CN111910267A - 一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，包括装置外壳、导流扇叶、螺旋杆、导向板和收卷辊，所述装置外壳上螺钉连接有混合框，且混合框上螺钉连接有存储管，所述衔接板上卡合连接有导向板，且导向板内螺钉连接有负磁杆，所述从动轴上焊接固定有第一锥形齿轮，且第一锥形齿轮上啮合连接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮上轴连接有收卷辊，且收卷辊转动连接在支撑板上。该用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置设置有收卷辊，在从动轴转动的同时，第一锥形齿轮通过第二锥形齿轮能够带动相应的收卷辊进行转动，进而能够及时对导向后的纤维细丝进行稳定的收卷工作，减小了工作强度，提高了工作效率。

Description

一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置

技术领域

本发明涉及静电纺丝装置技术领域，具体为一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝是一种借助于静电场作用的纺丝方法，在静电纺丝的过程中，在高压电场的作用下，悬于毛细管出口的聚合物溶液或熔体的液滴变形为泰勒锥，随着电场强度的进一步提高,，当液滴表面由于所带电荷形成的静电排斥力超过其本身的表面张力时，在泰勒锥的顶端形成液体细流，带有电荷的液体细流在电场中流动，进一步受到拉伸作用，同时溶剂蒸发(或熔体冷却)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝，这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝，而随着纳米技术的发展，静电纺丝作为一种简便有效的可生产纳米纤维的新型加工技术，将在生物医用材料、过滤及防护、催化、能源、光电、食品工程、化妆品等领域发挥巨大作用。

而现在大多数的静电纺丝装置存在以下几个问题：

一、常规的静电纺丝装置延展得到纤维细丝后，不能够及时对纤维细丝进行导向工作，纤维细丝通过自由落体落至收集板上进行放置，收集板上放置的纤维细丝散乱分布，需要工作人员进行后续的整理提取，降低了工作效率；

二、对于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，需要使用多种原料进行混合，因此在静电纺丝装置的工作过程中，工作人员不能够保证聚合物溶液的混合均匀以及能够匀速均匀的通过毛细管进行推送工作，进而不能够保证后续纤维细丝的制备合格性；

三、常规的静电纺丝装置延展得到纤维细丝后，不方便对纤维细丝进行后续的牵伸收卷工作，工作人员需要逐条的对纤维细丝进行提取整理工作，劳动强度大，工作效率低。

所以我们提出了一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，以便于解决上述中提出的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，以解决上述背景技术提出的目前市场上静电纺丝装置不能够及时对纤维细丝进行导向和牵伸收卷工作，以及不能够保证聚合物溶液的混合均匀以及能够匀速均匀的通过毛细管进行推送的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，包括装置外壳、导流扇叶、螺旋杆、导向板和收卷辊，所述装置外壳上螺钉连接有混合框，且混合框上螺钉连接有存储管，所述存储管内设置有纯净水，且存储管内螺钉连接有滤网板，所述存储管的顶端螺栓连接有连接管，且连接管的顶端螺钉连接有橡胶垫，所述装置外壳上螺钉连接有收集框，且装置外壳上螺钉连接有密封圈，所述密封圈内卡合连接有固定轴，且固定轴转动连接在收集框上，所述收集框的底端螺栓连接有导流管，且导流管的底端螺栓连接在存储管上，所述固定轴上焊接固定有导流扇叶，且固定轴的顶端焊接固定有第一圆形齿轮，所述第一圆形齿轮上啮合连接有第二圆形齿轮，且第二圆形齿轮焊接固定在螺旋杆的顶端，所述螺旋杆转动连接在混合框内，且螺旋杆上螺钉连接有搅拌杆，并且混合框的底端螺栓安装有注射管，所述混合框上螺钉连接有固定框，且固定框内螺栓安装有加热管，所述装置外壳内螺栓安装有高压电源，且装置外壳内螺栓安装有电极板，所述固定轴上啮合连接有第一传动带，且第一传动带啮合连接在连接轴上，所述连接轴上啮合连接有第二传动带，且第二传动带啮合连接在从动轴上，并且从动轴转动连接在装置外壳上，所述从动轴上螺钉连接有正磁杆，且正磁杆设置在支撑板内，所述支撑板上螺钉连接有衔接板，且衔接板的底端螺钉连接在装置外壳上，所述衔接板上卡合连接有导向板，且导向板内螺钉连接有负磁杆，所述从动轴上焊接固定有第一锥形齿轮，且第一锥形齿轮上啮合连接有第二锥形齿轮，所述第二锥形齿轮上轴连接有收卷辊，且收卷辊转动连接在支撑板上。

