CN106119994A - 一种便于加电的非金属转轴 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种便于加电的非金属转轴，属于纳米纤维制备领域，包括支撑套管、支撑套管端盖、中心轴、卡簧、轴承、固定环和轴承座。静电纺丝发射极套在所述支撑套管上，所述支撑套管与两个所述支撑套管端盖组成一体，导线一端与静电纺丝发射极连接，另一端从所述支撑套管上的小孔穿入所述中心轴，从所述中心轴靠近端面的小孔引出，并系到所述卡簧上；另一金属导线系到所述固定环上，另一端从所述轴承座的小孔中穿出，然后将所述固定环安装在所述轴承与所述轴承座的配合面上；这样，直流高压电源的电极夹在从轴承座穿出的导线上，便可以将电压传到静电纺丝发射极上。本发明能够有效减小对电场的影响和能源浪费，并且有效避免了电线缠绕问题。

Description

一种便于加电的非金属转轴
技术领域
本发明涉及一种便于加电的非金属转轴，特别是一种用于旋转式无针头静电纺丝发射极的非金属转轴，属于纳米纤维制备领域。
背景技术
纳米纤维狭义上是指直径在100nm以下的纤维，具有比表面积大、孔隙率高等特点，被广泛应用于高效过滤材料、创伤敷料、组织工程、复合材料、电池电极及微纳米器件等领域。
静电纺丝是通过高压直流电源产生的电场力拉伸聚合物溶液或熔体来制备纳米纤维的方法，是制备纳米纤维的最有效技术之一。目前，用于批量化生产纳米纤维的静电纺丝技术主要有两种，即多针头式和无针头式，无针头静电纺丝技术是利用高压电场在自由液体表面直接形成喷射流的纺丝方法，不存在针头堵塞、针头间相互静电干扰等问题，可大大提高静电纺丝产量，因此，无针头静电纺丝技术得到深入研究与不断发展，例如，转辊式、旋转圆盘、旋转螺旋线圈、“金字塔型”、磁溅射法、气泡法等，其中，具有不同形状纺丝发射极的旋转式无针头静电纺丝装置得到广泛应用。目前大多数旋转式无针头静电纺丝装置都是金属转轴，通过电刷直接对金属转轴加电而使静电纺丝发射极带电荷是目前常用的方法，但是，金属转轴加电后也发生电荷分布，产生的电场影响纺丝发射极的电场，进而影响纺丝效果，同时，也会造成能源浪费。因此，使用非金属转轴实现旋转式无针头静电纺丝具有重要意义，而如何为具有非金属转轴的旋转式静电纺丝发射极加电且尽量减小对纺丝发射极电场的影响是一个亟待解决的问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种便于加电的非金属转轴，用于旋转式无针头静电纺丝发射极，以减小对电场的影响和能源浪费，并防止发生电线缠绕。
本发明解决所述技术问题的技术方案是，一种便于加电的非金属转轴，包括支撑套管、支撑套管端盖、中心轴、卡簧、轴承、固定环和轴承座。所述支撑套管为中空圆柱硬管，静电纺丝发射极套在所述支撑套管上，所述支撑套管上平行于轴线等间距开多个孔；所述支撑套管端盖开有与所述支撑套管端面尺寸相同的圆槽，所述支撑套管两端嵌入两个所述支撑套管端盖的圆槽中组成一体(统称为辊筒)；所述中心轴穿入所述支撑套管和所述支撑套管端盖组成的辊筒中，所述中心轴按轴段粗细分别定义为轴段1、轴段2、轴段3，所述中心轴中间最粗轴段1的两端面正好与两个所述支撑套管端盖的端面平齐，用紧定螺钉将所述支撑套管端盖与所述中心轴固定，所述中心轴一端(记作左端)轴段上开有键槽，另一端(记作右端)开有中心孔，靠近中心孔一侧的所述支撑套管端盖两端面外侧的轴段上分别开孔(分别记作孔1和孔2)，并均与中心孔相交；所述卡簧安装在所述中心轴右端轴段2的轴肩处；所述轴承与所述中心轴轴段2配合，所述中心轴右端的轴承与所述卡簧接触；所述固定环为一金属环形薄片，尺寸与所述轴承外圈相同，并安装在所述轴承与所述轴承座的配合接触面上。
作为优选方案，所述支撑套管、支撑套管端盖、中心轴、轴承座均为耐腐蚀、高强度的非金属绝缘材料，以减少对静电纺丝发射极电场的影响。
作为优选方案，如果静电纺丝发射极为非连续单体结构，则所述支撑套管上平行于轴线开孔的个数N等于单体结构数量，如果静电纺丝发射极为连续结构(如螺旋结构)，则N等于1，且该孔尽量靠近右端支撑套管端盖。
