CN110257933B - 一种纺丝纤维的定向收集装置 - Google Patents
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Abstract
一种纺丝纤维的定向收集装置，包括通气环盘、底凹盘与收集杆，所述通气环盘包括依次连接的顶环盘面、外侧环壁、底环盘面、内侧环壁，顶环盘面上设置有四个顶弧面区与四个顶缺面区，顶弧面区内设置有多个顶气孔，底环盘面上设置有四个底弧面区与四个底缺面区，底弧面区内设置有多个底气孔，顶缺面区内设置的顶插孔经中插筒与底缺面区内设置的底插孔相连接，中插筒内贯穿而过有一根收集杆，收集杆的底端低于通气环盘设置，收集杆的顶端高于通气环盘设置，内侧环壁的底端与底凹盘的顶盘口相连接，底凹盘的底盘面低于通气环盘设置。本设计不仅引导性较强、收集效果较好，而且可调性较强、脱丝效果较佳。
Description
技术领域
本发明涉及一种纺丝收集设备，属于纺织技术领域，尤其涉及一种纺丝纤维的定向收集装置，具体适用于提高收集效果。
背景技术
现有技术中，制备纳米纤维的离心纺丝技术是指：将聚合物熔体或溶液借助高速旋转的纺丝头所产生的离心力和剪切力由喷嘴或喷孔甩出而成纤维，该设计主要包括产生纺丝的纺丝头与收集纺丝的收集装置这两个部件。
授权公告号为CN205617001U，授权公告日为2016年10月5日的实用新型专利公开了一种离心纺丝装置，其包括电机、纺丝头和收集棒，纺丝头安装在电机的转轴顶部并由电机带动转动，纺丝头内具有容纳纺丝液的空腔，纺丝头顶部设有注液口，纺丝头侧壁设有与空腔连通的喷丝孔，所有的收集棒沿同一圆周环绕纺丝头均匀设置，应用时，纺丝头由电机带动转动，纺丝液从喷丝孔中喷出，在喷丝孔与收集棒之间运动得到拉伸，同时溶剂挥发，形成纤维，该纤维会缠绕在各个收集棒上以完成收集，虽然该设计能实现离心纺丝的收集，但其仍旧具有以下缺陷：
该设计不具备纤维收集的引导性，其最终获得的是粘接在所有收集棒内部的一个大环形的纤维圈，该种结构的纤维圈不利于存放，也不利于取下进行后续的加工，此外，当将纤维圈与收集棒相互脱离时，还会导致纤维圈的损坏，脱丝效果较差。
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的引导性较弱、收集效果较差的缺陷与问题，提供一种引导性较强、收集效果较好的纺丝纤维的定向收集装置。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种纺丝纤维的定向收集装置；所述定向收集装置包括通气环盘、底凹盘与四根收集杆，所述通气环盘包括依次连接的顶环盘面、外侧环壁、底环盘面、内侧环壁，所述顶环盘面、底环盘面上下平行设置，外侧环壁、内侧环壁同心设置，内侧环壁围成一个内环盘腔，该内环盘腔的正上方设置有一个纺丝头；
所述顶环盘面上设置有四个沿同一圆周均匀设置的顶弧面区，相邻的顶弧面区之间夹有一个顶缺面区，每个顶弧面区内都设置有多个顶气孔，所述底环盘面上设置有四个沿同一圆周均匀设置的底弧面区，相邻的底弧面区之间夹有一个底缺面区，每个底弧面区内都设置有多个底气孔，底气孔与顶气孔上下一一对应，底缺面区与顶缺面区上下一一对应，底缺面区内设置的底插孔与顶缺面区内设置的顶插孔上下一一对应，顶插孔经中插筒与底插孔相连接，顶气孔经中气筒与底气孔相连接，中插筒、中气筒都位于通气环盘的内部，每个中插筒内都贯穿而过有一根收集杆，该收集杆的底端低于通气环盘设置，收集杆的顶端高于通气环盘设置，内侧环壁的底端与底凹盘的顶盘口相连接，底凹盘的底盘面低于通气环盘设置。
