CN215856481U - 一种静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，包括凝固浴槽、离子浓度检测仪和传送机构；凝固浴槽设有凝固浴腔、进液口和出液口，进液口和出液口均与凝固浴腔连通，传送机构包括第一主动辊、第二主动辊、第一从动辊、第二从动辊和传送带，第一主动辊和第二主动辊分别安装于凝固浴槽的两侧，第一从动辊和第二从动辊位于凝固浴腔内，第一从动辊的高度低于第二从动辊的高度，传送带依次经过第一主动辊、第一从动辊、第二从动辊和第二主动辊，凝固浴腔内填充有凝固浴，进液口和出液口的高度均略大于凝固浴的液面高度，第一从动辊和第二从动辊之间的传送带部分低于凝固浴的液面，离子浓度检测仪的电极浸入凝固浴的液面。
Description
技术领域
本实用新型涉及静电纺丝设备技术领域，特别涉及一种静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置。
背景技术
静电纺丝技术是一种简单、灵活、可连续制备直径纳米至微米级别的纤维制备技术，与传统的纺丝工艺相比，静电纺丝的优势在于：①制备的纤维具有超高的比表面积，以及可调控的精细结构；②由于不需要喷丝过滤头，可制备几乎一切有机/无机杂化纤维。制备出来的纤维在催化、防护、载药、过滤、电池等中的应用都是传统手段制备的纤维不可比拟的。
静电纺丝常用的收集装置包括三类，第一类为静止类收集装置，收集装置本身保持不动。最典型的是平板收集器，常用于制备无规纤维膜；第二类为选装收集装置，借用收集装置的旋转来卷绕纤维，常用的有滚筒/笼式、碟盘收集器，常用于制备单/双轴取向纤维膜。然而，采用上述两种收集方式收集到的纤维膜需要从收集器上揭下后再进行后处理，增加了不必要的操作步骤，同时，干燥后的纤维膜再进行后处理的工艺已经不再能满足新材料的制备要求。
为了满足新材料的制备需求，凝固浴收集被研究者们广泛采用。例如在凝固浴溶剂中加入与磁性负载物原料反应的溶质成份，得到反应性凝固浴溶液，以该种凝固浴溶液收集到的纤维内能够进行原位反应生成磁性材料，与非原位相比提高磁性组分的分散效果。静电纺丝与凝固浴收集同步完成的类似专利有：CN111155197A、CN106390208A、CN107456880A、CN103173879A、CN112267214A、CN107344075A、CN112516806A。然而，对于静电纺丝量产设备，至今仍缺乏集反应、卷绕、检测一体的量产型凝固浴收集装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，满足了纺丝纤维反应、收集、检测一体化的目的。
本实用新型的技术方案为：一种静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，包括凝固浴槽、离子浓度检测仪和传送机构；
所述凝固浴槽设有凝固浴腔、进液口和出液口，进液口和出液口均与凝固浴腔连通，传送机构包括第一主动辊、第二主动辊、第一从动辊、第二从动辊和传送带，第一主动辊和第二主动辊分别安装于凝固浴槽的两侧，第一从动辊和第二从动辊位于凝固浴腔内，第一从动辊的高度低于第二从动辊的高度，传送带依次经过第一主动辊、第一从动辊、第二从动辊和第二主动辊，凝固浴腔内填充有凝固浴，进液口和出液口的高度均略大于凝固浴的液面高度，第一从动辊和第二从动辊之间的传送带部分低于凝固浴的液面，离子浓度检测仪与凝固浴槽连接，离子浓度检测仪的电极浸入凝固浴的液面。
进一步，所述凝固浴槽的侧壁设有检测仪安装座，检测仪安装座位于凝固浴腔内，检测仪安装座的底部相对设置有两个对流孔，离子浓度检测仪安装于检测仪安装座内，离子浓度检测仪位于两个对流孔之间，凝固浴的液面高于对流孔的最低点。对流孔内的凝固浴可不断流动，能够实现实时监测与稳定凝固浴反应离子浓度的变化，有效维持凝固浴反应性离子浓度的稳定。
进一步，所述凝固浴槽的槽壁自上向下凹设第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽的底部低于第二安装槽的底部，第一从动辊的两端分别收容于第一安装槽内，第二从动辊的两端分别收容于第二安装槽内。
进一步，还包括第三从动辊，第一主动辊、第二主动辊和第三从动辊均通过轴承座安装于凝固浴槽的顶部，传送带依次经过第一主动辊、第一从动辊、第二从动辊、第二主动辊和第三从动辊。
进一步，还包括金属方框，所述金属方框安装至凝固浴腔的底部且贴合凝固浴槽，凝固浴槽的底面设有多个支撑柱，其中一个支撑柱为采用导电材料制成的导电柱，导电柱贯穿凝固浴槽的底面与金属方框连接。导电柱用以连接静电纺丝负极高压电源，导电柱与金属框架连接，为凝固浴液提供均匀的电场，有利于电纺纤维的收集。
进一步，所述第一从动辊和第二从动辊之间的传送带与凝固浴的液面之间的夹角为1-3°。
