CN115094526B - 一种纺丝喷头的清理装置及清理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为解决化学清理方法和物理清理方法均无法实现高质高效清理的问题，提出了一种纺丝喷头的清理装置及清理方法，清理装置包括：主体单元、安装单元和移动单元，移动单元驱动纺丝喷头运动的路径是基于安装单元对主体单元的配置方式调整后进行规划的，安装单元基于调整后的配置方式能够将摩擦部连接于支撑部，并由支撑部对摩擦部提供支撑作用力，以抵消纺丝喷头在移动单元的驱动下接触于摩擦部至少部分区域时所产生的作用力，并在摩擦部与纺丝喷头交互期间使得附着于纺丝喷头外壁的干涸纺丝溶液被剥离。清理方法包括对安装单元和移动单元的调节。本发明可基于各功能组件的灵活调整提升主体单元与纺丝喷头间的相互作用关系，以完成清理工作。
Description
技术领域
本发明涉及静电纺丝技术领域，尤其涉及一种纺丝喷头的清理装置及清理方法。
背景技术
静电纺丝装置包括注射器推送机构、注射器、静电纺丝喷头、控制系统、运动平台、收集器，注射器安装在运动平台上，注射器推送机构装设在注射器一端，静电纺丝喷头安装在注射器另外一端，高压直流电源与静电纺丝喷头连接，高压直流电源及运动平台均与控制系统相连，收集器安装在运动平台上，静电纺丝喷头包括连接喷头的上部分，喷头上部分是中空结构，侧壁设有通孔，喷头下部分是实心锥形，注射器内的溶液从通孔渗出，顺着锥形结构流向喷头末端形成泰勒锥及射流，射流在收集器上收集沉积为纤维。
静电纺丝装置纺丝过程中，由于空气干燥、环境温度低等原因，熔融物出丝后在喷头出口处会凝固，如果不及时清除凝固物，不仅会导致不能出丝，影响实验的进行，更会导致熔融物在喷头处及周边凝固，从而增加拆卸注射器、清洗喷头等操作步骤，造成时间的浪费，不利于实验的有效进行。
CN107099862A公开了一种静电纺丝头清堵结构及静电纺丝机，纺丝头在横移装置的带动下，对准用于盛装溶剂的容器以及疏通针。第一驱动装置带动容器以及疏通针靠近或远离纺丝头，并对纺丝头针头内的凝固块进行溶解以及疏通。该发明能够实现在无需关闭静电纺丝机的情况下，完成对纺丝头的清堵工作，提高工作效率。该发明的实施例提供的静电纺丝机包括上述的静电纺丝头清堵结构，因此静电纺丝机也可快速且高效地完成对纺丝头的清堵工作，提高工作效率。
但现有技术中主要是针对纺丝头针头内的凝固块进行溶解以及疏通，而并不能解决附着在纺丝头喷头侧壁上的干涸纺丝溶液，即使现有技术中采用将纺丝头插入存放有溶剂的容器中的方式来溶解部分附着在侧壁的凝固块，但其对于已经干涸一段时间的凝固块溶解效果有限，且在将纺丝头从容器中拔出后，随着溶剂的挥发依然会产生凝固物，不能对其完全去除。即现有技术至少存在以下技术问题：在采用化学方法时对于已经干涸一段时间的凝固块溶解效果有限，需要耗费相对更长的时间才能够完成清理工作；而在采用物理方法时由于通常仅采用一套清理装置，无法基于实际的清理需求而进行适应性地调整，使得可能由于接触面较小或施加作用力不足等原因造成清理效果不佳的情况发生。
此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。
发明内容
针对现有技术之不足，本发明提供了一种纺丝喷头的清理装置及清理方法，以解决现有技术存在的上述技术问题。
本发明公开了一种纺丝喷头的清理装置包括：主体单元，用于与纺丝喷头接触以清理附着于纺丝喷头外壁的干涸纺丝溶液，安装单元，能够基于清理需求对主体单元的配置方式进行调整，移动单元，用于驱动纺丝喷头进行多维度运动，移动单元驱动纺丝喷头运动的路径是基于安装单元对主体单元的配置方式调整后进行规划的，安装单元基于调整后的配置方式能够将摩擦部连接于支撑部，并由支撑部对摩擦部提供支撑作用力，以抵消纺丝喷头在移动单元的驱动下接触于摩擦部至少部分区域时所产生的作用力，并在摩擦部与纺丝喷头交互期间使得附着于纺丝喷头外壁的干涸纺丝溶液被剥离。
本发明为了解决工作组件与纺丝喷头接触位置不可确定的问题而设置的安装单元可保证清理过程发生在摩擦部的工作组件的最优工作区域内。优选地，工作组件的最优工作区域可限定为该工作组件的侧壁中对立于相邻工作组件的至少部分区域，其中，至少部分区域可以在其轴向位置的1/3至2/3的区间内。进一步地，为避免经过重复多次清理工作后纺丝喷头对工作组件侧壁的同一位置的过度摩擦而导致清理效果降低的情况出现，安装单元可定期或不定期地对主体单元进行调整，使得纺丝喷头在工作组件上的摩擦位置能够在最优工作区域的限定范围内灵活变动，进而保证了清理效果，其中，安装单元对主体单元的调整方式可包括通过调节支撑杆之间的间距以调节工作组件之间的间距，进而改变纺丝喷头与相应工作组件侧壁的接触位置；安装单元对主体单元的调整方式还可包括更换斜度不同的工作组件，进而改变纺丝喷头与相应工作组件侧壁的接触位置。优选地，最优工作区域可选择相比于其他工作区域摩擦系数更高的材质制成或涂覆具有更大摩擦阻力的涂层，以使得最优工作区域能够具有更高的清理效果，同时仅有部分区域采用特殊结构设置也降低了生产成本。