所述顶弧面区包括同心的顶外弧区与顶内弧区，顶外弧区内设置有多个顶外气孔，顶内弧区内设置有多个顶内气孔，顶外气孔、顶内气孔组成顶气孔；所述底弧面区包括同心的底外弧区与底内弧区，底外弧区内设置有多个底外气孔，底内弧区内设置有多个底内气孔，底外气孔、底内气孔组成底气孔；
所述顶外气孔与底外气孔上下一一对应设置，所述顶内气孔与底内气孔上下一一对应设置，顶外气孔经外中气筒与底外气孔相连接，顶内气孔经内中气筒与底内气孔相连接，且外中气筒、内中气筒组成中气筒。
所述顶环盘面中，顶弧面区所在的部位高于顶缺面区所在的部位设置，所述中插筒的高度小于中气筒的高度。
所述收集杆包括倒圆锥体与插入杆，所述倒圆锥体的底端与插入杆的顶端相连接，插入杆的底端依次穿经顶插孔、中插筒、底插孔后延伸至通气环盘的下方，且倒圆锥体的顶端宽于其底端设置。
所述倒圆锥体与插入杆的交接处低于顶弧面区设置。
所述倒圆锥体的顶端在顶缺面区的投影面积大于等于顶缺面区的面积。
所述倒圆锥体的顶端与顶限位板相连接，该顶限位板的面积大于倒圆锥体的顶端的面积。
所述倒圆锥体的锥体侧围上盘绕有外凸的螺旋凸条，该螺旋凸条与锥体侧围构成多个定位槽。
所述倒圆锥体、插入杆的内部分别开设有圆锥内腔、内杆腔，所述锥体侧围上开设有多个锥体气孔，该锥体气孔经圆锥内腔与内杆腔相通，且每个定位槽内都设置有至少一个锥体气孔。
所述螺旋凸条的顶端与倒圆锥体的顶端之间夹成有顶缠绕区，该顶缠绕区内设置有至少两个锥体气孔。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种纺丝纤维的定向收集装置中，顶环盘面包括四个顶弧面区以及相邻顶弧面区之间设置的顶缺面区，底环盘面包括四个底弧面区以及相邻底弧面区之间设置的底缺面区，顶弧面区内设置的顶气孔与底弧面区内设置的底气孔上下对应，顶气孔经中气筒与底气孔相连接，顶缺面区内设置的顶插孔与底缺面区内设置的底插孔上下对应，顶插孔经中插筒与底插孔相连接，每个中插筒内都贯穿而过有一根收集杆，应用时，气流依次经底气孔、中气筒、顶气孔向上喷出，以形成带有四个缺口部位的气流圈，该气流圈的高度由气流的强度决定，气流圈能对纺丝头喷出的纺丝纤维的覆盖区域进行限定，不仅能使其不能越过气流圈，而且能使纺丝纤维只能被位于缺口部位的四根收集杆收集(收集杆自转以收集纺丝纤维)，引导性较强，与现有技术相比，不会形成较大体积的纤维圈，而是会形成易于存放与处理的纤维棒(即缠有纺丝纤维的收集杆)，大大提高了收集效果。因此，本发明不仅引导性较强，而且收集效果较好。
2、本发明一种纺丝纤维的定向收集装置中，顶气孔包括顶外气孔与顶内气孔，底气孔包括底外气孔与底内气孔，中气筒包括外中气筒与内中气筒时，该设计提高了气流圈的可调性，即通过调整顶外气孔、顶内气孔的出气状态(包括是否出气与出气的强度差异)，以调整气流圈的结构，从而限制不同的纺织纤维的覆盖区域，进而配合不同结构或位置的收集棒以实现各种不同的收集效果，以得到各种不同的收集后的纤维形态。因此，本发明的可调性较强，收集效果较佳。
3、本发明一种纺丝纤维的定向收集装置中，内侧环壁的底端与底凹盘的顶盘口相连接，底凹盘的底盘面低于通气环盘设置，内侧环壁围成一个内环盘腔，内环盘腔的正上方设置有一个纺丝头，应用时，纺丝纤维可能会发生断裂以得到断裂纤维，其原因包括纺丝纤维自身，气流圈、纺丝纤维之间的牵扯，纺丝纤维、收集杆之间的牵扯等，当出现断裂纤维时，由于气流圈的阻碍，断裂纤维不会外溢，而只会下坠，从而被底凹盘收集，进而实现底面、侧面的双方位收集，避免纤维的浪费，而且，底凹盘所收集的纤维处于层叠的状态，体积较小，利于后续的处理。因此，本发明的收集效果较佳。
