一种静电纳米纤维发生器的制造方法
【专利摘要】一种静电纳米纤维发生器，包括：供液装置、清洗装置、收集装置、电源发生器、静电纺丝头的叶片、驱动装置、传动装置和清理刮片。传动装置与供液装置和静电纺丝头的叶片连接，传动装置使供液装置和静电纺丝头叶片同时移动。本发明的纺丝液能够在封闭状体连续被输送到纺丝发生器，避免了开放式供液装置在使用过程中，由溶剂挥发造成溶液浓度变化，以及由此造成的纤维质量变化，纺丝效率降低和过程终止等问题。该装置同时具有清洗供液喷嘴和螺杆功能，以保证连续正常运转。在供液装置上内设有加热装置，能够起到控温操作，防止溶液在喷射前的凝固，适合低凝固点的溶液材料，提高生产效率。
【专利说明】一种静电纳米纤维发生器
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种静电纳米纤维发生器，具体涉及一种能够在封闭的情况下连续供液，同时具有清理供液装置和纺丝头的功能，能够有效地将挥发性纺丝液传输到纺丝头上，并避免了溶液挥发引起纤维质量变化或纺丝过程终止，并能够调节溶液温度。主要适用于将凝固点较低，或挥发性较高的流体、高效和大量地加工成纳米纤维。
【背景技术】
[0002]为了提高纺丝效率，最近无针静电纺丝纳米纤维生产技术开始出现。这些无针静电纺丝装置的纺丝头大多都是在敞开式供液装置里进行工作。例如中国实用新型专利ZL201320071914.8，提供了一种螺旋纳米纤维发生器。大部分无针静电纺丝静电纳米纤维发生器工作时，叶片沿轴的旋转会将溶液均匀地加载到叶片的表面，当叶片被加上直流高压电时，加载到叶片表面的溶液会在静电场的作用下生成纳米纤维。但由于装储用于纺丝的该粘性液体的液体容器处于开放状态，当用这样的纳米纤维发生器加工较高挥发性的溶液原料时，比如含有丙酮的溶液，溶剂在在开放的溶液槽里会迅速的挥发，这样不仅造成溶剂过度挥发浪费资源污染环境，而且因为溶剂过快挥发造成聚合物粘度变化影响纺丝质量。过多的高挥发性溶剂在一个封闭情况下遇到高压放电会产生如起火、爆炸等。不安全因素。因此将溶液放在封闭的液槽内，通过输液孔按需求涂布在纺丝头叶片表面可以有效的控制溶剂的挥发，避免或减少上述情况的发生。同时通过清洗口喷射清洗液清洗输液口，避免输液口堵塞；通过刮片清理了叶片上残留的固体溶液，通过加热装置保持溶液的流动性，这些措施可以有效的保证这种无针静电纺丝设备的正常工作。
[0003]因此本发明为了解决上述问题，使生产过程更加高效、环保和安全。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供一种一种静电纳米纤维发生器，是一种新的无针静电纳米纤维发生装置，主要用于加工含有挥发性溶剂的溶液材料和低凝固点的溶液材料进行静电纺丝纳米纤维，提高生产效率。
[0005]本发明所需要解决的技术问题，可以通过以下技术方案来实现:
[0006]一种静电纳米纤维发生器，包括:静电纺丝头，其特征在于，还包括:供液装置、清洗装置、收集装置、电源发生器、驱动装置和传动装置，所述传动装置与供液装置和静电纺丝头连接，所述传动装置使供液装置和静电纺丝头同时同方向移动。
[0007]其中，所述供液装置可置于静电纺丝头叶片的左方、右方和下方；所述供液装置为密封式箱体结构，设置有输液孔和进液口，所述输液孔的出液方向对准静电纺丝头，将溶液送至静电纺丝头的叶片上，所述进液口的一端与液体容器，所述进液口另一端与输液孔连接。
[0008]其中，所述清洗装置设置清洗孔，所述清洗孔的出液方向对准输液孔，通过压力喷射清洗液对输液孔进行清理，避免输液孔堵塞。[0009]其中，所述静电纺丝头与清理刮片触接，所述清理刮片设于输液孔两端，所述清理刮片及时清除静电纺丝头上的固体残留物，防止静电纺丝头叶片被液体残留物覆盖影响纺丝。
