CN113403696B - 一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置 - Google Patents

一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于静电纺丝技术领域，具体的说是一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置，包括壳体、混料桶、混料组件和喷丝组件；所述壳体内侧壁上固接有垫板，壳体顶部固接有进料管，其底部固接有底座；所述混料桶固接在垫板顶部；所述喷丝组件设置在底座顶部，与混料桶内部连通，所述喷丝组件包括气泡管、接收板、水泵、吹气机构和静电发生机构；所述气泡管固接在壳体外侧壁上；所述接收板固接在底座顶部；所述混料组件设置在壳体内部；所述清壁机构设置在混料桶内部；电机带动转轴和搅拌杆进行转动时，带动清壁机构进行工作，避免添加物粘附在混料桶内侧壁上，使得纺丝液与添加物进行充分混合。

Description

一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置
技术领域
本发明涉及静电纺丝技术领域，具体是一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置。
背景技术
纳米纤维与传统的棉、毛、丝、麻和化学纤维相比具有更细的纤维直径，具有极高的表面活性，因此，纳米纤维在纺织工程、环境工程、等领域具有十分广阔的应用。
目前现有技术中，传统的静电纺丝装置在进行纺丝液与添加物的混料过程中，只是简单的对纺丝液与添加物进行震荡混料，纺丝液与添加物的混合不充分，添加物易于粘附在桶壁上，使得在对溶液进行发泡时，气泡的质量较差，从而使得得到的纳米纤维质量较差。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，解决传统的静电纺丝装置中纺丝液与添加物的混合不充分，添加物易于粘附在桶壁上，使得在对溶液进行发泡时，气泡的质量较差，从而使得得到的纳米纤维质量较差的问题，本发明提出一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置，包括壳体、混料桶、混料组件和喷丝组件；所述壳体内侧壁上固接有垫板，壳体顶部固接有进料管，其底部固接有底座；所述混料桶固接在垫板顶部；所述喷丝组件设置在底座顶部，与混料桶内部连通所述喷丝组件包括气泡管、接收板、水泵、吹气机构和静电发生机构；所述气泡管固接在壳体外侧壁上；所述接收板固接在底座顶部；所述水泵固接在壳体外侧壁上，其输出端固接有出液管，输入端固接有进液管；所述进液管与混料桶内部连通；所述出液管与气泡管内部连通；所述吹气机构设置在底座顶部；所述静电发生机构设置在底座顶部；所述混料组件设置在壳体内部；所述混料组件包括电机、搅拌杆和清壁机构；所述电机固接在壳体顶部，其输出端固接有转轴，所述矩形块侧壁上固接有刮板；所述刮板与混料桶底端内侧壁滑动配合；所述搅拌杆固接在转轴外侧壁上；所述清壁机构设置在混料桶内部；工作时，对纺丝液与添加物进行混合，将纺丝液与添加物从进料管12投入混料桶内，启动电机，电机带动转轴和搅拌杆进行转动，转轴转动过程中带动清壁机构进行工作，使得纺丝液与添加物进行充分混合，待溶液混合充分后通过喷丝组件将混料桶内部的溶液进行喷射拉丝。
优选的，所述转轴外侧壁上固接有第一带轮；所述清壁机构包括第一丝杆、皮带、滑块和清洁刷；所述第一丝杆转动连接在混料桶底端内侧壁上，其外侧壁上固接有第二带轮；所述皮带一端套设在第一带轮上，另一端套设在第二带轮上；所述滑块套设在第一丝杆外侧壁上，与第一丝杆为滚珠丝杠螺母副连接；所述清洁刷固接在滑块侧壁上，与混料桶内侧壁接触；所述滑块底部固接有第二磁片；所述第一磁片与第二磁片磁性相同；工作时，电机带动转和第一带轮转动，又皮带一端套设在第一带轮上，另一端套设在第二带轮上，从而带动第一丝杆和第二带轮进行转动，又滑块套设在第一丝杆外侧壁上，与第一丝杆为滚珠丝杠螺母副连接，从而使得滑块沿着第一丝杆外侧壁进行滑动，通过电机带动转轴进行正反转动，使得滑块沿着第一丝杆进行上下滑动，从而使得清洁刷对混料桶侧壁上粘附的原料进行清洁，从而使得纺丝液与添加物混合的更加充分。
