CN211367825U - 一种多功能供液的旋转式静电纺丝设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及纺丝制造领域，尤其涉及一种多功能供液的旋转式静电纺丝设备。该多功能供液的旋转式静电纺丝设备，包括机架，设置在机架上的供液装置，以及设置在供液装置下方的收集装置；收集装置包括驱动电机和收集转盘，驱动电机的输出端与收集转盘转动连接；供液装置包括调节结构、多个连杆、多个滑块以及多个供液系统；连杆的第一端与机架铰接连接，连杆的第二端与滑块的一端铰接连接，且滑块的另一端设有用于支撑所述调节结构的限位凸台，限位凸台与供液系统固定连接；调节结构上设有若干凹槽结构，每个凹槽结构与滑块滑动连接。与现有技术相比，实现了高效率生产，同时可以制作多材料的叠加纺丝，制作复合膜。

Description

一种多功能供液的旋转式静电纺丝设备

技术领域

本实用新型涉及纺丝制造领域，尤其涉及一种多功能供液的旋转式静电纺丝设备。

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。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。静电纺丝并以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。静电纺丝技术已经制备了种类丰富的纳米纤维，包括有机、有机/无机复合和无机纳米纤维。随着人类生产和生活的发展，单一的纳米材料已经远远不能满足人们的需求，因此无机/有机复合纳米材料已经成为纳米材料领域的一个热点。复合纳米纤维材料是指将一些纳米纤维通过化学或物理方法结合起来，在保持特定功能的同时兼顾不同纳米纤维的优异特性。

一般来说，传统的实验室型静电纺丝设备产率约为0.1-1.0g/h,效率较低。为了提高产量通常使用多针头的方式，运动方式主要是XY方式，在某些简单的制模工艺中并没有这样操作的必要性，且目前静电纺丝的叠加方式无法实现完美地持续叠加。此外，目前的叠加纺丝和混合方式通常使用针头切换的方法，该方法较为复杂，且对设备的等级以及工艺等都提出了一定的要求。

实用新型内容

本实用新型在传统的静电纺丝设备的基础上，增设了多功能供液系统，并将传统的收集装置改为旋转式收集，提出一种多功能供液的旋转式静电纺丝设备；实现高效率生产，同时可以制作多材料的叠加纺丝，制作复合膜。

本实用新型采用的技术方案：

一种多功能供液的旋转式静电纺丝设备，

包括机架，设置在机架上的供液装置，以及设置在供液装置下方的收集装置；

收集装置包括驱动电机和收集转盘，驱动电机的输出端与收集转盘转动连接；

供液装置包括调节结构、多个连杆、多个滑块以及多个供液系统；连杆的第一端与机架铰接连接，连杆的第二端与滑块的一端铰接连接，且滑块的另一端设有用于支撑所述调节结构的限位凸台，限位凸台与供液系统固定连接；调节结构上设有若干凹槽结构，每个凹槽结构与滑块滑动连接。

进一步的，调节结构为一圆板。

进一步的，连杆通过支撑机构与机架连接，连杆的第一端与支撑机构铰接连接，支撑机构与机架固定连接。

进一步的，支撑机构为一环形圆板。

进一步的，支撑机构的下方固定安装一垫圈。

进一步的，滑块的一端为圆柱形结构。

进一步的，多个凹槽结构沿所述调节结构的圆周方向均布；且调节结构的中心未过凹槽结构沿长度方向的中心线。

进一步的，供液系统包括供液针头和供液泵，供液针头与限位凸台固定连接，供液针头又与供液泵连接。

进一步的，机架为框架结构。

本实用新型与现有技术相比获得的有益效果：

1)通过调节结构的转动，带动连杆运动，进而实现多个供液针头在一定范围内的移动，调整纺丝位置，或通过连杆的运动，带动多个供液针头进行往复匀速运动，使得制作的薄膜更加均匀。本实用新型中设置多个供液系统，多个供液系统内可装同一种溶液进行高效率的生产，亦可以装不同溶液，进行混合静电纺丝。当多个供液系统内溶液种类相同，即同一溶液纺丝时，收集转盘的旋转，使得多针头输出的纳米纤维进行完美地持续叠加，实现继承式连续纺丝。当多个供液系统内溶液种类不同，即不同溶液纺丝时，通过收集转盘的旋转，使得多针头输出的不同纳米纤维进行叠加，实现多材料溶液的复合叠加，用于制作复合材料。故本实用新型在传统的静电纺丝设备的基础上，增设了多个供液系统，并将传统的收集装置改为旋转式收集，从而实现高效率生产，同时可以制作多材料的叠加纺丝，制作复合膜。

