CN114232116B - 一种纳米纤维卷绕收集装置 - Google Patents
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Abstract
一种纳米纤维卷绕收集装置，包括外转动筒、内收集轴与金属环，其中，外转动筒内的外转动腔中设置有同轴的内收集轴，外转动筒的内壁上设置有至少两个下驱风板，所述下驱风板的顶端与外转动筒的内壁相连接，下驱风板的底端向内收集轴的方向延伸；所述金属环的外环周与外转动筒的右端口进行嵌入连接，所述内收集轴的左端位于外转动腔内，内收集轴的右端穿过金属环的内环口后，延伸至外转动筒之外，且在内收集轴的侧围与内环口之间夹设有收集口；所述外转动筒的右端口的右侧设置有离心纺丝生成装置，该离心纺丝生成装置在离心纺丝时发射出的射流与金属环的环面呈左右正对设置。本设计不仅收集效果较好，而且利于真正提升产量。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于离心纺丝的收集装置，属于离心纺丝领域，尤其涉及一种纳米纤维卷绕收集装置。
背景技术
目前为止，制备纳米纤维的方法有许多种，如拉伸法、微相分离、模板合成、自组装、静电纺丝、离心纺丝等，其中，静电纺丝法具备操作简单的优点，但也存在制备过程中需要施加高压电场，成本高，安全问题需要额外关注，生产效率低等缺陷；而离心纺丝是指聚合物熔体或溶液借助高速旋转的装置所产生的离心力和剪切力由细孔甩出而成纤维的方法，相比较传统的静电纺丝法，离心纺丝具备更高的生产效率。
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，纺丝头侧壁设有与所述空腔连通的喷丝孔，收集棒围绕纺丝头一圈设置，应用时，纺丝头由电机带动转动，纺丝液从纺丝头的喷丝孔中喷出，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，通过收集棒接收得到纤维膜。虽然该设计能够实现基本的离心纺丝以得到纤维，但其仍旧具有以下缺陷：
该设计每次只能产生单根纤维，不仅产量较低，而且生成的离心纺丝纤维具备较弱的分散性，导致收集后容易堆积在一起，后续整理会产生损失。
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收集效果较差，不利于真正提升产量的缺陷与问题，提供一种收集效果较好，有利于真正提升产量的纳米纤维卷绕收集装置。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种纳米纤维卷绕收集装置，包括外转动筒、内收集轴与金属环，所述外转动筒的内部开设有同轴的外转动腔，该外转动腔内设置有同轴的内收集轴，所述外转动筒的内壁上设置有至少两个下驱风板，所述下驱风板的顶端与外转动筒的内壁相连接，下驱风板的底端向内收集轴的方向延伸；
所述金属环的外环周与外转动筒的右端口进行嵌入连接，所述内收集轴的左端位于外转动腔内，内收集轴的右端穿过金属环的内环口后，延伸至外转动筒之外，且在内收集轴的侧围与内环口之间夹设有收集口；
所述外转动筒的右端口的右侧设置有离心纺丝生成装置，该离心纺丝生成装置在离心纺丝时发射出的射流与金属环的环面呈左右正对设置。
所述离心纺丝生成装置为有针式喷丝头或无针式喷丝头。
所述离心纺丝生成装置为有针式喷丝头时，有针式喷丝头的数量为多个，一个有针式喷丝头生成一股射流；
所述离心纺丝生成装置为无针式喷丝头时，无针式喷丝头的数量为一个，该无针式喷丝头生成的射流为多股。
所述下驱风板的数量为四个，且沿同一圆周均匀设置。
所述下驱风板的侧面上开设有贯穿的斜风槽；单个下驱风板上至少开设两个斜风槽，该两个斜风槽在单个下驱风板的侧面上沿轴向依次排列。
所述金属环包括外环筋与多根内延片，所述外环筋的外侧面与右端口进行嵌入连接，外环筋的内侧面与内延片的外端相连接，内延片的内端向金属环的圆心的方向延伸，相邻的内延片之间设置有片片间隙。
所述金属环包括四个对称设置的扇形部，相邻的扇形部之间夹设有扇扇间隙，所述扇形部的外侧围上设置有合页结构以与右端口进行转动连接。
所述扇形部的扇面为网格状结构，该扇面由多根金属丝相互交织而成，且交织出多个网格孔。
