CN110592689A - 一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备,本发明将离心纺丝装置与静电纺丝装置并排布置，并在纺丝装置下方设置连续移动的收集带，离心纺丝装置将纺丝溶液喷出形成纤维落在收集带上，而静电纺丝装置喷出的纤维落在离心纺丝装置形成的纤维上，实现了由纳米级材料和微米级材料复合而成的过滤材料的批量化生产；本发明在收集带下方设置负压收集装置，可回收纺丝过程中挥发的溶剂，同时避免空气污染；另外负压收集装置在收集带表面形成的负压可对纺丝进行二次牵伸，使得纺丝更加均匀。

Description

一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备

技术领域

本发明涉及纺织机械技术领域，尤其涉及一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备。

背景技术

静电纺丝是一种能够直接地、连续地制备纳米级聚合物纤维的技术。该技术利用高压电场使聚合物溶液、熔体带电，在静电斥力和聚合物流体及接收装置之间的异性相吸作用力的作用下，产生形变从而在喷头末端形成锥状液滴(即泰勒锥)最终形成纺丝。静电纺丝工艺获得的纤维直径小，甚至可至几十纳米，将其应用于过滤领域，可提高滤材的过滤效率；但是，纤维越细，越易堆积紧密，低阻效果很难实现；另外静电纺丝其机械强度较低，容易发生断裂，不利于使用。

为了解决这一问题，可以将离心纺丝与静电纺丝复合使用。

离心纺是一种能够同时适用于溶液纺和熔融纺的新型纺丝技术。离心纺在纺丝过程中，通过高速旋转的喷丝器所产生的离心力将喷丝器内部的纺丝溶液由微孔射出并形成细长纤维，其制备的纤维通常为微米级纤维。

离心纺丝材料对静电纺丝材料在起到支撑作用的同时，纳米级纤维与微米级纤维的阶梯分层结构亦对过滤过程进行了分流，微米级纤维首先对大颗粒异物进行筛滤，而纳米级纤维则对经过微米级纤维层后的流体进行进一步的高效过滤，从而更有效地发挥滤材的表面过滤、表层过滤和深层过滤效果，有利于过滤效率和容尘量的提高。

目前还没有设备能够实现连续批量生产这种双层滤材，因此亟需一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备来解决现有的技术问题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，实现微米级和纳米级双层滤材的连续批量化生产。

本发明是通过以下技术方案予以实现的。

一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，包括并排设置的离心纺丝装置和静电纺丝装置以及设置在所述离心纺丝装置和所述静电纺丝装置下方的收集装置；所述收集装置上设置有对纺丝进行二次牵伸的负压收集装置。

所述设备还包括横移装置和分别设置在所述横移装置两边的第一高度调节装置和第二高度调节装置；所述离心纺丝装置与所述第一高度调节装置下端连接；所述静电纺丝装置与所述第二高度调节装置下端连接。

所述静电纺丝装置包括：上绝缘盖板和设置在所述上绝缘盖板下方的绝缘基体，所述上绝缘盖板和所述绝缘基体形成容纳纺丝溶液的腔体；所述上绝缘盖板设置有流体接头；所述绝缘基体侧壁上设置有压力传感器，所述压力传感器与控制系统电连接。

所述绝缘基体下方依次设置有具有导电性能的导电板和和具有绝缘性能的下绝缘盖板；所述下绝缘盖板中间部位设置有内凹腔体，其凸起的端面与所述绝缘基体贴合，其内凹腔体与所述导电板贴合；所述导电板的侧边设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有导电柱并通过螺纹与所述螺纹孔固定连接，所述导电柱与静电高压电源电连接。

所述绝缘基体的底部设置有若干个螺纹通孔，其分布形式为直线式分布、矩阵式分布和圆环式分布中的一种；所述导电板上设置有若干个第一通孔，所述下绝缘盖板的内凹腔体底部设置有若干个第二通孔；所述第一通孔、所述第二通孔及所述螺纹通孔保持同轴心。