2)采用圆柱结构，降低摩擦系数，利于机构的运行。

3)多个供液针头采用圆周阵列的方式布置，同时收集转盘为旋转式移动收集，在一些简单的制模工艺中可以减少了对设备精度的要求。

4)采用环形板不仅可以节约材料成本，而且有利于观察整体结构运转情况。

5)垫圈的设置能有效保证连杆的自由运动。

6)调节结构的中心未过凹槽结构沿长度方向的中心线，有效地避免连杆在旋转时出现连杆与凹槽结构呈90度夹角的情况发生。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型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的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本实用新型的实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的主视图结构示意图；

图3为本实用新型实施例图1中供液装置的结构示意图；

图中：机架1；收集装置2、驱动电机201、收集转盘202；供液装置3、支撑机构301、调节结构302、凹槽结构302-a、连杆303、滑块304、供液针头305、供液泵306、垫圈307。

具体实施方式

下面将结合本实用新型中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型的保护范围。

下面结合附图1至附图3以及本实施例详细论述本实用新型：

一种多功能供液的旋转式静电纺丝设备，包括机架1，设置在机架1上的供液装置3，以及设置在供液装置3下方的收集装置2。

机架1采用框架式结构，机架1固定在地面，用于固定安装供液装置3。

收集装置2主要由驱动电机201以及收集转盘202等组成；驱动电机201竖直放置，保证驱动电机201的输出轴竖直向上设置。驱动电机201的输出轴上套装有收集转盘202，收集转盘202与驱动电机201的输出轴转动连接，且收集转盘202设置在供液装置3的供液针头305下方。通过驱动电机201带动收集转盘202进行旋转转动，收集转盘202用于收集纳米纤维线或纳米纤维膜。又由于静电纺丝时，初始状态的纳米纤维具有一定的黏度，当收集转盘202绕驱动电机201的输出轴旋转时，可对纳米纤维进行一定程度的拉伸，并保证纳米纤维连续。本实施例中，本领域技术人员，也可以根据实际需要，选择收集转盘202的形状，如收集转盘202可以为圆形或规则的多边形结构等，本实用新型对其不做具体限定。优选的，收集转盘202为一圆形板，圆形接收面积大，且方便转动。

供液装置3包括调节结构302、多个连杆303、多个滑块304以及多个供液系统。每个连杆303的第一端303-a均与机架1铰接连接，每个连杆303的第二端303-a又分别与滑块304的一端铰接连接，且滑块304的另一端设有用于支撑调节结构302的限位凸台304-a，每个限位凸台304-a的底部分别与对应的供液系统固定连接，通过供液系统为静电纺丝提供动力以及溶液。调节结构302上设有多个凹槽结构302-a，每个凹槽结构302-a分别与滑块304滑动连接，滑块304可在相应的凹槽结构302-a内移动。工作时，通过连杆303的转动，带动滑块304在凹槽结构302-a内移动，进而带动供液系统运动，实现供液系统位置的调整。本实用新型中，铰接方式可为销钉连接等，本实用新型对铰接连接的具体实现方式不做限定，都属于本实用新型的保护范围。

整机工作时，通过调节结构302的转动，带动连杆303运动，进而实现多个供液系统在一定范围内的移动，调整纺丝位置。具体的，调节结构302可手动调整：依据供液系统选择的溶液种类不同，手动调整调节结构302，进而调整多个供液系统的纺丝位置；当多个供液系统的位置均满足要求，保证调整结构302的位置保持不变即可。调节结构302还可以通过电机驱动控制，通过电机控制调节结构302的一定范围的往复旋转，进而带动多个供液系统进行往复匀速运动；当纺丝制作的薄膜较薄时，则调整调节结构302的旋转角度，使得多个供液系统间的相对位置较为集中；而当纺丝制作的薄膜较厚时，则调整调节结构302的旋转角度，使得多个供液系统间的相对位置较为分散；通过上述方式的调节，使得最终制作的薄膜更加均匀。

此外，该静电纺丝设备具有多个供液系统，多个供液系统内可装同一种溶液进行高效率的生产，亦可以装不同溶液，进行混合静电纺丝。当多个供液系统内溶液种类相同，即同一溶液纺丝时，收集转盘202的旋转，使得多供液系统输出的纳米纤维进行完美地持续叠加，实现继承式连续纺丝。当多个供液系统内溶液种类不同，即不同溶液纺丝时，通过收集转盘202的旋转，使得多供液系统输出的不同纳米纤维进行叠加，实现多材料溶液的复合叠加，用于制作复合材料。故，本实施例在传统的静电纺丝设备的基础上，增设了多供液系统，并将传统的收集装置改为旋转式收集，从而实现高效率生产，同时可以制作多材料的叠加纺丝，制作复合膜。

进一步的，调节结构302的外形轮廓可以为圆形、规则多边形等。优选的，调节结构302为一圆板，并沿调节结构302的圆周方向阵列形成多个凹槽结构302-a。本实施中，凹槽结构的数量设置为四个，对应的连杆303、滑块304、供液系统的数量均设置四个。四个供液系统采用圆周阵列的方式布置，同时收集转盘为旋转式移动收集，在一些简单的制模工艺中可以减少了对设备精度的要求。本实施例中，凹槽结构302-a为长条型凹槽结构，本领域技术人员，也可以根据实际需要，选择其它结构，本实用新型不做具体限定。

