CN112481712A - 可旋转升降式锯齿静电纺丝装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，包括：用以盛放纺丝溶液的储液池；与储液池电性连接的高压静电发生器；设置在储液池内且可相对于储液池运动的锯齿盘；驱动锯齿盘运动的驱动机构；及设置在锯齿盘一侧以接收制得的纳米纤维的接收机构，接收机构接地，以与储液池之间形成静电场；锯齿盘具有若干个尖端部，相邻两个尖端部之间形成有用以盛放纺丝溶液的凹槽，驱动机构驱动锯齿盘沿储液池的轴向运动以使得锯齿盘伸出至纺丝溶液的纺丝液面时，凹槽内的纺丝溶液的液面与尖端部齐平。其能够防止纺丝溶液凝固，同时能够提高纺丝效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，属于静电纺丝技术领域。
背景技术
目前，作为纳米纤维的基础，静电纺纳米纤维已成为应用研究的热点。静电纺纳米纤维优势明显，主要体现在可纺原料广泛、结构可调、形貌多样、纤维比表面积大等方面。静电纺丝设备简单、技术操作简便，但传统的静电纺丝设备纺丝效率低，限制了纳米纤维的批量生产，因此自由液面纺应运而生。自由液面静电纺丝作为新型的纺丝方法，其纺丝原理是利用高压电场所提供的静电力克服聚合物液面的表面张力，在聚合物液面形成泰勒锥，并进一步形成射流，射流在电场力的作用下被拉细成纳米纤维。然而普通自由液面纺虽然能实现批量制备纳米纤维，但也存在射流不稳定，溶液容易凝固，纺丝不均匀，以及容易产生资源浪费等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其能够防止纺丝溶液凝固，同时能够提高纺丝效率。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，包括：
用以盛放纺丝溶液的储液池；
与所述储液池电性连接的高压静电发生器；
设置在所述储液池内且可相对于所述储液池运动的锯齿盘；
驱动所述锯齿盘运动的驱动机构；
及设置在所述锯齿盘一侧以接收制得的纳米纤维的接收机构，所述接收机构接地，以与所述储液池之间形成静电场；
所述锯齿盘具有若干个尖端部，相邻两个所述尖端部之间形成有用以盛放纺丝溶液的凹槽，所述驱动机构驱动所述锯齿盘沿所述储液池的轴向运动以使得所述锯齿盘伸出至纺丝溶液的纺丝液面时，所述凹槽内的纺丝溶液的液面与所述尖端部齐平。
进一步地，若干个尖端部等距分布。
进一步地，所述驱动机构包括用以驱动所述锯齿盘沿所述储液池的轴向运动的升降组件、及用以驱动所述锯齿盘沿所述储液池的周向运动的旋转组件，所述升降组件与所述旋转组件连接。
进一步地，所述升降组件为电缸、液压缸、气缸及丝杠中的任一种。
进一步地，所述旋转组件为旋转电机。
进一步地，所述储液池上开设有通孔，至少部分所述驱动机构通过所述通孔伸入至所述储液池内与所述锯齿盘连接。
进一步地，所述储液池上还设置有密封件，所述密封件用以防止纺丝溶液自所述通孔与驱动机构的缝隙中流出。
进一步地，所述密封件为橡胶圈或硅胶圈。
进一步地，所述可旋转升降式锯齿静电纺丝装置还包括与所述储液池连接以为所述储液池供液的供液机构。
进一步地，所述接收机构为滚筒。
本发明的有益效果在于：通过设置有驱动机构及锯齿盘，驱动机构能够驱动锯齿盘相对于储液池运动，进而对储液池内的纺丝溶液进行搅拌，以防止纺丝溶液凝固，降低溶液的粘度，提高溶液的物质分散性和增加纺丝时电场对溶液的牵伸力，从而提高纺丝效率；通过设置有锯齿盘，锯齿盘具有尖端部且相邻两个尖端部之间形成有凹槽，凹槽用以盛放纺丝溶液，而尖端部提供了更多的纺丝位点，进一步提高了纺丝效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参见图1，本发明的一较佳实施例中的一种可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，包括用以盛放纺丝溶液的储液池3、与所述储液池3电性连接的高压静电发生器5、设置在所述储液池3内且可相对于所述储液池3运动的锯齿盘1、驱动所述锯齿盘1运动的驱动机构2、及设置在所述锯齿盘1一侧以接收制得的纳米纤维的接收机构6，其中，储液池3与高压静电发生器5的正极连接，所述接收机构6接地7且与高压静电发生器5的负极连接，以使得接收机构6与所述储液池3之间形成静电场，从而使得纺丝溶液在静电场的作用下形成泰勒锥，且泰勒锥的表面张力会在静电场的作用下被进一步克服以产生射流，射流在静电场的作用下被拉伸成细丝，直至被接收机构6接收。即，在本实施例中，储液池的材料为导电金属，该导电金属可以为铜、铁等。
