一种实验室用轻便式静电纺丝机

1.本实用新型涉及一种实验室用轻便式静电纺丝机。


背景技术：

2.静电纺丝是利用在高压电场产生的电场力作用下，聚合物纺丝液克服自身的表面张力和粘弹性力，从而在纺丝针头末端形成泰勒锥，最终克服分子间作用力和表面张力形成射流。通过静电纺丝技术可以制备出有机、无机材料的不同结构和不同形貌的的纤维，尤其在纳米纤维的制备上具有明显的优势。同时因为其简单、易于操作的特点，静电纺丝技术已经被广泛应用于实验教学和应用研究。
3.然而目前大部分静电纺丝机体型较大，重量较重，不利于实验室的教学和研究；在实际生产过程中纺丝针头容易发生堵塞，对针头更换、清洗和疏通的工作较为复杂，严重影响了生产的效率。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于设计一种实验用轻便式静电纺丝机，用于解决现有技术中机器不易移动、纺丝针头堵塞、机器清洁困难的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下的技术方案。
6.一种实验用轻便式静电纺丝机包括主体机箱和外部控制系统，主体机箱由丝杆滑动装置、伸缩臂、纺丝针头、温湿度控制器和滚筒接收装置组成。外部控制机构由高压电源，微量注射装置、气泵和电机控制系统组成。所述主体机箱的机前部分由玻璃门组成，玻璃门内外表面有防雾易清洁无机镀层，所述纺丝针头与气泵联动，即在发生堵塞时气泵产生急速气流使针头保持通畅。所述滚筒接收装置是模块化组装形成，具有简易可拆卸的性能，满足易清洁的要求。所述伸缩臂和滚筒接收装置的支撑架均由轻质绝缘材料组成。
7.进一步地，主体机箱机前部分由玻璃门组成，玻璃门长度不小于主体机箱长度的1/2，高度不小于主体机箱高度的3/4，玻璃材料为防雾易清洁无机镀层的钠钙玻璃，无机镀层为致密的sio2液相沉积膜；主体机箱的内表面进行氟碳涂层。
8.进一步地，所述伸缩臂分为两级结构，分别为方梁结构和工字梁结构，接近纺丝针头的工字梁上有限位孔，用于穿过塑料扎带固定输液管。
9.进一步地，所述滚筒接收装置由上部分的滚筒装置和下部分的电机装置组成，连接部分用定位柱和定位凹槽固定，各部件间用六角尼龙螺丝固定。
10.进一步地，所述滚筒接收装置分为纺丝滚筒接收区、电机与滚筒联动区，之间用支撑板隔开。支撑板和底板均采用工程塑料，滚筒轴承和电机轴承间用皮带连接驱动。
11.进一步地，所述连接滚筒和电机轴承的皮带是聚氨酯材料，皮带表面经过粗糙化处理。
12.进一步地，所述工程塑料材料可以选择为聚氯乙烯类、环氧树脂类材料。
13.本实用新型设计的一种实验用轻便式静电纺丝机与现有技术相比，其优点在于模
块化设计，需要清洁时可进行简单的拆卸，针头发生堵塞时，可利用气泵通入气流进行疏通。主体机箱内主要采用轻质工程塑料，减轻静电纺丝机的重量，可实现单人搬运。
附图说明
14.图1是本实用新型实施例实验用轻便式静电纺丝机的整体结构示意图。
15.图2是滚筒结构平面示意图
16.图3是纺丝针头与气泵联动示意图
17.图4是滚筒接收装置装卸立体示意图
18.图1至图4中所示：1-主体机箱，2-丝杆滑动装置，201-丝杆底座，202-触动开关，203-伸缩臂， 204-尼龙螺丝，3-纺丝针头装置，4-滚筒接收装置，401-滚筒轴承，402-滚筒，403-支撑板，404-电机，405
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尼龙螺丝，406-定位柱，407-皮带，408-定位凹槽，409-尼龙螺丝，410-电机轴承，5-电机控制系统，501
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丝杆滑动装置电机控制系统，502-滚筒接收装置电机控制系统，6-温湿度控制器，7-微量注射泵，701-注射通道1，702-注射通道2，703-导管，8-高压电源装置，801-电压显示屏，802-电源开关，803-复位开关， 804-电压调节旋钮，805-高压线，806-接地线，9-气泵装置，901-电源开关，902-气流调节旋钮，903-导管
