CN116672821A - 医用平行纤维栅形过滤网的制备方法及专用工装 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法及专用工装，包括以下步骤：将过滤纤维螺旋形的依次卷绕在圆形的卷绕盘的支承杆上，卷绕盘上沿圆周设有多个可拆卸的临时支承杆，在圆周的相对位置上还设有两根沿径向向外脱离的支承杆；过滤纤维卷绕至少一层后，将张力撑杆与支承杆的端头连接；将张力撑杆以定张力模式张紧，依次取出临时支承杆；安装撑杆；通过以上步骤制备医用平行纤维栅形过滤网。本发明以栅形结构替代了现有的网状结构，通过控制过滤纤维之间的间隙能够精确的控制过滤精度，能够大幅降低这种栅形结构的过滤网的制备难度，精确控制过滤纤维之间的间隙。专用工装能够提高制备效率，降低制备难度。

Description

医用平行纤维栅形过滤网的制备方法及专用工装

技术领域

本发明涉及医疗器械中的空气处理领域，具体涉及一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法及专用工装。

背景技术

现有的用于医疗器械空气处理装备中的过滤网通常有两种结构，一种是乱序堆叠纤维结构的滤网，如图11中所示，通过拉丝、膜拉伸或者熔喷等工序制备滤网，这种滤网的纤维大多呈现无序排列堆叠的结构。存在的问题是滤网的孔径难以控制，提高过滤效果需要依赖加载的静电产生的吸附力，这使得过滤效果不理想，而且随着使用时间，静电会逐步丢失，从而进一步影响过滤效果。另一种是编织型滤网，微观结构如图12中所示，通常采用超低直径的玻璃纤维编织而成，纤维之间的孔径大小即构成过滤的孔径大小。该结构的问题在于，受纤维最小直径的限制，纤维直径的孔径难以进一步的缩小，目前通常工业化最细的玻璃纤维直径仅能做到0.02mm，而且这种结构的孔面积：平面面积之比较小，导致风阻过高，过滤效率低。中国专利文献CN 107715151 A，记载了一种医用空气消毒净化设备及其空气消毒净化系统，其中记载了复合结构的滤网，记载了利用多孔氧化铝膜进行过滤的方案，但是形成可控直径孔道的加工难度较大，导致该方案的制造成本非常高。拟生产一种平行纤维栅形过滤网，以提高过滤精度和过滤效果，如图12中所示，纤维之间的孔径受到纬线的影响，1是孔径难以进一步缩小，2是孔径面积占比过小，采用平行纤维栅形过滤网的结构能够克服该技术问题，但是该结构的生产存在较大难题。发明人在试验时在平面框架上进行卷绕，但是在卷绕过程中，过滤纤维的张力不均匀，从而导致容易出现断丝现象，而且张力分布不均匀，孔径分布也不均匀。需要说明的，背景技术仅是技术问题的描述，以便于理解，并不意味着对现有技术的承认。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，能够使卷绕过程中过滤纤维的张力均匀，不容易出现断丝，而且孔径也能够均匀分布，确保种医用平行纤维栅形过滤网的质量。

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种医用平行纤维栅形过滤网的专用工装，能够确保在卷绕过程中过滤纤维的张力均匀，不容易出现断丝，而且孔径也能够均匀分布，并且能够确保在从圆形转换为平面的过程中，张力和孔径都不会发生变化，不会影响成品的质量。能够大幅提高医用平行纤维栅形过滤网的质量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，包括以下步骤：