所述静电纺丝装置还包括：外形为两段阶梯轴的喷嘴，其上端小、下端大；若干个所述喷嘴贯穿所述螺纹通孔、所述第一通孔和所述第二通孔，并与所述螺纹通孔通过螺纹连接固定；所述喷嘴的外圆台阶面紧贴所述导电板。

所述喷嘴内部设置有中心孔，所述中心孔上端为锥型，下端为圆柱形，所述中心孔内圆柱段设置有细管，所述细管与所述中心孔为过盈配合。

所述负压收集装置包括：上端大、下端小的锥型结构的锥型风筒和与所述锥型风筒下端连接的风道；所述锥型风筒的上端与所述收集装置上的支撑板连接；所述风道通过管路与管道风机连接，所述管道风机的另一端通过管路与冷凝回收装置连接。

所述锥型风筒内由上到下依次设置有第一隔板和第二隔板；所述支撑板、第一隔板和第二隔板上设置有若干通孔，且所述支撑板、第一隔板和第二隔板上的通孔孔径依次增大。

所述设备还包括对复合材料进行牵引和压实的压实装置和将复合材料缠绕成卷的收卷装置，所述压实装置和所述收卷装置延所述复合材料的运动方向依次布置。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)本发明将离心纺丝装置与静电纺丝装置并排设置，并在纺丝装置下方设置连续移动的收集带，离心纺丝装置将纺丝溶液喷出形成纤维落在收集带上，而静电纺丝装置喷出的纤维落在离心纺丝装置形成的纤维上，实现了由纳米级材料和微米级材料复合而成的过滤材料的批量化生产；

2)本发明将离心纺丝装置与静电纺丝装置安装在横移装置上，并分别设置高度调整装置，可实现复合材料的宽幅生产并且根据实际需要方便调整纺丝高度；

3)本发明在收集带下方设置负压收集装置，可回收纺丝过程中挥发的溶剂，对溶剂回收利用的同时避免空气污染；另外负压收集装置在收集带表面形成的负压可对纺丝进行二次牵伸，使得纺丝更加均匀。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为本发明中纺丝装置的结构示意图；

图3为本发明中喷丝装置的结构示意图；

图4为本发明中横移装置的结构示意图；

图5为本发明中离心纺丝装置的立体示意图；

图6为本发明中离心纺丝装置的剖视图；

图7为本发明中离心纺丝供料装置的结构示意图；

图8为本发明中静电纺丝装置的结构示意图；

图9为图8的A向视图；

图10为本发明中静电纺丝供料装置的结构示意图；

图11为本发明中收集装置的结构示意图；

图12为本发明中负压收集装置的结构示意图；

图13为本发明中压实装置的结构示意图；

图14为本发明中压实装置的立体图；

图15为本发明中收卷装置的立体图；

图16为本发明中收卷装置的剖视图。

图中：1、纺丝装置；2、压实装置；3、收卷装置；4、复合材料；

11、喷丝装置；12、收集装置；13、离心纺丝供料装置；14、静电纺丝供料装置；

111、横移装置；112、第一高度调节装置；113、第二高度调节装置；114、离心纺丝装置；115、静电纺丝装置；116、第一防护罩；117、第二防护罩；

1112、横移运动单元；1113、安装板；1114、横移支杆；

1121、手轮；1122、调节丝杆；1120、螺母；1123、调节板；1124、导杆；1125、直线轴承；1126、基板；

1140、喷丝器；1141、钢化玻璃板；1142、缓存罐；1143、端盖；1144、导料管；1145、空心轴；1146、同步带；1147、直流电机；1148、主动带轮；1149、从动带轮；1161、缓存罐支架；1162、直流电机支架；1163、支撑板；1164、喷丝孔；1165、凹槽；

131、储料罐；132、液位计；133、离心纺流量泵；134、电动开关阀；135、流量计；136、搅拌器；

1151、上绝缘盖板；1152、密封垫片；1153、绝缘基体；1154、导电板；1155、下绝缘盖板；1156、喷嘴；1157、细管；1158、流体接头；1159、导电柱；1160、压力传感器；