根据一种优选实施方式，主体单元的支撑部和摩擦部能够以可拆卸的方式连接，以使得安装单元能够调整支撑部中任意两个支撑杆在底座上的间距，和/或调整摩擦部的若干工作组件的选型方案，和/或调整支撑部与摩擦部的相对连接关系。
本发明为了解决现有清理装置无法针对不同纺丝喷头进行适应性调整的问题而设置的安装单元是基于支撑部的支撑杆的设置位置而确定摩擦部的工作组件和/或支撑部的相对移动方式的，其中，支撑部的相对移动是固定位置后的支撑杆与底座连接构成的支撑部的整体移动。优选地，安装单元可以基于清理需求对支撑杆的设置位置、工作组件的选型方案和工作组件与支撑杆的相对连接关系进行综合调控，以使得任意两个相邻工作组件之间形成的插入区域能够满足不同纺丝喷头的清洗需求。
呈排梳状结构的主体单元使得清理装置可以同时对多个纺丝喷头进行清理工作，且多个纺丝喷头能够以串联的方式连接，即本发明的清理装置可适用于数排针头式的纺丝喷头。
根据一种优选实施方式，安装单元能够调节任一工作组件与相应的支撑杆的相对位置，以至少实现工作组件与相应的支撑杆的连接和分离，其中，工作组件具有结构匹配于支撑杆的中空区域，使得工作组件能够沿第一方向套设于支撑杆外侧和/或使得连接于底座的支撑杆能够沿第一方向的反方向插入至工作组件的中空区域内。
本发明为了解决工作组件在与纺丝喷头进行交互的过程中会与支撑杆发生相对移动而影响清理效果的问题，而将支撑杆的横截面选用为椭圆形结构，且椭圆形结构的长轴可与第二方向并行，短轴可与第三方向并行，以上述方式设置的支撑杆既能够以无尖角的形式保证摩擦部的顺畅套设，也可在摩擦部受到周向作用力而具有绕轴线旋转的趋势时基于长轴与短轴长度的不同而使得摩擦部的旋转趋势受阻，进而避免了摩擦部在支撑部上的转动。对于横截面呈椭圆形结构的支撑杆，套设于其外侧的工作组件的横截面也可呈椭圆形结构，且长短轴的配置方向可与支撑杆的长短轴配置方向一致，以使得设置在相邻支撑杆上的两个工作组件的相对面可具有更大的接触面积，进而实现与纺丝喷头的更好接触。
根据一种优选实施方式，移动单元在驱动纺丝喷头进行多维度运动时，至少能够驱动纺丝喷头沿第一方向进入插入区域以接触于相应的工作组件，其中，插入区域为在任意两个相邻工作组件之间形成的受制于间距、斜度、组合方式的影响而结构可调的间隙区域。
本发明为实现纺丝喷头与主体单元的相对位移而设置的移动单元可完成多维度运动，其中，移动单元能够驱动纺丝喷头进入主体单元的插入区域，并通过在插入区域与工作组件的接触和摩擦，使得附着于纺丝喷头的干涸纺丝溶液能够被剥离。移动单元可驱动纺丝喷头至少沿第一方向、第二方向和第三方向中的任一方向或组合方向进行运动，其中，移动单元可驱动纺丝喷头沿第一方向进入插入区域，并沿第二方向移出于插入区域，且在移出过程中与工作组件外壁进行摩擦。
根据一种优选实施方式，纺丝喷头的外壁附着状态能够由扫描单元进行采集，以通过对比纺丝喷头在清理过程前后的外壁附着状态判断清理效果，其中，外壁附着状态可以是干涸纺丝溶液在纺丝喷头外壁的附着面积，或是附着面积与周侧总面积的面积比值。
若清理过程前后纺丝喷头的外壁附着状态基本保持不变或对应数值远大于零，则表明纺丝喷头未能与工作组件实现预期的接触和交互，进而导致附着的干涸纺丝溶液无法基于摩擦作用而从纺丝喷头外壁剥离。通过对比清理工作前后的外壁附着状态变化可以得知清理装置的清理效果，由此判断是否还需进行补充清理过程。
根据一种优选实施方式，工作组件能够与充气单元的充气头可拆卸地密封连接，以通过充气管的连通使得气泵输入的气体能够进入工作组件内不与中空区域连通的空腔，并通过对充气量的调节来实现对工作组件膨胀程度的调节。
本发明为了解决现有技术中工作组件与纺丝喷头接触效果不好的问题而设置有与工作组件空腔连通的充气单元，工作组件的膨胀程度包括空腔的膨胀体积和空腔的膨胀方向，其中，空腔的膨胀体积和空腔的膨胀方向均受制于充气单元的充气量和工作组件不同区域的材质形变系数。优选地，呈环形结构的空腔可至少包括靠近于工作组件外壁的外层和靠近于工作组件中空区域的内层，空腔的膨胀方向可以沿大致垂直于外层的方向和/或大致垂直于内层的方向，其中，空腔沿大致垂直于外层的方向进行膨胀，可使得工作组件的外壁能够由大致呈线性结构的自然状态转变为至少部分区域具有细微弧度的膨胀状态，进而通过产生的细微弧度扩大工作组件与纺丝喷头的接触面积，使得纺丝喷头在移动单元的驱动下沿第二方向运动时能够被工作组件扫掠过更大的面积，以此提高清理效果；空腔沿大致垂直于内层的方向进行膨胀，可使得工作组件能够以缩紧中空区域的方式增加其与支撑杆的连接稳定度，从而避免清理过程中工作组件与支撑杆发生相对滑动而影响清理效果。