4、本发明一种纺丝纤维的定向收集装置中，收集杆包括倒圆锥体与插入杆，倒圆锥体的底端与插入杆的顶端相连接，应用时，自转的收集杆将与其相接触的纤维缠绕在倒圆锥体上，此时，倒圆锥体上宽下窄的结构利于缠绕后的纤维向下滑行(纤维重力及旋转离心力的共同作用)，使得倒圆锥体上的纤维由下至上逐渐堆积，利于提高收集后纤维分布的均匀度，从而便于后续处理。因此，本发明收集的纤维的均匀度较高。
5、本发明一种纺丝纤维的定向收集装置中，倒圆锥体的锥体侧围上盘绕有外凸的螺旋凸条，该螺旋凸条与锥体侧围构成多个定位槽，该设计能使收集后的纤维只缠绕在定位槽内，从而对纤维的收集结构进行限定，进而使收集后的纤维呈现为螺旋的带状结构，利于后续纤维与收集杆的相互脱离，提高脱丝效果，尤其当每个定位槽内都设置有至少一个锥体气孔时，还可通过锥体气孔外喷气体的方式进一步的提高脱丝效率，脱丝效果更佳。因此，本发明不仅收集效果较好，而且脱丝效果较佳。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的仰视图。
图3是图1在A——A方向的剖视图。
图4是图3中收集杆的结构示意图。
图5是仰视时图4中倒圆锥体、顶限位板的相对位置示意图。
图中：纺丝头1、通气环盘2、顶环盘面21、顶弧面区211、顶缺面区212、顶气孔213、顶外弧区214、顶内弧区215、顶外气孔216、顶内气孔217、外侧环壁22、底环盘面23、底弧面区231、底缺面区232、底气孔233、底外弧区234、底内弧区235、底外气孔236、底内气孔237、内侧环壁24、内环盘腔25、底凹盘3、顶盘口31、底盘面32、收集杆4、倒圆锥体41、圆锥内腔411、插入杆42、内杆腔421、顶限位板43、锥体侧围44、螺旋凸条45、定位槽451、锥体气孔46、顶缠绕区47、中插筒5、顶插孔51、底插孔52、中气筒6、外中气筒61、内中气筒62。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图5，一种纺丝纤维的定向收集装置；所述定向收集装置包括通气环盘2、底凹盘3与四根收集杆4，所述通气环盘2包括依次连接的顶环盘面21、外侧环壁22、底环盘面23、内侧环壁24，所述顶环盘面21、底环盘面23上下平行设置，外侧环壁22、内侧环壁24同心设置，内侧环壁24围成一个内环盘腔25，该内环盘腔25的正上方设置有一个纺丝头1；
所述顶环盘面21上设置有四个沿同一圆周均匀设置的顶弧面区211，相邻的顶弧面区211之间夹有一个顶缺面区212，每个顶弧面区211内都设置有多个顶气孔213，所述底环盘面23上设置有四个沿同一圆周均匀设置的底弧面区231，相邻的底弧面区231之间夹有一个底缺面区232，每个底弧面区231内都设置有多个底气孔233，底气孔233与顶气孔213上下一一对应，底缺面区232与顶缺面区212上下一一对应，底缺面区232内设置的底插孔52与顶缺面区212内设置的顶插孔51上下一一对应，顶插孔51经中插筒5与底插孔52相连接，顶气孔213经中气筒6与底气孔233相连接，中插筒5、中气筒6都位于通气环盘2的内部，每个中插筒5内都贯穿而过有一根收集杆4，该收集杆4的底端低于通气环盘2设置，收集杆4的顶端高于通气环盘2设置，内侧环壁24的底端与底凹盘3的顶盘口31相连接，底凹盘3的底盘面32低于通气环盘2设置。