S1、将过滤纤维螺旋形的依次卷绕在圆形的卷绕盘的支承杆上，卷绕盘上沿圆周设有多个可拆卸的临时支承杆，在圆周的相对位置上还设有两根沿径向向外脱离的支承杆；

S2、过滤纤维卷绕至少一层后，将张力撑杆与支承杆的端头连接；

S3、将张力撑杆以定张力模式张紧，依次取出临时支承杆；

S4、张力撑杆将支承杆之间撑开并张紧，全部取出临时支承杆后，过滤纤维被撑开成平面状；

S5、安装撑杆；

通过以上步骤制备医用平行纤维栅形过滤网。

优选的方案中，卷绕盘为两个，两个卷绕盘相对布置，卷绕盘上设有两个开口槽，开口槽用于容纳支承杆，开口槽位于卷绕盘的外缘，沿径向相对布置，开口方向朝向卷绕盘外壁；

在卷绕盘上还设有多个退让槽，退让槽为长圆槽，退让槽大致沿着过滤纤维被撑开后的退让方向，退让槽用于容纳临时支承杆。

优选的方案中，卷绕盘分别与一个卷绕电机连接，两个卷绕电机接收同一控制信号，用于同步驱动两个卷绕盘；

在卷绕盘的上游侧还设有导丝器、张力器和纤维卷筒。

优选的方案中，每个临时支承杆与一个弹簧连接，以使临时支承杆撑向卷绕盘的边缘。

优选的方案中，在步骤S3中，还设有临时限位块，临时限位块用于临时封堵退让槽，以支撑临时支承杆。

优选的方案中，在步骤S3中，在取出临时支承杆时，先取下距离支承杆最远的临时支承杆的临时限位块，使临时支承杆由弹簧支撑，直至当前临时支承杆在张力作用下退让到其他临时支承杆之后，再取下当前临时支承杆。

优选的方案中，步骤S4中，根据与支承杆距离的远近，从最远的位置以步骤S5的方法依次取下临时支承杆。

优选的方案中，张力撑杆的结构为：两根滑动撑杆头与滑动套筒的两端滑动连接，在滑动撑杆头的自由端设有叉形的支撑头部；

滑动套筒上设有沿轴向的滑槽，两根滑动斜撑穿过滑槽分别与滑动撑杆头铰接，滑动斜撑之间通过撑座铰接，撑座与螺杆连接，螺杆穿过滑槽和滑动套筒与螺母连接诶，螺母与穿心电机的输出轴连接，穿心电机的壳体与滑动套筒固定连接，穿心电机以定扭矩控制。

优选的方案中，在步骤S2中，卷绕一层过滤纤维后，在过滤纤维上与支承杆对应的位置涂胶，使各层之间的过滤纤维互相粘接；

过滤纤维在支承杆的外壁交错堆叠布置；

过滤纤维堆叠2~5层；

在步骤S3中，张力撑杆采用预设张力大小的控制方式将支承杆撑开并张紧；

在步骤S5中，安装撑杆后，转动螺纹套筒将支承杆进一步撑开，使张力撑杆卸荷后，拆除张力撑杆；

在过滤纤维形成的平面的内侧和/或外侧以粘接的方式，间隔一段距离粘接强化纤维；

过滤纤维表面的抗菌金属层以涂覆、电镀或气相沉积的方式生成。

一种用于制备医用平行纤维栅形过滤网的专用工装，两个卷绕盘相对布置，卷绕盘上设有两个开口槽，开口槽用于容纳支承杆，开口槽位于卷绕盘的外缘，沿径向相对布置，开口方向朝向卷绕盘外壁；

在卷绕盘上还设有多个退让槽，退让槽为长圆槽，退让槽大致沿着过滤纤维被撑开后的退让方向，退让槽用于容纳临时支承杆；

每个临时支承杆与一个弹簧连接，以使临时支承杆撑向卷绕盘的边缘。

本发明提供的一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法及专用工装，以栅形结构替代了现有的网状结构，通过控制过滤纤维之间的间隙能够精确的控制过滤精度，即在本申请中，以直径较粗的过滤纤维，例如0.035mm直径的过滤纤维也能够实现纳米级过滤孔径，而且孔径之间非常均匀，采用较粗直径的过滤纤维也能够减少过滤纤维上毛丝的脱落概率。栅形结构也能够降低风阻，增大过滤通孔面积：整体平面面积之比，便于实现设备的小型化，与乱序堆叠纤维结构的滤网相比，能够大幅降低风阻，尤其是增大过滤通孔面积：整体平面面积之比，有利于实现设备的小型化。本发明的制备方法，还能够大幅降低这种栅形结构的过滤网的制备难度，精确控制过滤纤维之间的间隙，尤其是降低设置抗菌涂层的加工难度。本发明提供的专用工装，能够提高制备效率，降低制备难度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的制备方法制备栅形过滤网时的侧视图。