在本实施例中，所述接收机构6设置在锯齿盘1的正上方，且所述接收机构6为滚筒6。滚筒6在外力的驱动下转动，该外力可以为驱动电机的机械力，亦可以为人力，在此不做具体限定，根据实际情况而定。滚筒6在外力的驱动下以恒定速度旋转，进而使得制得的纳米纤维能够被均匀接收在滚筒6上，以提高纳米纤维的质量。
其中，所述储液池3呈圆环状，相应的，锯齿盘1也呈圆环状，以使得锯齿盘1与储液池3相匹配。诚然，在其他实施例中，所述储液池3的形状也可为其他，在此不做具体限定，根据实际情况而定。所述锯齿盘1具有若干个尖端部11，相邻两个所述尖端部11之间形成有用以盛放纺丝溶液的凹槽，所述驱动机构2驱动所述锯齿盘1沿所述储液池3的轴向运动以使得所述锯齿盘1伸出至纺丝溶液的纺丝液面时，所述凹槽内的纺丝溶液的液面与所述尖端部11齐平。为了保证纺丝质量，在本实施例中，若干个尖端部11等距分布。诚然，在其他实施例中，尖端部11也可非等距设置，在此不做具体限定，根据实际情况而定。
所述驱动机构2包括用以驱动所述锯齿盘1沿所述储液池3的轴向运动的升降组件、及用以驱动所述锯齿盘1沿所述储液池3的周向运动的旋转组件，所述升降组件与所述旋转组件连接，其中，所述储液池3的轴向即为储液池3的高度方向，所述储液池3的周向即为储液池3的圆周方向。所述升降组件为电缸、液压缸、气缸及丝杠中的任一种，所述旋转组件为旋转电机。在本实施例中，所述旋转电机与锯齿盘1连接。诚然，在其他实施例中，也可为电缸等与锯齿盘1连接，即旋转组件与升降组件的连接上下位置不做限定，只需要达到旋转及升降的目的即可。所述储液池3上开设有通孔，至少部分所述驱动机构2通过所述通孔伸入至所述储液池3内与所述锯齿盘1连接。为了防止纺丝溶液自所述通孔与驱动机构2的缝隙中流出，所述储液池3上还设置有密封件。所述密封件为橡胶圈或硅胶圈，只需达到密封效果即可。
所述可旋转升降式锯齿静电纺丝装置还包括与所述储液池3连接以为所述储液池3供液的供液机构4，该供液机构4通过导液管与储液池3连接，相应的，导液管与储液池3之间也设置有密封件，用以防止纺丝溶液泄漏，造成纺丝溶液的浪费。
本发明的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置的实施过程为：打开供液装机构4将纺丝溶液以恒定速率注入储液池3中，直至纺丝溶液的溶液液面与储液池3上表面相平。与此同时，打开高压静电发生器5和驱动机构2，锯齿盘1在驱动机构2的控制下在纺丝溶液中不断旋转且升降，当锯齿盘1伸出至纺丝溶液外时，储液池3和锯齿盘1上的纺丝液在高压静电的作用下形成泰勒锥，泰勒锥的表面张力在静电场的作用下被进一步克服产生射流，射流在静电场的作用下被拉细成丝并由滚筒接收机构6接收，最终形成大量均匀的纳米纤维。
综上所述：通过设置有驱动机构2及锯齿盘1，驱动机构2能够驱动锯齿盘1相对于储液池3运动，进而对储液池3内的纺丝溶液进行搅拌，以防止纺丝溶液凝固，降低溶液的粘度，提高溶液的物质分散性和增加纺丝时电场对溶液的牵伸力，从而提高纺丝效率；通过设置有锯齿盘1，锯齿盘1具有尖端部11且相邻两个尖端部11之间形成有凹槽，凹槽用以盛放纺丝溶液，而尖端部11提供了更多的纺丝位点，进一步提高了纺丝效率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其特征在于，包括：
用以盛放纺丝溶液的储液池；
与所述储液池电性连接的高压静电发生器；
设置在所述储液池内且可相对于所述储液池运动的锯齿盘；
驱动所述锯齿盘运动的驱动机构；
及设置在所述锯齿盘一侧以接收制得的纳米纤维的接收机构，所述接收机构接地，以与所述储液池之间形成静电场；