所述顶弧面区211包括同心的顶外弧区214与顶内弧区215，顶外弧区214内设置有多个顶外气孔216，顶内弧区215内设置有多个顶内气孔217，顶外气孔216、顶内气孔217组成顶气孔213；所述底弧面区231包括同心的底外弧区234与底内弧区235，底外弧区234内设置有多个底外气孔236，底内弧区235内设置有多个底内气孔237，底外气孔236、底内气孔237组成底气孔233；
所述顶外气孔216与底外气孔236上下一一对应设置，所述顶内气孔217与底内气孔237上下一一对应设置，顶外气孔216经外中气筒61与底外气孔236相连接，顶内气孔217经内中气筒62与底内气孔237相连接，且外中气筒61、内中气筒62组成中气筒6。
所述顶环盘面21中，顶弧面区211所在的部位高于顶缺面区212所在的部位设置，所述中插筒5的高度小于中气筒6的高度。
所述收集杆4包括倒圆锥体41与插入杆42，所述倒圆锥体41的底端与插入杆42的顶端相连接，插入杆42的底端依次穿经顶插孔51、中插筒5、底插孔52后延伸至通气环盘2的下方，且倒圆锥体41的顶端宽于其底端设置。
所述倒圆锥体41与插入杆42的交接处低于顶弧面区211设置。
所述倒圆锥体41的顶端在顶缺面区212的投影面积大于等于顶缺面区212的面积。
所述倒圆锥体41的顶端与顶限位板43相连接，该顶限位板43的面积大于倒圆锥体41的顶端的面积。
所述倒圆锥体41的锥体侧围44上盘绕有外凸的螺旋凸条45，该螺旋凸条45与锥体侧围44构成多个定位槽451。
所述倒圆锥体41、插入杆42的内部分别开设有圆锥内腔411、内杆腔421，所述锥体侧围44上开设有多个锥体气孔46，该锥体气孔46经圆锥内腔411与内杆腔421相通，且每个定位槽451内都设置有至少一个锥体气孔46。
所述螺旋凸条45的顶端与倒圆锥体41的顶端之间夹成有顶缠绕区47，该顶缠绕区47内设置有至少两个锥体气孔46。
本发明的原理说明如下：
应用时，纺丝头1自转以向外喷出纺丝纤维，同时，四个顶弧面区211内的顶气孔213向上喷出气流，以得到带有四个缺口部位(与顶缺面区212相对应)的气流圈，该气流圈阻挡纺丝纤维向外甩出，使得纺丝纤维只能流向位于顶缺面区212的收集杆4，以提高纤维收集的引导性，自转的收集杆4能将甩向其的纤维不停的缠绕在自身上，从而得到纤维棒(即缠有纺丝纤维的收集杆4)，大大提高了收集效果，便于后续处理，而在该过程中，若发生纤维断裂的情况，并产生断裂纤维时，位于通气环盘2底部的底凹盘3会对断裂纤维进行收集，确保形成的纺丝纤维都能得到收集，避免浪费，而且，底凹盘3收集后的纤维呈现为层层叠加的状态，体积也较小，也便于后续处理。
实施例1：
参见图1至图5，一种纺丝纤维的定向收集装置；所述定向收集装置包括通气环盘2、底凹盘3与四根收集杆4，所述通气环盘2包括依次连接的顶环盘面21、外侧环壁22、底环盘面23、内侧环壁24，所述顶环盘面21、底环盘面23上下平行设置，外侧环壁22、内侧环壁24同心设置，内侧环壁24围成一个内环盘腔25，该内环盘腔25的正上方设置有一个纺丝头1；所述顶环盘面21上设置有四个沿同一圆周均匀设置的顶弧面区211，相邻的顶弧面区211之间夹有一个顶缺面区212，每个顶弧面区211内都设置有多个顶气孔213，所述底环盘面23上设置有四个沿同一圆周均匀设置的底弧面区231，相邻的底弧面区231之间夹有一个底缺面区232，每个底弧面区231内都设置有多个底气孔233，底气孔233与顶气孔213上下一一对应，底缺面区232与顶缺面区212上下一一对应，底缺面区232内设置的底插孔52与顶缺面区212内设置的顶插孔51上下一一对应，顶插孔51经中插筒5与底插孔52相连接，顶气孔213经中气筒6与底气孔233相连接，中插筒5、中气筒6都位于通气环盘2的内部，每个中插筒5内都贯穿而过有一根收集杆4，该收集杆4的底端低于通气环盘2设置，收集杆4的顶端高于通气环盘2设置，内侧环壁24的底端与底凹盘3的顶盘口31相连接，底凹盘3的底盘面32低于通气环盘2设置。