优选的，所述存储管对称分布在混合框的左右两侧，且存储管的外壁与固定框的外壁相贴合，并且存储管的高度与固定框的高度相等。

优选的，所述连接管的顶端面与橡胶垫的顶端面平齐，且连接管顶端面的高度小于导流扇叶的高度，并且连接管与导流扇叶一一对应。

优选的，所述收集框的低端面呈圆弧形，且收集框的中间部位固定有导流管，并且导流管呈倾斜状，而且收集框底端面的高度小于存储管的高度。

优选的，所述螺旋杆的中心轴线与混合框的中心轴线位于同一竖直中心线上，且混合框呈圆锥形，并且混合框底端的内部空间直径与螺旋杆的直径相等。

优选的，所述正磁杆等角度分布在从动轴上，且正磁杆的顶端面为正极，并且从动轴固定在衔接板的中间部位，而且衔接板上等角度分布有导向板。

优选的，所述衔接板等距分布在支撑板上，且衔接板和导向板的总长度在支撑板上由上往下逐层递增后再逐层递减，并且衔接板和导向板在支撑板上的横截面呈正六边形。

优选的，所述导向板的外端面呈圆弧形，且导向板的中间部位固定有负磁杆，并且负磁杆的内端面为负极。

优选的，所述导向板内螺钉连接有橡胶杆，且橡胶杆的顶端螺钉连接在衔接板上，并且橡胶杆对称分布在导向板的左右两侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：该用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置；

(1)该装置设置有螺旋杆，加热管保持混合框内混合物溶液状态的同时能够蒸发存储管内的纯净水，水蒸气能够吹动导流扇叶进行转动，通过第一圆形齿轮能够带动第二圆形齿轮上的螺旋杆在混合框内进行转动，进而能够对混合物进行等量匀速的输送工作，且结合搅拌杆能够对混合框内的混合物进行均匀的搅拌工作，能够保证后续纤维细丝的制备合格性，增加了装置的使用稳定性，同时节省了能源使用；

(2)该装置设置有导向板，在正磁杆的转动作用下，能够逐个对负磁杆进行吸引，结合橡胶杆能够带动各个导向板在衔接板上进行往复运动，在对延展后的纤维细丝进行导向的同时向下进行推动，进而能够有效防止纤维细丝散乱分布，且方便后续的收卷工作，有效提高了装置的工作效率；

(3)该装置设置有收卷辊，在从动轴转动的同时，第一锥形齿轮通过第二锥形齿轮能够带动相应的收卷辊进行转动，进而能够及时对导向后的纤维细丝进行稳定的收卷工作，减小了工作强度，提高了工作效率。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为本发明图1中A处结构示意图；

