CN104532370A - 一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备 - Google Patents

Abstract

一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备，它涉及一种加工设备。本发明目的是为解决现有装置中只能单一的进行静电纺丝或自动喷涂操作，当分别需要进行静电纺丝和自动喷涂操作时，需要两台机器，不仅设备购置成本增加且占用空间，浪费资源的问题。本发明中外壳体的一侧面为敞口设置，外壳体位于外壳体底座上并与外壳体底座固定连接，所述控制面板设置在外壳体底座的外表面上，所述静电纺丝器和自动喷涂器从左至右顺次并列设置在外壳体内，所述第二传动器与第二驱动电机连接，所述升降台底座位于纺丝收集器的一侧并与第二传动器滑动连接，所述升降台底座上固接有升降台。本发明用于静电纺丝和自动喷涂工作。

Description

一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备

技术领域

本发明具体涉及一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备。

背景技术

静电纺丝技术(electrospinning)是使带电荷的高分子溶液或熔体在静电场中流动与变形，然后经溶剂蒸发或熔体冷却而固化，得到纤维状物质。静电纺丝以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。

喷涂技术(spray coating)是一种通过压缩气体的气流在喷嘴处形成负压，将料浆从贮料罐中带出，使料浆雾化成雾状，在气流的帮助下，喷涂到被喷物表面的一种方法。因为这种方法设备简单，操作简便，适合大批量生产，已广泛地用于汽车和家具制造等行业。自动喷涂是利用控制程序和传动系统来实现喷涂的自动化。

目前现有的一台装置中只能进行静电纺丝操作或只能进行自动喷涂操作，还没有一台设备可以完成两种涂膜技术，当分别需要进行静电纺丝和自动喷涂操作时，需要两台机器，不仅设备购置成本增加且占用空间，浪费资源。

发明内容

本发明的目的是提供一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备，以解决现有装置中只能单一的进行静电纺丝操作或自动喷涂操作，当分别需要进行静电纺丝和自动喷涂操作时，需要两台机器，不仅设备购置成本增加且占用空间，浪费资源。本发明结合静电纺丝和自动喷涂设备中共用的传动装置，将这两种设备有机结合在一起。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备包括外壳体、外壳体底座、控制面板、静电纺丝器和自动喷涂器，所述外壳体的一侧面为敞口设置，所述外壳体位于外壳体底座上并与外壳体底座固定连接，所述控制面板设置在外壳体底座的外表面上，所述静电纺丝器和自动喷涂器从左至右顺次并列设置在外壳体内；

所述静电纺丝器包括纺丝收集器、纺丝收集器底座、第一驱动电机、第一传动器、升降台、升降台底座、第二驱动电机和第二传动器，所述第一传动器水平位于外壳体的底面上，所述纺丝收集器底座设置在第一传动器上并与第一传动器滑动连接，所述纺丝收集器底座上固定连接有纺丝收集器，所述第一传动器与第一驱动电机连接；所述第二传动器水平位于外壳体的底面上并与第一传动器垂直设置，所述第二传动器与第二驱动电机连接，所述升降台底座位于纺丝收集器的一侧并与第二传动器滑动连接，所述升降台底座上固定连接有升降台；

所述自动喷涂器包括承载板、承载支架、支撑杆、喷枪滑块、喷枪放置杆、第三传动器、喷枪底座和第三驱动电机，所述第三传动器水平设置在外壳体的底面上，所述第三驱动电机位于第三传动器的一侧并与第三传动器连接，所述喷枪底座位于第三传动器上并与第三传动器滑动连接，所述支撑杆竖直设置并固定连接在喷枪底座上，所述支撑杆上穿设有喷枪滑块，所述喷枪滑块上固定连接有水平设置的喷枪放置杆，所述承载支架水平设置在第三传动器的前方且位于第二传动器的一侧，所述承载板设置在承载支架上。