进一步的，连杆303通过支撑机构301与机架1连接，连杆303的第一端与支撑机构301铰接连接，支撑机构301与机架1固定连接。具体的，支撑机构301固定安装在机架1中间部位的下方，支撑机构301可通过螺栓连接或是焊接等固定安装在机架1上，本实用新型对具体的连接方式不做限定，都属于本实用新型的保护范围。同时，本实用新型中，铰接方式可为销轴连接等，本实用新型对铰接连接的具体实现方式不做限定，都属于本实用新型的保护范围。

进一步的，支撑机构301的外形轮廓可以为圆形、规则多边形等。优选的，支撑机构301为一环形板；采用环形板不仅可以节约材料成本，而且有利于观察整体结构运转情况。

进一步的，支撑机构301的下方固定安装一垫圈307。垫圈307的设置能有效保证连杆303的自由运动。具体的，垫圈307可通过螺栓连接或焊接等固定在支撑机构301的下方，本实用新型对具体的连接方式不做限定，都属于本实用新型的保护范围。

进一步的，滑块304的一端为圆柱形结构，另一端设有限位凸台。滑块304滑动安装凹槽结构302-a内，采用圆柱形结构，降低摩擦系数，利于机构的运行。同时，滑块304另一端设有限位凸台，保证调节结构302上的凹槽结构302-a的宽度要小于限位凸台的宽度，保证滑块304上的限位凸台起限制与支撑调节结构302的作用。

进一步的，依据供液系统选择的溶液种类不同，本领域技术人员可自行设计凹槽结构302-a的长度、凹槽结构302-a的角度设置，以及连杆303的长度等；调整供液系统中供液针头305的位置，避免多针头之间的高压静电相互干扰，影响静电纺丝的效果。优选的，多个凹槽结构302-a沿调节结构302的圆周方向均布；且调节结构302的中心未过凹槽结构302-a沿长度方向的中心线，有效地避免连杆303在旋转时出现连杆303与凹槽结构302-a呈90度夹角的情况发生。

进一步的，供液系统包括供液针头305和供液泵306；每个限位凸台的底部固定安装有相应的供液针头305，供液针头305的一侧安装有供液泵306，通过供液泵306为供液针头305提供静电纺丝动力以及溶液；且每个供液针头305接高压静电，用于静电纺丝。工作时，供液泵306为供液针头305提供纺丝溶液，供液针头305在高压静电的作用下开始纺丝；又由于收集转盘202的旋转，使得多个不同供液针头305输出的纳米纤维可以持续叠加。

以上借助具体实施例对本实用新型做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本实用新型的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本实用新型所保护的范围。

Claims (9)

1.一种多功能供液的旋转式静电纺丝设备，其特征在于：

包括机架，设置在所述机架上的供液装置，以及设置在所述供液装置下方的收集装置；

所述收集装置包括驱动电机和收集转盘，所述驱动电机的输出端与所述收集转盘转动连接；

所述供液装置包括调节结构、多个连杆、多个滑块以及多个供液系统；所述连杆的第一端与所述机架铰接连接，所述连杆的第二端与所述滑块的一端铰接连接，且所述滑块的另一端设有用于支撑所述调节结构的限位凸台，所述限位凸台与所述供液系统固定连接；所述调节结构上设有若干凹槽结构，每个所述凹槽结构与所述滑块滑动连接。

2.根据权利要求1所述的多功能供液的旋转式静电纺丝设备，其特征在于：所述调节结构为一圆板。

3.根据权利要求1所述的多功能供液的旋转式静电纺丝设备，其特征在于：

所述连杆通过支撑机构与所述机架连接，所述连杆的第一端与所述支撑机构铰接连接，所述支撑机构与所述机架固定连接。

4.根据权利要求3所述的多功能供液的旋转式静电纺丝设备，其特征在于：所述支撑机构为一环形圆板。

5.根据权利要求4所述的多功能供液的旋转式静电纺丝设备，其特征在于：所述支撑机构的下方固定安装一垫圈。

6.根据权利要求1所述的多功能供液的旋转式静电纺丝设备，其特征在于：所述滑块的一端为圆柱形结构。

7.根据权利要求1至6任一项所述的多功能供液的旋转式静电纺丝设备，其特征在于：多个所述凹槽结构沿所述调节结构的圆周方向均布；且所述调节结构的中心未过所述凹槽结构沿长度方向的中心线。

8.根据权利要求7所述的多功能供液的旋转式静电纺丝设备，其特征在于：所述供液系统包括供液针头和供液泵，所述供液针头与所述限位凸台固定连接，所述供液针头又与所述供液泵连接。

9.根据权利要求8所述的多功能供液的旋转式静电纺丝设备，其特征在于：所述机架为框架结构。

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