[0010]其中，所述供液装置内设置加热装置，通过加热装置调节溶液温度，避免溶液凝固；所述加热装置包括:加热管、传输管和加热器，加热管与传输管连接，传输管另一端与加热器连接，通过对传输管的液体或气体的加热使热量传导至供液装置。
[0011]由于加热装置设于供液装置内，可以通过加热装置调节溶液温度。更进一步，所述加热管是螺旋型、蛇形或直线型。优选的为螺旋型。
[0012]其中，所述驱动装置设置于供液装置周边，供液装置的凹槽与与静电纺丝头叶片的凸出部分咬合，驱动装置带动供液装置移动带动静电纺丝头做同向的转动，或所述驱动装置与静电纺丝头连接，静电纺丝头叶片的凸出部分与供液装置的凹槽咬合，驱动装置带动静电纺丝头转动再带动供液装置做同方向的移动。
[0013]其中，所述驱动装置采用直线电机或采用旋转电机，所述传动装置采用螺杆传动或滑杆齿轮传动。
[0014]其中，所述收集装置为金属材料，所述收集装置与电源发生器的负极连接；所述静电纺丝头与电源发生器的正极连接，所述静电纺丝头能够顺时针或逆时针转动；所述静电纺丝头与传动装置连接，能够互相驱动对方移动。
[0015]其中，所述供液装置与液体容器连接，所述液体容器包括:供液管、提液装置、溶液室、溶剂室和中央控制系统控制；
[0016]所述供液管包括溶液吸管和溶剂吸管，所述溶液室通过溶液吸管与提液装置连接，所述溶剂室通过溶剂吸管与提液装置连接，所述提液装置将溶液通过溶液吸管传输到输液孔，所述提液装置将溶剂通过溶剂吸管传输到清洗孔，所述提液装置与中央控制系统控制连接，以达成对供液流量压力的控制。
[0017]本发明的有益效果:
[0018]1、通过输液孔采用涂布给料，能够有效避免溶液中溶剂蒸发，减少对环境的污染，降低成本提高产品质量。
[0019]2、通过清洁孔可以随时对输液口进行清理，避免输液孔堵塞，影响生产加工。
[0020]3、设计有清理刮片，可以对静电纺丝头上残留成固体的溶液进行清理，通过收集装置进行回收再利用。
[0021]4、在供液装置内设有加热装置，能够对溶液温度进行调节，避免一些低凝固点的溶液在加工过程中由于温度变化成为固体影响生产加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明的整体结构图。
[0023]图2为本发明实施例1的液体容器结构图。
[0024]图3为本发明的主视结构图。
[0025]图4为本发明的俯视结构图。
[0026]图5A为驱动装置安装于供液装置时结构图。
[0027]图5B为驱动装置与静电纺丝头连接时结构图。[0028]图5C为驱动装置与传动装置连接时结构图。
[0029]图6为本发明实施例1的加热装置结构图。
[0030]附图标记:
[0031]供液装置100、输液孔110、涂布器130、和涂布孔131。
[0032]清洗装置200、清洗孔220和溶剂喷头221。
[0033]加热装置140、加热管141、传输管142和加热器143。
[0034]收集装置300、电源发生器400和静电纺丝头500。
[0035]液体容器600、供液管610、溶液吸管611、溶剂吸管612、提液装置620、溶液室630、溶剂室640和中央控制系统控制650。
[0036]驱动装置700、直线电机。
[0037]传动装置800、滑轮810和螺杆820。清理刮片900。
【具体实施方式】
[0038]以下结合具体实施例，对本发明作进步说明。应理解，以下实施例仅用于说明本发明而非用于限定本发明的范围。
[0039]实施例1
[0040]图1为本发明的整体结构图。图2为本发明实施例1的液体容器结构图。图3为本发明的主视结构图。图4为本发明的俯视结构图。图5A为驱动装置安装于供液装置时结构图。图5B为驱动装置与静电纺丝头连接时结构图。图5C为驱动装置与传动装置连接时结构图。图6为本发明实施例1的加热装置结构图。
