CN210140650U - 一种无针往复式静电纺丝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种无针往复式静电纺丝装置，包括：基板；高压电源装置，设置于所述基板上；张紧调节装置，设置于所述基板上，且与所述高压电源装置间隔设置；高压电极，其两端分别连接于所述高压电源装置与所述张紧调节装置，并能够在所述高压电源装置的作用下带高压正电；涂液装置，沿所述高压电极的延伸方向滑动连接于所述高压电源装置与所述张紧调节装置之间，所述涂液装置内部形成有封闭式的涂液通道，所述高压电极经过所述涂液通道。该无针往复式静电纺丝装置能够解决因溶液敞开式放置造成挥发的问题，保证溶液浓度稳定性，进而保证纳米纤维的生产质量。

Description

一种无针往复式静电纺丝装置

技术领域

本实用新型涉及静电纺丝加工技术领域，尤其涉及一种无针往复式静电纺丝装置。

背景技术

静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。近年来，通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料已经成为世界材料科学技术领域最重要的课题之一。

传统的静电纺丝系统由空心针式喷丝头、泵、电极接收板和高压电源装置组成，其中，泵用来将聚合物溶液送入喷丝头，高压电源装置连接在喷丝头和电极接收板之间。这种静电纺丝方式为针式，其喷丝头直径较小，喷丝头表面附近形成的高强电场，使得喷丝头在高压下易受电晕而产生放电的现象，会导致制备的纳米纤维的直径逐渐变大，质量逐渐变差。

随着技术逐步发展，无针静电纺丝技术得以应用，并解决了针式静电纺丝存在的因喷丝头在高压下易受电晕而产生放电的问题，但由于现有的无针静电纺丝设备的溶液槽大都处于敞口状态，在制备过程中，随着静电纺丝的进行，因溶剂挥发导致溶液浓度越来越来高，从而使得不同时间段制备所得到的纳米纤维的直径不一致，影响了纳米纤维产品的质量稳定性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种无针往复式静电纺丝装置，能够解决因溶液敞开式放置造成挥发的问题，保证溶液浓度稳定性，进而保证纳米纤维的生产质量。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无针往复式静电纺丝装置，包括：

基板；

高压电源装置，设置于所述基板上；

张紧调节装置，设置于所述基板上，且与所述高压电源装置间隔设置；

高压电极，其两端分别连接于所述高压电源装置与所述张紧调节装置，并能够在所述高压电源装置的作用下带高压正电；

涂液装置，沿所述高压电极的延伸方向滑动连接于所述高压电源装置与所述张紧调节装置之间，所述涂液装置内部形成有封闭式的涂液通道，所述高压电极经过所述涂液通道。

其中，所述涂液装置包括涂液组件，所述涂液组件包括涂液壳，所述涂液通道包括设置于所述涂液壳的进液通道及连通所述进液通道并朝向高压电极的涂抹通道。

其中，所述涂液壳设置有第一接头，所述第一接头的一端连通储液罐，另一端连通所述进液通道。

其中，所述涂液组件还包括两个滚轮，所述涂液壳内部设置有独立于所述涂液通道的容置腔，所述滚轮位于所述容置腔中，所述高压电极从两个所述滚轮之间经过。

其中，所述涂液装置还包括集液板，所述集液板设置于所述涂液组件底部，经所述涂液组件流下的溶液能够流入所述集液板中。

其中，所述集液板开设有集液槽，所述集液槽连接有第二接头，所述第二接头连接回收罐。

其中，所述涂液装置还包括外壳，所述涂液组件封闭于所述外壳与所述集液板围成的内腔中。

其中，还包括驱动装置，所述驱动装置连接于所述基板，所述驱动装置被配置为驱动所述涂液装置运动。

其中，所述高压电源装置包括设置于所述基板的安装座、设置于所述安装座内部的导电棒及连接于所述安装座的高压电源接头，线缆穿过所述高压电源接头连接于所述导电棒，所述高压电极的一端连接于所述导电棒。