图2为本发明的卷绕盘的侧视示意图。

图3为本发明制备的过滤网的主视图。

图4为本发明的过滤网封装后的主视图。

图5为本发明的支承杆横截面示意图。

图6为图5的A-A剖视示意图。

图7为本发明的撑杆的结构示意图。

图8为本发明的张力撑杆的结构示意图。

图9为本发明的卷绕装置的示意图。

图10为本发明中临时限位块的结构示意图。

图11为现有技术中乱序堆叠纤维结构滤网的局部放大示意图。

图12为现有技术中网状结构滤网的局部放大示意图。

图中：支承杆1，撑杆2，过滤纤维3，强化纤维4，挡板5，封边6，限位螺纹凹槽7，螺纹套筒8，张力撑杆9，滑动撑杆头91，滑动套筒92，滑动斜撑93，撑座94，滑槽95，穿心电机96，减速器97，螺母98，螺杆99，卷绕盘10，退让槽101，弹簧102，法兰盘103，开口槽104，临时支承杆11，临时限位块12，第一卷绕电机13，第二卷绕电机13’，导丝器14，导丝电机141，导丝滑块142，导丝螺杆143，导丝导轨144，张力器15，纤维卷筒16。

具体实施方式

实施例1：

如图1、9中，一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，包括以下步骤：

过滤纤维3的材质为玻璃纤维、不锈钢纤维、铝合金纤维或塑料纤维；

在过滤纤维3的表面设有抗菌金属层，抗菌金属层包括银、氧化银、铜或氧化铜中一种或多种的组合；

过滤纤维3表面的抗菌金属层以涂覆、电镀或气相沉积的方式生成。由于采用栅形的结构，本发明的表面抗菌金属层布置更加容易，这是因为，栅形的结构不容易在涂覆过程中堵塞。

过滤纤维3的直径为0.01~0.1mm；

S1、将过滤纤维3螺旋形的依次卷绕在圆形的卷绕盘10的支承杆上，卷绕盘10上沿圆周设有多个可拆卸的临时支承杆11，在圆周的相对位置上还设有两根沿径向向外脱离的支承杆1；

优选的方案如图2、9中，卷绕盘10为两个，两个卷绕盘10相对布置，卷绕盘10上设有两个开口槽104，开口槽104用于容纳支承杆1，开口槽104位于卷绕盘10的外缘，沿径向相对布置，开口方向朝向卷绕盘10外壁；

在卷绕盘10上还设有多个退让槽101，退让槽101为长圆槽，退让槽101大致沿着过滤纤维3被撑开后的退让方向，退让槽101用于容纳临时支承杆11。

如图9中，卷绕装置的结构为：在卷绕盘10的上游侧还设有导丝器14、张力器15和纤维卷筒16。导丝器14的结构为：导丝滑块142与导丝导轨144滑动连接，导丝滑块142设有内螺纹，导丝滑块142还通过内螺纹与导丝螺杆143螺纹连接，导丝螺杆143与导丝电机141连接，以驱动导丝螺杆143旋转，导丝电机141为步进电机或伺服电机。在导丝滑块142上设有导丝槽，导丝滑块142通过精密的往复运动，实现过滤纤维3在卷绕盘10的支承杆上的螺旋卷绕。

张力器15采用磁滞张力器、重力式张力器或电磁式张力器。

优选的方案中，支承杆1的外壁设有多个凹槽，多个凹槽沿着支承杆1的长度方向排列；所述的凹槽为限位螺纹凹槽7或环形凹槽；凹槽的内接圆直径与过滤纤维3的直径相同。以凹槽之间的间距，控制过滤纤维3之间过滤缝隙的大小。

优选的方案如图2中，每个临时支承杆11与一个弹簧102连接，以使临时支承杆11撑向卷绕盘10的边缘。优选的，弹簧102采用气弹簧。

优选的方案如图9中，卷绕盘10分别与一个卷绕电机连接，例如第一卷绕电机13和第二卷绕电机13’，两个卷绕电机接收同一控制信号，用于同步驱动两个卷绕盘10，优选的，两个卷绕电机还设有刹车装置，当控制信号停止，通过刹车确保两个卷绕盘10的转角同步；由此结构，便于取下制备好的成品过滤网，进一步提高加工效率。