所述下驱风板的右端与外转动筒的右端口之间夹设有板口间隙，所述下驱风板的底端与内收集轴的侧围之间夹设有板轴间隙。
所述内收集轴的侧围上开设有螺旋槽，该螺旋槽沿内收集轴的轴向呈螺旋式延伸。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种纳米纤维卷绕收集装置中，所述外转动筒的右端口的右侧设置有离心纺丝生成装置，该离心纺丝生成装置在离心纺丝时发射出的射流与金属环的环面呈左右正对设置，所述外转动筒的内部开设有同轴的外转动腔，外转动腔内设置有同轴的内收集轴，同时，在外转动筒的内壁上设置有至少两个下驱风板，所述金属环的外环周与外转动筒的右端口进行嵌入连接，所述内收集轴的左端位于外转动腔内，内收集轴的右端穿过金属环的内环口后，延伸至外转动筒之外，内收集轴的侧围与内环口之间夹设有收集口，应用时，当离心纺丝生成装置生成的多根射流向金属环射出时，驱动外转动筒转动，以带动下驱风板围绕内收集轴转动，从而扰动外转动腔内的气场，产生吸力，同时，射流射至金属环附近时，生成的纤维在吸力的作用下，大概率不会落在金属环上，而是落在收集口中，并被吸入外转动腔中，直至缠绕在内收集轴上以完成收集，不仅能够实现对生成纤维的应收全收，而且收集后的状态是包缠于内收集轴的侧围上，已实现初步整理，有利于降低后续整理的难度，也能避免后续整理对纤维的破坏，此外，在收集过程中，金属环是不断转动的，该种运行状态，进一步利于生成的纤维不会落在金属环上，而是落在收集口中。因此，本发明的收集效果较好，有有利于真正提升产量。
2、本发明一种纳米纤维卷绕收集装置中，优选金属环包括外环筋与多根内延片时，所述外环筋的外侧面与右端口进行嵌入连接，外环筋的内侧面与内延片的外端相连接，内延片的内端向金属环的圆心的方向延伸，相邻的内延片之间设置有片片间隙，应用时，片片分离的内延片能增加纤维不与其粘结的概率，利于生成的纤维落入收集口内，内延片的弹性也利于发挥这种不粘结的效果，此外，当在转动时，内延片会发生振动，该种振动既利于不与纤维粘结，还利于对生成的纤维进行振动分散，不仅是实质上的振动接触，还包括产生气流的振动接触，从而提升整体上被收集纤维的分散状态，最终提高收集效果。因此，本发明的收集效果较好。
3、本发明一种纳米纤维卷绕收集装置中，优选金属环包括四个对称设置的扇形部，相邻的扇形部之间夹设有扇扇间隙，扇形部的外侧围上设置有合页结构以与右端口进行转动连接，应用时，随着外转动筒转动产生吸力时，扇形部受吸力影响，扇形部的底端会向内倾斜，更利于生成的纤维不与扇形部相粘结，而是落入收集口内，提升收集效果。因此，本发明的收集效果较好。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中外转动筒的剖视图。
图3是图2中下驱风板的横向剖视图。
图4是本发明中外环筋与内延片的连接示意图。
图5是本发明中扇形部的结构示意图。
图6是本发明的一种应用示意图。
图中：离心纺丝生成装置1、射流11、外转动筒2、外转动腔21、下驱风板22、右端口23、斜风槽24、板口间隙25、板轴间隙26、内收集轴3、螺旋槽31、金属环4、外环周41、内环口42、环面43、外环筋44、内延片45、片片间隙451、扇形部46、扇面461、金属丝462、网格孔463、扇扇间隙47、合页结构48、收集口5。
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—图6，一种纳米纤维卷绕收集装置，包括外转动筒2、内收集轴3与金属环4，所述外转动筒2的内部开设有同轴的外转动腔21，该外转动腔21内设置有同轴的内收集轴3，所述外转动筒2的内壁上设置有至少两个下驱风板22，所述下驱风板22的顶端与外转动筒2的内壁相连接，下驱风板22的底端向内收集轴3的方向延伸；
所述金属环4的外环周41与外转动筒2的右端口23进行嵌入连接，所述内收集轴3的左端位于外转动腔21内，内收集轴3的右端穿过金属环4的内环口42后，延伸至外转动筒2之外，且在内收集轴3的侧围与内环口42之间夹设有收集口5；
所述外转动筒2的右端口23的右侧设置有离心纺丝生成装置1，该离心纺丝生成装置1在离心纺丝时发射出的射流11与金属环4的环面43呈左右正对设置。