本发明与现有技术相比的有益效果：

1、本发明结合静电纺丝和自动喷涂设备中共用的传动装置，将这两种设备有机结合在一起。本发明既可以同时完成静电纺丝和自动喷涂技术的加工，也可单独进行静电纺丝或自动喷涂技术，本发明操作简单、工作效率提高了50％，加工时间与同等工作量相比节省一半以上，并且本发明的静电纺丝效果均匀，自动喷涂效果良好。

2、本发明灵活性强，静电纺丝器可实现水平方向和竖直方向的移动，通过纺丝收集器、纺丝收集器底座、第一驱动电机和第一传动器之间的配合设置可实现纺丝收集器随纺丝收集器底座在第一传动器上的水平滑动而左右移动，有效调节纺丝收集器与升降台之间的距离，升降台不但可以上下调节距离，还可以通过升降台底座与第二传动器之间的滑动连接，实现其水平位移的效果，实现宽度为250mm范围内的静电纺丝工作。

3、本发明灵活性强，自动喷涂器可实现水平方向和竖直方向的移动，通过喷枪滑块在支撑杆上竖直方向的上下滑动实现喷枪的上下移动。喷枪通过喷枪底座与第三传动器之间的滑动连接，实现其水平位移的效果，通过第二传动器实现其承载板垂直位移的效果，从而灵活实现自动喷涂工作。

4、本发明有效节省空间，仅占0.3立方米的空间，本发明的成本与现有静电纺丝机和喷涂机相比节省40％。

5、本发明应用范围广泛，可应用于太阳能电池的表面涂膜和制备超细纤维等其他加工中，适特别用于实验室制膜和小规模工业生产。

附图说明

图1是本发明的立体结构示意图，图2是纺丝收集器底座7、第一驱动电机8与第一传动器9之间的连接关系示意图，图3是升降台底座11、第二驱动电机12和第二传动器13之间的连接关系示意图，图4是自动喷涂器的主视结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3和图4说明本实施方式，本实施方式中所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备包括外壳体1、外壳体底座2、控制面板3、静电纺丝器和自动喷涂器，所述外壳体1的一侧面为敞口设置，所述外壳体1位于外壳体底座2上并与外壳体底座2固定连接，所述控制面板3设置在外壳体底座2的外表面上，所述静电纺丝器和自动喷涂器从左至右顺次并列设置在外壳体1内；

所述静电纺丝器包括纺丝收集器6、纺丝收集器底座7、第一驱动电机8、第一传动器9、升降台10、升降台底座11、第二驱动电机12和第二传动器13，所述第一传动器9水平位于外壳体1的底面上，所述纺丝收集器底座7设置在第一传动器9上并与第一传动器9滑动连接，所述纺丝收集器底座7上固定连接有纺丝收集器6，所述第一传动器9与第一驱动电机8连接；所述第二传动器13水平位于外壳体1的底面上并与第一传动器9垂直设置，所述第二传动器13与第二驱动电机12连接，所述升降台底座11位于纺丝收集器6的一侧并与第二传动器13滑动连接，所述升降台底座11上固定连接有升降台10；

所述自动喷涂器包括承载板14、承载支架15、支撑杆16、喷枪滑块17、喷枪放置杆18、第三传动器19、喷枪底座20和第三驱动电机21，所述第三传动器19水平设置在外壳体1的底面上，所述第三驱动电机21位于第三传动器19的一侧并与第三传动器19连接，所述喷枪底座20位于第三传动器19上并与第三传动器19滑动连接，所述支撑杆16竖直设置并固定连接在喷枪底座20上，所述支撑杆16上穿设有喷枪滑块17，所述喷枪滑块17上固定连接有水平设置的喷枪放置杆18，所述承载支架15水平设置在第三传动器19的前方且位于第二传动器13的一侧，所述承载板14设置在承载支架15上。