S2、过滤纤维3卷绕至少一层后，将张力撑杆9与支承杆1的端头连接；

优选的方案中，过滤纤维3在支承杆1的外壁交错堆叠布置；

过滤纤维3堆叠2~5层；优选为3层。

优选的方案中，在步骤S2中，卷绕一层过滤纤维3后，在过滤纤维3上与支承杆1对应的位置涂胶，使各层之间的过滤纤维3互相粘接；

在过滤纤维3形成的平面的内侧和/或外侧以粘接的方式，间隔一段距离粘接强化纤维4；以固定过滤纤维3之间的间距即过滤间隙的大小。

S3、将张力撑杆9以定张力模式张紧，依次取出临时支承杆11；

在步骤S3中，张力撑杆9采用预设张力大小的控制方式将支承杆1撑开并张紧；

优选的方案如图1、8中，张力撑杆9的结构为：两根滑动撑杆头91与滑动套筒92的两端滑动连接，在滑动撑杆头91的自由端设有叉形的支撑头部；

滑动套筒92上设有沿轴向的滑槽95，两根滑动斜撑93穿过滑槽95分别与滑动撑杆头91铰接，滑动斜撑93之间通过撑座94铰接，撑座94与螺杆99连接，螺杆99穿过滑槽95和滑动套筒92与螺母98连接诶，螺母98与穿心电机96的输出轴连接，穿心电机96的壳体与滑动套筒92固定连接，穿心电机96以定扭矩控制，通过定扭矩控制实现恒定的张力大小，以使操作过程中过滤纤维3的张力保持一致；

优选的方案如2、10中，在步骤S3中，还设有临时限位块12，临时限位块12用于临时封堵退让槽101，以支撑临时支承杆11。

优选的方案如图1中，在步骤S3中，在取出临时支承杆11时，先取下距离支承杆1最远的临时支承杆11的临时限位块12，使临时支承杆11由弹簧102支撑，直至当前临时支承杆11在张力作用下退让到其他临时支承杆11之后，再取下当前临时支承杆11。

S4、张力撑杆9两端的滑动撑杆头91将支承杆1之间撑开并张紧，全部取出临时支承杆11后，过滤纤维3被撑开成平面状；

优选的方案中，步骤S4中，根据与支承杆1距离的远近，从最远的位置以步骤S5的方法依次取下临时支承杆11。

S5、安装撑杆2；如图7中，撑杆2为长度可调的结构；

撑杆2为两个螺杆，两个螺杆之间通过螺纹套筒连接，螺纹套筒两端的螺纹旋向相反。

在步骤S5中，安装撑杆2后，转动螺纹套筒8将支承杆1进一步撑开，使张力撑杆9卸荷后，拆除张力撑杆9；

通过以上步骤制备医用平行纤维栅形过滤网。

实施例2：

本发明的工装能够大幅提高制备效率，也是能够独立销售的装备，如图2、7~9中，一种用于制备医用平行纤维栅形过滤网的专用工装，两个卷绕盘10相对布置，卷绕盘10上设有两个开口槽104，开口槽104用于容纳支承杆1，开口槽104位于卷绕盘10的外缘，沿径向相对布置，开口方向朝向卷绕盘10外壁；

在卷绕盘10上还设有多个退让槽101，退让槽101为长圆槽，退让槽101大致沿着过滤纤维3被撑开后的退让方向，退让槽101用于容纳临时支承杆11；

每个临时支承杆11与一个弹簧102连接，以使临时支承杆11撑向卷绕盘10的边缘。

优选的方案如图8中，还包括张力撑杆9，张力撑杆9的结构为：两根滑动撑杆头91与滑动套筒92的两端滑动连接，在滑动撑杆头91的自由端设有叉形的支撑头部；

滑动套筒92上设有沿轴向的滑槽95，两根滑动斜撑93穿过滑槽95分别与滑动撑杆头91铰接，滑动斜撑93之间通过撑座94铰接，撑座94与螺杆99连接，螺杆99穿过滑槽95和滑动套筒92与螺母98连接诶，螺母98与穿心电机96的输出轴连接，穿心电机96的壳体与滑动套筒92固定连接，穿心电机96以定扭矩控制；

优选的方案如图10中，还包括临时限位块12，临时限位块12用于临时封堵退让槽101，以支撑临时支承杆11。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本申请中的实施例及实施例中的特征在不冲突的情况下，可以相互任意组合。本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，其特征是包括以下步骤：

S1、将过滤纤维（3）螺旋形的依次卷绕在圆形的卷绕盘（10）的支承杆上，卷绕盘（10）上沿圆周设有多个可拆卸的临时支承杆（11），在圆周的相对位置上还设有两根沿径向向外脱离的支承杆（1）；

