CN220685333U - 一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置，包括电控箱、离心支架座、沉头螺钉、轨道、离心支架、滚珠丝杠、加热圈、流道、框架、挤出机、热电偶、收集带、静电板、锥形喷头、旋转轴、辊子、收集带支架和步进电机，其中锥形喷头通过沉头螺钉与旋转轴连接固定，涉及离心纺丝技术领域，引入离心力实现对纤维的进一步细化，制备纤维效率及取向度极高，性能优异；静电板连接高压静电发生器正极，离心支架座下边缘接地，容易形成稳定的静电场；射流受离心力、静电力、自身重力作用被拉伸细化，获得的纤维直径更小；通过设置供料机构，能够持续不断地向挤出机中上料，保证挤出机稳定持续地工作，提高产量。

Description

一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置

技术领域

本实用新型涉及离心纺丝技术领域，具体为一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置。

背景技术

离心纺丝法是聚合物熔体或溶液借助高速旋转的装置所产生的离心力和剪切力由细孔甩出而成纤的方法。相较于传统的静电纺丝法，离心纺丝技术生产纤维的效率高，而且材料适应性更强，静电纺丝难以适用的高粘度聚合物、金属、陶瓷、复合材料纤维等均可利用离心纺丝制取纤维。而且离心纺丝法可以通过提高转速的方式，来降低成丝的直径，这给离心纺丝法的纤维细化提供了一种新型方式。但是目前离心纺丝法本身成丝直径较粗，且转速提升时对装置的稳定性和安全性提出了很高的要求，对实验装置来说非常不安全，对装置的损耗也非常大；最重要的是，挤出机在进行挤料时，需要频繁地对挤出机进行上料。

实用新型内容

鉴于现有一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型的目的是提供一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置，解决了目前离心纺丝法本身成丝直径较粗，且转速提升时对装置的稳定性和安全性提出了很高的要求，对实验装置来说非常不安全，对装置的损耗也非常大；最重要的是，挤出机在进行挤料时，需要频繁地对挤出机进行上料的问题。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：

一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置，包括电控箱、离心支架座、沉头螺钉、轨道、离心支架、滚珠丝杠、加热圈、流道、框架、挤出机、热电偶、收集带、静电板、锥形喷头、旋转轴、辊子、收集带支架和步进电机，其中锥形喷头通过沉头螺钉与旋转轴连接固定，静电板接高压静电发生器正极，离心支架框体接地，还包括对挤出机连续上料的供料机构。

作为本实用新型所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置的一种优选方案，其中：所述步进电机通过螺纹连接固定在支架上，旋转轴通过联轴器与步进电机连接。

作为本实用新型所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置的一种优选方案，其中：所述收集装置中驱动电机放置在离心支架下的固定支座上，辊子固定在收集带支架上。

作为本实用新型所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置的一种优选方案，其中：所述供料机构包括上料筒和储料筒，所述上料筒内壁滑动连接有活塞，活塞的一端固定连接有伸缩杆，所述伸缩杆的一端可拆卸连接支撑板。

作为本实用新型所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置的一种优选方案，其中：所述上料筒的左侧上下两端分别设有第一进料口和第二进料口，上料筒的右侧上下两端分别设有第一出料口和第二出料口，所述储料筒的底部两个出口分别通过第一导管和第二导管连接第一进料口和第二进料口。

作为本实用新型所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置的一种优选方案，其中：所述第一出料口和第二出料口共同连接有三通管，所述三通管的一端对接挤出机的进料入口。

作为本实用新型所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置的一种优选方案，其中：所述第一导管和第二导管上分别安装有第一阀门和第二阀门，所述第一出料口和第二出料口上分别安装有第三阀门和第四阀门。

作为本实用新型所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置的一种优选方案，其中：所述支撑板上焊接有支撑座，支撑座通过螺栓连接伸缩杆。

与现有技术相比：

1、引入离心力实现对纤维的进一步细化，制备纤维效率及取向度极高，性能优异；静电板连接高压静电发生器正极，离心支架座下边缘接地，容易形成稳定的静电场；射流受离心力、静电力、自身重力作用被拉伸细化，获得的纤维直径更小；

2、通过设置供料机构，能够持续不断地向挤出机中上料，保证挤出机稳定持续地工作，提高产量。

附图说明

图1为本实用新型提供的结构示意图；

图2为本实用新型提供的供料机构的放大图；

图3为本实用新型提供的支撑座的示意图；

图4为本实用新型提供的储料筒的剖视图。

图中：电控箱1、离心支架座2、沉头螺钉3、轨道4、离心支架5、滚珠丝杠6、加热圈7、流道8、框架9、挤出机10、热电偶11、收集带12、静电板13、锥形喷头14、旋转轴15、联轴器16、辊子17、收集带18、步进电机19、上料筒20、储料筒21、支撑板22、伸缩杆23、第二导管24、第一导管25、第一进料口26、第二进料口27、三通管28、第一出料口29、第二出料口30、支撑座30。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步的详细描述。