图3为本发明加热管结构示意图；

图4为本发明导流扇叶俯视结构示意图；

图5为本发明第二圆形齿轮结构示意图；

图6为本发明图1中B处结构示意图；

图7为本发明正磁杆俯视结构示意图；

图8为本发明支撑板侧视结构示意图。

图中：1、装置外壳；2、混合框；3、存储管；4、纯净水；5、滤网板；6、连接管；7、橡胶垫；8、导流扇叶；9、固定轴；10、密封圈；11、收集框；12、导流管；13、第一圆形齿轮；14、第二圆形齿轮；15、螺旋杆；16、搅拌杆；17、固定框；18、加热管；19、高压电源；20、注射管；21、电极板；22、第一传动带；23、连接轴；24、第二传动带；25、从动轴；26、正磁杆；27、支撑板；28、衔接板；29、导向板；30、负磁杆；31、橡胶杆；32、第一锥形齿轮；33、第二锥形齿轮；34、收卷辊。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，本发明提供一种技术方案：一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，包括装置外壳1、混合框2、存储管3、纯净水4、滤网板5、连接管6、橡胶垫7、导流扇叶8、固定轴9、密封圈10、收集框11、导流管12、第一圆形齿轮13、第二圆形齿轮14、螺旋杆15、搅拌杆16、固定框17、加热管18、高压电源19、注射管20、电极板21、第一传动带22、连接轴23、第二传动带24、从动轴25、正磁杆26、支撑板27、衔接板28、导向板29、负磁杆30、橡胶杆31、第一锥形齿轮32、第二锥形齿轮33和收卷辊34，装置外壳1上螺钉连接有混合框2，且混合框2上螺钉连接有存储管3，存储管3内设置有纯净水4，且存储管3内螺钉连接有滤网板5，存储管3的顶端螺栓连接有连接管6，且连接管6的顶端螺钉连接有橡胶垫7，装置外壳1上螺钉连接有收集框11，且装置外壳1上螺钉连接有密封圈10，密封圈10内卡合连接有固定轴9，且固定轴9转动连接在收集框11上，收集框11的底端螺栓连接有导流管12，且导流管12的底端螺栓连接在存储管3上，固定轴9上焊接固定有导流扇叶8，且固定轴9的顶端焊接固定有第一圆形齿轮13，第一圆形齿轮13上啮合连接有第二圆形齿轮14，且第二圆形齿轮14焊接固定在螺旋杆15的顶端，螺旋杆15转动连接在混合框2内，且螺旋杆15上螺钉连接有搅拌杆16，并且混合框2的底端螺栓安装有注射管20，混合框2上螺钉连接有固定框17，且固定框17内螺栓安装有加热管18，装置外壳1内螺栓安装有高压电源19，且装置外壳1内螺栓安装有电极板21，固定轴9上啮合连接有第一传动带22，且第一传动带22啮合连接在连接轴23上，连接轴23上啮合连接有第二传动带24，且第二传动带24啮合连接在从动轴25上，并且从动轴25转动连接在装置外壳1上，从动轴25上螺钉连接有正磁杆26，且正磁杆26设置在支撑板27内，支撑板27上螺钉连接有衔接板28，且衔接板28的底端螺钉连接在装置外壳1上，衔接板28上卡合连接有导向板29，且导向板29内螺钉连接有负磁杆30，从动轴25上焊接固定有第一锥形齿轮32，且第一锥形齿轮32上啮合连接有第二锥形齿轮33，第二锥形齿轮33上轴连接有收卷辊34，且收卷辊34转动连接在支撑板27上。

存储管3对称分布在混合框2的左右两侧，且存储管3的外壁与固定框17的外壁相贴合，并且存储管3的高度与固定框17的高度相等，有效提高了装置的使用高效性。

连接管6的顶端面与橡胶垫7的顶端面平齐，且连接管6顶端面的高度小于导流扇叶8的高度，并且连接管6与导流扇叶8一一对应，可以保证连接管6结合橡胶垫7能够对导流扇叶8进行稳定的吹拂工作，有效节省了能源使用。

收集框11的低端面呈圆弧形，且收集框11的中间部位固定有导流管12，并且导流管12呈倾斜状，而且收集框11底端面的高度小于存储管3的高度，可以避免导流管12能够将收集框11输送至存储管3中进行循环使用，增加了装置的使用多样性。

螺旋杆15的中心轴线与混合框2的中心轴线位于同一竖直中心线上，且混合框2呈圆锥形，并且混合框2底端的内部空间直径与螺旋杆15的直径相等，可以方便控制螺旋杆15在混合框2内能够对原料进行稳定的推送工作。

正磁杆26等角度分布在从动轴25上，且正磁杆26的顶端面为正极，并且从动轴25固定在衔接板28的中间部位，而且衔接板28上等角度分布有导向板29，可以有效避免正磁杆26对于衔接板28的不良影响。