本发明中的静电纺丝器和自动喷涂器实现自动化的程序为现有程序，静电纺丝原理以及喷涂原理均与现有静电纺丝机和自动喷涂机相同。

本实施方式中控制面板3上设置有第一传动器控制按键、第二传动器控制按键和第三传动器控制按键，当需要启动第一传动器9时，只需按下第一传动器控制按键，将第一驱动电机8通电，从而达到控制第一传动器9的作用，同理按下第二传动器控制按键控制第二传动器13、按下第三传动器控制按键控制第三传动器19。所述承载板14是用于放置加工物件而设置的，所述升降台10用于放置注射泵，注射泵为现有构件。外壳体1的一侧面为敞口设置是为了操作人员方便将加工物件放入到承载板14上，同时也方便本发明的检修和拆卸。所述纺丝收集器底座7在第一传动器9上的移动行程为250mm。所述升降台底座11在第二传动器13上的移动行程为400mm。所述喷枪底座20在第三传动器19上的移动行程为400mm。所述承载板14的尺寸为长度100mm，宽度100mm。

本实施方式中支撑杆16、喷枪滑块17和喷枪放置杆18是为放置喷枪而设置的，三者共同组成放置喷枪的框架，喷枪为已有构件。

本实施方式中升降台10上放置有注射泵，注射泵型号为kds100，注射泵的使用过程是现将注射泵固定在升降台10上，然后将装有静电纺丝液体的针管放在注射泵上，注射泵用于控制针管内静电纺丝液体的推进速度，针管为已有构件，本发明还需要有高压电场的配合，其高压电场的形成方式是将电源线的一端接在针管的针头上，再将电源线的另一端与纺丝收集器6接地连接，最后通电即可形成高压电场。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式中所述外壳体1为箱体，所述纺丝收集器6为辊筒形状的收集器。箱体形状的外壳体1易加工，简化加工步骤，有效节约成本。辊筒形状的收集器收集纺丝的效果更好，其直径100mm，长250mm，转速为0-1300r/min。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式中所述第一传动器9包括第一传动丝杠9-1、两个第一导轨9-2、第一挡板9-3、第二挡板9-4、第一限位块9-5和第一底座9-6，所述第一底座9-6水平设置，所述第一挡板9-3和第二挡板9-4分别位于第一底座9-6的两端，所述两个第一导轨9-2并列设置且固定连接在第一挡板9-3和第二挡板9-4之间，所述纺丝收集器底座7设置在两个第一导轨9-2上并与两个第一导轨9-2滑动连接，所述第一传动丝杠9-1的一端穿过第一挡板9-3固定连接在纺丝收集器底座7的一侧，所述第一传动丝杠9-1另一端穿过第一限位块9-5与第一驱动电机8连接。只要能够实现纺丝收集器底座7的水平移动，其它种类的传动器均可。其它组成及连接关系与具体实施方式一和二相同。

具体实施方式四：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式中所述第二传动器13包括第二传动丝杠13-1、两个第二导轨13-2、第三挡板13-3、第四挡板13-4、第二限位块13-5和第二底座13-6，所述第二底座13-6水平设置，所述第三挡板13-3和第四挡板13-4分别位于第二底座13-6的两端，所述两个第二导轨13-2并列设置且固定连接在所述第三挡板13-3和第四挡板13-4之间，所述升降台底座11设置在两个第二导轨13-2上并与两个第二导轨13-2滑动连接，所述第二传动丝杠13-1的一端穿过第三挡板13-3固定连接在升降台底座11的一侧，所述第二传动丝杠13-1另一端穿过第二限位块13-5与第二驱动电机12连接。只要能够实现升降台底座11的水平移动，其它种类的传动器均可。其它组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：结合图1和图4说明本实施方式，本实施方式中所述第三传动器19包括第三传动丝杠19-1、两个第三导轨19-2、第五挡板19-3、第六挡板19-4、第三限位块19-5和第三底座19-6，所述第三底座19-6水平设置，所述第五挡板19-3和第六挡板19-4分别位于第三底座19-6的两端，所述两个第三导轨19-2并列设置且固定连接在所述第五挡板19-3和第六挡板19-4之间，所述喷枪底座20设置在两个第三导轨19-2上并与两个第三导轨19-2滑动连接，所述第三传动丝杠19-1的一端穿过第五挡板19-3固定连接在喷枪底座20的一侧，所述第三传动丝杠19-1另一端穿过第三限位块19-5与第三驱动电机21连接。只要能够实现喷枪底座20的水平移动，其它种类的传动器均可。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。

