图3和图4可知，本实用新型的用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封 带装置由环形密封带100、直线导轨200、驱动系统300、同步控制器400和支撑架台500组 成，所述的环形密封带100为宽度均匀的环形带状，沿环形密封带的中心线分布着间距、尺 寸一致的螺纹孔130,相邻两螺纹孔的间距与料液槽700内螺旋电极600的螺距一致，螺旋 电极600的叶片610穿过对应的螺纹孔130与环形密封带100相交，其相交处的叶片610 与螺纹孔130的内壁保持l-5mm的间距均可；
[0040] 直线导轨200长度为L2 = 600_，宽度与料液槽壁厚一致为10_，导轨卡槽深度 为3mm，宽度为1mm，环形密封带由不锈钢带构成，不锈钢带的宽度为115mm，厚度为0? 6mm， 长度为螺距P的整数倍为2500mm，沿不锈钢带的横向中心线打长方形螺纹孔，长方形螺纹 孔的中心线与不锈钢带两边的夹角为arctan(2. 0)(此处括号必要吗），长方形螺纹孔的长 度为85mm，将不锈钢带的首尾进行无缝焊接成环状；
[0041] 其中直线导轨200分为前后两块，分别有导轨卡槽210和安装孔220,对准直线导 轨的安装孔220在料液槽的上端开口的两边打孔，先将其中一块直线导轨安装于料液槽的 一侧上表面上，用螺丝固定，然后将环形密封带100的上工作段110的一边卡进已固定好的 直线导轨的导轨卡槽210内，然后再将环形密封带100的上工作段110的另一边卡进另一 块直线导轨的导轨卡槽210内，两块直线导轨200相互平行并对称分布于料液槽上端面的 前后两侧，两块直线导轨的间距使得环形密封带的工作段（110)可在两个直线导轨的卡槽 之内自由滑动；
[0042] 驱动系统300由驱动轮310、诱导轮320、驱动电机330、传动带340组成，驱动轮 与诱导轮的直径相同，二者的轴线在同一水平面且相互平行，环形密封带100套装于驱动 轮310和诱导轮320之上，环形密封带100与驱动轮310及诱导轮320直接接触部分构成 环形密封带的二端部，二端部之间的上中间部为上工作段110,二端部之间的下中间部为下 自由段120 ;驱动电机330通过传动带340由驱动电机330驱动，环形密封带100的上工作 段110被限制在直线导轨200之内，下自由段120穿过支撑架台与料液槽之间的空腹，处于 自由状态；
[0043] 环形密封带100的上工作段110的中心线与螺旋电极600的螺旋轴620的轴线相 互平行，螺旋电极600的叶片610穿过螺纹孔130与环形密封带100相交，二者相交处，叶 片610与螺纹孔130的内壁的各处保持一定的间距，如此，螺旋密封带100的上工作段110 便与料液槽700共同构成一个相对封闭的空间。
[0044] 同步控制器400通过控制螺旋电极600的转速和方向，以及环形密封带100的转 速和方向，保证螺旋电极600的线速度与环形密封带100的线速度方向相同、大小相同，如 此环形密封带100便在配合螺旋电极600旋转的情况下与料液槽700共同构成了一个相对 封闭的空间，实现了对料液槽700内的有机溶剂的快速大量挥发的有效抑制。
[0045] 螺旋电极施加的电压为+45kV时开始产生泰勒锥并纺丝，接收对电极为接地的不 锈钢辊，不锈钢辊与螺旋电极相互平行，位于螺旋电极的正上方，二者的最短距离为17cm， 所产生的纳米纤维在不锈钢辊的表面累积成膜。
[0046] 如此，螺旋电极的纺丝过程可持续稳定运行达10小时以上，理论上，只要保证纺 丝料液充足设备可连续稳定运行240h以上，可以满足产业化生产需求
[0047] 同步控制器对于螺旋电极600和环形密封带100的线速度的同步控制原理如下：
[0048] 首先，假设料液槽内的螺旋电极的相关参数：
[0049] 环形密封带和驱动系统的先关尺寸如下：
[0050] (1)驱动轮的直径02: 300mm; (2)驱动轮的转速W2 :(转/min) ; (3)驱动
[0051] 电机的转速W3 (转/min) ; (4)减速比R;
[0052] 由上可知：
[0053] 螺旋电极的线速度：VI=P*% (mm/min);
[0054]环形密封带的线速度：V2=j:*02*W2(mm/min);
[0055]减速比：R=W3/W2;
[0056]令= V 2，即：卩柳尸n *02*W2;
[0057]可知：PW/ *02=1〇〇*6八3〇〇*3. 1415926) =0. 63662 (转/min)
[0058] 令：R== 15. 708,即：15. 708 =W3/W2，
[0059] 可知：W3= 10 转/min
[0060] 由上可知，在以上的条件下，减速比R为15. 708时，驱动电机的转速W3设定为10 转/min，就可使环形密封带与螺旋电极的线速度保持一致，螺旋电极的叶片与其对应的螺 纹孔始终保持同步运动。
