CN211628100U - 一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，属于静电纺丝技术领域，包括纺丝腔、温湿度控制装置、气体产生装置和反馈控制器，温湿度控制装置连接于气体产生装置，温湿度控制装置连接于纺丝腔；纺丝腔内设有温湿度传感器，温湿度传感器与反馈控制器的输入端电连接，反馈控制器的输出端与温湿度控制装置的电信号输入端电连接。通过对进入纺丝腔的气体经过温湿度控制装置进行加热和除湿，从而保持纺丝腔内恒温恒湿的环境，再通过设置于纺丝腔内的温湿度传感器与温湿度控制装置之间形成闭环反馈回路，来对纺丝腔内温湿度自动调节控制，实现了自动控制输入纺丝腔气体的温湿度以保证纺丝的质量。

Description

一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统

技术领域

本实用新型涉及静电纺丝技术领域，尤其涉及一种用于静电纺丝的恒温恒湿控制系统。

背景技术

静电纺丝是一种的纳米纤维制造工艺，原理是让聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝，纳米纤维材料因其卓越的物理、化学特性，拥有广泛的应用领域及无限的发展前景。对于在量产化静电纺丝设备，纺丝腔中有电极丝和收集装置，在电场作用下，涂覆在电极丝的溶液发生喷射、拉伸、劈裂、挥发固化，最终形成纳米纤维粘附在收集装置的纺布中，其纤维直径可达到纳米级别。在纺丝过程中，其射流的沉积定位以及纺丝的丝径受到温度，湿度等因素的影响，一般情况下纺丝环境对温湿度要求比较高，需要配备恒温恒湿箱提供特定的温湿度气体以保证纺丝的质量。

现有的技术方案针对恒温恒湿系统和纺丝腔之间，没有形成闭合反馈回路，都是直接设定固定的温湿度输入到纺丝腔中，当纺丝腔内的环境发生变化时，若还是输入固定温湿度的气体进入纺丝腔，会造成纺丝腔内的温度湿度有偏差的情况，影响纺丝的成品率，且在纺丝有腐蚀性溶液的时候，纺丝腔内传感器极度容易受到腐蚀损坏，导致湿度传感器在使用若干次后就要更换。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的在与提供一种结构设计稳定、可靠性好且能够有效保证静电纺丝的恒温恒湿环境的恒温恒湿控制系统。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，包括纺丝腔、温湿度控制装置、气体产生装置以及反馈控制器，所述温湿度控制装置的气体输入端连接于所述气体产生装置的输出端，所述温湿度控制装置的气体输出端连接于所述纺丝腔的进气口；所述纺丝腔内设有温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述反馈控制器的输入端电连接，所述反馈控制器的输出端与所述温湿度控制装置的电信号输入端电连接。

通过对进入纺丝腔的气体经过温湿度控制装置进行加热和除湿，从而保持纺丝腔内恒温恒湿的环境，再通过设置于纺丝腔内的温湿度传感器与温湿度控制装置之间形成闭环反馈回路，来对纺丝腔内温湿度自动调节控制，实现了自动控制输入纺丝腔气体的温湿度以保证纺丝的质量。

优选的，所述纺丝腔的排气口处设有排气风扇，所述排气风扇与所述反馈控制器的输出端电连接。

在纺丝腔的排气口处设置排气风扇，用于在调节纺丝腔内气体的温湿度时，加大纺丝腔的进气量和排气量，从而实现快速控制纺丝腔内温湿度。

优选的，所述温湿度控制装置包括依次连通的前表冷凝模块、转轮模块、送风机、后表冷凝模块、后加热模块和后过滤器，所述前表冷凝模块的输入端连接于所述气体产生装置的输出端，所述后过滤器的输出端连接于所述纺丝腔的进气口。

气体产生装置所产生的气体依次通过温度控制装置的前表冷凝模块、转轮模块、送风机、后表冷凝模块、后加热模块和后过滤器，从而实现了对进入纺丝腔的气体的除湿、去静电以及温度控制。

优选的，还包括初效过滤器，所述初效过滤器的输入端连接于所述气体产生装置的输出端，所述初效过滤器的输出端连接于所述前表冷凝模块的输入，所述初效过滤器为杂质过滤器。

初效过滤器用于过滤进入温湿度控制装置的气体中的所有砂砾、尘埃等杂质。

优选的，所述温湿度控制装置还包括回风模块，所述回风模块的输出端连接于与所述前表冷凝模块的输入端，所述回风模块的输入端连接于所述纺丝腔的排气口。

温湿度控制装置还设有回风模块，利用回风模块将纺丝腔排出的气体重新回收再用，有利于降低能耗。

优选的，还包括回风过滤器，所述回风过滤器的进气口与所述纺丝腔的排气口连接，所述回风过滤器的排气口与所述回风模块连接，所述回风过滤器为除尘除菌过滤器。

回风过滤器用于过滤回收再用的气体中的灰尘和细菌，杜绝了外来空气中的灰尘、细菌等有害物质附着在纤维表面。

优选的，还包括引流结构，所述引流结构包括分流器和层流板，所述层流板连接于所述分流器的分流端，所述纺丝腔内还设有纺丝电极装置和收集装置，所述收集装置设在所述纺丝电极装置的上方，所述层流板以回字形分布在所述纺丝电极装置四周的下方并与所述纺丝腔的进气口对应。