具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式中所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备还包括加热板22，所述承载板14上设置有加热板22。加热板22设置的目的是给加工物件进行加热而设置的，加热板22可由电阻丝制成，其设置的目的有利于喷涂液体的快速挥发，提高成膜效率。其它组成及连接关系与具体实施方式五相同。

具体实施方式七：结合图1说明本实施方式，本实施方式中所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备还包括透明窗扇23，所述透明窗扇23转动连接在外壳体1的敞口端。透明窗扇23是方便操作人员随时观察外壳体1内发生的静电纺丝工作和自动喷涂工作，同时也起到遮挡的作用，使其纺丝和喷涂物不易飞溅出外壳体1外。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。

结合具体实施方式一、二、三、四、五、六和七说明本发明的工作过程：

当本发明静电纺丝器工作时，现将注射泵放置在升降台10上，然后通过调节第一驱动电机8和升降台底座11来调整纺丝收集器6和注射泵之间高度和距离，然后将装有静电纺丝液体的针管放在注射泵上，高压电场的一端连接在针管的针头上，另一端与辊筒收集器接地连接。针管内的溶液或熔体内部自由电荷在高压静电作用下被极化，随着电场强度增加，液体逐渐被拉长，当电压达到10-30kv时，液体就会在静电力作用下产生喷射细流射向与接地电极相连的转动状态下纺丝收集器6，即可得到大量分布均匀的纳米纤维。当本发明中自动喷涂器工作时，将喷枪固定到喷枪放置杆18，喷枪放置杆18固定在喷枪底座20上，调节好喷枪放置杆18与承载板14之间距离，将喷涂样品摆放在承载板14上，其次分别打开第二驱动电机12和第三驱动电机21，使喷枪放置杆18随喷枪底座20在第三传动器19上做往复运动，使喷枪喷出的液体均匀喷涂在承载板14上喷涂样品的表面上，同时位于承载板14上的加热板22可以对喷涂样品表面的薄膜直接进行加热使喷涂液体快速挥发。

Claims (7)

1.一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备，其特征在于：所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备包括外壳体(1)、外壳体底座(2)、控制面板(3)、静电纺丝器和自动喷涂器，所述外壳体(1)的一侧面为敞口设置，所述外壳体(1)位于外壳体底座(2)上并与外壳体底座(2)固定连接，所述控制面板(3)设置在外壳体底座(2)的外表面上，所述静电纺丝器和自动喷涂器从左至右顺次并列设置在外壳体(1)内；

所述静电纺丝器包括纺丝收集器(6)、纺丝收集器底座(7)、第一驱动电机(8)、第一传动器(9)、升降台(10)、升降台底座(11)、第二驱动电机(12)和第二传动器(13)，所述第一传动器(9)水平位于外壳体(1)的底面上，所述纺丝收集器底座(7)设置在第一传动器(9)上并与第一传动器(9)滑动连接，所述纺丝收集器底座(7)上固定连接有纺丝收集器(6)，所述第一传动器(9)与第一驱动电机(8)连接；所述第二传动器(13)水平位于外壳体(1)的底面上并与第一传动器(9)垂直设置，所述第二传动器(13)与第二驱动电机(12)连接，所述升降台底座(11)位于纺丝收集器(6)的一侧并与第二传动器(13)滑动连接，所述升降台底座(11)上固定连接有升降台(10)；

