块搭接而成，方便操作者的装配，有利于生产过程中不同种类的静电纺丝液的更换、纺丝；
(6)本发明采用独立的供液系统，可以根据实际纺丝液的使用情况，通过调节控制阀门，可以精确控制不同储液装置的纺丝液供应量。
附图说明
图1为本发明提供的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置的结构示意图；
图2为储液装置与球形喷头的透视图；
图3为供液装置的控制阀门的示意图；
图4为采用本发明提供的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置制得的棉花材质基布的光学纤维镜图。
具体实施方式
为使本发明更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
实施例
如图1所示，为本发明提供的一种杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置，其特征在于，包括三个通过耐腐蚀性绝缘杆件6连接的球形喷头9，球形喷头6穿设于耐腐蚀性绝缘杆件6上，其球形喷头6的两端通过绝缘螺母20固定，两个相邻所述球形喷头9之间的间隔距离为25cm及以上。耐腐蚀性绝缘杆件6与电机传动装置连接，电机传动装置包括带有控制开关3的绝缘箱4及与绝缘箱4连接的电机1、变速器2，电机1的输出端通过套筒5与耐腐蚀性绝缘杆件6连接。
如图2所示，每个球形喷头9设于一个储液装置10的顶部，储液装置10顶部设有与球形喷头9相配合的二级凹槽。每个储液装置10顶部设有一个金属圆环11，球形喷头9设于该金属圆环11内，金属圆环11表面设有金属接线柱21，金属接线柱21通过耐高压电线8与高压发生器7连接；储液装置10的底部通过耐腐蚀性绝缘输液管13依次连通溶液缓冲器15、蓄液瓶12，溶液缓冲器15与蓄液瓶12之间接有供液泵14，溶液缓冲器15与各储液装置10之间的支路上均设有控制阀门16，从球形喷头9喷出的纳米纤维17由接收装置接收。接收装置为零电势的滚筒18，滚筒18为直径400-900mm的空心金属圆柱体，其由驱动装置19驱动，驱动装置19采用电机。金属圆环11与接收装置之间的距离为16-23cm。
此外，控制开关安装3在绝缘箱4的侧面；其中电机1和变速器2安装在绝缘箱3的上表面，变速器2和电机1为一体构成，可以调节电机速度到合适的转速范围。套筒5和电机输出端通过键槽和键连接，这样在电机装置1和变速装置2的共同作用下套筒5连接耐腐蚀性绝缘杆件6随电机输出端做同轴转动。在每一个球形喷头9的下边都有一个用耐腐蚀性强电导率低的聚四氟乙烯柱体做的储液装置10，储液装置10分为两级结构，既可以起到储液的目的也可以起到控制球形喷头液面厚度的目的，当球形喷头9在绝缘耐腐蚀性杆件6带动下随变速电机1一起转动时球形喷头9表面总会有一层纺丝液膜。当球形喷头9在绝缘耐腐蚀性杆件6带动下随变速电机1一起转动时球形喷头9表面总会有一层纺丝液膜。打开高压发生器7后，就会在储液装置10的上部形成电场，当球形喷头的表面有一层液膜时就会在高压电场的作用下激发出纳米纤维。蓄液瓶12采用玻璃广口瓶，瓶口有耐腐蚀性绝缘皮塞，输液管13是聚四氟乙烯软管，溶液缓冲器15由聚四氟乙烯做成，控制阀门16采用滑轮式流量调节器，如图3所示。
一种杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置的使用方法：
步骤1：打开控制阀门16、供液泵14，使储液瓶12中的纺丝液经耐腐蚀性绝缘输液管13流入储液装置10中；
步骤2：待储液装置10中纺丝液的液面高于球形喷头9的底面后，打开电机传动装置(变速器2的变速范围为1-4.5转/min)，使球形喷头9转动，储液装置10中的纺丝液随即在球形喷头9的表面形成一层液膜；
步骤3：打开接收装置；
步骤4：控制供液泵14或调节控制阀门16，控制储液装置10中的纺丝液的液面始终高于球形喷头9的底面；
步骤5：打开高压发生器7，缓慢增加电压，球形喷头9的表面随即喷出多根纳米纤维17的射流，射流飞向接收装置的过程中，溶剂挥发，高聚物被拉伸固化，使纳米纤维17沉积在接收装置上。制得的棉花材质基布的光学纤维镜图如图4所示。
Claims (10)
1.一种杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置，其特征在于，包括多个通过耐腐蚀性绝缘杆件(6)连接的球形喷头(9)，耐腐蚀性绝缘杆件(6)与电机传动装置连接；每个球形喷头(9)设于一个储液装置(10)的顶部，每个储液装置(10)顶部设有一个金属圆环(11)，球形喷头(9)设于该金属圆环(11)内，金属圆环(11)表面设有金属接线柱(21)，金属接线柱(21)通过耐高压电线(8)与高压发生器(7)连接；储液装置(10)的底部通过耐腐蚀性绝缘输液管(13)依次连通溶液缓冲器(15)、蓄液瓶(12)，溶液缓冲器(15)与蓄液瓶(12)之间接有供液泵(14)，溶液缓冲器(15)与各储液装置(10)之间的支路上均设有控制阀门(16)，从球形喷头(9)喷出的纳米纤维(17)由接收装置接收。
2.如权利要求1所述的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置，其特征在于，所述电机传动装置包括带有控制开关(3)的绝缘箱(4)及与绝缘箱(4)连接的电机(1)、变速器(2)，电机(1)的输出端通过套筒(5)与耐腐蚀性绝缘杆件(6)连接。
3.如权利要求1所述的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置，其特征在于，所述球形喷头(6)穿设于耐腐蚀性绝缘杆件(6)上，其球形喷头(6)的两端通过绝缘螺母(20)固定。
4.如权利要求1所述的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置，其特征在于，两个相邻所述球形喷头(9)之间的间隔距离为25cm及以上。
5.如权利要求1所述的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置，其特征在于，所述接收装置为零电势的网帘或滚筒(18)。
6.如权利要求5所述的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置，其特征在于，所述滚筒(18)为直径400-900mm的空心金属圆柱体，其由驱动装置(19)驱动。
7.如权利要求1或5所述的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置，其特征在于，所述金属圆环(11)与接收装置之间的距离为16-23cm。
8.如权利要求1所述的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置，其特征在于，所述储液装置(10)顶部设有与球形喷头(9)相配合的二级凹槽。
9.一种权利要求1-8任意一项所述的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：打开控制阀门(16)、供液泵(14)，使储液瓶(12)中的纺丝液经耐腐蚀性绝缘输液管(13)流入储液装置(10)中；
步骤2)：待储液装置(10)中纺丝液的液面高于球形喷头(9)的底面后，打开电机传动装置，使球形喷头(9)转动，储液装置(10)中的纺丝液随即在球形喷头(9)的表面形成一层液膜；
步骤3)：打开接收装置；
步骤4)：控制供液泵(14)或调节控制阀门(16)，控制储液装置(10)中的纺丝液的液面始终高于球形喷头(9)的底面；
步骤5)：打开高压发生器(7)，缓慢增加电压，球形喷头(9)的表面随即喷出多根纳米纤维(17)的射流，射流飞向接收装置的过程中，溶剂挥发，高聚物被拉伸固化，使纳米纤维(17)沉积在接收装置上。
10.如权利要求9所述的杆传动串联式球形多喷头静电纺丝装置的使用方法，其特征在于，当电机传动装置内包括变速器(2)时，变速器(2)的变速范围为1-4.5转/min。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20180424 |