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述顶弧面区211包括同心的顶外弧区214与顶内弧区215，顶外弧区214内设置有多个顶外气孔216，顶内弧区215内设置有多个顶内气孔217，顶外气孔216、顶内气孔217组成顶气孔213；所述底弧面区231包括同心的底外弧区234与底内弧区235，底外弧区234内设置有多个底外气孔236，底内弧区235内设置有多个底内气孔237，底外气孔236、底内气孔237组成底气孔233；所述顶外气孔216与底外气孔236上下一一对应设置，所述顶内气孔217与底内气孔237上下一一对应设置，顶外气孔216经外中气筒61与底外气孔236相连接，顶内气孔217经内中气筒62与底内气孔237相连接，且外中气筒61、内中气筒62组成中气筒6。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述收集杆4包括倒圆锥体41与插入杆42，所述倒圆锥体41的底端与插入杆42的顶端相连接，插入杆42的底端依次穿经顶插孔51、中插筒5、底插孔52后延伸至通气环盘2的下方，且倒圆锥体41的顶端宽于其底端设置。所述倒圆锥体41与插入杆42的交接处低于顶弧面区211设置。所述倒圆锥体41的顶端在顶缺面区212的投影面积大于等于顶缺面区212的面积。
实施例4：
基本内容同实施例3，不同之处在于：
所述倒圆锥体41的锥体侧围44上盘绕有外凸的螺旋凸条45，该螺旋凸条45与锥体侧围44构成多个定位槽451。所述倒圆锥体41、插入杆42的内部分别开设有圆锥内腔411、内杆腔421，所述锥体侧围44上开设有多个锥体气孔46，该锥体气孔46经圆锥内腔411与内杆腔421相通，且每个定位槽451内都设置有至少一个锥体气孔46。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (9)
1.一种纺丝纤维的定向收集装置，其特征在于：所述定向收集装置包括通气环盘（2）、底凹盘（3）与四根收集杆（4），所述通气环盘（2）包括依次连接的顶环盘面（21）、外侧环壁（22）、底环盘面（23）、内侧环壁（24），所述顶环盘面（21）、底环盘面（23）上下平行设置，外侧环壁（22）、内侧环壁（24）同心设置，内侧环壁（24）围成一个内环盘腔（25），该内环盘腔（25）的正上方设置有一个纺丝头（1）；
所述顶环盘面（21）上设置有四个沿同一圆周均匀设置的顶弧面区（211），相邻的顶弧面区（211）之间夹有一个顶缺面区（212），每个顶弧面区（211）内都设置有多个顶气孔（213），所述底环盘面（23）上设置有四个沿同一圆周均匀设置的底弧面区（231），相邻的底弧面区（231）之间夹有一个底缺面区（232），每个底弧面区（231）内都设置有多个底气孔（233），底气孔（233）与顶气孔（213）上下一一对应，底缺面区（232）与顶缺面区（212）上下一一对应，底缺面区（232）内设置的底插孔（52）与顶缺面区（212）内设置的顶插孔（51）上下一一对应，顶插孔（51）经中插筒（5）与底插孔（52）相连接，顶气孔（213）经中气筒（6）与底气孔（233）相连接，中插筒（5）、中气筒（6）都位于通气环盘（2）的内部，每个中插筒（5）内都贯穿而过有一根收集杆（4），该收集杆（4）的底端低于通气环盘（2）设置，收集杆（4）的顶端高于通气环盘（2）设置，内侧环壁（24）的底端与底凹盘（3）的顶盘口（31）相连接，底凹盘（3）的底盘面（32）低于通气环盘（2）设置；