层流板用于将絮乱的气体减速稳定，因此层流板与纺丝腔的进气口对应，对进入纺丝腔的气体减速，层流板以回字形分布，有效地在最短时间内将合适的湿度和温度的气体均匀充满整个纺丝腔。

优选的，所述分流器包括内外设置的分流内壁和分流外壁，所述分流内壁和所述分流外壁均为倒锥形，所述分流内壁和所述分流外壁之间形成分流风道，所述分流外壁的端部设有进气孔，所述分流风道的一端与所述进气孔连通，所述分流风道的另一端与所述层流板连通。

分流器用于将进入分流器的气体经过分流风道后均匀分流至层流板处，再经过层流板稳流后进入纺丝腔，实现了气体在纺丝腔内均匀扩散。

优选的，还包括导流结构，所述导流结构的一端与所述纺丝腔的排气口相连通，所述导流结构的另一端连接于所述回风过滤器的进气口，所述导流结构包括上下设置的两块导流板，所述导流板上设有多个导流通孔。

上下设置的两块导流板之间形成过渡区域，对纺丝腔排出的气体起到了缓冲作用，避免排气量过大时影响纺丝腔内气流稳定。

优选的，所述温湿度传感器的探头上套设有防腐蚀结构。

通过在温湿度传感器的探头上套设防腐蚀结构，避免了纺丝过程所需要的腐蚀性溶液溅到温湿度传感器的探头上，导致温湿度传感器需要经常更换。

本实用新型的有益效果为：本实用新型能够有效地保证静电纺丝制备无纺布生产线的恒温恒湿环境，通过对进入纺丝腔的气体经过温湿度控制装置进行加热和除湿，从而保持纺丝腔内恒温恒湿的环境，再通过设置于纺丝腔内的温湿度传感器与温湿度控制装置之间形成闭环反馈回路，来对纺丝腔内温湿度自动调节控制，实现了自动控制输入纺丝腔气体的温湿度以保证纺丝的质量。

附图说明

附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。

图1是本实用新型的纺丝腔的内部结构示意图；

图2是本实用新型的整体结构示意图；

图3是本实用新型的层流板的结构示意图；

图4是本实用新型的导流板的结构示意图。

其中：纺丝腔1、温湿度控制装置2、气体产生装置31、反馈控制器4、温湿度传感器41、前表冷凝模块21、转轮模块22、送风机23、后表冷凝模块24、后加热模块25、后过滤器26、初效过滤器32、回风模块27、回风过滤器12、引流结构5、分流器51、层流板52、纺丝电极装置111、收集装置112、分流内壁511、分流外壁512、分流风道513、进气孔514、导流结构6、导流板61、导流通孔611。

具体实施方式

下面结合附图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。

本实施例的一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，如附图1、2所示，包括纺丝腔1、温湿度控制装置2、气体产生装置31以及反馈控制器4，所述温湿度控制装置2的气体输入端连接于所述气体产生装置31的输出端，所述温湿度控制装置2的气体输出端连接于所述纺丝腔1的进气口；所述纺丝腔1内设有温湿度传感器41，所述温湿度传感器41与所述反馈控制器4的输入端电连接，所述反馈控制器4的输出端与所述温湿度控制装置2的电信号输入端电连接。

通过对进入纺丝腔1的气体经过温湿度控制装置2进行加热和除湿，从而保持纺丝腔1内恒温恒湿的环境，再通过设置于纺丝腔1内的温湿度传感器41与温湿度控制装置2之间形成闭环反馈回路，来对纺丝腔1内温湿度自动调节控制，实现了自动控制输入纺丝腔1气体的温湿度以保证纺丝的质量。

纺丝腔1与温湿度控制装置2、气体产生装置31及初效过滤器32之间是通过通气管相连。

优选的，所述纺丝腔1的排气口处设有排气风扇（附图中未显示），所述排气风扇与所述反馈控制器4的输出端电连接。

在纺丝腔1的排气口处设置排气风扇，用于在调节纺丝腔1内气体的温湿度时，加大纺丝腔1的进气量和排气量，从而实现快速控制纺丝腔1内温湿度。

优选的，所述温湿度控制装置2包括依次连通的前表冷凝模块21、转轮模块22、送风机23、后表冷凝模块24、后加热模块25和后过滤器26，所述前表冷凝模块21的输入端连接于所述气体产生装置31的输出端，所述后过滤器26的输出端连接于所述纺丝腔1的进气口。