进一步，所述第一从动辊和第二从动辊之间的传送带与凝固浴的液面之间的高度差不大于0.5cm。微小的高度差有助于在凝固浴的液面表层造成较大的液体流动速度，利于静电纺丝纤维的接收、传送与收集。
进一步，所述第一主动辊和第二主动辊采用导电材料制成，凝固浴槽、第一从动辊和第二从动辊采用绝缘材料制成。由于第一主动辊和第二主动辊为电机驱动，因此为导电材质，而凝固浴液亦带有较高电压，故设置第一从动辊和第二从动辊辅助传动，选择绝缘材料为辅助被动辊的材料，能减小摩擦力，有助于传动。
本实用新型相对于现有技术，具有以下有益效果：
本实用新型的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，与传统的干喷湿纺凝固浴收集装置相比，凝固浴槽设有导电柱，用于连接静电纺丝负极高压电源，反应性凝固浴槽内反应溶液连接有高压静电，凝固浴本身可以作为接收端电极存在。
本实用新型的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，凝固浴采用离子浓度检测仪实时动态监测反应中溶液离子浓度(例如Ca2+、Na+、H+、OH-)的变化，同时设有液体入口与液体出口，实时给料，维持凝固浴液恒定反应离子浓度的反应环境。
本实用新型的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，初生纤维落于凝固浴液面并被传送带导出凝固浴，有利于纺丝的连续化、稳定化生产。
本实用新型的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，能够使凝固浴液循环流动，检测仪安装座内液体与凝固浴液体实时更换，能够实现实时监测与稳定凝固浴液反应离子浓度的变化，有效维持凝固浴反应性离子浓度的稳定，有利于纺丝的连续化、稳定化生产。此外也能在该装置上加装各种用于调整液体样品参数及混合效率的装置(如加热装置、搅拌装置)，实时调控，使整个装置具有很强的拓展性。
附图说明
图1为本实用新型的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置的结构示意图。
图2为本实用新型的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置的俯视图。
图3为图2沿A-A线的剖视图。
图4为本实用新型的凝固浴槽的俯视图。
凝固浴槽1、凝固浴腔11、进液口12、出液口13、第一安装槽14、第二安装槽15、检测仪安装座2、对流孔21、金属方框3、支撑柱4、导电柱41、第一主动辊51、第二主动辊52、第一从动辊53、第二从动辊54、第三从动辊55、传送带56。
具体实施方式
下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例
如图1和图2所示，本实施例提供了一种静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，包括凝固浴槽、离子浓度检测仪、传送机构和金属方框。
如图1和图2所示，凝固浴槽1为长方体槽体，槽体总长100cm、宽60cm、深14cm，凝固浴槽设有凝固浴腔11、进液口12和出液口13，进液口和出液口均与凝固浴腔连通，凝固浴腔内填充有凝固浴，进液口和出液口的高度均略大于凝固浴的液面高度，有利于保证补液液面的总高度不变。
如图1和图2所示，凝固浴槽的侧壁设有检测仪安装座2，检测仪安装座位于凝固浴腔内，检测仪安装座的底部相对设置有两个对流孔21，离子浓度检测仪安装于检测仪安装座内，离子浓度检测仪位于两个对流孔之间，凝固浴的液面高于对流孔的最低点，离子浓度检测仪的本体位于凝固浴的液面之上，离子浓度检测仪的电极浸入凝固浴的液面。对流孔内的凝固浴可不断流动，能够实现实时监测与稳定凝固浴反应离子浓度的变化，有效维持凝固浴反应性离子浓度的稳定。
如图3和图4所示，金属方框3安装至凝固浴腔的底部且贴合凝固浴槽，凝固浴槽的底面设有四个支撑柱4，其中一个支撑柱为采用导电材料制成的导电柱41，导电柱贯穿凝固浴槽的底面与金属方框连接。在本实施例中，导电柱同时贯穿凝固浴槽的底面和金属方框，导电柱的高度低于凝固浴的液面。导电柱用以连接静电纺丝负极高压电源，导电柱与金属框架连接，为凝固浴液提供均匀的电场，有利于电纺纤维的收集。
如图2和图3所示，传送机构包括第一主动辊51、第二主动辊52、第一从动辊53、第二从动辊54、第三从动辊55和传送带56，第一主动辊、第二主动辊和第三从动辊均通过轴承座安装于凝固浴槽的顶部，第一从动辊和第二从动辊位于凝固浴腔内，第一从动辊的高度低于第二从动辊的高度，传送带依次经过第一主动辊、第一从动辊、第二从动辊、第二主动辊和第三从动辊。第一从动辊和第二从动辊之间的传送带部分低于凝固浴的液面，第一从动辊和第二从动辊之间的传送带与凝固浴的液面之间的夹角为2°，第一从动辊和第二从动辊之间的传送带与凝固浴的液面之间的高度差不大于0.5cm。微小的高度差有助于在凝固浴的液面表层造成较大的液体流动速度，利于静电纺丝纤维的接收、传送与收集。在本实施例中，凝固浴槽的槽壁自上向下凹设第一安装槽14和第二安装槽15，第一安装槽的底部低于第二安装槽的底部，第一从动辊的两端分别收容于第一安装槽内，第二从动辊的两端分别收容于第二安装槽内。