衔接板28等距分布在支撑板27上，且衔接板28和导向板29的总长度在支撑板27上由上往下逐层递增后再逐层递减，并且衔接板28和导向板29在支撑板27上的横截面呈正六边形，可以保证衔接板28结合导向板29能够对毛细纤维进行稳定的导向工作，增加了装置的使用稳定性。

导向板29的外端面呈圆弧形，且导向板29的中间部位固定有负磁杆30，并且负磁杆30的内端面为负极，可以保证导向板29上的负磁杆30能够和正磁杆26进行稳定的异性相吸，进而方便后续的导向工作。

导向板29内螺钉连接有橡胶杆31，且橡胶杆31的顶端螺钉连接在衔接板28上，并且橡胶杆31对称分布在导向板29的左右两侧，可以保证橡胶杆31在导向板29内工作效果的稳定，进而能够带动导向板29回复原位方便下次工作使用。

工作原理：在使用该用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置之前，需要先检查装置整体情况，确定能够进行正常工作；

在装置开始工作时，结合图1-图5，在高压电源19的作用下，结合电极板21能够对注射管20周围产生电场，注射管20底端的液滴会由球形变为圆锥形，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝，此时在加热管18的作用下，能够保持混合框2内混合物溶液的状态，此时存储管3内的纯净水4在加热管18的作用下进行蒸发，水蒸气通过连接管6上的橡胶垫7产生气压能够吹动固定轴9上的导流扇叶8进行转动，此时在密封圈10的作用下能够有效防止蒸汽泄漏，同时在导流扇叶8的转动作用下能够对蒸汽进行冷却，冷却后的蒸汽在收集框11内形成水滴，随后水滴通过导流管12输送至存储管3中能够完成循环使用，且在滤网板5的作用下能够对水蒸气进行过滤工作，进而能够有效防止杂质堵塞；

而在固定轴9转动的同时，结合图1-图5，通过第一圆形齿轮13能够带动第二圆形齿轮14上的螺旋杆15在混合框2内进行转动，进而能够对混合物进行等量匀速的输送工作，且在螺旋杆15转动的同时能够带动搅拌杆16进行转动，进而能够对混合框2内的混合物进行均匀的搅拌工作，能够保证后续纤维细丝的制备合格性；