气体产生装置31所产生的气体依次通过温度控制装置的前表冷凝模块21、转轮模块22、送风机23、后表冷凝模块24、后加热模块25和后过滤器26，从而实现了对进入纺丝腔1的气体的除湿、去静电以及温度控制。

优选的，还包括初效过滤器32，所述初效过滤器32的输入端连接于所述气体产生装置31的输出端，所述初效过滤器32的输出端连接于所述前表冷凝模块21的输入，所述初效过滤器32为杂质过滤器。

初效过滤器32用于过滤进入温湿度控制装置2的气体中的所有砂砾、尘埃等杂质。

优选的，所述温湿度控制装置2还包括回风模块27，所述回风模块27的输出端连接于所述前表冷凝模块21的输入端，所述回风模块27的输入端连接于所述纺丝腔1的排气口。

温湿度控制装置2还设有回风模块27，利用回风模块27将纺丝腔1排出的气体重新回收再用，有利于降低能耗。

优选的，还包括回风过滤器12，所述回风过滤器12的进气口与所述纺丝腔1的排气口连接，所述回风过滤器12的排气口与所述回风模块27连接，所述回风过滤器12为除尘除菌过滤器。

回风过滤器12用于过滤回收再用的气体中的灰尘和细菌，杜绝了外来空气中的灰尘、细菌等有害物质附着在纤维表面。

优选的，还包括引流结构5，所述引流结构5包括分流器51和层流板52，所述层流板52连接于所述分流器51的分流端，所述纺丝腔1内还设有纺丝电极装置111和收集装置112，所述收集装置112设在所述纺丝电极装置111的上方，所述层流板52以回字形分布在所述纺丝电极装置111四周的下方并与所述纺丝腔1的进气口对应，层流板52的结构如附图3所示。

层流板52用于将絮乱的气体减速稳定，因此层流板52与纺丝腔1的进气口对应，对进入纺丝腔1的气体减速，层流板52以回字形分布，有效地在最短时间内将合适的湿度和温度的气体均匀充满整个纺丝腔1。

层流板52设置在纺丝电极装置111的下方，避免了层流板52在纺丝腔1内的位置过高导致在纺丝过程中形成的电极对层流板52尖端放电，确保了纺丝的正常工作。

优选的，所述分流器51包括内外设置的分流内壁511和分流外壁512，所述分流内壁511和所述分流外壁512均为倒锥形，所述分流内壁511和所述分流外壁512之间形成分流风道513，所述分流外壁512的端部设有进气孔514，所述分流风道513的一端与所述进气孔514连通，所述分流风道513的另一端与所述层流板52连通。

分流器51用于将进入分流器51的气体经过分流风道513后均匀分流至层流板52处，再经过层流板52稳流后进入纺丝腔1，实现了气体在纺丝腔1内均匀扩散。

还包括导流结构6，所述导流结构6的一端与所述纺丝腔1的排气口相连通，所述导流结构6的另一端连接于所述回风过滤器12的进气口，如附图4所示，所述导流结构6包括上下设置的两块导流板61，所述导流板61上设有多个导流通孔611。

上下设置的两块导流板61之间形成过渡区域，对纺丝腔1排出的气体起到了缓冲作用，避免排气量过大时影响纺丝腔1内气流稳定。

导流通孔611的大小和间隔可以不均匀，同时孔径大小由导流板61的中部往边缘逐渐递减，位于导流板61中部的导流通孔611之间的间隔小，位于导流板61的边缘位置的导流通孔611之间的间隔较大。

优选的，所述温湿度传感器41的探头上套设有防腐蚀结构。

通过在温湿度传感器41的探头上套设防腐蚀结构，避免了纺丝过程所需要的腐蚀性溶液溅到温湿度传感器41的探头上，导致湿度传感器需要经常更换。

在本实施例中，所述防腐蚀结构为传感器保护套，用于保护温湿度传感器41的探头，若出现腐蚀现象，只需更换传感器保护套即可，节省了维护的成本。

在一些实施方式中，恒温恒湿控制装置还包括故障诊断模块和人机交互模块，当揾食度控制装置出现如湿感、温感的故障系统高压、低压以及压缩机、风机过载等各种故障时，即时显示相应代码报警，便于维修人员快速查找故障原因并排除，保证设备高效运行。人机交互模块则是实现人机交互，设置温湿度等。

