專利名稱:一種環(huán)式靜電紡絲裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種環(huán)式靜電紡絲裝置，包括高壓發(fā)生系統(tǒng)、微控系統(tǒng)、纖維發(fā)生系統(tǒng)和接收系統(tǒng)，纖維發(fā)生系統(tǒng)包括上面開口的液槽、至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸、多個(gè)從動(dòng)軸、蓋板和至少一個(gè)紡絲環(huán)，每個(gè)紡絲環(huán)嵌入與其對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪和多個(gè)從動(dòng)輪的溝槽內(nèi)；驅(qū)動(dòng)軸的一端通過軸承設(shè)置在液槽的側(cè)壁上，另一端穿過液槽的對(duì)側(cè)側(cè)壁伸出液槽并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連；蓋板蓋在液槽的上面開口上。本實(shí)用新型采用具有一定間距的平行多環(huán)的靜電紡絲方式，可以解決供料體系的密封效果不夠好的問題，保證了設(shè)備具有較高的紡絲效率的同時(shí)，避免了溶劑在紡絲過程中的過度揮發(fā)，確保了料液粘度在紡絲過程中的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，為設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的保障。
【專利說明】
一種環(huán)式靜電紡絲裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于紡絲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)式靜電紡絲裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，世界許多國(guó)家和地區(qū)正從事靜電紡絲法制納米纖維的研究，用靜電紡絲法制得的纖維比傳統(tǒng)的復(fù)合紡絲制得的纖維細(xì)得多，直徑一般在幾十納米至Iym之間，最小直徑可達(dá)lnm。隨著近年來納米技術(shù)的不斷發(fā)展，靜電紡絲已成為制備納米纖維的重要方法而備受關(guān)注。靜電紡絲法應(yīng)用廣泛，從人工合成高分子到天然高分子，凡是可溶可熔高分子均可使用靜電紡絲的方法進(jìn)行加工，例如聚乙烯醇、聚丙烯腈、纖維素、膠原蛋白、DNA復(fù)合體等，并可以在紡絲過程中加入抗生物質(zhì)、納米粒子等功能材料，制備出各種功能性纖維。
[0003]眾所周知，傳統(tǒng)的針式靜電紡絲，產(chǎn)量低是制約產(chǎn)業(yè)化的最大技術(shù)瓶頸。為此，相關(guān)企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)均投入大量的人力物力進(jìn)行研究，根據(jù)國(guó)內(nèi)外研究人員在靜電紡絲產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域的相關(guān)研究來看，目前比較適合于規(guī)?；徑z的設(shè)計(jì)方式主要有兩種:
[0004]多針方式:多針方式是單針特定方式下數(shù)量的擴(kuò)展，以此達(dá)到連續(xù)生產(chǎn)和獲得面積大、均勻性好的纖維網(wǎng)。多針方式的規(guī)?；o電紡絲技術(shù)以德國(guó)的F r e u d e n b u r gNonowoven、美國(guó)的Finetex Technology Inc.、eSpin Technologies、Nanomatrix和韓國(guó)的T0PTECH等公司為代表。但是，多針最主要的問題是針頭之間電場(chǎng)的相互干擾，不對(duì)稱的電場(chǎng)會(huì)造成單針的射流呈現(xiàn)明顯的偏移。雖然通過增加電場(chǎng)輔助裝置和改變針頭的布置形式，可以減小針頭之間電場(chǎng)的相互影響，但并不能徹底避免，同時(shí)多針的設(shè)計(jì)還存在裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，針頭易堵塞、針頭數(shù)量受限制、各針頭的流量均勻性不易控制、供料系統(tǒng)復(fù)雜等問題，這些因素限制了多針式靜電紡絲裝置的大規(guī)模生產(chǎn)的應(yīng)用。
[0005]無針方式:為克服針式紡絲方式的固有缺點(diǎn)，相關(guān)機(jī)構(gòu)開始著手無針方式靜電紡絲裝置的研發(fā)。理論而言，要增加單位時(shí)間內(nèi)靜電紡絲的產(chǎn)量就要設(shè)法在聚合物溶液的自由表面制造盡可能多的泰勒錐，即自由表面擾動(dòng)。例如國(guó)際專利W02005024101提供了一種無針靜電紡絲設(shè)備。該設(shè)備包括一個(gè)部分浸泡于在聚合物溶液中的滾筒形電極(纖維發(fā)生器)，和距纖維發(fā)生器一定的距離纖維收集器(對(duì)電極)。當(dāng)加載的聚合物溶液位于滾筒電極和纖維收集器形成的電場(chǎng)中，并且電場(chǎng)足以強(qiáng)到使?jié)L筒表面的液體形成泰勒錐時(shí)，滾筒的表面就可以紡出納米纖維。