其中，所述张紧调节装置包括设置于所述基板的支撑架、螺纹连接于所述支撑架的调节螺杆及连接于所述调节螺杆一端的张紧头，所述高压电极的另一端穿过所述调节螺杆连接于所述张紧头。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型的无针往复式静电纺丝装置，在基板上设置高压电源装置和张紧调节装置，在高压电源装置和张紧调节装置之间设置有高压电极，并沿着高压电极设置涂液装置，该涂液装置能沿着高压电极相对于基板滑动，因高压电源装置使得高压电极带高压正电，涂液装置滑动时可以通过其内部封闭式的涂液通道将溶液涂抹于高压电极的表面，这种涂液方式可以保证涂液的均匀性和稳定性，高压电极每次经过涂液装置时能够接收的溶液量基本一致，可以保证后续制备纳米纤维的质量一致性；除此之外，在涂抹过程中的溶液都处于涂液装置内部，从而能避免大量的溶液外露，保持制备过程中的溶液浓度的稳定性，进一步保证后续制备纳米纤维的质量一致性；另外，高压电极不动，通过涂液装置往复运动的方式，使得结构简单，稳定性好，整体占用空间小，可以应用于多种聚合物溶液的静电纺丝设备中；而且其能够保持匀速往返循环运动，线装电极增强了电场，能够显著提高纺丝效率，还便于清洗和反复使用。

附图说明

图1是本实用新型的无针往复式静电纺丝装置的结构示意图；

图2是本实用新型的高压电源装置的结构示意图；

图3是图2的高压电源装置的分解结构示意图；

图4是图2的高压电源装置的俯视结构示意图；

图5是图4中A-A处的剖面结构示意图；

图6是图4中B-B处的剖面结构示意图；

图7是本实用新型的张紧调节装置的结构示意图；

图8是图7中的张紧调节装置的分解结构示意图；

图9是本实用新型的涂液装置在移除其顶板和一个侧板后的结构示意图；

图10是图9中的涂液组件的剖面结构示意图。

图中：

1-基板；11-滑动槽；12-支撑腿；

2-高压电源装置；21-基底；211-基底槽；22-安装座；221-导电棒安装槽；222-第一过线槽；223-电源连接孔；224-避让槽；23-导电棒；231-第一过孔；232-第一锁紧孔；24-高压电源接头；241-光缆过孔；

3-张紧调节装置；31-支撑架；311-第一过线孔；32-调节螺杆；321-第二过线孔；33-张紧头；331-球头；332-张紧杆；333-第二过孔；334-第二锁紧孔；34-调节螺母；

4-高压电极；

5-涂液装置；51-涂液组件；511-涂液壳；512-进液通道；513-涂抹通道；514-滚轮；515-导液槽；52-导液管；53-第一接头；54-集液板；541-集液槽；55-外壳；551-第三过线孔；56-第二接头；57-滑动板；58-连接板。

具体实施方式

下面结合附图1-10并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

参照图1，本实用新型实施例中提供了一种无针往复式静电纺丝装置，用于制备纳米纤维的静电纺丝设备中。该无针往复式静电纺丝装置包括基板1，间隔设置于基板1上的高压电源装置2和张紧调节装置3，两端分别连接于高压电源装置2与张紧调节装置3的高压电极4，沿高压电极4的延伸方向滑动连接于高压电源装置2与张紧调节装置3之间的涂液装置5，及驱动涂液装置5运动的驱动装置，其中，高压电极4能够在高压电源装置2的作用下带高压正电，涂液装置5内部形成有封闭式的涂液通道，高压电极4经过涂液通道。