根据一种优选实施方式，工作组件的空腔能够呈绕中空区域套设的环形结构，空腔中靠近于工作组件外壁的外层和靠近于工作组件中空区域的内层能够采用适应于各自所需膨胀程度的方式配置，其中，外层结构能够相比于内层结构具有更大的可形变幅度。
本发明为了解决工作组件空腔的外层结构和内层结构形变幅度不可控的问题，在工作组件的空腔中，外层结构能够以相比于内层结构具有更大可形变幅度的方式配置，以使得充气单元在对工作组件的空腔进行充气时，外层结构受到气体的压迫而更多地驱使工作组件的外壁向外膨胀，进而保证对相应纺丝喷头的卡合，同时，内层结构由于仅需较小的形变幅度就可将中空区域与支撑杆之间的缝隙填满，以此保证工作组件与支撑杆之间的稳定连接，因此，工作组件按照上述方式配置可实现对充入气体的最优化利用。
根据一种优选实施方式，安装单元对主体单元的配置方式和移动单元的运动路径是控制单元基于纺丝喷头的配置参数和扫描单元采集的纺丝喷头的外壁附着状态确定的。
安装单元对主体单元的综合调节方式还需结合纺丝喷头的配置参数而确定，例如，以串联的方式连接而构成的数排针头式的纺丝喷头的配置参数可包括各纺丝喷头的径向尺寸、任意两个相邻纺丝喷头之间的间距等。纺丝喷头的配置参数是基于纺丝需求而调整的，因此，随着纺丝喷头配置参数的调整，安装单元对主体单元的综合调节方式也随之改变，且上述改变是考虑多个变量的共同作用下进行的综合调节。
根据一种优选实施方式，控制单元对充气单元的充气量的调节方式至少是基于工作组件与支撑杆的连接稳定度、工作组件与纺丝喷头的接触面积和/或工作组件与纺丝喷头的运动灵活度而确定的，其中，控制单元限定的充气单元的充气量阈值还能够基于工作组件外壁的硬度进行调整。
本发明为了进一步解决现有技术中工作组件与纺丝喷头接触效果不好的问题，通过控制单元对充气单元的充气量进行调节，以使得被充气后的工作组件既可以稳定地连接于支撑杆，又能够以增加至少部分接触面积的方式接触于纺丝喷头，还可以允许纺丝喷头在移动单元的驱动下沿第二方向运动。控制单元可将充气单元的充气量限定在最大阈值和最小阈值之间，其中，最大阈值至少可由工作组件与纺丝喷头的运动灵活度确定，最小阈值可由工作组件与支撑杆的连接稳定度、工作组件与纺丝喷头的接触面积之中的较大者确定。优选地，控制单元可基于工作组件的外壁硬度调整气泵的充气量的最大阈值和最小阈值，其中，充气量的最小阈值能够保证工作组件的外壁具有足够的硬度，以提供垂向支撑力；充气量的最大阈值能够保证工作组件的外壁具有一定的可形变能力，以避免硬度过高的工作组件外壁无法通过细微形变来实现接触面积的扩增，而只能与纺丝喷头实现点接触或线接触，影响清理效果。
本发明还公开了一种纺丝喷头的清理方法，该清理方法采用前述任一清理装置，其中，该清理方法至少包括如下步骤：
安装单元基于清理需求调节主体单元的配置方式；
移动单元驱动纺丝喷头移动至与主体单元的摩擦部接触并交互，以使得在主体单元的插入区域完成对附着在纺丝喷头外壁的干涸纺丝溶液的剥离。
附图说明
图1是本发明的纺丝喷头在一种优选实施方式中被干涸纺丝溶液附着的示意图；
图2是本发明的支撑部在一种优选实施方式中的结构示意图；
图3是本发明的主体单元在一种优选实施方式中的结构示意图；
图4是本发明的任意两个工作组件在一种优选实施方式中的位置关系局部放大图；
图5是本发明的步骤S2在一种优选实施方式中的操作示意图；
图6是本发明的步骤S3在一种优选实施方式中的操作示意图；
图7是本发明的步骤S4在一种优选实施方式中的操作示意图；
图8是本发明的清理装置在一种优选实施方式中的简化模块连接关系示意图。
附图标记列表
100：主体单元；110：支撑部；111：底座；112：支撑杆；120：摩擦部；121：工作组件；200：安装单元；300：移动单元；400：扫描单元；500：充气单元；600：控制单元；700：纺丝喷头。
具体实施方式
下面结合附图进行详细说明。
图1是本发明的纺丝喷头700在一种优选实施方式中被干涸纺丝溶液附着的示意图；图2是本发明的支撑部110在一种优选实施方式中的结构示意图；图3是本发明的主体单元100在一种优选实施方式中的结构示意图；图4是本发明的任意两个工作组件121在一种优选实施方式中的位置关系局部放大图；图5是本发明的步骤S2在一种优选实施方式中的操作示意图；图6是本发明的步骤S3在一种优选实施方式中的操作示意图；图7是本发明的步骤S4在一种优选实施方式中的操作示意图；图8是本发明的清理装置在一种优选实施方式中的简化模块连接关系示意图。
本发明提供了一种用于清理纺丝喷头的装置及方法，也可以是一种纺丝喷头的清理装置及清理方法，或一种基于线性变化的纺丝喷头清理装置及方法，或一种喷头清理装置及其控制方法，或一种线性结构清洁组件及其纺丝喷头。
本发明公开了一种用于清理纺丝喷头的装置，该装置包括间隔排布的清洁组件。
优选地，该装置的清洁组件能够由硬质橡胶插入骨架的至少部分区域构成。
优选地，该装置能够包括由硬质材料制成的骨架，其中，制成骨架的硬质材料包括但不限于金属。