本实用新型提供一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置，请参阅图1-4，包括电控箱1、离心支架座2、沉头螺钉3、轨道4、离心支架5、滚珠丝杠6、加热圈7、流道8、框架9、挤出机10、热电偶11、收集带12、静电板13、锥形喷头14、旋转轴15、辊子17、收集带支架18和步进电机19，以上这些结构均为现有技术中的结构，加热圈7安装在离心支架5上，且锥形喷头14设置在流道8的底部，锥形喷头14的主要工作表面是其内表面，内表面有刻蚀形成的，深约1～2mm的沟槽，且该表面与水平呈15°～20°角，有了该角度可以使熔体有一段减薄和均化的过程，否则熔体会以滴状甩出，为了确保加入的聚合物在重力和离心力的作用下，可以沿着沟槽流到沟槽的末端，而不至于从中途飞出，也保证了聚合物可以被充分地微分细化，其中锥形喷头14通过沉头螺钉3与旋转轴15连接固定，静电板13接高压静电发生器正极，离心支架5框体接地，聚合物能均匀熔融并流进锥形喷头14，采用单螺杆挤出机10进行供料，粉料从料斗加入挤出机10，随着螺杆旋转先进入加料段，再进入加热段，由包裹在计量段外的加热圈7加热到熔融状态，再进入出口直接下到离心支架5内的聚合物流道8内，还包括对挤出机10连续上料的供料机构。

步进电机19通过螺纹连接固定在支架上，旋转轴15通过联轴器16与步进电机19连接。

收集装置中驱动电机放置在离心支架5下的固定支座上，辊子17固定在收集带支架18上。

供料机构包括上料筒20和储料筒21，上料筒20内壁滑动连接有活塞，活塞的一端固定连接有伸缩杆23，伸缩杆23的一端可拆卸连接支撑板22。

上料筒20的左侧上下两端分别设有第一进料口26和第二进料口27，上料筒20的右侧上下两端分别设有第一出料口29和第二出料口30，储料筒21的底部两个出口分别通过第一导管25和第二导管24连接第一进料口26和第二进料口27；第一出料口29和第二出料口30共同连接有三通管28，三通管28的一端对接挤出机10的进料入口。

第一导管25和第二导管24上分别安装有第一阀门和第二阀门，第一出料口29和第二出料口30上分别安装有第三阀门和第四阀门。

支撑板22上焊接有支撑座30，支撑座30内壁插接伸缩杆23，支撑座30通过螺栓连接伸缩杆23。

在具体使用时，首先，通过挤出机10供料对聚合物流体进行计量，并将其输送到离心支架5的流道8中；其次，当聚合物流体通过流道8流至锥形喷头14上时，打开步进电机19，同时打开高压静电发生器；最后增大高压发生器的电压，调节步进电机19转速，射流在离心力、静电力、气流及自身重力共同作用下被拉伸细化，形成纤维，并沉积收集在传送带上；伸缩杆23伸长带动活塞向右移动；将上料筒20右侧腔体中的聚合物流体推入三通管28中而向挤出机10供料，同时打开第一导管25上的第一阀门，关闭第二导管24上的第二阀门，开启第二出料口30上的第三阀门，关闭第一出料口29上的第四阀门；当上料筒20右侧腔体中聚合物流体挤完了后，上料筒20右侧腔体中形成负压而吸满聚合物流体；当伸缩杆23收缩以驱动活塞向左移动时，关闭第一导管25上的第一阀门，打开第二导管24上的第二阀门，关闭第二出料口30上的第三阀门，打开第一出料口29上的第四阀门，此时通过第一出料口29挤出聚合物流体到挤出机10中，同时右侧腔体形成负压而吸入聚合物流体。

虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (6)

1.一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置，包括电控箱（1）、离心支架座（2）、沉头螺钉（3）、轨道（4）、离心支架（5）、滚珠丝杠（6）、加热圈（7）、流道（8）、框架（9）、挤出机（10）、热电偶（11）、收集带（12）、静电板（13）、锥形喷头（14）、旋转轴（15）、辊子（17）、收集带支架（18）和步进电机（19），其中锥形喷头（14）通过沉头螺钉（3）与旋转轴（15）连接固定，静电板（13）接高压静电发生器正极，离心支架（5）框体接地，其特征在于：还包括对挤出机（10）连续上料的供料机构；

所述供料机构包括上料筒（20）和储料筒（21），所述上料筒（20）内壁滑动连接有活塞，活塞的一端固定连接有伸缩杆（23），所述伸缩杆（23）的一端可拆卸连接支撑板（22）；

所述上料筒（20）的左侧上下两端分别设有第一进料口（26）和第二进料口（27），上料筒（20）的右侧上下两端分别设有第一出料口（29）和第二出料口（30），所述储料筒（21）的底部两个出口分别通过第一导管（25）和第二导管（24）连接第一进料口（26）和第二进料口（27）。

2.根据权利要求1所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置，其特征在于，所述步进电机（19）通过螺纹连接固定在支架上，旋转轴（15）通过联轴器（16）与步进电机（19）连接。

3.根据权利要求2所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置，其特征在于，辊子（17）固定在收集带支架（18）上。

4.根据权利要求3所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置，其特征在于，所述第一出料口（29）和第二出料口（30）共同连接有三通管（28），所述三通管（28）的一端对接挤出机（10）的进料入口。

5.根据权利要求3或4所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置，其特征在于，所述第一导管（25）和第二导管（24）上分别安装有第一阀门和第二阀门，所述第一出料口（29）和第二出料口（30）上分别安装有第三阀门和第四阀门。

6.根据权利要求4所述的一种用于生产微纳米纤维的离心纺丝装置，其特征在于，所述支撑板（22）上焊接有支撑座（31），支撑座（31）通过螺栓连接伸缩杆（23）。