其采用涂液装置5滑动过程中在其内部的涂液通道中给高压电极4涂液的方式，可以保证涂液的均匀性和稳定性，高压电极每次经过涂液装置时能够接收的溶液量基本一致，可以保证后续制备纳米纤维的质量一致性；除此之外，在涂抹过程中的溶液都处于涂液装置5内部，从而能避免大量的溶液外露，保持制备过程中的溶液浓度的稳定性，进一步保证后续制备纳米纤维的质量一致性；另外，高压电极4不动，通过涂液装置5往复运动的方式，使得结构简单，稳定性好，整体占用空间小，可以应用于多种聚合物溶液的静电纺丝设备中；而且其能够保持匀速往返循环运动，线装电极增强了电场，能够显著提高纺丝效率，还便于清洗和反复使用。

参照图2，高压电源装置2，用于提供高压电给高压电极4，具体地，提供高压正电。该高压电源装置2包括设置于基板1的基底21、设置于基底21上的安装座22、设置于安装座22内部的导电棒23及连接于安装座22的高压电源接头24，线缆穿过高压电源接头24连接于导电棒23，高压电极4的一端连接于导电棒23。

具体地，参照图3至图6，基底21与基板1连接，基底21上设置有基底槽211，安装座22安装于基底槽211中固定，安装座22上开设有导电棒安装槽221，导电棒23装于导电棒安装槽221中。

参照图6，安装座22的一侧部开设有电源连接孔223，高压电源接头24伸入电源连接孔223中设置，线缆穿过高压电源接头24的光缆过孔241固定并经电源连接孔223伸入导电棒安装槽221中后与导电棒23连接，从而通过线缆将高压电传导至导电棒23，使导电棒23带电。

参照图5，安装座22的另一侧部开设有第一过线槽222，高压电极4穿过第一过线槽222后连接于导电棒23，导电棒23将高压电传导至高压电极4，使高压电极4带高压电。

进一步地，参照图3至图6，导电棒23的侧部开设有至少两个第一过孔231，线缆穿过一个第一过孔231，高压电极4穿过另一个第一过孔231，导电棒23还开设有与第一过孔231垂直的第一锁紧孔232，第一锁紧孔232中穿设有紧固件，紧固件抵紧线缆、高压电极4，从而实现线缆、高压电极4分别与导电棒23的固定，进而满足电传输的目的。此处，紧固件可以为螺钉。

更进一步地，为了保证高压电极4更好地固定，每个高压电极4对应有两个第一过孔231和两个第一锁紧孔232，高压电极4的一端先穿过一个第一过孔231后从导电棒23的侧部绕回第二个第一过孔231中，两个第一锁紧孔232的两个紧固件一同锁紧该高压电极4。特别地，高压电极4位于导电棒23侧部的部分将凸出于导电棒23，为了方便安装，导电棒安装槽221的侧部设置有避让槽224，从而实现很好地避让。

可选地，在本实施例中，高压电极4为两条，两条高压电极4分别位于高压电源接头的轴线方向的两侧，每个高压电极4对应一个第一过线槽222，该第一过线槽222为由上至下开设，因而可以方便高压电极向上拿取和向下安放。

参照图7、图8，张紧调节装置3，用于与高压电源装置2配合，将高压电极4拉紧。其包括设置于基板1的支撑架31、螺纹连接于支撑架31的调节螺杆32及连接于调节螺杆32一端的张紧头33，高压电极4的另一端穿过调节螺杆32连接于张紧头33。

具体地，支撑架31开设有第一过线孔311，调节螺杆32穿过第一过线孔311并与第一过线孔311螺纹连接。该调节螺杆32开设有第二过线孔321，高压电极4则穿过第二过线孔321设置。张紧头33包括球头331和连接于球头331的张紧杆332，该张紧杆332能够伸入第二过线孔321中，球头331则无法进入第二过线孔321，从而球头331抵接于调节螺杆32的一端部。张紧杆332沿轴线开设有第二过孔333，其侧部开设有第二锁紧孔334，穿过调节螺杆32的高压电极4的端部进入第二过孔333后，由第二锁紧孔334中的紧固件抵紧固定。