由于電場(chǎng)在滾筒中間部分的強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滾筒兩端，制備的納米纖維細(xì)度很不均勻。迪肯大學(xué)林童教授的國(guó)際專利W02010/043002和發(fā)明人為趙曉利的國(guó)內(nèi)專利201020650021.5，用彈簧和螺旋葉片代替了滾筒，在某種程度上解決了滾筒式旋轉(zhuǎn)電極電場(chǎng)強(qiáng)度分布不均的問題，改善了電場(chǎng)的分布的均勻性和穩(wěn)定性，提高了單位長(zhǎng)度紡絲電極的紡絲效率，提高了纖維直徑分布的質(zhì)量。但無論是彈簧狀螺旋還是螺旋葉片都是一個(gè)連續(xù)的旋轉(zhuǎn)的裝置，這種裝置固有的特征導(dǎo)致沒有合適的方法對(duì)體系進(jìn)行封閉，對(duì)于有機(jī)溶劑體系而言，紡絲過程中開放的料液體系會(huì)造成溶劑的過度揮發(fā)，從而難以保證料液粘度的一致性，影響紡絲工藝的穩(wěn)定性。
[0006]現(xiàn)有的無針方式靜電紡絲設(shè)備雖然克服了多針方式靜電紡絲所固有的裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜、針頭易堵塞、各針頭的流量均勻性不易控制、供料系統(tǒng)復(fù)雜等問題，但同時(shí)又帶來了供液體系難以密封的問題。無針方式靜電紡絲設(shè)備開放的供液體系導(dǎo)致紡絲的過程中料液中的溶劑快速過度揮發(fā)，促使料液體系的粘度隨時(shí)間的推移逐漸增大，嚴(yán)重的影響了靜電紡絲工藝的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的一致性，這也導(dǎo)致此類無針方式的靜電紡絲設(shè)備無法進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的連續(xù)紡絲，限制了此類設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可避免出現(xiàn)上述技術(shù)缺陷的環(huán)式靜電紡絲裝置。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案如下:
[0009]一種環(huán)式靜電紡絲裝置，包括高壓發(fā)生系統(tǒng)400以及分別與之相連接的微控系統(tǒng)100、纖維發(fā)生系統(tǒng)200和接收系統(tǒng)300，所述纖維發(fā)生系統(tǒng)200包括上面開口的液槽208、多個(gè)支撐軸、蓋板209和至少一個(gè)紡絲環(huán)201，多個(gè)支撐軸包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸205和多個(gè)從動(dòng)軸，每個(gè)紡絲環(huán)201嵌入與其對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪202和多個(gè)從動(dòng)輪的溝槽內(nèi)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪202套箍在一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸205上，每個(gè)從動(dòng)輪套箍在一個(gè)從動(dòng)軸上;從動(dòng)軸的兩端分別設(shè)置在液槽208的兩個(gè)側(cè)壁上;驅(qū)動(dòng)軸205的一端通過軸承設(shè)置在液槽208的側(cè)壁上，另一端穿過液槽208的對(duì)側(cè)側(cè)壁伸出液槽208并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連;蓋板209蓋在液槽208的上面開口上，蓋板209上開設(shè)有供紡絲環(huán)201穿過的紡絲孔210。
[0010]進(jìn)一步地，多個(gè)從動(dòng)軸包括第一從動(dòng)軸206和第二從動(dòng)軸207，每個(gè)紡絲環(huán)201嵌入與其對(duì)應(yīng)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪202、一個(gè)第一從動(dòng)輪203和一個(gè)第二從動(dòng)輪204的溝槽內(nèi)；驅(qū)動(dòng)輪202、第一從動(dòng)輪203和第二從動(dòng)輪204分別套箍在驅(qū)動(dòng)軸205、第一從動(dòng)軸206和第二從動(dòng)軸207上;第一從動(dòng)軸206和第二從動(dòng)軸207的兩端分別設(shè)置在液槽208的兩個(gè)側(cè)壁上。
[0011]進(jìn)一步地，所述纖維發(fā)生系統(tǒng)200還包括電極211和接線柱212，其中:接線柱212設(shè)置在液槽208的側(cè)壁上，與高壓發(fā)生系統(tǒng)400的正極相連；電極211設(shè)置在液槽208的底部，其與接線柱212相連。
[0012]進(jìn)一步地，所述紡絲環(huán)201是由粗細(xì)均勻的絲首尾相接構(gòu)成的圓環(huán)。
[0013]進(jìn)一步地，所述絲的直徑范圍為0.1-1Omm，所述紡絲環(huán)201的直徑范圍為ΙΟ-? OOOmm ο
[0014]進(jìn)一步地，所述紡絲環(huán)201的數(shù)目為1-100個(gè)，所有紡絲環(huán)201互相平行且同心，各個(gè)紡絲環(huán)201之間的間距可調(diào)，所述間距的范圍為10-200mm。