所述混料桶内部设有混料辅助机构；所述混料辅助机构包括第二丝杆、矩形块和第一磁片；所述第二丝杆转动连接在混料桶内侧壁上，其外侧壁上固接有直杆；所述矩形块套设在第二丝杆外侧壁上，与第二丝杆为滚珠丝杠螺母副连接，矩形块底部与混料桶底端内侧壁滑动配合，且其侧壁通过弹簧与混料桶内侧壁连通；工作时，在滑块下滑过程中，第二磁片与第一磁片逐渐靠近，又第一磁片与第二磁片的磁性相同，相互排斥，从而使得第一磁片带动矩形块沿着第二丝杆外侧壁进行滑动，又矩形块与第二丝杆为滚珠丝杠螺母副连接，从而使得第二丝杆在矩形块滑动过程中进行转动，进而使得直杆转动，对混合溶液起到辅助搅拌作用。
优选的，所述吹气机构包括气泵和喷气嘴；所述气泵固接在底座顶部，其输出端固接有出气管；所述喷气嘴固接在气泡管内侧壁上，喷气嘴内部与出气管内部连通；工作时，当对气泡管中的溶液进行发泡时，启动气泵，将气体通过出气管输送至喷气嘴，通过喷气嘴将气体喷出对溶液进行发泡。
优选的，所述静电发生机构包括高压静电发生器、第一导线和第二导线；所述高压静电发生器固接在底座顶部，所述第一导线一端与高压静电发生器连接，且第一导线另一端与气泡管尾端连接；所述第二导线一端与高压静电发生器连接，且第二导线另一端与接收板连接；工作时，启动高压静电发生器，静电发生器通过第一导线使得气泡管内部产生静电，使得气泡管内部的溶液通过静电形成射流从纺丝针头喷射出，在接收板上形成纳米纤维。
优选的，所述垫板内部设有电阻丝；所述混料桶顶端内侧壁上固接有导杆；所述导杆贯穿滑块，与滑块内侧壁滑动配合；工作时，当进行纺丝液与添加物的混合搅拌时，对电阻丝通电，电阻丝发热进而混料桶内部的混合溶液进行加热，加快纺丝液与添加物的反应速率，促进溶液混合充分。
本发明的有益之处在于：
1.本发明中，通过壳体、垫板、进料管、混料桶、导杆、电机、转轴、搅拌杆、第一丝杆、皮带、滑块和清洁刷的配合工作，使得电机带动搅拌杆进行正反搅拌时，滑块带动清洁刷沿着混料桶内侧壁进行上下滑动，从而使得清洁刷对混料桶内部粘附的物料进行清洁，促进纺丝液与添加物混合充分；
2.本发明中，在滑块下滑过程中，第二磁片与第一磁片逐渐靠近，又第一磁片与第二磁片的磁性相同，相互排斥，从而使得第一磁片带动矩形块沿着第二丝杆外侧壁进行滑动，又矩形块与第二丝杆为滚珠丝杠螺母副连接，从而使得第二丝杆在矩形块滑动过程中进行转动，进而使得直杆转动，对混合溶液起到辅助搅拌作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为实施例一的局部剖视图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为图1中B处的局部放大图；
图4为图1中C处的局部放大图；
图5为实施例一中混料辅助机构部分零件的三维结构示意图；
图6为实施例二中气泡管剖面的三维结构示意图。
图中：1、壳体；11、垫板；111、电阻丝；12、进料管；13、底座；2、混料桶；21、导杆；3、混料组件；31、电机；311、转轴；32、搅拌杆；33、清壁机构；331、第一丝杆；332、皮带；333、滑块；334、清洁刷；335、第二磁片；34、混料辅助机构；341、第二丝杆；342、矩形块；343、第一磁片；344、直杆；345、刮板；4、喷丝组件；41、气泡管；411、保温层；42、接收板；43、水泵；431、出液管；432、进液管；44、吹气机构；441、气泵；442、喷气嘴；443、出气管；45、静电发生机构；451、高压静电发生器；452、第一导线；453、第二导线。