[0041]如图1所示，一种静电纳米纤维发生器，包括静电纺丝头500，包括:供液装置100、传动装置800、收集装置300、电源发生器400和驱动装置700。
[0042]供液装置100与液体容器600连接，液体溶液储存在液体容器600内。
[0043]如图2所示，供液装置100与液体容器600连接，其中液体容器600包括:供液管610、提液装置620、溶液室630、溶剂室640和中央控制系统控制650，溶液室630装有纺丝溶液，溶剂室640装有清洗溶剂。
[0044]供液管610包括溶液吸管611和溶剂吸管612，溶液室630通过溶液吸管611与提液装置620连接，提液装置620将溶液通过溶液吸管611传输到输液孔110，然后利用液位差，使溶液通过输液孔110流出。
[0045]溶剂室640通过溶剂吸管612与提液装置620连接，提液装置620将溶剂通过溶剂吸管612传输到清洗孔220，然后利用液位差，使溶剂通过清洗孔孔220流出。
[0046]提液装置620还与控制供液速度的中央控制系统控制650连接。本实施例中，供液装置100采用的是电子泵，提液装置620也可以通过机械泵代替。
[0047]静电纺丝头500可以是螺旋纺丝头，也可以是弹簧式纺丝头，本实施例中是采用的是螺旋纺丝头。静电纺丝头500与电源发生器400的正极连接，静电纺丝头500能够顺时针或逆时钟转动，收集装置300与电源发生器400的负极连接，通过电源发生器400产生一个电场。
[0048]静电纺丝头500通过顺时针或是逆时针旋转将供液装置100喷射的溶液加载到静电纺丝头500的旋转结构的表面。当载有溶液的叶片转动到顶端时，在电场的作用将溶液纺成纳米纤维，并沉积到收集装置300上，收集装置300为金属材料，收集装置300与电源发生器400的负极连接。其中静电纺丝头500的叶片可以设计成几何形状。截面可以是圆形、椭圆形、长方形等其他形状。收集装置300用于接收清洁刮片900清理的溶质。
[0049]如图3和图4所示，传动装置800与供液装置100和静电纺丝头500连接，传动装置800使供液装置100和静电纺丝头500同时传动。
[0050]传动装置800由滑轮810和螺杆820组成，通过螺杆820的转动使供液装置左右移动，通过滑轮810进行位置调整。而传动装置800的形式不局限于螺杆传动，他还可以是滑杆传动。静电纺丝头500也与传动装置800连接，因此当传动装置800运动时，传动装置800能够同时驱动供液装置100直线移动和静电纺丝头500转动，静电纺丝头500是螺旋型纺丝头，供液装置100与静电纺丝头500是接触连接式，且供液装置100采用的是螺杆传动，这样如果静电纺丝头500驱动，就会带动供液装置100前后反复运动，反之亦然，通过对供液装置100进行驱动，静电纺丝头500也会随之运动，能够保证供液装置100和静电纺丝头500同步性。
[0051]如图5A、图5B和图5C所示，驱动装置700设于供液装置100周边，供液装置100的凹槽与静电纺丝头500叶片的凸出部分咬合，驱动装置700带动供液装置100再带动静电纺丝头500做同方向的移动，在实施例1中，驱动装置700采用的电机驱动。通过在供液装置100上安装直线电机，使供液装置100能够做出直线移动，从而带动静电纺丝头500，驱动装置700可以采用直线电机。
[0052]驱动装置700还可以与静电纺丝头500连接，通过滑杆或是其他驱动方式，与静电纺丝头500形成连接关系，静电纺丝头500叶片的凸出部分与供液装置100的凹槽咬合，驱动装置700带动静电纺丝头500再带动供液装置100做同方向的移动。驱动装置700可以采用旋转电机。