另外，调节螺杆32上固定有一个调节螺母34，从而可以通过拧动调节螺母34，进而带动调节螺杆32转动，方便操作。

在此过程中，高压电极4的一端固定于高压电源装置2，另一端固定于张紧调节装置3，且张紧调节装置3的一端为活动式连接，其通过高压电极4的拉紧力，使得球头331与调节螺杆32抵接，当需要调节高压电极4的拉紧程度时，通过调节螺杆32与第一过线孔311的配合程度，可以使得调节螺杆32远离或靠近高压电源装置2即可，操作非常便利。

参照图9、图10，涂液装置5，用于为高压电极4涂液。该涂液装置5包括涂液组件51，位于涂液组件51底部的集液板54，及位于集液板54四周及顶部的外壳55，涂液组件51封闭于外壳55与集液板54围成的内腔中，从而形成一个封闭的涂液空间。

为了便于高压电极4穿过外壳55，在外壳55的前后两侧均开设有第三过线孔551，并对应每个第三过线孔551设置有走线槽，走线槽朝下贯通，从而能够向上拿取外壳55，或向下安放外壳55。

进一步地，涂液组件51包括涂液壳511，涂液通道包括设置于涂液壳511的进液通道512及连通进液通道512并朝向高压电极4的涂抹通道513。其中，进液通道512的孔径大于涂抹通道513的孔径，进液通道512与涂抹通道513相交，涂抹通道513沿竖向设置。涂液壳511横向开设有贯通的贯通孔，高压电极4穿过贯通孔设置，贯通孔与涂抹通道513连通。

为了很好地进液，涂液壳511设置有第一接头53，第一接头53的一端连通储液罐，另一端连通进液通道512，从而实现了全封闭式进液。储液罐与第一接头53之间设置有蠕动泵。

其中，涂液组件51还包括两个滚轮514，涂液壳511内部设置有独立于涂液通道的容置腔，滚轮514位于容置腔中，高压电极4从两个滚轮514之间经过。通过两个滚轮514的支撑导向，从而能够持续保证高压电极4所在高度，为后续纳米纤维的制备质量提供保障。

为了避免涂抹过多的溶液在高压电极4上，在涂抹后，涂液装置持续滑动过程中，通过涂液壳511将高压电极4表面过多的溶液刮掉，刮掉的溶液将会从涂液壳511的两侧流下，为了提供导向，在涂液壳511的侧部对应高压电极4的位置开设有导液槽515。

进一步地，为了收集刮掉的溶液，涂液装置5还包括集液板54，集液板54设置于涂液组件51底部，经涂液组件51的导液槽515流下的溶液能够流入集液板54中。其中，集液板54开设有集液槽541，集液槽541连接有第二接头56，第二接头56连接回收罐，有利于溶液回收再利用，避免浪费。

特别地，在本实施例中，涂液壳511为上下分体式结构，其包括下壳体和位于下壳体上的上壳体，下壳体的内部开设有一个凹槽和一段小孔，上壳体和下壳体盖合时形成上述容置腔。进液通道512位于上壳体上，上壳体连通进液通道512开设有一段小孔，上壳体和下壳体盖合时，上下两段小孔形成上述涂抹通道。

在本实施例中，对应于两条高压电极4有两个涂液组件51，两个涂液组件51之间通过导液管52实现溶液传输，因而多个涂液组件51可以共用一个储液装置105，从而保证两个高压电极4的溶液浓度一致性。

在本实施例中，集液板54的两端底部连接有滑动板57，对应地，在基板1上开设有两个滑动槽11，滑动板57能够在滑动槽11中滑动，从而带动涂液装置5沿着滑动槽11滑动，该滑动槽11的长度方向与高压电极4的长度方向平行。再进一步地，两个滑动板57的底端连接有连接板58，从而使得滑动板57与连接板58共同形成凹型结构，使结构更加稳固。

为方便支撑，基板1为绝缘材料，且其底部还设有支撑腿12。

本实用新型的高压电极4为金属细线，直径在0.001-0.5cm，高压电极4的数量可以根据需要选择，如两条平行设置、三条平行设置等等，每一个高压电极都增大了纺丝的电场强度，能够显著提高纺丝的效率。相邻两条高压电极4之间的间距大于等于5cm。该金属细线为金属导体，优选为不锈钢。