S2、过滤纤维（3）卷绕至少一层后，将张力撑杆（9）与支承杆（1）的端头连接；

S3、将张力撑杆（9）以定张力模式张紧，依次取出临时支承杆（11）；

S4、张力撑杆（9）将支承杆（1）之间撑开并张紧，全部取出临时支承杆（11）后，过滤纤维（3）被撑开成平面状；

S5、安装撑杆（2）；

通过以上步骤制备医用平行纤维栅形过滤网。

2.根据权利要求1所述的一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，其特征是：卷绕盘（10）为两个，两个卷绕盘（10）相对布置，卷绕盘（10）上设有两个开口槽（104），开口槽（104）用于容纳支承杆（1），开口槽（104）位于卷绕盘（10）的外缘，沿径向相对布置，开口方向朝向卷绕盘（10）外壁；

在卷绕盘（10）上还设有多个退让槽（101），退让槽（101）为长圆槽，退让槽（101）大致沿着过滤纤维（3）被撑开后的退让方向，退让槽（101）用于容纳临时支承杆（11）。

3.根据权利要求2所述的一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，其特征是：卷绕盘（10）分别与一个卷绕电机连接，两个卷绕电机接收同一控制信号，用于同步驱动两个卷绕盘（10）；

在卷绕盘（10）的上游侧还设有导丝器（14）、张力器（15）和纤维卷筒（16）。

4.根据权利要求2所述的一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，其特征是：每个临时支承杆（11）与一个弹簧（102）连接，以使临时支承杆（11）撑向卷绕盘（10）的边缘。

5.根据权利要求4所述的一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，其特征是：在步骤S3中，还设有临时限位块（12），临时限位块（12）用于临时封堵退让槽（101），以支撑临时支承杆（11）。

6.根据权利要求4所述的一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，其特征是：在步骤S3中，在取出临时支承杆（11）时，先取下距离支承杆（1）最远的临时支承杆（11）的临时限位块（12），使临时支承杆（11）由弹簧（102）支撑，直至当前临时支承杆（11）在张力作用下退让到其他临时支承杆（11）之后，再取下当前临时支承杆（11）。

7.根据权利要求6所述的一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，其特征是：步骤S4中，根据与支承杆（1）距离的远近，从最远的位置以步骤S5的方法依次取下临时支承杆（11）。

8.根据权利要求1所述的一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，其特征是：张力撑杆（9）的结构为：两根滑动撑杆头（91）与滑动套筒（92）的两端滑动连接，在滑动撑杆头（91）的自由端设有叉形的支撑头部；

滑动套筒（92）上设有沿轴向的滑槽（95），两根滑动斜撑（93）穿过滑槽（95）分别与滑动撑杆头（91）铰接，滑动斜撑（93）之间通过撑座（94）铰接，撑座（94）与螺杆（99）连接，螺杆（99）穿过滑槽（95）和滑动套筒（92）与螺母（98）连接诶，螺母（98）与穿心电机（96）的输出轴连接，穿心电机（96）的壳体与滑动套筒（92）固定连接，穿心电机（96）以定扭矩控制。

9.根据权利要求1所述的一种医用平行纤维栅形过滤网的制备方法，其特征是：在步骤S2中，卷绕一层过滤纤维（3）后，在过滤纤维（3）上与支承杆（1）对应的位置涂胶，使各层之间的过滤纤维（3）互相粘接；

过滤纤维（3）在支承杆（1）的外壁交错堆叠布置；

过滤纤维（3）堆叠2~5层；

在步骤S3中，张力撑杆（9）采用预设张力大小的控制方式将支承杆（1）撑开并张紧；

在步骤S5中，安装撑杆（2）后，转动螺纹套筒（8）将支承杆（1）进一步撑开，使张力撑杆（9）卸荷后，拆除张力撑杆（9）；

在过滤纤维（3）形成的平面的内侧和/或外侧以粘接的方式，间隔一段距离粘接强化纤维（4）；

过滤纤维（3）表面的抗菌金属层以涂覆、电镀或气相沉积的方式生成。

10.一种用于制备医用平行纤维栅形过滤网的专用工装，其特征是：两个卷绕盘（10）相对布置，卷绕盘（10）上设有两个开口槽（104），开口槽（104）用于容纳支承杆（1），开口槽（104）位于卷绕盘（10）的外缘，沿径向相对布置，开口方向朝向卷绕盘（10）外壁；

在卷绕盘（10）上还设有多个退让槽（101），退让槽（101）为长圆槽，退让槽（101）大致沿着过滤纤维（3）被撑开后的退让方向，退让槽（101）用于容纳临时支承杆（11）；

每个临时支承杆（11）与一个弹簧（102）连接，以使临时支承杆（11）撑向卷绕盘（10）的边缘。