141、静电纺流量泵；

121、传动牵引装置；122、收集带；123、支撑板；124、负压收集装置；

1241、锥型风筒；1242、风道；1243、管道风机；1244、冷凝回收装置；1245、第一隔板；1246、第二隔板；

201、压实机架；202、气缸；211、压辊安装板；210、压辊；207、转动辊；213、滑轨；206、驱动电机；205、压实主动链轮；204、压实链条；203、压实从动链轮；209、滑块；212、浮动接头；

306、收卷机架；303、第一导向辊；302、限位辊；305、张力调整辊；301、第二导向辊；319、收卷辊；304、导向块；305、张力调整辊；317、卡紧机构；318、从动齿轮；312、收卷电机；314、收卷主动链轮；315、收卷链条；316、收卷从动链轮；320、主动齿轮；321、收卷从动轴；322、纠偏装置；313、下收卷机架；311、纠偏滑轨；307、纠偏滑块；309、直线伺服电机；310、电机固定座；308、连接座。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。

如图1所示，一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，包括纺丝装置1、压实装置2和收卷装置3；

所述纺丝装置1生产出复合材料4；所述纺丝装置1、压实装置2和收卷装置3按照复合材料4的运动方向从前到后依次布置；所述纺丝装置1制出的复合材料4经过所述压实装置2压实后导入所述收卷装置3；所述收卷装置3将复合材料4缠绕成卷。

如图2所示，所述纺丝装置1包括，喷丝装置11和收集装置12；

所述喷丝装置11设置在所述收集装置12上方。

如图3所示，所述喷丝装置11包括：横移装置111、第一高度调节装置112、第二高度调节装置113、离心纺丝装置114、静电纺丝装置115、第一防护罩116和第二防护罩117；

所述第一高度调节装置112和所述第二高度调节装置113分别设置在所述横移装置111两侧；所述离心纺丝装置114设置在所述第一高度调节装置112下端，通过所述第一高度调节装置112调节所述离心纺丝装置114与所述收集装置12之间的距离；所述静电纺丝装置115设置在所述第二高度调节装置113下端，通过所述第二高度调节装置113调节所述静电纺丝装置115与所述收集装置12之间的距离。

同时，在所述离心纺丝装置114和静电纺丝装置115的外侧分别设置有第一防护罩116和第二防护罩117；第一防护罩116用于罩住所述离心纺丝装置114，防止纺丝溶液挥发至空气中；第二防护罩117罩住所述静电纺丝装置115，防止纺丝溶液挥发至空气中。

如图4所示，所述横移装置111包括：横移运动单元1112和横移支杆1114；所述横移运动单元1112的滑块上固定安装有安装板1113；两根所述横移支杆1114固定安装在安装板1113上；所述横移运动单元1112通过安装板1113驱动横移支杆1114做水平运动。

所述第一高度调节装置112和所述第二高度调节装置113分别设置在横移支杆1114两边。

如图5至图6所示，所述第一高度调节装置112包括调节丝杆1122、螺母1120、调节板1123、导杆1124、直线轴承1125和基板1126；

两根所述导杆1124下端与所述离心纺丝装置114固定连接；

所述基板1126固定安装在所述横移支杆1114上；

两个所述直线轴承1125固定安装在所述基板1126上；两根所述导杆1124分别套在两根所述直线轴承1125上；两根所述导杆1124的上端与所述调节板1123固定连接；所述螺母1120固定安装在所述调节板1123上；所述调节丝杆1122与螺母1120配合；所述调节丝杆1122下端通过轴承座固定安装在所述调节板1123上；所述调节丝杆1122上端固定安装有手轮1121。

所述第二高度调节装置113与所述第一高度调节装置112的结构相同。

所述离心纺丝装置114包括：缓存罐1142、导料管1144、空心轴1145和喷丝器1140；

所述导料管1144设置在空心轴1145的中心孔内，与所述中心孔不接触；所述导料管1144上端通过螺纹连接固定在所述缓存罐1142内，固定连接处加装耐腐蚀橡胶垫进行密封处理，下端插入喷丝器1140内；所述喷丝器1140固定安装在所述空心轴1145下端；所述缓存罐1142内的纺丝溶液通过导料管1144进入喷丝器1140内，所述喷丝器1140上加工有至少一个喷丝孔1164，所述纺丝溶液在喷丝器1140高速旋转时可从所述喷丝孔1164内射出。