[0061] 环形密封带的材质，可以是任何材质，可以是导电材料，也可以是绝缘材料。导电 材料可以是导电高分子、金属不锈钢、铜、铁、铝、金、银、或是金属合金等，绝缘材料可以是 工程塑料，树脂，陶瓷，木材或绝缘高分子复合材料；但对环形密封带的材质的主要要求不 被纺丝料液的溶剂溶解或腐蚀。
【主权项】
1. 一种用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封带装置，其由环形密封带（100)、直线导 轨（200)、驱动系统（300)、同步控制器（400)和支撑架台（500)组成； 所述的环形密封带（100)为宽度均匀的环形带，沿环形密封带的横向中心线分布着 间距和尺寸一致的螺纹孔（130)，相邻两螺纹孔的间距与螺旋式静电纺丝设备中的料液 槽（700)内的螺旋电极（600)的螺距一致，螺旋电极（600)的叶片（610)穿过环形密封带 (100)上对应的螺纹孔（130)与环形密封带（100)相交，其相交处的叶片（610)与所述螺纹 孔（130)的内壁保持l-5mm的间距； 所述的驱动系统（300)由驱动轮（310)、诱导轮（320)、驱动电机（330)和传动带（340) 组成，所述驱动轮（310)与诱导轮（320)直径相同，二者的轴线在同一水平面上且相互平 行，所述的驱动电机（330)通过传动带（340)驱动驱动轮（310)转动，从而带动诱导轮 (320)与驱动轮（310)同步转动；所述的环形密封带（100)套装于驱动轮（310)和诱导轮 (320)之上，环形密封带（100)与驱动轮（310)及诱导轮（320)直接接触部分构成环形密封 带的二端部，二端部之间的上中间部为上工作段（110)，二端部之间的下中间部为下自由段 (120)； 所述的直线导轨（200)为两块，每块直线导轨均由导轨卡槽（210)和安装孔（220)组 成，两块直线导轨（200)对称的通过安装孔（220)分别固定于料液槽（700)的前后两侧 壁上端面上，两块导轨卡槽（210)的开口相对放置，所述的环形密封带（100)的上工作段 (110)的二端部分别嵌入两块导轨的导轨卡槽（210)之内，所述环形密封带（100)与料液 槽（700)共同构成一个相对封闭的箱体空间；所述环形密封带（100)的上工作段（110)安 装在直线导轨（200)之内，下自由段（120)位于料液槽（700)下方并处于自由态； 所述支撑架台（500)为箱体式支撑架台；所述驱动轮（310)、诱导轮（320)、料液槽 (700)、驱动电机（330)及同步控制器（400)均固定于支撑架台（500)的上表面上；所述料 液槽（700)位于所述驱动轮（310)与诱导轮（320)之间；驱动电机（330)通过传动带（340) 与螺旋电极（600)的轴头相连； 所述的同步控制器（400)控制螺旋电极（600)和环形密封带（100)的旋转速度，以保 证螺旋电极（600)的线速度与环形密封带（100)的线速度方向及大小一致。
2. 按权利要求1所述的用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封带装置，其特征在于，所 述环形密封带（100)的材质为不被纺丝料液溶解或者腐蚀的导电材料或绝缘材料。
3. 按权利要求2所述的用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封带装置，其特征在于，所 述不被纺丝料液溶解或者腐蚀的导电材料为不锈钢、铜，铁或铝。
4. 按权利要求2所述的用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封带装置，其特征在于，所 述不被纺丝料液溶解或者腐蚀的绝缘材料为高分子复合材料、陶瓷，木材。
5. 按权利要求4所述的用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封带装置，其特征在于，所 述高分子复合材料为工程塑料或树脂。
【专利摘要】一种用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封带装置，其由环形密封带、直线导轨、驱动系统、同步控制器和支撑架台组成；环形密封带是一条由驱动系统驱动转动的闭合环形带，其上分布多个间距均匀的螺纹孔，部分的环形密封带卡在直线导轨内并与料液槽共同构成一个箱体空间；料液槽内的螺旋电极的叶片对应的穿过环形密封带上的螺纹孔露出箱体空间，环形密封带的线速度通过同步控制器的控制与螺旋电极的线速度保持一致；本装置可实现螺旋电极旋转的同时对箱体空间内部很大程度上的密封，有效抑制料液槽内纺丝料液的快速挥发，有利于料液槽内纺丝料液的长时间稳定，为螺旋式静电纺丝设备的长时间、连续化运行及产业化应用提供了保障。
【IPC分类】D01D5-00
【公开号】CN204608225
【申请号】CN201520207262
【发明人】刘千祥
【申请人】刘千祥
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月8日