所述锯齿盘具有若干个尖端部，相邻两个所述尖端部之间形成有用以盛放纺丝溶液的凹槽，所述驱动机构驱动所述锯齿盘沿所述储液池的轴向运动以使得所述锯齿盘伸出至纺丝溶液的纺丝液面时，所述凹槽内的纺丝溶液的液面与所述尖端部齐平。
2.如权利要求1所述的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其特征在于，若干个尖端部等距分布。
3.如权利要求1所述的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其特征在于，所述驱动机构包括用以驱动所述锯齿盘沿所述储液池的轴向运动的升降组件、及用以驱动所述锯齿盘沿所述储液池的周向运动的旋转组件，所述升降组件与所述旋转组件连接。
4.如权利要求3所述的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其特征在于，所述升降组件为电缸、液压缸、气缸及丝杠中的任一种。
5.如权利要求3所述的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其特征在于，所述旋转组件为旋转电机。
6.如权利要求1所述的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其特征在于，所述储液池上开设有通孔，至少部分所述驱动机构通过所述通孔伸入至所述储液池内与所述锯齿盘连接。
7.如权利要求6所述的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其特征在于，所述储液池上还设置有密封件，所述密封件用以防止纺丝溶液自所述通孔与驱动机构的缝隙中流出。
8.如权利要求7所述的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其特征在于，所述密封件为橡胶圈或硅胶圈。
9.如权利要求1所述的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其特征在于，所述可旋转升降式锯齿静电纺丝装置还包括与所述储液池连接以为所述储液池供液的供液机构。
10.如权利要求1所述的可旋转升降式锯齿静电纺丝装置，其特征在于，所述接收机构为滚筒。
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| CN202011469827.9A CN112481712A (zh) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | 可旋转升降式锯齿静电纺丝装置 |
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| CN202011469827.9A CN112481712A (zh) | 2020-12-15 | 2020-12-15 | 可旋转升降式锯齿静电纺丝装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN115467033A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-13 | 魏桥纺织股份有限公司 | 一种伸缩载液无针式静电纺丝装置 |
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2020
- 2020-12-15 CN CN202011469827.9A patent/CN112481712A/zh active Pending
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| CN115467033A (zh) * | 2022-09-19 | 2022-12-13 | 魏桥纺织股份有限公司 | 一种伸缩载液无针式静电纺丝装置 |
| CN115467033B (zh) * | 2022-09-19 | 2023-10-31 | 魏桥纺织股份有限公司 | 一种伸缩载液无针式静电纺丝装置 |
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