本实用新型的驱动装置为线性马达，驱动稳定精度高。

本实用新型的无针往复式静电纺丝装置，可以与接地的电极配套使用，其涂液装置能够匀速往复运动，溶液的流量能够精确控制，且储液罐及纺丝液体不再大面积接触空气，杜绝了纺丝过程中的挥发，避免影响纺丝溶液的浓度，进而保持了纳米纤维产品的质量稳定。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无针往复式静电纺丝装置，其特征在于，包括：

基板(1)；

高压电源装置(2)，设置于所述基板(1)上；

张紧调节装置(3)，设置于所述基板(1)上，且与所述高压电源装置(2)间隔设置；

高压电极(4)，其两端分别连接于所述高压电源装置(2)与所述张紧调节装置(3)，并能够在所述高压电源装置(2)的作用下带高压正电；

涂液装置(5)，沿所述高压电极(4)的延伸方向滑动连接于所述高压电源装置(2)与所述张紧调节装置(3)之间，所述涂液装置(5)内部形成有封闭式的涂液通道，所述高压电极(4)经过所述涂液通道。

2.根据权利要求1所述的无针往复式静电纺丝装置，其特征在于，所述涂液装置(5)包括涂液组件(51)，所述涂液组件(51)包括涂液壳(511)，所述涂液通道包括设置于所述涂液壳(511)的进液通道(512)及连通所述进液通道(512)并朝向高压电极(4)的涂抹通道(513)。

3.根据权利要求2所述的无针往复式静电纺丝装置，其特征在于，所述涂液壳(511)设置有第一接头(53)，所述第一接头(53)的一端连通储液罐，另一端连通所述进液通道(512)。

4.根据权利要求2所述的无针往复式静电纺丝装置，其特征在于，所述涂液组件(51)还包括两个滚轮(514)，所述涂液壳(511)内部设置有独立于所述涂液通道的容置腔，所述滚轮(514)位于所述容置腔中，所述高压电极(4)从两个所述滚轮(514)之间经过。

5.根据权利要求2所述的无针往复式静电纺丝装置，其特征在于，所述涂液装置(5)还包括集液板(54)，所述集液板(54)设置于所述涂液组件(51)底部，经所述涂液组件(51)流下的溶液能够流入所述集液板(54)中。

6.根据权利要求5所述的无针往复式静电纺丝装置，其特征在于，所述集液板(54)开设有集液槽(541)，所述集液槽(541)连接有第二接头(56)，所述第二接头(56)连接回收罐。

7.根据权利要求5所述的无针往复式静电纺丝装置，其特征在于，所述涂液装置(5)还包括外壳(55)，所述涂液组件(51)封闭于所述外壳(55)与所述集液板(54)围成的内腔中。

8.根据权利要求1-7任一项所述的无针往复式静电纺丝装置，其特征在于，还包括驱动装置，所述驱动装置连接于所述基板(1)，所述驱动装置被配置为驱动所述涂液装置(5)运动。

9.根据权利要求1-7任一项所述的无针往复式静电纺丝装置，其特征在于，所述高压电源装置(2)包括设置于所述基板(1)的安装座(22)、设置于所述安装座(22)内部的导电棒(23)及连接于所述安装座(22)的高压电源接头(24)，线缆穿过所述高压电源接头(24)连接于所述导电棒(23)，所述高压电极(4)的一端连接于所述导电棒(23)。

10.根据权利要求1-7任一项所述的无针往复式静电纺丝装置，其特征在于，所述张紧调节装置(3)包括设置于所述基板(1)的支撑架(31)、螺纹连接于所述支撑架(31)的调节螺杆(32)及连接于所述调节螺杆(32)一端的张紧头(33)，所述高压电极(4)的另一端穿过所述调节螺杆(32)连接于所述张紧头(33)。

Images