CN106087082B - 一种离心纺丝装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种离心纺丝装置，属于纤维材料纺丝技术领域。离心纺丝装置主体结构包括底座、支架、给液系统、出液口、流量控制模块、进液口、轴承、喷丝器、喷丝孔、集丝器、驱动装置、转动轴、升降固定装置、水平移动装置、控制器和输液管；水平移动装置固定设置在底座上，带动升降固定装置沿喷丝器半径方向移动，升降固定装置一端固定集丝器，另一端与水平移动装置连接，带动集丝器沿喷丝器半径方向移动，出液口上固定设置流量控制模块，控制器分别与流量控制模块和驱动装置电连接。其具有以下优点：喷丝器更换和清洗方便；提高单次生产成品的接收面积，提高生产效率；转速与流量的自动控制，保证喷丝连续稳定，便于批量化生产。

Description

一种离心纺丝装置

技术领域：

本发明属于纤维材料纺丝技术领域，具体涉及一种纤维材料离心纺丝装置，特别涉及一种喷丝器方便安装清洗，产品接收面积高的自动控制式纺丝装置。

技术背景：

离心纺丝是利用高速旋转的装置产生的离心力和剪切力将聚合物熔体或溶液在喷丝孔处克服原料粘度和表面张力甩出而形成纤维的过程，其弥补了拉伸法、相分离法、静电纺丝法等传统纤维生产方法难以实现工业化大规模应用的弊端，可广泛应用于防护服、生物医学制品、膜材料、过滤介质、催化剂、电子产品、能源储存和复合增强等材料的制备。在离心纺丝过程中，不同的喷丝原料对喷丝孔的直径和形状，旋转速度以及转轴与集丝器的距离有不同的要求，一般而言，喷丝器的转速越高(达到纤维丝断裂临界值之前)，产生的纤维直径越小；喷丝原料使用的溶剂挥发速率或熔体的射流冷却速率决定喷丝器与集丝器之间的距离。中国实用新型专利CN201420210605.9公开了一种微纳米纤维离心纺丝装置，包括支架、马达、马达旋转轴、圆柱储液池、环形凝固池和供料部件，其中供料部件通过轴心空管及其底部的进液微孔将原料输送到圆柱储液池，在马达的带动下，圆柱储液池绕轴心空管高速转动在离心力的作用下将原料通过圆柱储液池侧壁下部的纺丝孔甩出，完成纺丝。该装置存在以下不足：(1)喷丝器与驱动部件连接，喷丝器与驱动转轴部件不可或不易分离，在清洗喷丝器或者在处理喷丝孔堵塞问题时操作困难；(2)由于不同喷丝原料对环形凝结池和马达旋转轴之间距离的要求不同，本实用新型中环形凝结池通过支架固定在圆柱储液池外侧，环形凝结池和马达旋转轴之间的距离固定，不能满足不同喷丝原料的要求，且环形凝结池的容量固定，随着纤维成品的增多需要及时更换，操作繁琐，同时影响生产效率；(3)马达转速模块与速度传感器相连来控制马达转速，控制精度低，同时马达的转速与供液系统流量无关联，无法实现不同转速下的供液系统的流量控制，导致制备纤维的稳定性较差，同时无法连续供液实现批量化生产；(4)轴心空管的下端微孔容易堵塞，影响喷丝液的持续稳定供给，而且轴心空管的上端与供液系统的连接方式未明确说明，在高速旋转状态下管状物的轴向连接至关重要。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的缺点，寻求一种离心纺丝装置，解决了现有离心纺丝装置不易清洗、普适性低、容易堵塞等问题。

为了实现上述目的，本发明涉及的离心纺丝装置其主体结构包括底座、支架、给液系统、出液口、流量控制模块、进液口、轴承、喷丝器、喷丝孔、集丝器、驱动装置、转动轴、升降固定装置、水平移动装置、控制器和输液管；支架底端固定在底座上，给液系统设置在支架顶端，设置在喷丝器上部的进液口与轴承外圈无缝连接，轴承内圈嵌套输液管将给液系统底部设置的出液口与进液口连通，喷丝器底部侧壁上设有若干排环形排布的喷丝孔，集丝器绕喷丝孔环形设置在喷丝器外侧且其与喷丝器同轴，转动轴一端连接驱动装置，另一端与喷丝器底部活动连接，驱动装置设置在底座上，水平移动装置固定设置在底座上，带动升降固定装置沿喷丝器半径方向移动，升降固定装置一端固定集丝器，另一端与水平移动装置连接，带动集丝器沿喷丝器半径方向移动，满足不同喷丝原料对不同直径集丝器的要求，出液口上固定设置流量控制模块，控制器分别与流量控制模块和驱动装置电连接，实现对给液系统流量和驱动装置转速的控制，以及两者的同步驱动。