优选地，该装置的骨架以排梳的形式设置，其中，骨架间隔设置有若干沿第一方向延伸的支柱。
优选地，若干支柱能够间隔设置在底架上。
优选地，支柱可以与底架正交设置。
优选地，该装置的若干清洁组件由若干硬质橡胶插入间隔排布的对应支柱构成，其中，硬质橡胶能够以非均匀径向尺寸的方式配置。
优选地，该装置的清洁组件配置的硬质橡胶能够以在第一方向上呈径向尺寸渐增的状态插入对应支柱。
优选地，该装置的若干清洁组件中，任意两个相邻的硬质橡胶之间的距离在第一方向上线性减小。
优选地，该装置的若干清洁组件中，任意两个相邻的硬质橡胶之间的间隙存在至少部分区域能够对纺丝喷头进行卡合。
优选地，该装置的若干清洁组件中，任意两个相邻的硬质橡胶之间的间隙能够允许纺丝喷头沿第一方向运动至端部后再沿第二方向运动以脱离间隙，其中，第一方向与第二方向垂直，纺丝喷头在间隙内沿第一方向运动至端部后无法再继续沿第一方向运动。
优选地，第一方向为支柱远离于底架的一端指向于靠近于底架的一端的方向；底架能够沿与第一方向垂直的第三方向设置；纺丝喷头在清洁组件间运动时可保持延伸方向与第二方向并行，第二方向与第一方向和第三方向均垂直。
本发明还公开了一种用于清理纺丝喷头的方法，其特征在于，所述方法利用用于清理纺丝喷头的装置执行清理工作，其中，所述方法包括如下步骤：
S1.组装用于清理纺丝喷头的装置；
S2.驱动若干间隔设置的纺丝喷头沿第一方向插入至相邻的硬质橡胶之间的间隙；
S3.当纺丝喷头沿第一方向运动至端部后，驱动纺丝喷头沿第二方向运动，以使得纺丝喷头在脱离间隙时能够与相应的硬质橡胶发生滑动摩擦；
S4.附着在纺丝喷头表面的干涸后的纺丝溶液在纺丝喷头与相应的硬质橡胶的滑动摩擦的过程中从纺丝喷头表面脱离。
实施例1
本发明公开了一种纺丝喷头700的清理装置，其包括：用于与纺丝喷头700相互作用以清理附着于纺丝喷头700上干涸纺丝溶液的主体单元100，其中，主体单元100可包括支撑部110和摩擦部120。优选地，摩擦部120可基于支撑部110的不同配置而以不同的安装方式设置于主体单元100内。
根据一种优选实施方式，支撑部110可包括沿第三方向设置的底座111和沿第一方向间隔排设于底座111上的支撑杆112。优选地，第三方向可与第一方向垂直设置。进一步地，定义第二方向为与第一方向和第三方向均垂直的方向。
进一步地，支撑杆112的横截面可以呈圆形、椭圆形、多边形或不规则图形，即支撑杆112的结构大致呈以横截面为平面且沿第一方向拉伸而成的立体结构，其中，支撑杆112的横截面形状及其在第一方向上的长度可对摩擦部120的至少部分结构进行限定，横截面为以第二方向和第三方向所构成的平面切分的截面。优选地，支撑杆112的横截面可选用椭圆形结构，且椭圆形结构的长轴可与第二方向并行，短轴可与第三方向并行，以上述方式设置的支撑杆112既能够以无尖角的形式保证摩擦部120的顺畅套设，也可在摩擦部120受到周向作用力而具有绕轴线旋转的趋势时基于长轴与短轴长度的不同而使得摩擦部120的旋转趋势受阻，进而避免了摩擦部120在支撑部110上的转动。
根据一种优选实施方式，摩擦部120可包括若干工作组件121，通过具有中空区域的工作组件121沿第一方向套设于支撑杆112上，以实现摩擦部120与支撑部110的连接，其中，摩擦部120在与支撑部110套设连接时可以选用结构均相同的工作组件121或结构不完全相同的工作组件121，以适应于不同的清理需求。优选地，摩擦部120的各工作组件121不论采用相同或不同的结构，均可具有结构相同的中空区域，且中空区域的结构受限于支撑杆112的横截面形状及其长度，以使得任一工作组件121可相对地设置于任一支撑杆112上，从而形成不同配置的主体单元100。
优选地，对于横截面呈椭圆形结构的支撑杆112，套设于其外侧的工作组件121的横截面也可呈椭圆形结构，且长短轴的配置方向可与支撑杆112的长短轴配置方向一致，以使得设置在相邻支撑杆112上的两个工作组件121的相对面可具有更大的接触面积，进而实现与纺丝喷头700的更好接触。
进一步地，若干工作组件121在插入支撑杆112后所形成的主体单元100呈排梳状结构，即任意两个相邻的套设有工作组件121的支撑杆112之间可存在插入空间，其中，插入空间中的物体在第三方向上的运动会被套设有工作组件121的支撑杆112所阻挡。纺丝喷头700可以在插入空间中受限移动，以通过与工作组件121的相互作用实现对纺丝喷头700的清理。呈排梳状结构的主体单元100使得清理装置可以同时对多个纺丝喷头700进行清理工作，且多个纺丝喷头700能够以串联的方式连接，即本发明的清理装置可适用于数排针头式的纺丝喷头700。
优选地，工作组件121能够以在第一方向上呈径向尺寸渐增的状态插入对应支撑杆112，即插入支撑杆112的工作组件121的纵截面可大致呈上底边长小于下底边长的梯形结构，其中，纵截面为以第一方向和第三方向所构成的平面切分的截面。进一步地，工作组件121的纵截面所构成的梯形结构可优选为等腰梯形，以使得工作组件121的两侧能够相对均匀地受力。