所述离心纺丝生成装置1为有针式喷丝头或无针式喷丝头。
所述离心纺丝生成装置1为有针式喷丝头时，有针式喷丝头的数量为多个，一个有针式喷丝头生成一股射流11；
所述离心纺丝生成装置1为无针式喷丝头时，无针式喷丝头的数量为一个，该无针式喷丝头生成的射流11为多股。
所述下驱风板22的数量为四个，且沿同一圆周均匀设置。
所述下驱风板22的侧面上开设有贯穿的斜风槽24；单个下驱风板22上至少开设两个斜风槽24，该两个斜风槽24在单个下驱风板22的侧面上沿轴向依次排列。
所述金属环4包括外环筋44与多根内延片45，所述外环筋44的外侧面与右端口23进行嵌入连接，外环筋44的内侧面与内延片45的外端相连接，内延片45的内端向金属环4的圆心的方向延伸，相邻的内延片45之间设置有片片间隙451。
所述金属环4包括四个对称设置的扇形部46，相邻的扇形部46之间夹设有扇扇间隙47，所述扇形部46的外侧围上设置有合页结构48以与右端口23进行转动连接。
所述扇形部46的扇面461为网格状结构，该扇面461由多根金属丝462相互交织而成，且交织出多个网格孔463。
所述下驱风板22的右端与外转动筒2的右端口23之间夹设有板口间隙25，所述下驱风板22的底端与内收集轴3的侧围之间夹设有板轴间隙26。
所述内收集轴3的侧围上开设有螺旋槽31，该螺旋槽31沿内收集轴3的轴向呈螺旋式延伸。
本发明的原理说明如下：
本发明在运行时，离心纺丝生成装置1旋转时生成的射流11（一根或多根）向金属环4射出，若由金属环4直接收集，则如现有技术一样，会导致凌乱收集，为此，本发明只是通过金属环4来引导射流11的主要运行方向，然后通过下驱风板22在外转动腔21、收集口5处产生的吸力，对射至金属环4附近的纤维（射流11中溶剂挥发后，形成纤维）进行牵引，以使其落入收集口5中，同时，即使部分纤维落至金属环4上，也会通过纤维之间的相互牵扯，使其从金属环4上脱落，进入收集口5，最后缠绕在内收集轴3上。此外，为提高金属环4与纤维不粘结的概率，还特设了带内延片45的构造，以及扇形部46的构造。
本发明中的有针式喷丝头是指相对于离心纺丝生成装置1向外凸出的针头，而无针式喷丝头是指相对于离心纺丝生成装置1不向外凸出的针头。
实施例1：
参见图1—图6，一种纳米纤维卷绕收集装置，包括外转动筒2、内收集轴3与金属环4，所述外转动筒2的内部开设有同轴的外转动腔21，该外转动腔21内设置有同轴的内收集轴3，所述外转动筒2的内壁上设置有至少两个下驱风板22，所述下驱风板22的顶端与外转动筒2的内壁相连接，下驱风板22的底端向内收集轴3的方向延伸；所述金属环4的外环周41与外转动筒2的右端口23进行嵌入连接，所述内收集轴3的左端位于外转动腔21内，内收集轴3的右端穿过金属环4的内环口42后，延伸至外转动筒2之外，且在内收集轴3的侧围与内环口42之间夹设有收集口5；所述外转动筒2的右端口23的右侧设置有离心纺丝生成装置1，该离心纺丝生成装置1在离心纺丝时发射出的射流11与金属环4的环面43呈左右正对设置。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述离心纺丝生成装置1为有针式喷丝头时，有针式喷丝头的数量为多个，一个有针式喷丝头生成一股射流11。
所述离心纺丝生成装置1为无针式喷丝头时，无针式喷丝头的数量为一个，该无针式喷丝头生成的射流11为多股。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述下驱风板22的数量为四个，且沿同一圆周均匀设置。所述下驱风板22的侧面上开设有贯穿的斜风槽24；单个下驱风板22上至少开设两个斜风槽24，该两个斜风槽24在单个下驱风板22的侧面上沿轴向依次排列。
实施例4：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述金属环4包括外环筋44与多根内延片45，所述外环筋44的外侧面与右端口23进行嵌入连接，外环筋44的内侧面与内延片45的外端相连接，内延片45的内端向金属环4的圆心的方向延伸，相邻的内延片45之间设置有片片间隙451。