所述自动喷涂器包括承载板(14)、承载支架(15)、支撑杆(16)、喷枪滑块(17)、喷枪放置杆(18)、第三传动器(19)、喷枪底座(20)和第三驱动电机(21)，所述第三传动器(19)水平设置在外壳体(1)的底面上，所述第三驱动电机(21)位于第三传动器(19)的一侧并与第三传动器(19)连接，所述喷枪底座(20)位于第三传动器(19)上并与第三传动器(19)滑动连接，所述支撑杆(16)竖直设置并固定连接在喷枪底座(20)上，所述支撑杆(16)上穿设有喷枪滑块(17)，所述喷枪滑块(17)上固定连接有水平设置的喷枪放置杆(18)，所述承载支架(15)水平设置在第三传动器(19)的前方且位于第二传动器(13)的一侧，所述承载板(14)设置在承载支架(15)上。

2.根据权利要求1所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备，其特征在于：所述外壳体(1)为箱体，所述纺丝收集器(6)为辊筒形状的收集器。

3.根据权利要求1或2所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备，其特征在于：所述第一传动器(9)包括第一传动丝杠(9-1)、两个第一导轨(9-2)、第一挡板(9-3)、第二挡板(9-4)、第一限位块(9-5)和第一底座(9-6)，所述第一底座(9-6)水平设置，所述第一挡板(9-3)和第二挡板(9-4)分别位于第一底座(9-6)的两端，所述两个第一导轨(9-2)并列设置且固定连接在第一挡板(9-3)和第二挡板(9-4)之间，所述纺丝收集器底座(7)设置在两个第一导轨(9-2)上并与两个第一导轨(9-2)滑动连接，所述第一传动丝杠(9-1)的一端穿过第一挡板(9-3)固定连接在纺丝收集器底座(7)的一侧，所述第一传动丝杠(9-1)另一端穿过第一限位块(9-5)与第一驱动电机(8)连接。

4.根据权利要求3所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备，其特征在于：所述第二传动器(13)包括第二传动丝杠(13-1)、两个第二导轨(13-2)、第三挡板(13-3)、第四挡板(13-4)、第二限位块(13-5)和第二底座(13-6)，所述第二底座(13-6)水平设置，所述第三挡板(13-3)和第四挡板(13-4)分别位于第二底座(13-6)的两端，所述两个第二导轨(13-2)并列设置且固定连接在所述第三挡板(13-3)和第四挡板(13-4)之间，所述升降台底座(11)设置在两个第二导轨(13-2)上并与两个第二导轨(13-2)滑动连接，所述第二传动丝杠(13-1)的一端穿过第三挡板(13-3)固定连接在升降台底座(11)的一侧，所述第二传动丝杠(13-1)另一端穿过第二限位块(13-5)与第二驱动电机(12)连接。

5.根据权利要求4所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备，其特征在于：所述第三传动器(19)包括第三传动丝杠(19-1)、两个第三导轨(19-2)、第五挡板(19-3)、第六挡板(19-4)、第三限位块(19-5)和第三底座(19-6)，所述第三底座(19-6)水平设置，所述第五挡板(19-3)和第六挡板(19-4)分别位于第三底座(19-6)的两端，所述两个第三导轨(19-2)并列设置且固定连接在所述第五挡板(19-3)和第六挡板(19-4)之间，所述喷枪底座(20)设置在两个第三导轨(19-2)上并与两个第三导轨(19-2)滑动连接，所述第三传动丝杠(19-1)的一端穿过第五挡板(19-3)固定连接在喷枪底座(20)的一侧，所述第三传动丝杠(19-1)另一端穿过第三限位块(19-5)与第三驱动电机(21)连接。

6.根据权利要求5所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备，其特征在于：所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备还包括加热板(22)，所述承载板(14)上设置有加热板(22)。

7.根据权利要求6所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备，其特征在于：所述一种兼备静电纺丝和自动喷涂的加工设备还包括透明窗扇(23)，所述透明窗扇(23)转动连接在外壳体(1)的敞口端。