进一步地，工作组件121在第一方向上的径向尺寸呈渐增状态，不同结构的工作组件121可具有不同的渐增趋势，其中，渐增趋势较大的工作组件121可具有更大的斜度，反之，渐增趋势较小的工作组件121可具有更小的斜度，即斜度能够反映工作组件121在第一方向上径向尺寸的渐增趋势。
若干工作组件121在插入对应支撑杆112后所形成的插入空间可以呈对称状态或非对称状态，其中，对称状态和非对称状态的形成是基于摩擦部120中工作组件121的选型而确定的，例如，摩擦部120中相邻两个工作组件121具有相同斜度，则使得插入空间可以呈对称状态；摩擦部120中相邻两个工作组件121具有不同斜度，则使得插入空间可以呈非对称状态。
优选地，工作组件121可选用硬度较高的橡胶材质制成，以提高清理效果。
根据一种优选实施方式，清理装置还可包括用于驱动纺丝喷头700与主体单元100发生相对位移的移动单元300和用于配置和拆卸主体单元100的安装单元200，其中，安装单元200在基于清理需求对主体单元100进行配置后可由移动单元300带动纺丝喷头700运动，进而使得附着于纺丝喷头700外侧壁的干涸纺丝溶液被清理。
根据一种优选实施方式，主体单元100能够以可拆卸的方式连接于安装单元200，以使得安装单元200能够基于清理需求对主体单元100的配置方式进行调整。
优选地，安装单元200可以调节支撑杆112在底座111上的设置位置，进而调节工作组件121之间的间距和插入区域的结构。进一步地，安装单元200对于支撑杆112位置的调节可以是在底座111上设置若干固定槽，以使得支撑杆112可以从当前固定槽中拔出并插入至预设位置的固定槽中；也可以是在底座111上沿着底座111的延伸方向(即第三方向)开设滑轨，以直接驱动支撑杆112在滑轨中滑动至预设位置。优选地，安装单元200在将支撑杆112移动至预设位置后可使支撑杆112相对固定于预设位置，以避免其他外力驱使支撑杆112脱离。
优选地，安装单元200可以调节工作组件121相对于支撑杆112的位置，即可通过安装单元200至少实现工作组件121与相应支撑杆112的连接和分离。进一步地，安装单元200能够驱动工作组件121与支撑部110进行相对移动，使得工作组件121能够沿第一方向套设于支撑杆112外侧和/或使得连接于底座111的支撑杆112能够沿第一方向的反方向插入至工作组件121的中空区域内。
进一步地，安装单元200是基于支撑杆112的设置位置而确定工作组件121和/或支撑部110的相对移动方式的，其中，支撑部110的相对移动是固定位置后的支撑杆112与底座111连接构成的支撑部110的整体移动。优选地，安装单元200可以基于清理需求对支撑杆112的设置位置、工作组件121的选型和工作组件121与支撑杆112的相对连接关系进行综合调控，以使得任意两个相邻工作组件121之间形成的插入区域能够满足不同纺丝喷头700的清洗需求。任意两个相邻工作组件121受制于间距、斜度、组合方式的影响而可以形成完全不同的插入区域。即安装单元200对主体单元100的综合调控可实现对插入区域结构的调节。
根据一种优选实施方式，安装单元200对主体单元100的综合调节方式还需结合纺丝喷头700的配置参数而确定，例如，以串联的方式连接而构成的数排针头式的纺丝喷头700的配置参数可包括各纺丝喷头700的径向尺寸、任意两个相邻纺丝喷头700之间的间距等。
在考虑各纺丝喷头700的径向尺寸这一单一变量的情况时，各纺丝喷头700的径向尺寸的相同或不同均会对任意两个相邻工作组件121的间距和斜度造成影响。相同径向尺寸的纺丝喷头700可以使得任意两个相邻工作组件121的间距和斜度以相同的结构配置，但在任一纺丝喷头700的径向尺寸异于其他纺丝喷头700时，主体单元100仍采用相同的配置方式会使得至少部分纺丝喷头700无法与工作组件121侧壁接触，其中，径向尺寸较大的纺丝喷头700可接触于工作组件121侧壁，而径向尺寸较小的纺丝喷头700则不能接触于工作组件121侧壁，使得清理工作无法完全完成。通过安装单元200对主体单元100的综合调节，各纺丝喷头700能够以大致处于同一水平面的方式接触于相应工作组件121的侧壁，且能够保证其接触位置大致位于工作组件121的最优工作区域。