本发明涉及的离心纺丝装置运行时：根据喷丝原料特性确定喷丝器和集丝器之间的距离，选择合适的规格集丝器并将其固定在升降固定装置上，移动升降固定装置调整集丝器的高度，然后沿喷丝器半径方向调整水平移动装置，进而将集丝器固定在合适位置，控制器根据需要调节流量控制模块的流量和驱动装置转速，转动轴在驱动装置的带动下带动喷丝器转动，原料通过输液管进入喷丝器，随着喷丝器的转动在离心力的作用下被甩出形成纤维，集丝器收集纤维，完成纺丝。

进一步地，本发明涉及的水平移动装置为沿喷丝器半径方向上设置的液压杆，液压推杆固定端固定在底座上。

进一步地，本发明涉及的水平移动装置包括沿喷丝器半径方向上的轨道和沿所述轨道移动的滑轮，轨道固定在底座上。

进一步地，本发明涉及的升降固定装置包括升降台、第一升降杆、固定杆，第一升降杆底端与水平移动装置连接(第一升降杆底端连接液压推杆活动端或所述滑轮设置在第一升降杆底端)，第一升降杆顶端与升降台连接，支撑升降台，升降台环绕驱动装置设置，固定杆一端与集丝器活动连接，另一端固定在升降台上。

进一步地，本发明涉及的升降固定装置包括第二升降杆，固定装置，第二升降杆底端与水平移动装置连接(第二升降杆底端连接液压推杆活动端或所述滑轮设置在第二升降杆底端)，第二升降杆环形布置至少为两个，固定装置设置在第二升降杆上部，用于固定集丝器。

进一步地，本发明涉及的升降固定装置包括第三升降杆，夹紧装置，第三升降杆底端与水平移动装置连接(第三升降杆底端连接液压推杆活动端或所述滑轮设置在第三升降杆底端)，第三升降杆上设置夹紧装置，夹紧装置用于夹持集丝器。

进一步地，本发明涉及的夹紧装置包括两个弧形钳口、弹性防滑层、两个连杆和夹紧件，弧形钳口固定在连杆自由端，弹性防滑层设置在弧形钳口内侧，弧形钳口固定夹紧集丝器，夹紧件连接两个连杆并调节连杆之间的开度，夹紧件为螺丝/螺杆型或伸缩机构，如弹簧。

进一步地，本发明涉及的夹紧装置为卡箍。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：一是喷丝器可拆卸连接，方便更换和清洗；二是可实现集丝器与喷丝器在轴向方向的相对运动，提高单次生产成品的接收面积，提高生产效率；三是实现转速与流量的自动控制，灵活设置不同喷丝要求，保证喷丝连续稳定，四是实现连续供料，便于批量化生产。

附图说明：

图1为本发明涉及的离心纺丝装置的主体结构原理示意图。

图2为本发明涉及的进液口结构原理示意图。

图3为本发明涉及的升降固定装置和水平移动装置结构原理示意图。

图4为本发明涉及的另一个升降固定装置和水平移动装置结构原理示意图。

图5为本发明涉及的夹紧装置结构原理示意图。

图6为本发明涉及的另一个夹紧装置结构原理示意图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本发明做进一步说明：

实施例1：

如图1和2所示，本实施例涉及的离心纺丝装置，其主体结构包括底座1、支架2、给液系统3、出液口4、流量控制模块5、进液口6、轴承7、喷丝器8、喷丝孔9、集丝器10、驱动装置11、转动轴12、升降固定装置13、水平移动装置14、控制器15和输液管16；支架2底端固定在底座1上，给液系统3设置在支架2顶端，设置在喷丝器8上部的进液口6与轴承7外圈无缝连接，轴承7内圈嵌套输液管16将给液系统3底部设置的出液口4与进液口6连通，喷丝器8底部侧壁上设有若干排环形排布的喷丝孔9，集丝器10绕喷丝孔9环形设置在喷丝器8外侧且其与喷丝器8同轴，转动轴12一端连接驱动装置11，另一端与喷丝器10底部活动连接，驱动装置11设置在底座1上，水平移动装置14固定设置在底座1上，带动升降固定装置13沿喷丝器8半径方向移动，升降固定装置13一端固定集丝器10，另一端与水平移动装置14连接，带动集丝器10沿喷丝器8半径方向移动，满足不同喷丝原料对不同直径集丝器10的要求，出液口6上固定设置流量控制模块5，控制器15分别与流量控制模块5和驱动装置11电连接，实现对给液系统3流量和驱动装置11转速的控制，以及两者的同步驱动。

本实施例涉及的离心纺丝装置运行时：根据喷丝原料特性确定喷丝器8和集丝器10之间的距离，选择合适的规格集丝器10并将其固定在升降固定装置13上，移动升降固定装置13调整集丝器10的高度，然后沿喷丝器半径方向调整水平移动装置14，进而将集丝器10固定在合适位置，控制器15根据需要调节流量控制模块5的流量和驱动装置11转速，转动轴12在驱动装置11的带动下带动喷丝器8转动，原料通过输液管16进入喷丝器8，随着喷丝器8的转动在离心力的作用下被甩出形成纤维，集丝器10收集纤维，完成纺丝。