本发明便于加电的非金属转轴，关键是金属导线的连接方法，具体步骤如下：将金属导线一端与静电纺丝发射极连接，将金属导线另一端从所述支撑套管上的小孔穿入到所述支撑套管内部，并将其从孔1穿入所述中心轴，从孔2引出，并将导线系到所述卡簧的圆孔中；所述固定环在安装前，将一金属导线一端系到所述固定环上，另一端从所述轴承座的轴承孔上方的小孔中穿出，然后再将所述固定环安装在所述中心轴右端轴承与所述轴承座的配合接触面上；这样，直流高压电源的电极夹在从轴承座穿出的导线上，便可以将电压通过所述轴承、卡簧及与卡簧连接的导线传到静电纺丝发射极上。
与现有具有金属转轴的旋转式无针头静电纺丝装置相比，本发明便于加电的非金属转轴由耐腐蚀、高强度的非金属绝缘材料制成，应用于于旋转式无针头静电纺丝发射极的非金属转轴，能够有效减小对静电纺丝发射极电场的影响和能源浪费，同时，金属导线连接方法简单、巧妙，有效避免了电线缠绕问题。
附图说明
图1为本发明便于加电的非金属转轴一种实施例的整体结构示意图；
图2为本发明便于加电的非金属转轴一种实施例的整体接线局部爆炸立体图；
图3为本发明便于加电的非金属转轴一种实施例的支撑套管端盖零件图；
图4为本发明便于加电的非金属转轴一种实施例静电纺丝发射极为非连续单体结构的局部爆炸接线示意图；
图5为本发明便于加电的非金属转轴一种实施例静电纺丝发射极为连续结构的局部爆炸接线示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及其附图进一步叙述本发明：
本发明提供了一种便于加电的非金属转轴(参见图1～3)，包括支撑套管11、支撑套管端盖21、中心轴31、卡簧41、轴承51、固定环61和轴承座71。
所述支撑套管11、支撑套管端盖21、中心轴31、轴承座71均为耐腐蚀、高强度的非金属绝缘材料(如PTFE、PP等)，所述支撑套管11为中空圆柱硬管，静电纺丝发射极套在所述支撑套管11上，所述支撑套管11外径与静电纺丝发射极的内径相等，所述支撑套管上平行于轴线等间距开多个孔；所述支撑套管端盖21开有与所述支撑套管11端面尺寸相同的圆槽，所述支撑套管11两端嵌入两个所述支撑套管端盖21的圆槽中组成一体(统称为辊筒)；所述中心轴31穿入所述支撑套管11和所述支撑套管端盖21组成的辊筒中，所述中心轴31按轴段粗细分别定义为轴段1、轴段2、轴段3，所述中心轴31中间最粗轴段1的两端面正好与两个所述支撑套管端盖21的端面平齐，用紧定螺钉将所述支撑套管端盖21与所述中心轴31固定，所述中心轴31一端(记作左端)轴段上开有键槽，另一端(记作右端)开有中心孔，靠近中心孔一侧的所述支撑套管端盖21两端面外侧的轴段上分别开孔(分别记作孔1和孔2)，并均与中心孔相交；所述卡簧41安装在所述中心轴31右端轴段2的轴肩处；所述轴承51与所述中心轴31轴段2配合，所述中心轴31右端的轴承51与所述卡簧41接触；所述固定环61为一金属环形薄片，尺寸与所述轴承51外圈相同，并安装在所述轴承51与所述轴承座71的配合接触面上。
本发明便于加电的非金属转轴，关键是金属导线的连接方法，具体步骤如下(参见图2)：将金属导线15一端与静电纺丝发射极连接，将金属导线15另一端从支撑套管11上的小孔穿入到支撑套管11内部，并将其从孔1穿入中心轴31，从孔2引出，并将导线15系到卡簧41的圆孔中；所述固定环61在安装前，将一金属导线65一端系到固定环61上，另一端从所述轴承座71轴承孔上方的小孔中穿出，然后再将固定环61安装在轴承51与所述轴承座71的配合接触面上；这样，直流高压电源的电极夹在从轴承座71穿出的导线65上，便可以将电压通过轴承51、卡簧41及与卡簧41连接的导线15传到静电纺丝发射极上。
本发明便于加电的非金属转轴能够有效减小对静电纺丝发射极电场的影响和能源浪费，同时，金属导线连接方法简单、巧妙，有效避免了电线缠绕问题。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步说明本发明，不构成对本发明申请权利要求的限制。
实施例1：