由于边缘效应，工作组件121的侧壁可划分为最优工作区域和其他工作区域，优选地，工作组件121的最优工作区域可限定为该工作组件121的侧壁中朝向于相邻工作组件121一侧的至少部分区域，其中，至少部分区域可以在其轴向位置的1/3至2/3的区间内。进一步地，为避免经过重复多次清理工作后纺丝喷头700对工作组件121侧壁的同一位置的过度摩擦而导致清理效果降低的情况出现，安装单元200可定期或不定期地对主体单元100进行调整，使得纺丝喷头700在工作组件121上的摩擦位置能够在最优工作区域的限定范围内灵活变动，进而保证了清理效果，其中，安装单元200对主体单元100的调整方式可包括通过调节支撑杆112之间的间距以调节工作组件121之间的间距，进而改变纺丝喷头700与相应工作组件121侧壁的接触位置；安装单元200对主体单元100的调整方式还可包括更换斜度不同的工作组件121，进而改变纺丝喷头700与相应工作组件121侧壁的接触位置。优选地，最优工作区域可选择相比于其他工作区域摩擦系数更高的材质制成或涂覆具有更大摩擦阻力的涂层，以使得最优工作区域能够具有更高的清理效果，同时仅有部分区域采用特殊结构设置也降低了生产成本。
在考虑任意两个相邻纺丝喷头700之间的间距这一单一变量的情况时，若其间距较小，则可适当缩小工作组件121之间的间距和/或提升工作组件121的斜度；反之，若其间距较大，则可适当增大工作组件121之间的间距和/或降低工作组件121的斜度。进一步地，若无法通过增加工作组件121之间的间距和降低工作组件121的斜度的方式来适应其过大的间距时，安装单元200可以使纺丝喷头700以不共用工作组件121的方式设置主体单元100，即与任一纺丝喷头700接触的工作组件121不与其他纺丝喷头700接触，以便于安装单元200对主体单元100进行合理配置。除了上述情况外，安装单元200可优选地使纺丝喷头700以共用工作组件121的方式设置主体单元100，以使得用于为工作组件121提供支撑力的支撑杆112可以从相对两侧受到大致相同的作用力，进而避免了单一方向受力对支撑杆112结构的影响或需要外部施加反向作用力来抵消支撑杆112受到的单一方向作用力，延长了支撑杆112的使用寿命且降低了运行成本。
进一步地，纺丝喷头700的配置参数是基于纺丝需求而调整的，因此，随着纺丝喷头700配置参数的调整，安装单元200对主体单元100的综合调节方式也随之改变，且上述改变是考虑多个变量的共同作用下进行的综合调节。
根据一种优选实施方式，纺丝喷头700与主体单元100的相对位移是基于移动单元300的多维度运动实现的，其中，移动单元300能够驱动纺丝喷头700进入主体单元100的插入区域，并通过在插入区域与工作组件121的接触和摩擦，使得附着于纺丝喷头700的干涸纺丝溶液能够被剥离。
优选地，移动单元300可驱动纺丝喷头700至少沿第一方向、第二方向和第三方向中的任一方向或组合方向进行运动，其中，移动单元300可驱动纺丝喷头700沿第一方向进入插入区域，并沿第二方向移出于插入区域，且在移出过程中与工作组件121外壁进行摩擦。
根据一种优选实施方式，清理装置可配置有扫描单元400，其中，扫描单元400可以采用图像采集识别等方式以对比纺丝喷头700清理前后的外壁附着状态，以判断清理效果。
根据一种优选实施方式，清理装置可配置有用于调节工作组件121工作状态的充气单元500，其中，充气单元500可至少包括充气头、充气管和气泵。进一步地，一端与气泵连通的充气管可将气泵提供的气体传输至位于充气管另一端的充气头，以使得充气头在可拆卸地连接于相应工作组件121时，能够对工作组件121进行充气。
优选地，工作组件121可配置有不与中空区域连通的空腔，以使得充气头能够以可拆卸地方式连通于相应工作组件121的空腔，进而通过充/放气调节空腔的体积，其中，空腔可以呈绕中空区域套设的环形结构。
优选地，工作组件121可配置有用于控制空腔与外部环境连通和阻断的阀门，优选地，阀门可采用类似于气门芯的结构设计，以通过阀门调节工作组件121中空腔的充气量，进而调节工作组件121的膨胀程度。
进一步地，工作组件121的膨胀程度包括空腔的膨胀体积和空腔的膨胀方向，其中，空腔的膨胀体积和空腔的膨胀方向均受制于充气单元500的充气量和工作组件121不同区域的材质形变系数。优选地，呈环形结构的空腔可至少包括靠近于工作组件121外壁的外层和靠近于工作组件121中空区域的内层，空腔的膨胀方向可以沿大致垂直于外层的方向和/或大致垂直于内层的方向，其中，空腔沿大致垂直于外层的方向进行膨胀，可使得工作组件121的外壁能够由大致呈线性结构的自然状态转变为至少部分区域具有细微弧度的膨胀状态，进而通过产生的细微弧度扩大工作组件121与纺丝喷头700的接触面积，使得纺丝喷头700在移动单元300的驱动下沿第二方向运动时能够被工作组件121扫掠过更大的面积，以此提高清理效果；空腔沿大致垂直于内层的方向进行膨胀，可使得工作组件121能够以缩紧中空区域的方式增加其与支撑杆112的连接稳定度，从而避免清理过程中工作组件121与支撑杆112发生相对滑动而影响清理效果。
优选地，在工作组件121的空腔中，外层结构能够以相比于内层结构具有更大可形变幅度的方式配置，以使得充气单元500在对工作组件121的空腔进行充气时，外层结构受到气体的压迫而更多地驱使工作组件121的外壁向外膨胀，进而保证对纺丝喷头700的卡合，同时，内层结构由于仅需较小的形变幅度就可将中空区域与支撑杆112之间的缝隙填满，以此保证工作组件121与支撑杆112之间的稳定连接，因此，工作组件121按照上述方式配置可实现对充入气体的最优化利用。