为了保证纺丝溶液不会漏出，在所述缓存罐1142和之间加装有耐腐蚀橡胶垫。

所述端盖1143上安装有接头，纺丝溶液通过所述接头进入所述缓存罐1142内。

所述缓存罐1142上还加工有凹槽1165，并在凹槽1165上安装有钢化玻璃板1141，便于人工观察料位情况。

为了使喷丝器1140高速旋转，所述离心纺丝装置114，还包括直流电机1147、主动带轮1148、从动带轮1149和同步带1146；所述主动带轮1148通过键连接固定安装在直流电机1147的输出轴上；所述从动带轮1149通过键连接固定安装在所述空心轴1145上；所述同步带1146套在所述主动带轮1148和所述从动带轮1149上；所述直流电机1147驱动所述主动带轮1148旋转，所述主动带轮1148通过同步带1146和从动带轮1149驱动所述空心轴1145转动；由于所述喷丝器1140固定安装在所述空心轴1145下端，所以所述喷丝器1140与所述空心轴1145一起转动。

所述离心纺丝装置114还包括缓存罐支架1161、直流电机支架1162和支撑板1163；所述缓存罐支架1161用于固定所述缓存罐1142；所述直流电机支架1162用于固定所述直流电机1147；所述缓存罐支架1161和直流电机支架1162均固定在所述支撑板1163上。

所述支撑板1163与所述导杆1124的下端连接。

为了向所述离心纺丝装置114供送纺丝溶液，在设备机架上(未示出)设置有离心纺丝供料装置13，所述离心纺丝供料装置13通过所述接头将纺丝溶液泵入所述缓存罐1142内；

如图7所示，所述离心纺丝供料装置13包括储料罐131和离心纺流量泵133；所述储料罐131通过管路与所述离心纺流量泵133连接，所述离心纺流量泵133与所述缓存罐1142通过管路连接，为所述缓存罐1142供料；所述储料罐131内装有纺丝溶液；所述离心纺流量泵133将所述储料罐131内的纺丝溶液泵入若干个所述缓存罐1142内。

所述离心纺流量泵133和所述缓存罐1142之间的管路上设置有电动开关阀134；所述离心纺流量泵133一直处于工作状态，所述电动开关阀134控制纺丝溶液是否进入所述缓存罐1142内。

所述储料罐131内设置有液位计132；当所述储料罐131内的纺丝溶液液位低于所述液位计132的位置时，所述液位计132发送信号至所述控制系统，所述控制系统向操作人员发出警报，由人工向所述储料罐131内补料。

所述缓存罐1142上也设置有液位计132；当所述缓存罐1142内的纺丝溶液低于所述液位计132高度时，所述缓存罐1142内的所述液位计132发送信号至所述控制系统，所述控制系统控制与该所述缓存罐1142对应的所述电动开关阀134打开，管路内的纺丝溶液进入所述缓存罐1142内。

所述离心纺流量泵133和所述缓存罐1142之间的管路上还设置有流量计135；当所述电动开关阀134打开向所述缓存罐1142供料时，所述流量计135检测进入所述缓存罐1142内的纺丝溶液的流量，当达到设定值后，所述流量计135向控制系统发送信号，所述控制系统控制控制所述电动开关阀134关闭，停止向所述缓存罐1142供料。

所述储料罐131上安装有搅拌器136；在向所述缓存罐1142供料的同时，所述搅拌器136对所述储料罐131内的纺丝溶液进行搅拌。

如图8至图9所示，所述静电纺丝装置115包括：上绝缘盖板1151、绝缘基体1153、导电板1154、下绝缘盖板1155、喷嘴1156和细管1157；

所述上绝缘盖板1151其外形为平板，且为绝缘材料制成，其上表面与所述第二高度调节装置113的下端连接；

所述绝缘基体1153为绝缘材料制成，其中间部位设置有内凹腔体，其凸起的端面与所述上绝缘盖板1151的下表面贴合，并固定连接；所述上绝缘盖板1151与所述绝缘基体1153形成密闭腔体；