第一主动辊和第二主动辊采用导电材料制成，凝固浴槽、第一从动辊和第二从动辊采用绝缘材料制成。由于第一主动辊和第二主动辊为电机驱动，因此为导电材质，而凝固浴液亦带有较高电压，故设置第一从动辊和第二从动辊辅助传动，选择绝缘材料为辅助被动辊的材料，能减小摩擦力，有助于传动。
如上所述，便可较好地实现本实用新型，上述实施例仅为本实用新型的较佳实施例，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡依本实用新型内容所作的均等变化与修饰，都为本实用新型权利要求所要求保护的范围所涵盖。
Claims (8)
1.一种静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，其特征在于，包括凝固浴槽、离子浓度检测仪和传送机构；
所述凝固浴槽设有凝固浴腔、进液口和出液口，进液口和出液口均与凝固浴腔连通，传送机构包括第一主动辊、第二主动辊、第一从动辊、第二从动辊和传送带，第一主动辊和第二主动辊分别安装于凝固浴槽的两侧，第一从动辊和第二从动辊位于凝固浴腔内，第一从动辊的高度低于第二从动辊的高度，传送带依次经过第一主动辊、第一从动辊、第二从动辊和第二主动辊，凝固浴腔内填充有凝固浴，进液口和出液口的高度均略大于凝固浴的液面高度，第一从动辊和第二从动辊之间的传送带部分低于凝固浴的液面，离子浓度检测仪与凝固浴槽连接，离子浓度检测仪的电极浸入凝固浴的液面。
2.根据权利要求1所述的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，其特征在于，所述凝固浴槽的侧壁设有检测仪安装座，检测仪安装座位于凝固浴腔内，检测仪安装座的底部相对设置有两个对流孔，离子浓度检测仪安装于检测仪安装座内，离子浓度检测仪位于两个对流孔之间，凝固浴的液面高于对流孔的最低点。
3.根据权利要求1所述的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，其特征在于，所述凝固浴槽的槽壁自上向下凹设第一安装槽和第二安装槽，第一安装槽的底部低于第二安装槽的底部，第一从动辊的两端分别收容于第一安装槽内，第二从动辊的两端分别收容于第二安装槽内。
4.根据权利要求1所述的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，其特征在于，还包括第三从动辊，第一主动辊、第二主动辊和第三从动辊均通过轴承座安装于凝固浴槽的顶部，传送带依次经过第一主动辊、第一从动辊、第二从动辊、第二主动辊和第三从动辊。
5.根据权利要求1所述的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，其特征在于，还包括金属方框，所述金属方框安装至凝固浴腔的底部且贴合凝固浴槽，凝固浴槽的底面设有多个支撑柱，其中一个支撑柱为采用导电材料制成的导电柱，导电柱贯穿凝固浴槽的底面与金属方框连接。
6.根据权利要求1所述的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，其特征在于，所述第一从动辊和第二从动辊之间的传送带与凝固浴的液面之间的夹角为1-3°。
7.根据权利要求1所述的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，其特征在于，所述第一从动辊和第二从动辊之间的传送带与凝固浴的液面之间的高度差不大于0.5cm。
8.根据权利要求1所述的静电纺丝量产设备产物自动反应与收集装置，其特征在于，所述第一主动辊和第二主动辊采用导电材料制成，凝固浴槽、第一从动辊和第二从动辊采用绝缘材料制成。
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| CN115323611A (zh) * | 2022-09-02 | 2022-11-11 | 南通大学 | 一种自灭菌高效防寒保暖非织造材料及其制备方法 |
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| CN115323611B (zh) * | 2022-09-02 | 2023-12-08 | 南通大学 | 一种自灭菌高效防寒保暖非织造材料及其制备方法 |
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