本发明涉及静电纺丝
技术领域：
，特别涉及一种带有挡块的静电纺丝液珠清除装置及清除方法。
背景技术：
：1934年，formalas发明了静电力制备聚合物纤维的实验装置并且申请了专利，该专利公布了聚合物溶液如何在电极间形成射流，这是首次详细描述利用高压静电来制备纤维装置的专利，被公认为静电纺丝技术制备纤维的开端。20世纪30至80年代，静电纺丝技术发展较为缓慢，科研技术人员大多集中于在静电纺丝装置的研究上，并发布了一系列专利，但是均未引起广泛关注。进入90年代，美国阿克隆大学reneker研究小组对静电纺丝工艺和应用展开了深入且广泛研究。特别近年来，随着纳米技术发展，静电纺丝技术获得了快速发展，世界各国的科研界和工业界都对此技术表现出极大兴趣。在此段时间内，静电纺丝技术的发展大致经历了四个阶段：第一阶段主要研究不同聚合物的可纺性和纺丝过程中工艺参数对纤维直径及性能的影响以及工艺参数优化等；第二阶段主要研究静电纺纳米纤维成分的多样化及结构的精细调控；第三阶段主要研究静电纺纤维在能源、环境、生物医学、光电等领域应用；第四阶段主要研究静电纺纤维的批量化制造问题。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/无机复合以及无机纳米纤维。然而，利用静电纺丝技术制备纳米纤维还面临一些需要解决的技术问题。静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或者溶体在强电场中进行喷射纺丝，在电场的作用下，针头出来的静电纺丝液珠会由球形变形为圆锥形(即“泰勒锥”)，并且从圆锥尖端延展得到纤维细丝。与此同时，针头的液珠会慢慢聚集长大，最终极有可能在静电纺丝过程中掉落在收集板上，从而大大影响了静电纺丝的效果。现有技术的专利所公开的技术方案主要是液珠还悬挂于针头上则采取相应的清除装置和清除措施，但是这样的清除方式会引起静电纺丝过程中发生断丝等现象，同时也没有提及如何在进行静电纺丝过程中，液珠滴落时的处理方法和装置。技术实现要素：本发明的主要目的是提出一种结构简单和使用可靠的带有挡块的静电纺丝液珠清除装置，本发明还提出一种清除方法，旨在解决现有技术中静电纺丝过程容易发生断丝的技术问题，以提高静电纺丝的生产效率。为实现上述目的，本发明提出一种带有挡块的静电纺丝液珠清除装置，包括可沿x轴、y轴以及z轴进行轴向移动的运动平台，所述运动平台上方竖直设置有注射器，所述注射器顶端设有注射器推送机构将所述注射器内溶液向下推送；所述运动平台接地，所述注射器下部与高压电源电连接且与所述运动平台形成高压电场，所述运动平台与所述注射器之间且位于所述注射器正下方水平设置有挡块，所述挡块设有一端开口的线缝让静电纺丝射流通过，所述线缝的开口端朝外设有刷子，所述挡块的另一端与第一推送机构相连且被所述第一推动机构推动朝所述刷子方向水平移动，所述刷子在第二推动机构作用下沿所述线缝进行往复水平移动，所述挡块关于线缝对称两侧相对设有用于检测静电纺丝液珠流动的传感器，所述传感器和所述第二推动机构均与电源电连接。优选地，所述线缝宽度小于静电纺丝液珠外径且大于静电纺丝射流宽度。优选地，所述静电纺丝射流外径为5-10nm，所述静电纺丝液珠外径是3-5mm，所述线缝宽度是0.1-0.9mm。优选地，所述传感器为红外对管传感器。优选地，所述刷子的材质为软磁性材料。优选地，所述挡块的材质为绝缘材料。优选地，所述电源为220v电源。本发明还提出一种使用所述带有挡块的静电纺丝液珠清除装置的清除方法，包括以下步骤：1)所述高压电场向所述注射器下部通以高压，所述注射器底端与所述运动平台之间形成高压电场，所述传感器检测静电纺丝液珠从所述注射器末端滴落进入所述线缝内；2)所述第一推动机构推动所述挡块向所述刷子移动且到位，所述第二推动机构推动所述刷子沿着所述线缝往复移动并将所述线缝内静电纺丝液珠静电吸附清除；3)所述第一推动机构推动所述挡块移动至所述注射器下方以复位。