本实施例的气体流动方向为：气体产生装置31所产生的新风\特殊气体通过通气管进入初效过滤器32，初效过滤器32将气体中所带有的沙砾、尘埃等杂质过滤掉，以防损坏后续机组，气体在初效过滤器32的过滤后进入温湿度控制装置2，依次通过温湿度控制装置2内的前表冷凝模块21、转轮模块22、送风机23、后表冷凝模块24、后加热模块25和后过滤器26，其中，前表冷凝模块21将气体中大部分水汽通过冷冻除湿的方法去除，得到低温饱和的湿气体，转轮模块22对气体进行除湿处理，送风机23增大或降低气体在温湿度控制装置2内的流动速率，实现对温湿度控制装置2的出气量的控制，后表冷凝模块24、后加热模块25和后过滤器26去除气体中携带的静电，防止气体中的静电影响纺丝效果及纺丝腔1内基材因空气静电而影响纤维接收效果，后加热模块25将气体加热到相应的温度；气体在温湿度控制装置2的过滤、除湿、去静电及加热后通过引流结构5的分流后使气体均匀进入纺丝腔1，为静电纺丝加工提供特定的温湿度气体以保证纺丝的质量；气体通过纺丝腔1后在经导流模块排出腔外，再通过回风过滤器12去除杂质后进入温湿度控制器的回风模块27，实现气体的循环利用。

本实施例的温度湿度调节过程为：设置在纺丝腔1内的温湿度传感器41采集纺丝腔1内的温度及湿度等环境参数并转化成电信号传输至反馈控制器4，反馈控制器4根据反馈回来的电信号，判断当前纺丝腔1温湿度高于或者低于设定温湿度值，从而控制温湿度控制装置2增加或者降低输送空气的温湿度，使纺丝腔1内的温度和湿度保持在设定值，在调节纺丝腔1内的温度及湿度时，通过控制温湿度控制装置2加大进风量和控制排气风扇增大排风量，实现增快气体流动的速率来实现温湿度的快速调节。

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)

1.一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，其特征在于，包括纺丝腔、温湿度控制装置、气体产生装置以及反馈控制器，所述温湿度控制装置的气体输入端连接于所述气体产生装置的输出端，所述温湿度控制装置的气体输出端连接于所述纺丝腔的进气口；所述纺丝腔内设有温湿度传感器，所述温湿度传感器与所述反馈控制器的输入端电连接，所述反馈控制器的输出端与所述温湿度控制装置的电信号输入端电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，其特征在于，所述纺丝腔的排气口处设有排气风扇，所述排气风扇与所述反馈控制器的输出端电连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，其特征在于，所述温湿度控制装置包括依次连通的前表冷凝模块、转轮模块、送风机、后表冷凝模块、后加热模块和后过滤器，所述前表冷凝模块的输入端连接于所述气体产生装置的输出端，所述后过滤器的输出端连接于所述纺丝腔的进气口。

4.根据权利要求3所述的一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，其特征在于，还包括初效过滤器，所述初效过滤器的输入端连接于所述气体产生装置的输出端，所述初效过滤器的输出端连接于所述前表冷凝模块的输入，所述初效过滤器为杂质过滤器。

5.根据权利要求3所述的一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，其特征在于，所述温湿度控制装置还包括回风模块，所述回风模块的输出端连接于所述前表冷凝模块的输入端，所述回风模块的输入端连接于所述纺丝腔的排气口。

6.根据权利要求5所述的一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，其特征在于，还包括回风过滤器，所述回风过滤器的进气口与所述纺丝腔的排气口连接，所述回风过滤器的排气口与所述回风模块连接，所述回风过滤器为除尘除菌过滤器。

7.根据权利要求1所述的一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，其特征在于，还包括引流结构，所述引流结构包括分流器和层流板，所述层流板连接于所述分流器的分流端，所述纺丝腔内还设有纺丝电极装置和收集装置，所述收集装置设在所述纺丝电极装置的上方，所述层流板以回字形分布在所述纺丝电极装置四周的下方并与所述纺丝腔的进气口对应。

8.根据权利要求7所述的一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，其特征在于，所述分流器包括内外设置的分流内壁和分流外壁，所述分流内壁和所述分流外壁均为倒锥形，所述分流内壁和所述分流外壁之间形成分流风道，所述分流外壁的端部设有进气孔，所述分流风道的一端与所述进气孔连通，所述分流风道的另一端与所述层流板连通。

9.根据权利要求6所述的一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，其特征在于，还包括导流结构，所述导流结构的一端与所述纺丝腔的排气口相连通，所述导流结构的另一端连接于所述回风过滤器的进气口，所述导流结构包括上下设置的两块导流板，所述导流板上设有多个导流通孔。

10.根据权利要求1所述的一种用于静电纺丝生产线的恒温恒湿控制系统，其特征在于，所述温湿度传感器的探头上套设有防腐蚀结构。

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