优选地，呈环状结构的空腔可以具有单层结构或多层结构，其中，具有单层结构的空腔可至少靠近于工作组件121的外壁，以保证空腔膨胀时工作组件121的外壁能够与纺丝喷头700具有更大的接触面积；具有多层结构的空腔可以分别由不同的空腔控制工作组件121向内或向外的膨胀程度，以此实现对工作组件121与纺丝喷头700接触面积的灵活调节和对工作组件121与相应支撑杆112连接稳定度的灵活调节。
根据一种优选实施方式，清理装置配置有用于调控清理过程的控制单元600，其中，控制单元600能够基于纺丝喷头700的配置参数和扫描单元400采集的纺丝喷头700的外壁附着状态来确定安装单元200对主体单元100的配置方式和移动单元300的运动路径。进一步地，控制单元600能够对充气单元500的充气量进行调节，以使得被充气后的工作组件121既可以稳定地连接于支撑杆112，又能够以增加至少部分接触面积的方式接触于纺丝喷头700，还可以允许纺丝喷头700在移动单元300的驱动下沿第二方向运动，即控制单元600对充气单元500的充气量的调节方式至少是基于工作组件121与支撑杆112的连接稳定度、工作组件121与纺丝喷头700的接触面积和/或工作组件121与纺丝喷头700的运动灵活度而确定的。换言之，控制单元600可将充气单元500的充气量限定在最大阈值和最小阈值之间，其中，最大阈值至少可由工作组件121与纺丝喷头700的运动灵活度确定，最小阈值可由工作组件121与支撑杆112的连接稳定度、工作组件121与纺丝喷头700的接触面积之中的较大者确定。
优选地，控制单元600可以基于扫描单元400采集的纺丝喷头700在清理过程前后的外壁附着状态来判断清理效果，其中，外壁附着状态可以是干涸纺丝溶液在纺丝喷头700外壁的附着面积，或是附着面积与周侧总面积的面积比值。若清理过程前后纺丝喷头700的外壁附着状态基本保持不变或对应数值远大于零，则表明纺丝喷头700未能与工作组件121实现预期的接触和交互，进而导致附着的干涸纺丝溶液无法基于摩擦作用而从纺丝喷头700外壁剥离。
优选地，控制单元600在判断清理过程未达到预期清理效果时，可对移动单元300和/或充气单元500进行综合调控，其中，控制单元600对移动单元300的调控方式是通过移动单元300驱动纺丝喷头700以更靠近于工作组件121的方式沿第一方向移至插入区域深处，以提高纺丝喷头700对相应两侧工作组件121的压力；控制单元600对充气单元500的调控方式是通过调节气泵的充气量进而实现对工作组件121空腔体积的调节，从而提高工作组件121对纺丝喷头700的支撑力。优选地，控制单元600可基于工作组件121的外壁硬度调整气泵的充气量的最大阈值和最小阈值，其中，充气量的最小阈值能够保证工作组件121的外壁具有足够的硬度，以提供垂向支撑力；充气量的最大阈值能够保证工作组件121的外壁具有一定的可形变能力，以避免硬度过高的工作组件121外壁无法通过细微形变来实现接触面积的扩增，而只能与纺丝喷头700实现点接触或线接触，影响清理效果。因此，在保证充气单元500处在充气阈值之间的前提下，控制单元600通过驱动移动单元300和/或充气单元500来提升纺丝喷头700与工作组件121之间的相互作用力，进而实现清理效果的提升。
进一步地，在控制单元600对移动单元300和充气单元500进行综合调控后仍无法达到预期清理效果时，可驱动安装单元200对工作组件121进行更换，以避免工作组件121的外壁与纺丝喷头700接触的区域因过度摩擦而无法提供足以使干涸纺丝溶液从纺丝喷头700外壁剥离的摩擦力，和/或以避免工作组件121因其内腔漏气、与充气头连接密封不紧密等原因无法实现与纺丝喷头700的紧密接触，进而导致清理效果不佳。
实施例2
本实施例是对实施例1的进一步改进，重复的内容不再赘述。
本发明公开了一种纺丝喷头700的清理方法，该清理方法采用实施例1中任一所述的清理装置，其中，该清理方法至少包括如下步骤：
由安装单元200基于清理需求调节主体单元100的配置方式；
由移动单元300驱动纺丝喷头700移动至与主体单元100的摩擦部120接触并交互，以使得在所述主体单元100的插入区域完成附着在所述纺丝喷头700外壁的干涸纺丝溶液的剥离。
进一步地，在清理装置配置有充气单元500时，还可包括如下步骤：
由充气单元500对摩擦部120的各工作组件121进行充气，以使得相应内腔发生膨胀，进而实现工作组件121与支撑杆112的稳定连接及工作组件121与纺丝喷头700的紧密但可活动的接触。
需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。
Claims (10)