且在固定轴9转动的同时，结合图1和图6-图8，第一传动带22通过连接轴23和第二传动带24能够带动从动轴25进行转动，进而能够带动从动轴25上各层的正磁杆26在支撑板27上的衔接板28内进行转动，在正磁杆26的转动作用下，能够逐个对负磁杆30进行吸引，结合橡胶杆31能够带动各个导向板29在衔接板28上进行往复运动，能够对延展后的纤维细丝进行导向的同时向下进行推动，进而能够有效防止纤维细丝散乱分布，且在从动轴25转动的同时，第一锥形齿轮32通过第二锥形齿轮33能够带动相应的收卷辊34进行转动，进而能够及时对导向后的纤维细丝进行稳定的收卷工作，以上便是整个装置的工作过程，且本说明书中未作详细描述的内容，例如导流扇叶8、密封圈10、高压电源19、电极板21、正磁杆26、负磁杆30和橡胶杆31，均属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，包括装置外壳(1)、导流扇叶(8)、螺旋杆(15)、导向板(29)和收卷辊(34)，其特征在于：所述装置外壳(1)上螺钉连接有混合框(2)，且混合框(2)上螺钉连接有存储管(3)，所述存储管(3)内设置有纯净水(4)，且存储管(3)内螺钉连接有滤网板(5)，所述存储管(3)的顶端螺栓连接有连接管(6)，且连接管(6)的顶端螺钉连接有橡胶垫(7)，所述装置外壳(1)上螺钉连接有收集框(11)，且装置外壳(1)上螺钉连接有密封圈(10)，所述密封圈(10)内卡合连接有固定轴(9)，且固定轴(9)转动连接在收集框(11)上，所述收集框(11)的底端螺栓连接有导流管(12)，且导流管(12)的底端螺栓连接在存储管(3)上，所述固定轴(9)上焊接固定有导流扇叶(8)，且固定轴(9)的顶端焊接固定有第一圆形齿轮(13)，所述第一圆形齿轮(13)上啮合连接有第二圆形齿轮(14)，且第二圆形齿轮(14)焊接固定在螺旋杆(15)的顶端，所述螺旋杆(15)转动连接在混合框(2)内，且螺旋杆(15)上螺钉连接有搅拌杆(16)，并且混合框(2)的底端螺栓安装有注射管(20)，所述混合框(2)上螺钉连接有固定框(17)，且固定框(17)内螺栓安装有加热管(18)，所述装置外壳(1)内螺栓安装有高压电源(19)，且装置外壳(1)内螺栓安装有电极板(21)，所述固定轴(9)上啮合连接有第一传动带(22)，且第一传动带(22)啮合连接在连接轴(23)上，所述连接轴(23)上啮合连接有第二传动带(24)，且第二传动带(24)啮合连接在从动轴(25)上，并且从动轴(25)转动连接在装置外壳(1)上，所述从动轴(25)上螺钉连接有正磁杆(26)，且正磁杆(26)设置在支撑板(27)内，所述支撑板(27)上螺钉连接有衔接板(28)，且衔接板(28)的底端螺钉连接在装置外壳(1)上，所述衔接板(28)上卡合连接有导向板(29)，且导向板(29)内螺钉连接有负磁杆(30)，所述从动轴(25)上焊接固定有第一锥形齿轮(32)，且第一锥形齿轮(32)上啮合连接有第二锥形齿轮(33)，所述第二锥形齿轮(33)上轴连接有收卷辊(34)，且收卷辊(34)转动连接在支撑板(27)上。

2.根据权利要求1所述的一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，其特征在于：所述存储管(3)对称分布在混合框(2)的左右两侧，且存储管(3)的外壁与固定框(17)的外壁相贴合，并且存储管(3)的高度与固定框(17)的高度相等。

3.根据权利要求1所述的一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，其特征在于：所述连接管(6)的顶端面与橡胶垫(7)的顶端面平齐，且连接管(6)顶端面的高度小于导流扇叶(8)的高度，并且连接管(6)与导流扇叶(8)一一对应。

4.根据权利要求1所述的一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，其特征在于：所述收集框(11)的低端面呈圆弧形，且收集框(11)的中间部位固定有导流管(12)，并且导流管(12)呈倾斜状，而且收集框(11)底端面的高度小于存储管(3)的高度。

5.根据权利要求1所述的一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，其特征在于：所述螺旋杆(15)的中心轴线与混合框(2)的中心轴线位于同一竖直中心线上，且混合框(2)呈圆锥形，并且混合框(2)底端的内部空间直径与螺旋杆(15)的直径相等。

6.根据权利要求1所述的一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，其特征在于：所述正磁杆(26)等角度分布在从动轴(25)上，且正磁杆(26)的顶端面为正极，并且从动轴(25)固定在衔接板(28)的中间部位，而且衔接板(28)上等角度分布有导向板(29)。

7.根据权利要求1所述的一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，其特征在于：所述衔接板(28)等距分布在支撑板(27)上，且衔接板(28)和导向板(29)的总长度在支撑板(27)上由上往下逐层递增后再逐层递减，并且衔接板(28)和导向板(29)在支撑板(27)上的横截面呈正六边形。

8.根据权利要求1所述的一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，其特征在于：所述导向板(29)的外端面呈圆弧形，且导向板(29)的中间部位固定有负磁杆(30)，并且负磁杆(30)的内端面为负极。

9.根据权利要求1所述的一种用于制备复合纤维材料的静电纺丝装置，其特征在于：所述导向板(29)内螺钉连接有橡胶杆(31)，且橡胶杆(31)的顶端螺钉连接在衔接板(28)上，并且橡胶杆(31)对称分布在导向板(29)的左右两侧。

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