如图3所示，本实施例涉及的水平移动装置14为沿喷丝器半径方向上设置的液压杆19，液压推杆19固定端固定在底座1上。

如图4所示，本实施例涉及的水平移动装置14包括沿喷丝器8半径方向上的轨道17和沿所述轨道移动的滑轮18，轨道17固定在底座1上。

如图1所示，本实施例涉及的升降固定装置13包括升降台20、第一升降杆21、固定杆22，第一升降杆21底端与水平移动装置14连接(第一升降杆21底端连接液压推杆19活动端或所述滑轮18设置在第一升降杆21底端)，第一升降杆21顶端与升降台20连接，支撑升降台20，升降台20环绕驱动装置11设置，固定杆22一端与集丝器10活动连接，另一端固定在升降台20上。

如图3所示，本实施例涉及的升降固定装置13包括第二升降杆21′，固定装置23，第二升降杆21′底端与水平移动装置14连接(第二升降杆21′底端连接液压推杆19活动端或所述滑轮18设置在第二升降杆21′底端)，第二升降杆21′环形布置至少为两个，固定装置23设置在第二升降杆21′上部，用于固定集丝器10。

如图4所示，本实施例涉及的升降固定装置13包括第三升降杆21″，夹紧装置24，第三升降杆21″底端与水平移动装置14连接(第三升降杆21″底端连接液压推杆19活动端或所述滑轮18设置在第三升降杆21″底端)，第三升降杆21″上设置夹紧装置24，夹紧装置24用于夹持集丝器10。

如图5或6所示，本实施例涉及的夹紧装置24包括两个弧形钳口25、弹性防滑层26、两个连杆27和夹紧件28，弧形钳口25固定在连杆27自由端，弹性防滑层26设置在弧形钳口25内侧，弧形钳口25固定夹紧集丝器10，夹紧件28连接两个连杆27并调节连杆27之间的开度，夹紧件28为螺丝/螺杆型或伸缩机构，如弹簧。

本实施例涉及的夹紧装置24为卡箍。

Claims (8)

1.一种离心纺丝装置，其特征在于，其主体结构包括底座、支架、给液系统、出液口、流量控制模块、进液口、轴承、喷丝器、喷丝孔、集丝器、驱动装置、转动轴、升降固定装置、水平移动装置、控制器和输液管；支架底端固定在底座上，给液系统设置在支架顶端，设置在喷丝器上部的进液口与轴承外圈无缝连接，轴承内圈嵌套输液管将给液系统底部设置的出液口与进液口连通，喷丝器底部侧壁上设有若干排环形排布的喷丝孔，集丝器绕喷丝孔环形设置在喷丝器外侧且其与喷丝器同轴，转动轴一端连接驱动装置，另一端与喷丝器底部活动连接，驱动装置设置在底座上，水平移动装置固定设置在底座上，带动升降固定装置沿喷丝器半径方向移动，升降固定装置一端固定集丝器，另一端与水平移动装置连接，带动集丝器沿喷丝器半径方向移动，出液口上固定设置流量控制模块，控制器分别与流量控制模块和驱动装置电连接。

2.根据权利要求1所述的离心纺丝装置，其特征在于，所述水平移动装置为沿喷丝器半径方向上设置的液压杆，液压杆固定端固定在底座上。

3.根据权利要求1所述的离心纺丝装置，其特征在于，水平移动装置包括沿喷丝器半径方向上的轨道和沿所述轨道移动的滑轮，轨道固定在底座上。

4.根据权利要求1-3任一项所述的离心纺丝装置，其特征在于，升降固定装置包括升降台、第一升降杆、固定杆，第一升降杆底端与水平移动装置连接，第一升降杆顶端与升降台连接，支撑升降台，升降台环绕驱动装置设置，固定杆一端与集丝器活动连接，另一端固定在升降台上。

5.根据权利要求1-3任一项所述的离心纺丝装置，其特征在于，升降固定装置包括第二升降杆，固定装置，第二升降杆底端与水平移动装置连接，第二升降杆环形布置至少为两个，固定装置设置在第二升降杆上部，用于固定集丝器。

6.根据权利要求1-3任一项所述的离心纺丝装置，其特征在于，升降固定装置包括第三升降杆，夹紧装置，第三升降杆底端与水平移动装置连接，第三升降杆上设置夹紧装置，夹紧装置用于夹持集丝器。

7.根据权利要求6所述的离心纺丝装置，其特征在于，夹紧装置包括两个弧形钳口、弹性防滑层、两个连杆和夹紧件，弧形钳口固定在连杆自由端，弹性防滑层设置在弧形钳口内侧，弧形钳口固定夹紧集丝器，夹紧件连接两个连杆并调节连杆之间的开度，夹紧件为螺丝/螺杆型或伸缩机构。

8.根据权利要求6所述的离心纺丝装置，其特征在于，夹紧装置为卡箍。