具体实施方式
19.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
20.如图1至图4所示，本实施例的一种实验室用轻便式静电纺丝机，包括主体机箱1和外部控制机构，在主体机箱内设有丝杆滑动装置、伸缩臂2、纺丝针头3、温湿度控制器6和滚筒接收装置4。外部控制机构由高压电源8、微量注射装置7、气泵9和电机控制系统5组成。主体机箱机前部分由玻璃门组成，其玻璃材料表面有防雾易清洁无机sio2镀层。其中机箱由厚度为2mm的钢制材料组成，尺寸为50cm*40cm*40cm，机箱上有定位螺丝孔，用于固定丝杆滑动装置和温湿度控制器，定位螺丝选用m6型号。机前的活动门中玻璃尺寸为30cm*35cm。高压电源的输出电压范围为0-50kv，气泵的输出的压强范围为0-20mpa。
21.如图2和图4所示，滚筒接收装置分为上层滚筒部件和下层电机部件。由上层滚筒部件支撑板底端各延伸出两个定位柱406与下层电机部件支撑板顶部定位凹槽408连接。整体实现可拆卸、易于清洁的效果。电机与滚筒的轴承用皮带407连接，并将皮带连接的区域用支撑板403隔离开。各支撑板之间用绝缘的尼龙螺丝、螺母405固定。所述支撑板均采用聚氯乙烯塑料板和亚克力板。其中滚筒402的尺寸为直径9cm，长度20cm，上部支撑板高度为15cm，定位柱高度为1.5cm，定位凹槽深度为1.5cm。下部支撑板高度为7cm，底板长长度为30cm，电机404最高转速为3000r/min，轴承采用m1.2的光轴。
22.如图4所示，滚筒接收装置中各支撑板和底板间用六角尼龙螺丝405固定，每个支撑板与底板之间用三个m6的六角尼龙螺丝固定。
23.如图3所示，纺丝针头3由左侧的进液口303与上方的进气口302组成。进液口与微量注射装置的注射器端口用导管连接，进气口与气泵出气端口用导管连接。当针头发生堵塞时，打开气泵9开关产生气流，单向peek接头控制气流速度，在针头内部形成压强，疏通杂质。其中进气口针头直径为1mm，纺丝主针头直径为0.5mm。
24.所述丝杆滑动装置，两端安装有触动开关202，当伸缩臂底座滑动到丝杆两端并与触动开关触碰，会使电机的转向发生改变，从而实现伸缩臂的往返运动。
25.所述高压电源装置8，面板由电压显示屏801、电源开关802、复位开关803和调节旋钮804组成。高压端805与纺丝针头连接，接地端806与机箱连接。
26.所述微量注射装置选用双通道注射，与针头进液口之间用导管连接，设有堵塞报警装置。
27.所述伸缩臂分为两级结构，分别为方梁结构和工字梁结构，接近纺丝针头的工字梁上有限位孔，用于穿过塑料扎带固定输液管703。工字梁的双臂结构之间用尼龙螺丝、螺母204固定，两臂之间的固定距离可以调节，保证纺丝针头与滚筒的距离保持灵活可调节，在工字梁内部采用中空结构，放置高压电源的线路。
28.所述电机控制系统5由滚筒电机控制系统501和丝杆滑动装置电机控制系统502两部分组成。滚筒电机控制系统的功能包括调节滚筒的正向或反向转动、滚筒的转速以及电源开关的控制。丝杆滑动装置电机控制系统的功能包括控制丝杆滑动速度和电源控制开关。
29.综上所述，本实用新型实施例提供一种实验室用轻便式静电纺丝机，其通过采用本实用新型的静电纺丝机，伸缩臂可以手动调节合适的距离。电机系统可以实现适应于不同纺丝条件下的综合调节。滚筒装置具有简单可拆卸的特点，以及利用气泵和针头的联动系统实现纺丝针头的可清洁性。
30.在前述说明书与相关附图中存在的教导的帮助下，本实用新型所属领域的技术人员将会想到本实用新型的许多修改和其它实施方案。因此，要理解的是，本实用新型不限于公开的具体实施方案，修改和其它实施方案被认为包括在所附权利要求的范围内。尽管本文中使用了特定术语，它们仅以一般和描述性意义使用，而不用于限制。