本发明技术方案通过在可沿x轴或y轴或z轴方向移动的运动平台上方设置注射器。注射器顶端设有注射器推送机构将注射器内溶液向下推送，注射器下部与高压电源电连接且与运动平台形成高压电场。运动平台与注射器之间设有挡块，挡块一端设有开口的线缝让静电纺丝射流通过，线缝开口端朝外设有刷子，同时线缝对称两侧点相对设有用于检测静电纺丝液珠流动情况的传感器。本发明实施例的传感器检测静电纺丝液珠下落情况时，第一推动机构推动挡块向刷子方向移动到位，而第二推动机构推动刷子对落入线缝内的静电纺丝液珠进行吸附清除。相对于现有技术，本发明技术方案通过机构装置以代替人工清除静电纺丝针头的静电纺丝液珠操作过程，从而使得静电纺丝针头的静电纺丝液珠清除工作更加安全可靠、稳定性好，可有效避免由人工进行操作过程因不稳定操作所造成的一系列不良后果。另外，本发明技术方案通过等待静电纺丝液珠完全下落之后再利用挡块清除静电纺丝液珠的方式，避免以往采用机构或人工操作在静电纺丝液珠还悬挂在注射器上时就清除容易引起静电纺丝中断的问题，有效提高静电纺丝生产效率。本发明技术方案的刷子使用软磁材料，使得该刷子能利用静电纺丝液珠残余电荷产生的电磁场作用下的电磁力对静电纺丝液珠产生吸附作用，使得静电纺丝液珠清除可靠简单。附图说明为了更清楚地说明本发明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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。图1为本发明带有挡块的静电纺丝液珠清除装置的结构示意图。附图标号说明：标号名称标号名称1注射器6刷子2挡块7第二推动机构21线缝8高压电源3红外对管传感器9注射器推动机构4第一推动机构10运动平台5220v电源11第三推动机构本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。本发明提出一种带有挡块的静电纺丝液珠清除装置。请参见图1，本发明实施例带有挡块2的静电纺丝液珠清除装置中，包括可沿着x轴、y轴以及z轴进行移动的运动平台10，运动平台10的上方竖直设置有注射器1，注射器1顶端设有注射器推动机构9将注射器1内的溶液向下推动。本实施例的运动平台10接地，注射器1下部与高压电源8电连接，从而注射器1下部与运动平台10顶面之间形成高压电场，注射器1的溶液从注射器1端口下注射后，溶液在高压电场静电荷吸附作用向下拉丝成为静电纺丝射流。本发明实施例中，运动平台10与注射器1之间且位于注射器1正下方水平设置有挡块2，挡块2设有一端开口的线缝21让静电纺丝射流通过，线缝21的开口端朝外设有刷子6，挡块2的另一端与第一推送机构4相连且被第一推动机构4推动朝刷子6方向水平移动，刷子6在第二推动机构7的作用下沿着线缝21进行往复水平移动，挡块2关于线缝21对称两侧相对设有用于检测静电纺丝液珠流动的传感器，并且传感器和第二推动机构7均与电源电连接。本发明实施例中，第一推送机构4和第二推送机7构均为丝杆滑块机构，从而第一推送机4构将挡块2推动而进行相应的直线运动，并且第二推送机构7将刷子6推动而进行相应的直线运动。本发明实施例中，线缝21宽度小于静电纺丝液珠外径且大于静电纺丝射流外径。优选地，本发明实施例中，静电纺丝射流外径为5-10nm，静电纺丝液珠外径是3-5mm，线缝宽度是0.1-0.9mm。本发明实施例中，传感器为红外对管传感器3。本发明实施例中，刷子6的材质为软磁性材料。本发明实施例中，挡块2的材质为绝缘材料。本发明实施例中，电源为220v电源5。