1.一种纺丝喷头的清理装置，其包括：
主体单元(100)，用于与纺丝喷头(700)接触以清理附着于所述纺丝喷头(700)外壁的干涸纺丝溶液，其包括以可拆卸方式连接的支撑部(110)和摩擦部(120)，
安装单元(200)，能够基于清理需求对所述主体单元(100)的配置方式进行调整，
移动单元(300)，用于驱动所述纺丝喷头(700)进行多维度运动，
其特征在于，
所述移动单元(300)驱动所述纺丝喷头(700)运动的路径是基于所述安装单元(200)对所述主体单元(100)的配置方式调整后进行规划的，所述安装单元(200)基于调整后的配置方式能够将所述摩擦部(120)连接于所述支撑部(110)，所述支撑部(110)能够以阻止所述摩擦部(120)与所述支撑部(110)发生相对移动的方式对所述摩擦部(120)提供支撑，所述摩擦部(120)相对于所述支撑部(110)的移动趋势是由所述纺丝喷头(700)在所述移动单元(300)的驱动下接触于所述摩擦部(120)至少部分区域时产生的，其中，所述摩擦部(120)与所述纺丝喷头(700)的交互能够使得附着于所述纺丝喷头(700)外壁的干涸纺丝溶液被剥离。
2.根据权利要求1所述的清理装置，其特征在于，所述安装单元(200)能够调整所述支撑部(110)中任意两个支撑杆(112)在底座(111)上的间距，和/或调整所述摩擦部(120)的若干工作组件(121)的选型方案，和/或调整所述支撑部(110)与所述摩擦部(120)的相对连接关系。
3.根据权利要求1或2所述的清理装置，其特征在于，所述安装单元(200)能够调节任一工作组件(121)与相应的支撑杆(112)的相对位置，以至少实现所述工作组件(121)与相应的支撑杆(112)的连接和分离，其中，所述工作组件(121)具有结构匹配于所述支撑杆(112)的中空区域，使得所述工作组件(121)能够沿第一方向套设于所述支撑杆(112)外侧和/或使得连接于所述底座(111)的所述支撑杆(112)能够沿第一方向的反方向插入至所述工作组件(121)的中空区域内。
4.根据权利要求1或2所述的清理装置，其特征在于，所述移动单元(300)在驱动所述纺丝喷头(700)进行多维度运动时，至少能够驱动所述纺丝喷头(700)沿第一方向进入插入区域以接触于相应的工作组件(121)，其中，插入区域为在任意两个相邻工作组件(121)之间形成的受制于间距、斜度、组合方式的影响而结构可调的间隙区域。
5.根据权利要求1或2所述的清理装置，其特征在于，所述纺丝喷头(700)的外壁附着状态能够由扫描单元(400)进行采集，以通过对比所述纺丝喷头(700)在清理过程前后的外壁附着状态判断清理效果，其中，外壁附着状态是干涸纺丝溶液在纺丝喷头(700)外壁的附着面积，或是附着面积与周侧总面积的面积比值。
6.根据权利要求3所述的清理装置，其特征在于，所述工作组件(121)能够与充气单元(500)的充气头可拆卸地密封连接，以通过充气管的连通使得气泵输入的气体能够进入所述工作组件(121)内不与中空区域连通的空腔，并通过对充气量的调节来实现对所述工作组件(121)膨胀程度的调节。
7.根据权利要求6所述的清理装置，其特征在于，所述工作组件(121)的空腔能够呈绕中空区域套设的环形结构，所述空腔中靠近于所述工作组件(121)外壁的外层和靠近于所述工作组件(121)中空区域的内层能够采用适应于各自所需膨胀程度的方式配置，其中，外层结构能够相比于内层结构具有更大的可形变幅度。
8.根据权利要求5所述的清理装置，其特征在于，所述安装单元(200)对所述主体单元(100)的配置方式和所述移动单元(300)的运动路径是控制单元(600)基于所述纺丝喷头(700)的配置参数和所述扫描单元(400)采集的所述纺丝喷头(700)的外壁附着状态确定的。
9.根据权利要求6所述的清理装置，其特征在于，控制单元(600)对所述充气单元(500)的充气量的调节方式至少是基于所述工作组件(121)与所述支撑杆(112)的连接稳定度、所述工作组件(121)与所述纺丝喷头(700)的接触面积和/或所述工作组件(121)与所述纺丝喷头(700)的运动灵活度而确定的，其中，所述控制单元(600)限定的所述充气单元(500)的充气量阈值还能够基于所述工作组件(121)外壁的硬度进行调整。
10.一种纺丝喷头的清理方法，其特征在于，所述清理方法采用前述任意权利要求之一所述的清理装置，其中，所述清理方法至少包括如下步骤：
安装单元(200)基于清理需求调节主体单元(100)的配置方式；
移动单元(300)驱动纺丝喷头(700)移动至与主体单元(100)的摩擦部(120)接触并交互，以使得在所述主体单元(100)的插入区域完成对附着在所述纺丝喷头(700)外壁的干涸纺丝溶液的剥离。
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