实施例5：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述金属环4包括四个对称设置的扇形部46，相邻的扇形部46之间夹设有扇扇间隙47，所述扇形部46的外侧围上设置有合页结构48以与右端口23进行转动连接。所述扇形部46的扇面461为网格状结构，该扇面461由多根金属丝462相互交织而成，且交织出多个网格孔463。
实施例6：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
如图6所示，本发明在应用时，可以不止一个外转动筒2，而可以选择多个，如图6中所示的四个，再将所有的外转动筒2沿同一圆周均匀设置即可，此时，离心纺丝生成装置1位于圆心的部位。
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 (5)
1.一种纳米纤维卷绕收集装置，其特征在于：所述收集装置包括外转动筒（2）、内收集轴（3）与金属环（4），所述外转动筒（2）的内部开设有同轴的外转动腔（21），该外转动腔（21）内设置有同轴的内收集轴（3），所述外转动筒（2）的内壁上设置有至少两个下驱风板（22），所述下驱风板（22）的顶端与外转动筒（2）的内壁相连接，下驱风板（22）的底端向内收集轴（3）的方向延伸；
所述金属环（4）的外环周（41）与外转动筒（2）的右端口（23）进行嵌入连接，所述内收集轴（3）的左端位于外转动腔（21）内，内收集轴（3）的右端穿过金属环（4）的内环口（42）后，延伸至外转动筒（2）之外，且在内收集轴（3）的侧围与内环口（42）之间夹设有收集口（5）；
所述外转动筒（2）的右端口（23）的右侧设置有离心纺丝生成装置（1），该离心纺丝生成装置（1）在离心纺丝时发射出的射流（11）与金属环（4）的环面（43）呈左右正对设置；
所述下驱风板（22）的右端与外转动筒（2）的右端口（23）之间夹设有板口间隙（25），所述下驱风板（22）的底端与内收集轴（3）的侧围之间夹设有板轴间隙（26）；
所述内收集轴（3）的侧围上开设有螺旋槽（31），该螺旋槽（31）沿内收集轴（3）的轴向呈螺旋式延伸；
所述金属环（4）为以下任意一种结构：
第一种结构：所述金属环（4）包括外环筋（44）与多根内延片（45），所述外环筋（44）的外侧面与右端口（23）进行嵌入连接，外环筋（44）的内侧面与内延片（45）的外端相连接，内延片（45）的内端向金属环（4）的圆心的方向延伸，相邻的内延片（45）之间设置有片片间隙（451）；
第二种结构：所述金属环（4）包括四个对称设置的扇形部（46），相邻的扇形部（46）之间夹设有扇扇间隙（47），所述扇形部（46）的外侧围上设置有合页结构（48）以与右端口（23）进行转动连接；所述扇形部（46）的扇面（461）为网格状结构，该扇面（461）由多根金属丝（462）相互交织而成，且交织出多个网格孔（463）。
2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维卷绕收集装置，其特征在于：所述离心纺丝生成装置（1）为有针式喷丝头或无针式喷丝头。
3.根据权利要求2所述的一种纳米纤维卷绕收集装置，其特征在于：
所述离心纺丝生成装置（1）为有针式喷丝头时，有针式喷丝头的数量为多个，一个有针式喷丝头生成一股射流（11）；
所述离心纺丝生成装置（1）为无针式喷丝头时，无针式喷丝头的数量为一个，该无针式喷丝头生成的射流（11）为多股。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种纳米纤维卷绕收集装置，其特征在于：所述下驱风板（22）的数量为四个，且沿同一圆周均匀设置。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种纳米纤维卷绕收集装置，其特征在于：所述下驱风板（22）的侧面上开设有贯穿的斜风槽（24）；单个下驱风板（22）上至少开设两个斜风槽（24），该两个斜风槽（24）在单个下驱风板（22）的侧面上沿轴向依次排列。
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