所述顶弧面区（211）包括同心的顶外弧区（214）与顶内弧区（215），顶外弧区（214）内设置有多个顶外气孔（216），顶内弧区（215）内设置有多个顶内气孔（217），顶外气孔（216）、顶内气孔（217）组成顶气孔（213）；所述底弧面区（231）包括同心的底外弧区（234）与底内弧区（235），底外弧区（234）内设置有多个底外气孔（236），底内弧区（235）内设置有多个底内气孔（237），底外气孔（236）、底内气孔（237）组成底气孔（233）；
所述顶外气孔（216）与底外气孔（236）上下一一对应设置，所述顶内气孔（217）与底内气孔（237）上下一一对应设置，顶外气孔（216）经外中气筒（61）与底外气孔（236）相连接，顶内气孔（217）经内中气筒（62）与底内气孔（237）相连接，且外中气筒（61）、内中气筒（62）组成中气筒（6）。
2.根据权利要求1所述的一种纺丝纤维的定向收集装置，其特征在于：所述顶环盘面（21）中，顶弧面区（211）所在的部位高于顶缺面区（212）所在的部位设置，所述中插筒（5）的高度小于中气筒（6）的高度。
3.根据权利要求1所述的一种纺丝纤维的定向收集装置，其特征在于：所述收集杆（4）包括倒圆锥体（41）与插入杆（42），所述倒圆锥体（41）的底端与插入杆（42）的顶端相连接，插入杆（42）的底端依次穿经顶插孔（51）、中插筒（5）、底插孔（52）后延伸至通气环盘（2）的下方，且倒圆锥体（41）的顶端宽于其底端设置。
4.根据权利要求3所述的一种纺丝纤维的定向收集装置，其特征在于：所述倒圆锥体（41）与插入杆（42）的交接处低于顶弧面区（211）设置。
5.根据权利要求3所述的一种纺丝纤维的定向收集装置，其特征在于：所述倒圆锥体（41）的顶端在顶缺面区（212）的投影面积大于等于顶缺面区（212）的面积。
6.根据权利要求5所述的一种纺丝纤维的定向收集装置，其特征在于：所述倒圆锥体（41）的顶端与顶限位板（43）相连接，该顶限位板（43）的面积大于倒圆锥体（41）的顶端的面积。
7.根据权利要求3所述的一种纺丝纤维的定向收集装置，其特征在于：所述倒圆锥体（41）的锥体侧围（44）上盘绕有外凸的螺旋凸条（45），该螺旋凸条（45）与锥体侧围（44）构成多个定位槽（451）。
8.根据权利要求7所述的一种纺丝纤维的定向收集装置，其特征在于：所述倒圆锥体（41）、插入杆（42）的内部分别开设有圆锥内腔（411）、内杆腔（421），所述锥体侧围（44）上开设有多个锥体气孔（46），该锥体气孔（46）经圆锥内腔（411）与内杆腔（421）相通，且每个定位槽（451）内都设置有至少一个锥体气孔（46）。
9.根据权利要求8所述的一种纺丝纤维的定向收集装置，其特征在于：所述螺旋凸条（45）的顶端与倒圆锥体（41）的顶端之间夹成有顶缠绕区（47），该顶缠绕区（47）内设置有至少两个锥体气孔（46）。
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