[0053]供液装置100包括:输液孔110、进液口 120、清洗孔220、清理刮片900和加热装置140，供液装置可置于静电纺丝头500叶片的左方、右方和下方，其中较佳的实施例是位于下方；输液孔110的出液方向对准静电纺丝头500，将溶液送至静电纺丝头500的叶片上，进液口 120的一端与液体容器600，进液口 120另一端与输液孔110连接。清洗孔220的出液方向对准输液孔110，清理刮片900与供液装置100连接，能够及时清除静电纺丝头500上的固体残留物，防止静电纺丝头500无法导电，加热装置140设于供液装置100内，可以通过加热装置140调节溶液温度。
[0054]输液孔110设有涂布器130，涂布器130上设有涂布孔131，涂布器130是一种为静电纺丝设计的特殊喷嘴，目的是为了能更均匀的将溶液涂覆到静电纺丝头500的叶片上。其中，涂布孔131的数量可以是单个也可以是复数个，本实施例中涂布器130和输液孔110是可拆卸连接，可以根据不同的需要更换涂布器130，在本实施例中的涂布器130采用的是单孔涂布器130，即涂布孔131为单个，而涂布孔131的形状也不仅限于圆形，根据不同溶液的特性会采用方型、菱形等设计。同时，涂布器130与静电纺丝头500的叶片距离可以调节，输液孔110可以是复数个，也可以是单个，本实施例中是单个设计。
[0055]清洗孔220上设有溶剂喷头221，溶剂喷头221的数量可以是单个，也可以是复数个，本实施例中是两个溶剂喷头221。输液孔110的位置设置于输液孔110两侧，溶剂喷头221的出液方向为涂布器130所在的位置，使清洗孔220能够将溶剂精确的对粘着在涂布器130上的溶液进行清洗。
[0056]清理刮片900设于供液装置100下方，清理刮片900与静电纺丝头500的叶片之间的距离可以调节，清理刮片900可清理静电纺丝头500的叶片上附着的溶液干结物，能够时时保证叶片正常运行。
[0057]如图6所示，加热装置140设于供液装置100内部，其主要作用是可按要求调节溶液温度。在实际生产过程中，溶液温度的控制是非常重要的，如果溶液的凝固点很低，那么在常温下，就很可能在供液装置100内结块，不仅无法正常进行输液工作，还有可能堵塞输液孔110。加热装置140可以采用电加热、化学加热、液加热等多种形式，本实施例中采用液加热。加热装置140包括:加热管141、传输管142和加热器143。加热管141设于供液装置100内部，可以是螺旋型，可以是蛇形也可以是直线型等，本实施例采用的是螺旋设置。加热管141与传输管142连接，传输管另一端与加热器143连接，通过对传输管142的液体的加热使热量传导至供液装置100，然后通过调节加热管141内液体的温度对供液装置100内的溶液进行温度调节。
[0058]实施例2
[0059]涂布孔131的数量可以是复数个，本实施例中涂布器130和输液孔110是可拆卸连接，可以根据不同的需要更换涂布器130，在本实施例中的涂布器130采用的是三孔涂布器130，即涂布孔131为三个，而涂布孔131的形状为方型。同时，涂布器130与静电纺丝头500的叶片距离可以调节，输液孔110可以是复数个，本实施例中是三个设计(未附图示出)。
[0060]其余同实施例1。
[0061]相对实施例1而言，本实施例可以多点涂布，涂布更加均匀。输液清洗更加彻底。
[0062]以上对本发明的【具体实施方式】进行了说明，但本发明并不以此为限，只要不脱离本发明的宗旨，本发明还可以有各种变化。
【权利要求】
1.一种静电纳米纤维发生器，包括:静电纺丝头(500)，其特征在于，还包括: 供液装置(100)、清洗装置(200)、收集装置(300)、电源发生器(400)、驱动装置(700)和传动装置(800 )，所述传动装置(800 )与供液装置(100 )和静电纺丝头(500 )连接，所述传动装置(800)使供液装置(100)和静电纺丝头(500)同时同方向移动。