所述上绝缘盖板1151设置有流体接头1158，所述流体接头1158的另一端接有管路，管路里的纺丝溶液通过所述流体接头1158进入所述上绝缘盖板1151与所述绝缘基体1153形成的密闭腔体内；

为了保证所述上绝缘盖板1151与所述绝缘基体1153之间良好的密封，在所述上绝缘盖板1151与所述绝缘基体1153之间设置有密封垫片1152；

所述绝缘基体1153的底部设置有若干个螺纹通孔；其分布形式为直线式分布、矩阵式分布和圆环式分布中的一种；

所述导电板1154紧贴所述绝缘基体1153的下表面，并通过螺栓固定；

所述导电板1154上设置有若干个第一通孔，安装时，所述第一通孔与所述螺纹通孔保持同轴心；

所述下绝缘盖板1155为绝缘材料制成，其中间部位设置有内凹腔体，其凸起的端面与所述绝缘基体1153贴合，其内凹腔体与所述导电板1154贴合；与所述绝缘基体1153贴合的部位通过螺栓与所述绝缘基体1153连接；所述下绝缘盖板1155将所述导电板1154包裹起来，避免所述导电板1154通电时裸露在外，发生危险；

所述下绝缘盖板1155的内凹腔体底部设置有若干个第二通孔；安装时，所述第一通孔与所述第二通孔同轴心；

所述喷嘴1156为两段阶梯轴，上端小，下端大；

若干个所述喷嘴1156贯穿所述螺纹通孔、所述第一通孔和所述第二通孔；安装在所述若干个螺纹通孔内；

所述喷嘴1156的上端通过螺纹连接与所述螺纹通孔连接，这样便于拆卸；

所述喷嘴1156的外圆台阶面紧贴所述导电板1154；

所述喷嘴1156内部设置有中心孔，所述中心孔上端为锥型，便于纺丝溶液流入中心孔，且无死角，下端为圆柱形；

所述细管1157设置在所述中心孔内的圆柱段，与所述中心孔为过盈配合；

所述喷嘴1156及所述细管1157均为导电材料；

所述导电板1154上的电流导入所述喷嘴1156及所述细管1157；

所述喷嘴1156的下端面与所述下绝缘盖板1155的下表面齐平。

所述导电板1154的侧边设置有螺纹孔，所述导电柱1159设置在螺纹孔内并通过螺纹固定连接，所述导电柱1159与静电高压电源电连接；

所述绝缘基体1153侧壁上设置有压力传感器1160，所述压力传感器1160与控制系统电连接，检测纺丝溶液的压力变化。

带压力的纺丝溶液通过所述喷嘴1156的锥型中心孔进入所述细管1157内，所述导电板1154通过所述导电柱1159获得高压静电，高压静电传递给所述喷嘴1156及所述细管1157；所述细管1157内的纺丝溶液在高压静电的作用下，产生形变从而在所述细管1157末端形成锥状液滴(即泰勒锥)最终形成纺丝，落在所述收集装置上。

为了给所述静电纺丝装置115供纺丝溶液，所述设备机架上设置有静电纺丝供料装置14，所述静电纺丝供料装置14为所述静电纺丝装置供送纺丝溶液，并保证所述上绝缘盖板1151与所述绝缘基体1153形成的密闭腔体内的纺丝溶液保持一定的压力。

如图10所示，所述静电纺丝供料装置14结构与原理与所述离心纺丝供料装置13结构类似，其包括静电纺流量泵141；

所述静电纺流量泵141由控制系统控制启停及是否增大或者减小输出流量；所述压力传感器1160检测纺丝溶液的压力变化，当低于设定值时，所述控制器控制所述静电纺流量泵141增大输出流量，以保持纺丝溶液的压力。

如图11所示，所述收集装置12包括：传动牵引装置121和收集带122；所述传动牵引装置121安装在所述设备机架上；所述收集带122制成环形带，套在所述传动牵引装置121上；所述传动牵引装置121带动所述收集带122做固定方向的循环运动。