请参见图1，本发明还提出一种使用带有挡块的静电纺丝液珠清除装置的清除方法，包括以下步骤：1)高压电源8向注射器1下部通以高压，注射器1底端与运动平台10之间形成高压电场，传感器检测静电纺丝液珠从注射器1底部末端滴落进入线缝21内；2)第一推动机构4推动挡块2向刷子6移动且到位，第二推动机构7推动刷子6沿着线缝21往复移动并将线缝21内静电纺丝液珠静电吸附清除；3)第一推动机构4推动挡块2移动至注射器1下方以复位。以下对带有挡块的静电纺丝液珠清除装置的工作原理进行描述：当静电纺丝开始进行工作时，通过调整注射器1，使得注射器1的末端正好处于挡块2的线缝21正上方。通过控制设置于注射器1顶端的注射器推送机构9将注射器1内的溶液向下排放，当使注射器1底部末端悬挂的静电纺丝液珠呈下滴落状态而又不会滴下时，启动高压电源8，从而使得注射器1的末端被加载上高压电，运动平台10则接地，从而使得注射器1末端与运动平台10之间形成高压电场，当注射器1内的溶液从注射器1端口下注射后，溶液在高压电场静电荷吸附作用向下拉丝成为静电纺丝射流。由于本实施例的静电纺丝射流外径为5-10nm，静电纺丝液珠外径是3-5mm，线缝21宽度是0.1-0.9mm，因此静电纺丝射流能够顺利地通过线缝21而落到运动平台10的顶面，然后开启220v电源5，使得与运动平台10相连的第三推动机11构推动运动平台10沿着x轴或y轴或z轴三个轴向运动，以配合静电纺丝射流纺丝出不同产品。当处于注射器1末端的静电纺丝液珠逐渐增大并向下滴落时，由于挡块2的线缝21宽度小于静电纺丝液珠的外径且大于静电纺丝射流外径，因此静电纺丝液珠会沿着线缝21内部相对的两个内壁面向下滑落，安装于线缝21相对内壁面的两个红外对管传感器3通过检测信号的变换，检测到静电纺丝液珠的存在并驱动第一推动机构4推动挡块2向刷子6方向进行移动，当挡块2移动到位后，使得静电纺丝射流从线缝21的一端向另一端移动，而静电纺丝液珠随着挡块2的移动而靠近刷子6。刷子6通过第二推动机构7而向线缝21进行靠近，并且进行往复运动，从而将落入线缝21内的静电纺丝液珠清除。同时，因为刷子6的刷毛为软磁性材质材料，因此对于带有电荷的静电纺丝液珠具有良好吸附能力。当落入的线缝21内的静电纺丝液珠被清除后，第一推动机构4推动挡块2向远离刷子6方向进行移动，从而使得挡块2复位，静电纺丝射流继续通过线缝21进行相应的静电纺丝工作。本发明实施例中，通过红外对管传感器3实时监测静电纺丝液珠的滴落情况，以便为后续清除工作提供实时数据支持。而将设置于挡块2内部线缝21宽度设置为大于静电纺丝射流外径且小于静电纺丝液珠外径，从而使得静电纺丝液珠沿着静电纺丝射流下方进行坠落时，由于静电纺丝液珠表面受到表面张力的作用下，沿着线缝21内壁面进行缓慢下降，从而保证红外对管传感器3检测准确性。通过第一推动机构4将挡块2移动到位并且第二推动机构7推动刷子6进行往复移动，从而使得刷子6对线缝21内的静电纺丝液珠进行及时清除，并且刷子6的刷毛材质为软磁性材料，因此可对带有一定电荷的静电纺丝液珠进行充分吸附，使得清除效果更好。另外，挡块2由绝缘体材质的材料制成，可避免挡块2对静电纺丝过程的干扰。综上所述，本发明实施例的技术方案通过机构装置以代替人工清除静电纺丝针头下方的静电纺丝液珠的操作过程，从而使得静电纺丝针头的静电纺丝液珠清除工作更加安全可靠、稳定性好，可有效避免由人工进行操作过程因不稳定操作所造成的一系列不良后果。本发明实施例中，通过等待静电纺丝液珠完全下落之后再利用挡块2清除静电纺丝液珠的方式，避免以往采用机构或人工操作在静电纺丝液珠还悬挂在注射器上时就清除容易引起静电纺丝中断的问题，有效提高静电纺丝生产效率。以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的
技术领域：
均包括在本发明的专利保护范围内。当前第1页12