静电纺丝发射极为非连续单体结构，如图4所示，具体为8个等间距排列的圆盘形静电纺丝发射极12，则所述支撑套管11上平行于轴线开8个3mm直径的小孔，分别与8个等间距排列的圆盘形静电纺丝发射极12对应，将8根金属导线一端分别与圆盘形静电纺丝发射极12连接，然后将8根导线分别从所述支撑套管11上对应的小孔中引入支撑套管11内部，并拧成一股导线15后从中心轴31上的孔1穿入中心轴31，从孔2引出，并将导线15系到卡簧41的圆孔中；所述固定环61在安装前，将一金属导线65一端系到固定环61上，另一端从所述轴承座71轴承孔上方的小孔中穿出，然后再将固定环61安装在轴承51与所述轴承座71的配合接触面上；这样，直流高压电源的电极夹在从轴承座71穿出的导线65上，便可以将电压通过轴承51、卡簧41及与卡簧41连接的导线15传到圆盘形静电纺丝发射极12上。
实施例2：
静电纺丝发射极为连续结构，如图5所示，具体为螺旋叶片式静电纺丝发射极13，则所述支撑套管11上距离右端支撑套管端盖左端面10mm处开1个3mm直径的小孔，将1根金属导线一端与螺旋叶片式静电纺丝发射极13连接，金属导线15另一端从所述支撑套管11上对应的小孔中引入支撑套管11内部，从中心轴31上的孔1穿入中心轴31，从孔2引出，并将导线15系到卡簧41的圆孔中；所述固定环61在安装前，将一金属导线65一端系到固定环61上，另一端从所述轴承座71轴承孔上方的小孔中穿出，然后再将固定环61安装在轴承51与所述轴承座71的配合接触面上；这样，直流高压电源的电极夹在从轴承座71穿出的导线65上，便可以将电压通过轴承51、卡簧41及与卡簧41连接的导线15传到螺旋叶片式静电纺丝发射极13上。

Claims (4)

1.一种便于加电的非金属转轴，包括支撑套管、支撑套管端盖、中心轴、卡簧、轴承、固定环和轴承座。其特征在于：所述支撑套管为中空圆柱硬管，静电纺丝发射极套在所述支撑套管上，所述支撑套管上平行于轴线等间距开多个孔；所述支撑套管端盖开有与所述支撑套管端面尺寸相同的圆槽，所述支撑套管两端嵌入两个所述支撑套管端盖的圆槽中组成一体(统称为辊筒)；所述中心轴穿入所述支撑套管和所述支撑套管端盖组成的辊筒中，所述中心轴按轴段粗细分别定义为轴段1、轴段2、轴段3，所述中心轴中间最粗轴段1的两端面正好与两个所述支撑套管端盖的端面平齐，用紧定螺钉将所述支撑套管端盖与所述中心轴固定，所述中心轴一端(记作左端)轴段上开有键槽，另一端(记作右端)开有中心孔，靠近中心孔一侧的所述支撑套管端盖两端面外侧的轴段上分别开孔(分别记作孔1和孔2)，并均与中心孔相交；所述卡簧安装在所述中心轴右端轴段2的轴肩处；所述轴承与所述中心轴轴段2配合，所述中心轴右端的轴承与所述卡簧接触；所述固定环为一金属环形薄片，尺寸与所述轴承外圈相同，并安装在所述轴承与所述轴承座的配合接触面上。
2.一种便于加电的非金属转轴，关键是金属导线的连接方法，其特征在于：将金属导线一端与静电纺丝发射极连接，将金属导线另一端从所述支撑套管上的小孔穿入到所述支撑套管内部，并将其从孔1穿入所述中心轴，从孔2引出，并将导线系到所述卡簧的圆孔中；所述固定环在安装前，将一金属导线一端系到所述固定环上，另一端从所述轴承座的轴承孔上方的小孔中穿出，然后再将所述固定环安装在所述中心轴右端轴承与所述轴承座的配合接触面上；这样，直流高压电源的电极夹在从轴承座穿出的导线上，便可以将电压通过所述轴承、卡簧及与卡簧连接的导线传到静电纺丝发射极上。
3.根据权利要求1所述的便于加电的非金属转轴，其特征在于：所述支撑套管、支撑套管端盖、中心轴、轴承座均为耐腐蚀、高强度的非金属绝缘材料，以减少对静电纺丝发射极电场的影响。
4.根据权利要求1所述的便于加电的非金属转轴，其特征在于：如果静电纺丝发射极为非连续单体结构，则所述支撑套管上平行于轴线开孔的个数N等于单体结构数量，如果静电纺丝发射极为连续结构(如螺旋结构)，则N等于1，且该孔尽量靠近右端支撑套管端盖。
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