在所述收集带122下面设置支撑板123，用于支撑起收集带122，保证收集带122处于水平状态，便于收集由纺丝溶液形成的复合材料4。

当所述离心纺丝装置114上的所述喷丝器1140高速旋转时，其内的纺丝溶液喷出，喷出的瞬间由于离心力和力的作用下，纺丝溶液迅速成丝，并附着在所述收集带122上形成纤维网；所述收集带122向前运动，所述纤维网均匀平铺在所述收集带122上。

所述收集装置12上的支撑板123通过地线与地面连接。

当所述静电纺丝装置115上的所述导电板1154接通高压静电后，流入所述细管1157内的纺丝溶液在静电的作用下形成纺丝落在所述离心纺丝装置114形成的纤维网上，这样就形成了复合材料4。

为防止被纺丝溶液腐蚀，所述收集带122的材料为聚四氟乙烯。

由于纺丝溶液喷射形成的纤维网较轻，为防止所述收集带122运动时空气将纤维网吹起而脱离所述收集带122，将所述收集带122制成网状结构，并在所述支撑板123上加工密布的通孔；在所述支撑板123下方安装有两套负压收集装置124；

两套所述负压收集装置分别设置在所述离心纺丝装置和所述静电纺丝装置的下方；所述负压收集装置124在所述收集带122表面形成均匀负压，均匀负压将附着在所述收集带122表面的复合材料4吸附在所述收集带122上；

负压收集装置124能够吸收所述离心纺丝装置和所述静电纺丝装置在纺丝过程中形成的挥发气体，避免空气污染，而且在纺丝过程中能够对纺丝进行二次牵伸，使纺丝更加均匀。

所述负压收集装置124包括锥型风筒1241、风道1242、管道风机1243和冷凝回收装置1244；所述锥型风筒1241为上端大、下端小的锥型结构，其上端与所述支撑板123的下表面连接；所述锥型风筒1241的下端与所述风道1242连接；所述风道1242的另一端穿过所述收集装置的侧板通过管路与所述管道风机1243连接；所述管道风机1243的另一端通过管路与所述冷凝回收装置1244连接；所述管道风机1243为所述锥型风筒1241抽风，使所述支撑板123表面形成负压；同时挥发气体被负压吸入所述锥型风筒1241后，通过风道1242及管路进入所述冷凝回收装置1244；所述冷凝回收装置1244对挥发气体进行冷凝并回收其冷凝后的液体。

为了使负压收集装置124在所述支撑板123上形成的吸力更加均匀，在所述锥型风筒1241内由上到下依次设置有第一隔板1245和第二隔板1246；所述第一隔板1245和所述第二隔板1246上设置有若干通孔，所述第一隔板1245上的通孔孔径大于所述支撑板123上的通孔孔径；所述第二隔板1246上的通孔孔径大于所述第一隔板1245上的通孔孔径，这样使负压更加均匀。

如图13至图14所示，所述压实装置2包括压实机架201、气缸202、压辊安装板211、压辊210、转动辊207和滑轨213；两个所述气缸202对称固定安装在所述压实机架201上部；两根所述滑轨213分别固定安装在压实机架201两侧；所述气缸202的活塞杆上安装有浮动接头212；所述浮动接头212的另一端安装在所述压辊安装板211上；所述压辊安装板211两端固定安装有滑块209；所述滑块209安装在滑轨213上；所述压辊210通过轴承座固定安装在所述压辊安装板211上；所述转动辊207通过轴承座固定安装在所述压实机架201上。

所述压辊210通过所述压辊安装板211及滑块209在滑轨213上滑动；所述气缸202通过浮动接头212将安装在所述压辊安装板211上的所述压辊210向下推；所述压辊210与所述转动辊207贴合并压紧，将通过压实装置2的复合材料4压实。

为防止在压实过程中，所述复合材料4被收卷装置3扯断，所述压实装置2，还包括驱动电机206、压实主动链轮205、压实链条204和压实从动链轮203；所述驱动电机206固定安装在所述压实机架201下部；所述压实主动链轮205通过键连接固定安装在所述驱动电机206上；所述压实从动链轮203通过键连接固定安装在所述转动辊207一端；所述压实链条204套在所述主动链轮和从动链轮上；所述驱动电机206通过所述主动链轮和所述压实链条204驱动所述压实从动链轮203转动；所述压实从动链轮203带动所述转动辊207转动；这样所述复合材料4被压实的过程中，所述转动辊207转动，起到对所述复合材料4进行牵引的作用。