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它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1-5所示，一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置，包括壳体1、混料桶2、混料组件3和喷丝组件4；所述壳体1内侧壁上固接有垫板11，壳体1顶部固接有进料管12，其底部固接有底座13；所述混料桶2固接在垫板11顶部；所述喷丝组件4设置在底座13顶部，与混料桶2内部连通；所述喷丝组件4包括气泡管41、接收板42、水泵43、吹气机构44和静电发生机构45；所述气泡管41固接在壳体1外侧壁上；所述接收板42固接在底座13顶部；所述水泵43固接在壳体1外侧壁上，其输出端固接有出液管431，输入端固接有进液管432；所述进液管432与混料桶2内部连通；所述出液管431与气泡管41内部连通；所述吹气机构44设置在底座13顶部；所述静电发生机构45设置在底座13顶部；工作时，当混料桶2内的纺丝液与添加物混合完全后，启动水泵43，将混合液由进液管432输入，出液管431输出至气泡管41，通过吹气机构44和静电发生机构45的作用，使得气泡管41中的溶液产生气泡，并将气泡通过气泡管41的端部的纺丝针头射出，从而在接收板42上形成纳米纤维丝线。
所述混料组件3设置在壳体1内部；所述混料组件3包括电机31、搅拌杆32和清壁机构33；所述电机31固接在壳体1顶部，其输出端固接有转轴311；所述搅拌杆32固接在转轴311外侧壁上；所述清壁机构33设置在混料桶2内部；工作时，当进行静电纺丝工作时，先对纺丝液与添加物进行混合，将纺丝液与添加物从进料管12投入混料桶2内，启动电机31，电机31带动转轴311和搅拌杆32进行转动，搅拌杆32对纺丝液与添加物进行搅拌工作，转轴311转动过程中带动清壁机构33进行工作，从而使得纺丝液与添加物进行充分混合，通过喷丝组件4将混料桶2内部的溶液进行喷射拉丝。
所述混料桶2内部设有混料辅助机构34；所述混料辅助机构34包括第二丝杆341、矩形块342和第一磁片343；所述第二丝杆341转动连接在混料桶2内侧壁上，其外侧壁上固接有直杆344；所述矩形块342套设在第二丝杆341外侧壁上，与第二丝杆341为滚珠丝杠螺母副连接，矩形块342底部与混料桶2底端内侧壁滑动配合，且其侧壁通过弹簧与混料桶2内侧壁连通；所述第一磁片343固接在矩形块342顶部；所述矩形块342侧壁上固接有刮板345；所述刮板345与混料桶2底端内侧壁滑动配合；工作时，在矩形块342滑动过程中，刮板345沿着混料桶2底端内侧壁进行滑动，从而避免物料粘附在混料桶2底端内侧壁上，使得溶液的混合更加充分；工作时，在滑块333下滑过程中，第二磁片335与第一磁片343逐渐靠近，又第一磁片343与第二磁片335的磁性相同，相互排斥，从而使得第一磁片343带动矩形块342沿着第二丝杆341外侧壁进行滑动，又矩形块342与第二丝杆341为滚珠丝杠螺母副连接，从而使得第二丝杆341在矩形块342滑动过程中进行转动，进而使得直杆344转动，对混合溶液起到辅助搅拌作用。
所述转轴311外侧壁上固接有第一带轮；所述清壁机构33包括第一丝杆331、皮带332、滑块333和清洁刷334；所述第一丝杆331转动连接在混料桶2底端内侧壁上，其外侧壁上固接有第二带轮；所述皮带332一端套设在第一带轮上，另一端套设在第二带轮上；所述滑块333套设在第一丝杆331外侧壁上，与第一丝杆331为滚珠丝杠螺母副连接；所述清洁刷334固接在滑块333侧壁上，与混料桶2内侧壁接触；所述滑块333底部固接有第二磁片335；所述第一磁片343与第二磁片335磁性相同；工作时，电机31带动转轴311转动时，带动第一带轮转动，又皮带332一端套设在第一带轮上，另一端套设在第二带轮上，从而带动第一丝杆331和第二带轮进行转动，又滑块333套设在第一丝杆331外侧壁上，与第一丝杆331为滚珠丝杠螺母副连接，从而使得滑块333沿着第一丝杆331外侧壁进行滑动，通过电机31带动转轴311进行正反转动，使得滑块333沿着第一丝杆331进行上下滑动，在滑块333上下滑动过程中，滑块333侧壁上的清洁刷334对混料桶2侧壁上粘附的原料进行清洁，从而使得纺丝液与添加物混合的更加充分。