2.根据权利要求1所述的一种静电纳米纤维发生器，其特征在于:所述供液装置可置于静电纺丝头(500)叶片的左方、右方和下方；所述供液装置(100)为密封式箱体结构，设置有输液孔(110)和进液口( 120 )，所述输液孔(110 )的出液方向对准静电纺丝头(500 )，将溶液送至静电纺丝头(500)的叶片上，所述进液口(120)的一端与液体容器(600)，所述进液口(120)另一端与输液孔(110)连接。
3.根据权利要求1所述的一种静电纳米纤维发生器，其特征在于:所述清洗装置(200)设置清洗孔(220)，所述清洗孔(220)的出液方向对准输液孔(110)，通过压力喷射清洗液对输液孔(I 10)进行清理，避免输液孔(I 10)堵塞。
4.根据权利要求1所述的一种静电纳米纤维发生器，其特征在于:所述静电纺丝头(500)的叶片与清理刮片(900)触接，所述清理刮片(900)设于输液孔(110)两端，所述清理刮片(900)及时清除静电纺丝头(500)上的固体残留物。
5.根据权利要求1所述的一种静电纳米纤维发生器，其特征在于:所述供液装置内设置加热装置，通过加热装置(140)调节溶液温度，避免溶液凝固；所述加热装置(140)包括:加热管(141 )、传输管(142)和加热器(143)加热管(141)与传输管(142)连接，传输管另一端与加热器(143)连接， 通过对传输管(142)的液体和气体的加热使热量传导至供液装置(100)。
6.根据权利要求1所述的一种静电纳米纤维发生器，其特征在于:所述驱动装置(700)设置于供液装置(100)周边，供液装置(100)的凹槽与与静电纺丝头(500)叶片的凸出部分咬合，驱动装置(700)带动供液装置(100)移动带动静电纺丝头(500)做同向的转动，或所述驱动装置(700 )与静电纺丝头(500 )连接，静电纺丝头(500 )叶片的凸出部分与供液装置(100)的凹槽咬合，驱动装置(700)带动静电纺丝头(500)转动再带动供液装置(100)做同方向的移动。
7.根据权利要求7所述的一种静电纳米纤维发生器，其特征在于:所述驱动装置(700)采用直线电机或采用旋转电机，所述传动装置(800)采用螺杆传动或滑杆齿轮传动。
8.根据权利要求1所述的一种静电纳米纤维发生器，其特征在于:所述收集装置(300)为金属材料，所述收集装置(300)与电源发生器(400)的负极连接； 所述静电纺丝头(500)与电源发生器(400)的正极连接，所述静电纺丝头(500)能够顺时针或逆时针转动；所述静电纺丝头(500)与传动装置(800)连接,能够互相驱动对方移动。
9.根据权利要求1所述的一种静电纳米纤维发生器，其特征在于:所述供液装置(100)与液体容器(600)连接，所述液体容器(600)包括:供液管(610)、提液装置(620)、溶液室(630)、溶剂室(640)和中央控制系统控制(650)； 所述供液管(610)包括溶液吸管(611)和溶剂吸管(612)，所述溶液室(630)通过溶液吸管(611)与提液装置620连接，所述溶剂室(640 )通过溶剂吸管(612)与提液装置(620 )连接，所述提液装置(620 )将溶液通过溶液吸管(611)传输到输液孔(110 )，所述提液装置(620)将溶剂通过溶剂吸管(612)传输到清洗孔(220)，所述提液装置(620)还与控制供液速度的中央控制系统控制 (650)连接。
【文档编号】D01D4/04GK103774250SQ201410040731
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月27日 优先权日:2014年1月27日
【发明者】赵曙光 申请人:上海云同纳米科技中心(普通合伙)