如图15至图16所示，所述收卷装置3包括上收卷机架306、第一导向辊303、限位辊302、张力调整辊305、第二导向辊301和收卷辊319；按照所述复合材料4的运动方向，所述第一导向辊303、限位辊302、张力调整辊305、第二导向辊301和收卷辊319依次设置在所述上收卷机架306上；所述复合材料4由所述第一导向辊303导入所述收卷装置3，由所述张力调整辊305和所述第二导向辊301导向后缠绕在所述收卷辊319上。

所述限位辊302设置在所述第一导向辊303的斜上方，保证所述复合材料4只在所述第一导向辊303和所述限位辊302之间。

所述上收卷机架306两侧安装有导向块304；所述导向块304内加工有凹槽；所述张力调整辊305的两端分别安装在两个所述导向块304的凹槽内，并在凹槽内滑动；所述张力调整辊305压在所述复合材料4上，靠自身重力调整所述复合材料4的张紧力。

所述上收卷机架306两侧还设置有卡紧机构317；所述收卷辊319两端分别卡在两套卡紧机构317内；所述卡紧机构317将所述收卷辊319及上的轴承卡在所述卡紧机构317内的凹槽内，所述收卷辊319在所述卡紧机构317内旋转自如；当完成收卷功能后，通过手动操作所述卡紧机构317，所述收卷辊319可轻易脱离所述卡紧机构317。

为完成收卷功能，所述收卷辊319需要持续转动；所以，所述收卷装置3，还包括收卷电机312、收卷主动链轮314、收卷链条315、收卷从动链轮316和收卷从动轴321；所述收卷电机312固定安装在所述所述上收卷机架306底部；所述收卷主动链轮314通过键连接固定安装在所述收卷电机312的输出轴上；所述收卷从动轴321通过轴承座安装在所述收卷机架306上；通过键连接固定安装在所述收卷从动轴321的一端；所述收卷链条315套在所述收卷主动链轮314和收卷从动链轮316上；所述收卷从动轴321的另一端通过键连接固定安装有主动齿轮320；所述收卷辊319上安装有从动齿轮318；所述主动齿轮320和所述从动齿轮318啮合。

所述收卷电机312通过收卷主动链轮314和收卷链条315驱动收卷从动链轮316转动，所述收卷从动链轮316带着收卷从动轴321一起转动；所述收卷从动轴321转动时带着主动齿轮320转动，主动齿轮320将动力通过从动齿轮318传递给收卷辊319，这样所述收卷辊319可持续转动。

在收卷的过程中，所述复合材料4有可能跑偏；所以，所述收卷装置3，还包括纠偏装置322；所述纠偏装置322安装在所述上收卷机架306下部，调整所述上收卷机架306的位置来防止跑偏。

所述纠偏装置322，包括下收卷机架313、纠偏滑轨311、纠偏滑块307、直线伺服电机309、电机固定座310和连接座308；所述直线伺服电机309通过所述电机固定座310固定安装在下收卷机架313上；所述直线伺服电机309的输出轴通过所述连接座308与上收卷机架306固定连接；四根所述纠偏滑轨311对称设置在下收卷机架313上；四个所述纠偏滑块307分别与四根所述纠偏滑轨311配合并在所述纠偏滑轨311上滑动；所述上收卷机架306与四个所述纠偏滑块307固定连接。

所述直线伺服电机309驱动所述上收卷机架306通过所述纠偏滑块307在所述纠偏滑轨311上滑动；这样调整所述收卷辊319的位置，防止缠绕所述复合材料4时跑偏。

具体使用时，所述离心纺丝装置114通过高速旋转形成纺丝平铺在所述收集装置12的所述收集带122上；所述静电纺丝装置接通高压静电后形成纺丝落在所述离心纺丝装置114形成的纺丝上，形成两层复合材料4，所述复合材料再经所述压实装置2压实后由收卷装置3缠绕成卷。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。