所述吹气机构44包括气泵441和喷气嘴442；所述气泵441固接在底座13顶部，其输出端固接有出气管443；所述喷气嘴442固接在气泡管41内侧壁上，喷气嘴442内部与出气管443内部连通；工作时，当对气泡管41中的溶液进行发泡时，启动气泵441，将气体通过出气管443输送至喷气嘴442，此时喷气嘴442的位置位于溶液液面之下，通过喷气嘴442将气体喷出对溶液进行发泡。
所述静电发生机构45包括高压静电发生器451、第一导线452和第二导线453；所述高压静电发生器451固接在底座13顶部；所述第一导线452一端与高压静电发生器451连接，且第一导线452另一端与气泡管41尾端连接；所述第二导线453一端与高压静电发生器451连接，且第二导线453另一端与接收板42连接；工作时，启动高压静电发生器451，高压静电发生器451通过第一导线452使得气泡管41内部产生静电，使得气泡管41内部的溶液通过静电形成射流从纺丝针头喷射出，在接收板42上形成纳米纤维。
所述矩形块342侧壁上固接有刮板345；所述刮板345与混料桶2底端内侧壁滑动配合；工作时，在矩形块342滑动过程中，刮板345沿着混料桶2底端内侧壁进行滑动，从而避免物料粘附在混料桶2底端内侧壁上，使得溶液的混合更加充分。
所述垫板11内部设有电阻丝111；所述混料桶2顶端内侧壁上固接有导杆21；所述导杆21贯穿滑块333，与滑块333内侧壁滑动配合；工作时，当进行纺丝液与添加物的混合搅拌时，对电阻丝111通电，从而对混料桶2内部的混合溶液进行加热，加快纺丝液与添加物的反应速率，促进溶液混合充分。
实施例二
请参阅图6所示，对比实施例一，作为本发明的另一种实施方式，所述气泡管41内侧壁上设有保温层411；工作时，通过在气泡管41侧壁内部设置保温层411，对气泡管41内部的溶液进行保温，避免溶液在气泡管41端部的纺丝针头处凝固造成针头堵塞。
工作原理:当进行静电纺丝工作前，对纺丝液与添加物进行混合，将纺丝液与添加物从进料管12投入混料桶2内，启动电机31，电机31带动转轴311和搅拌杆32进行转动，搅拌杆32对纺丝液与添加物进行搅拌工作，转轴311带动第一带轮转动，又皮带332一端套设在第一带轮上，另一端套设在第二带轮上，从而带动第一丝杆331和第二带轮进行转动，又滑块333套设在第一丝杆331外侧壁上，与第一丝杆331为滚珠丝杠螺母副连接，从而使得滑块333沿着第一丝杆331外侧壁进行滑动，通过电机31带动转轴311进行正反转动，使得滑块333沿着第一丝杆331进行上下滑动，在滑块333上下滑动过程中，滑块333侧壁上的清洁刷334对混料桶2侧壁上粘附的原料进行清洁，从而使得纺丝液与添加物混合的更加充分，在滑块333下滑过程中，第二磁片335与第一磁片343逐渐靠近，又第一磁片343与第二磁片335的磁性相同，相互排斥，从而使得第一磁片343带动矩形块342沿着第二丝杆341外侧壁进行滑动，矩形块342滑动过程中，刮板345沿着混料桶2底端内侧壁进行滑动，从而避免物料粘附在混料桶2底端内侧壁上，使得溶液的混合更加充分，又矩形块342与第二丝杆341为滚珠丝杠螺母副连接，从而使得第二丝杆341在矩形块342滑动过程中进行转动，进而使得直杆344转动，对混合溶液起到辅助搅拌作用，当第二磁片335上滑时，第一磁片343与第二磁片335之间的磁力减弱，在弹簧弹力作用下，矩形块342回滑；当混料桶2内的纺丝液与添加物混合完全后，启动水泵43，将混合液由进液管432输入，出液管431输出至气泡管41，启动气泵441，将气体通过出气管443输送至喷气嘴442，此时喷气嘴442的位置位于溶液液面之下，通过喷气嘴442将气体喷出对溶液进行发泡，启动高压静电发生器451，高压静电发生器451通过第一导线452使得气泡管41内部产生静电，从而使得气泡管41内部的溶液通过静电形成射流从纺丝针头喷射出，又高压静电发生器451通过第二导线453与接收板42连接，从而在接收板42上形成纳米纤维，通过在气泡管41侧壁内部设置保温层411，对气泡管41内部的溶液进行保温，避免溶液在气泡管41端部的纺丝针头处凝固造成针头堵塞。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。

Claims (4)

1.一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置，其特征在于：包括壳体(1)、混料桶(2)、混料组件(3)和喷丝组件(4)；所述壳体(1)内侧壁上固接有垫板(11)，壳体(1)顶部固接有进料管(12)，其底部固接有底座(13)；所述混料桶(2)固接在垫板(11)顶部；所述喷丝组件(4)设置在底座(13)顶部，与混料桶(2)内部连通，所述喷丝组件(4)包括气泡管(41)、接收板(42)、水泵(43)、吹气机构(44)和静电发生机构(45)；所述气泡管(41)固接在壳体(1)外侧壁上；所述接收板(42)固接在底座(13)顶部；所述水泵(43)固接在壳体(1)外侧壁上，其输出端固接有出液管(431)，输入端固接有进液管(432)；所述进液管(432)与混料桶(2)内部连通；所述出液管(431)与气泡管(41)内部连通；所述吹气机构(44)设置在底座(13)顶部；所述静电发生机构(45)设置在底座(13)顶部；所述混料组件(3)设置在壳体(1)内部；
所述混料组件(3)包括电机(31)、搅拌杆(32)和清壁机构(33)；所述电机(31)固接在壳体(1)顶部，其输出端固接有转轴(311)；所述搅拌杆(32)固接在转轴(311)外侧壁上；所述清壁机构(33)设置在混料桶(2)内部；
所述混料桶(2)内部设有混料辅助机构(34)；所述混料辅助机构(34)包括第二丝杆(341)、矩形块(342)和第一磁片(343)；所述第二丝杆(341)转动连接在混料桶(2)内侧壁上，其外侧壁上固接有直杆(344)；所述矩形块(342)套设在第二丝杆(341)外侧壁上，与第二丝杆(341)为滚珠丝杠螺母副连接，矩形块(342)底部与混料桶(2)底端内侧壁滑动配合，且其侧壁通过弹簧与混料桶(2)内侧壁连通，所述矩形块(342)侧壁上固接有刮板(345)；所述刮板(345)与混料桶(2)底端内侧壁滑动配合；所述第一磁片(343)固接在矩形块(342)顶部；
所述转轴(311)外侧壁上固接有第一带轮；所述清壁机构(33)包括第一丝杆(331)、皮带(332)、滑块(333)和清洁刷(334)；所述第一丝杆(331)转动连接在混料桶(2)底端内侧壁上，其外侧壁上固接有第二带轮；所述皮带(332)一端套设在第一带轮上，另一端套设在第二带轮上；所述滑块(333)套设在第一丝杆(331)外侧壁上，与第一丝杆(331)为滚珠丝杠螺母副连接；所述清洁刷(334)固接在滑块(333)侧壁上，与混料桶(2)内侧壁接触，所述滑块(333)底部固接有第二磁片(335)；所述第一磁片(343)与第二磁片(335)磁性相同。
2.根据权利要求1所述的一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述吹气机构(44)包括气泵(441)和喷气嘴(442)；所述气泵(441)固接在底座(13)顶部，其输出端固接有出气管(443)；所述喷气嘴(442)固接在气泡管(41)内侧壁上，喷气嘴(442)内部与出气管(443)内部连通。
3.根据权利要求2所述的一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述静电发生机构(45)包括高压静电发生器(451)、第一导线(452)和第二导线(453)；所述高压静电发生器(451)固接在底座(13)顶部；所述第一导线(452)一端与高压静电发生器(451)连接，且第一导线（452）另一端与气泡管(41)尾端连接；所述第二导线(453)一端与高压静电发生器(451)连接，且第二导线（453）另一端与接收板(42)连接。
4.根据权利要求3所述的一种液相放电辅助气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述垫板(11)内部设有电阻丝(111)；所述混料桶(2)顶端内侧壁上固接有导杆(21)；所述导杆(21)贯穿滑块(333)，与滑块(333)内侧壁滑动配合。
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Denomination of invention: A liquid phase discharge assisted bubble electrospinning device

Granted publication date: 20220913

Pledgee: Bengbu Longhu Sub branch of Huishang Bank Co.,Ltd.

Pledgor: Anhui Zhongke Dayu Technology Co.,Ltd.

Registration number: Y2024980011799