Claims (10)

1.一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，其特征在于，包括并排设置的离心纺丝装置(114)和静电纺丝装置(115)以及设置在所述离心纺丝装置(114)和所述静电纺丝装置(115)下方的收集装置(12)；所述收集装置(12)上设置有对纺丝进行二次牵伸的负压收集装置(124)。

2.根据权利要求1所述的一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，其特征在于，所述设备还包括横移装置(111)和分别设置在所述横移装置(111)两边的第一高度调节装置(112)和第二高度调节装置(113)；所述离心纺丝装置(114)与所述第一高度调节装置(112)下端连接；所述静电纺丝装置(115)与所述第二高度调节装置(113)下端连接。

3.根据权利要求1所述的一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，其特征在于，所述静电纺丝装置(115)包括：上绝缘盖板(1151)和设置在所述上绝缘盖板(1151)下方的绝缘基体(1153)，所述上绝缘盖板(1151)和所述绝缘基体(1153)形成容纳纺丝溶液的腔体；所述上绝缘盖板(1151)设置有流体接头(1158)；所述绝缘基体(1153)侧壁上设置有压力传感器(1160)，所述压力传感器(1160)与控制系统电连接。

4.根据权利要求3所述的一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，其特征在于，所述绝缘基体(1153)下方依次设置有导电板(1154)和下绝缘盖板(1155)；所述下绝缘盖板(1155)中间部位设置有内凹腔体，其凸起的端面与所述绝缘基体(1153)贴合，其内凹腔体与所述导电板(1154)贴合；所述导电板(1154)的侧边设置有螺纹孔，所述螺纹孔内设置有导电柱(1159)并通过螺纹与所述螺纹孔固定连接，所述导电柱(1159)与静电高压电源电连接。

5.根据权利要求3所述的一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，其特征在于，所述绝缘基体(1153)的底部设置有若干个螺纹通孔，其分布形式为直线式分布、矩阵式分布和圆环式分布中的一种；所述导电板(1154)上设置有若干个第一通孔，所述下绝缘盖板(1155)的内凹腔体底部设置有若干个第二通孔；所述第一通孔、所述第二通孔及所述螺纹通孔保持同轴心。

6.根据权利要求3所述的一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，其特征在于，所述静电纺丝装置(115)还包括：外形为两段阶梯轴的喷嘴(1156)，其上端小、下端大；若干个所述喷嘴(1156)贯穿所述螺纹通孔、所述第一通孔和所述第二通孔，并与所述螺纹通孔通过螺纹连接固定；所述喷嘴(1156)的外圆台阶面紧贴所述导电板(1154)。

7.根据权利要求6所述的一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，其特征在于，所述喷嘴(1156)内部设置有中心孔，所述中心孔上端为锥型，下端为圆柱形，所述中心孔内圆柱段设置有细管(1157)，所述细管(1157)与所述中心孔为过盈配合。

8.根据权利要求1所述的一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，其特征在于，所述负压收集装置(124)包括：上端大、下端小的锥型结构的锥型风筒(1241)和与所述锥型风筒(1241)下端连接的风道(1242)；所述锥型风筒(1241)的上端与所述收集装置(12)上的支撑板(123)连接；所述风道(1242)通过管路与管道风机(1243)连接，所述管道风机的另一端通过管路与冷凝回收装置(1244)连接。

9.根据权利要求8所述的一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，其特征在于，所述锥型风筒(1241)内由上到下依次设置有第一隔板(1245)和第二隔板(1246)；所述支撑板(123)、第一隔板(1245)和第二隔板(1246)上分别设置有若干通孔，且所述支撑板(123)、第一隔板(1245)和第二隔板(1246)上的通孔孔径依次增大。

10.根据权利要求1所述的一种利用离心纺和静电纺制备复合材料的设备，其特征在于，所述设备还包括对复合材料(4)进行牵引和压实的压实装置(2)和将复合材料(4)缠绕成卷的收卷装置(3)，所述压实装置(2)和所述收卷装置(3)延所述复合材料(4)的运动方向依次布置。