[0015]進(jìn)一步地，所述蓋板209由多塊板片拼接而成。
[0016]進(jìn)一步地，所述蓋板209由第一板片2091、第二板片2092和第三板片2093拼接而成。
[0017]進(jìn)一步地，所述環(huán)式靜電紡絲裝置還包括輔助輪213和穿過輔助輪213的輔助軸，輔助輪213相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪202設(shè)置在紡絲環(huán)201的另一側(cè)，輔助軸的兩端分別設(shè)置在液槽208的兩個(gè)側(cè)壁上。
[0018]進(jìn)一步地，所述紡絲裝置還包括支撐環(huán)215和輻射狀連接件214，支撐環(huán)215整體置于液槽208內(nèi)，嵌入與其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輪202和多個(gè)從動(dòng)輪的溝槽內(nèi)，紡絲環(huán)201通過輻射狀連接件214固定于支撐環(huán)215的外緣，以多個(gè)雙臂支撐桿216替代多個(gè)支撐軸，每個(gè)從動(dòng)輪分別通過一個(gè)雙臂支撐桿216固定在液槽208的內(nèi)側(cè)壁上。
[0019]本實(shí)用新型提供的環(huán)式靜電紡絲裝置，采用具有一定間距的平行多環(huán)的靜電紡絲方式，克服了目前無針方式靜電紡絲設(shè)備所固有的供料體系難以密封的缺點(diǎn)，這樣的設(shè)計(jì)不但可以輕易地解決供料體系的密封效果不夠好的問題，同時(shí)這種多環(huán)的設(shè)計(jì)也克服了滾筒式電極的紡絲效率低下和電場(chǎng)分布不均的問題;這種平行多環(huán)及其密封的供料體系設(shè)計(jì)保證了設(shè)備具有較高的紡絲效率的同時(shí)，避免了溶劑在紡絲過程中的過度揮發(fā)，確保了料液粘度在紡絲過程中的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，為設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的保障，可以很好地滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。
【附圖說明】

[0020]圖1為本實(shí)用新型的整體結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021 ]圖2為纖維發(fā)生系統(tǒng)的側(cè)視圖；
[0022]圖3為圖2的透視圖，有兩個(gè)從動(dòng)輪；
[0023]圖4為圖2的蓋上蓋板的頂視圖；
[0024]圖5為圖4的去掉蓋板后的不意圖；
[0025]圖6為蓋板的示意圖；
[0026]圖7為圖2的透視圖，有兩個(gè)電極和輔助輪，驅(qū)動(dòng)輪設(shè)置在紡絲環(huán)的內(nèi)側(cè)；
[0027]圖8為圖2的透視圖，有兩個(gè)電極和輔助輪，驅(qū)動(dòng)輪設(shè)置在紡絲環(huán)的外側(cè)；
[0028]圖9為圖2的透視圖，有兩個(gè)電極和輔助輪，兩個(gè)從動(dòng)輪設(shè)置在紡絲環(huán)的內(nèi)側(cè)，驅(qū)動(dòng)輪設(shè)置在紡絲環(huán)的外側(cè)；
[0029]圖10為圖2的透視圖，有兩個(gè)電極和輔助輪，驅(qū)動(dòng)輪和兩個(gè)從動(dòng)輪均設(shè)置在紡絲環(huán)的內(nèi)側(cè)；
[0030]圖11為圖2的透視圖，有四個(gè)從動(dòng)輪，其中兩個(gè)從動(dòng)輪設(shè)置在紡絲環(huán)的內(nèi)側(cè)，兩個(gè)設(shè)置在紡絲環(huán)的外側(cè)；
[0031]圖12為圖2的透視圖，有四個(gè)從動(dòng)輪，均設(shè)置在紡絲環(huán)的內(nèi)側(cè)；
[0032]圖13為設(shè)置有輻射狀連接件和支撐環(huán)的纖維發(fā)生系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖14為設(shè)置有輻射狀連接件和支撐環(huán)的纖維發(fā)生系統(tǒng)的頂視圖；
[0034]圖15為圖14的去掉蓋板后的不意圖；
[0035]圖16為圖13的蓋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0036]圖17為雙臂支撐桿的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0037]圖18為圖17的頂視圖；
[0038]圖中，100-微控系統(tǒng)，200-纖維發(fā)生系統(tǒng)，201-紡絲環(huán)，202-驅(qū)動(dòng)輪，203-第一從動(dòng)輪，204-第二從動(dòng)輪，205-驅(qū)動(dòng)軸，206-第一從動(dòng)軸，207-第二從動(dòng)軸，208-液槽，209-蓋板，2091-第一板片，2092-第二板片，2093-第三板片，210-紡絲孔，211-電極，212-接線柱，213-輔助輪，214-輻射狀連接件，215-支撐環(huán)，216-雙臂支撐桿，217-第三從動(dòng)輪，300-接收系統(tǒng)，400-高壓發(fā)生系統(tǒng)。
【具體實(shí)施方式】
[0039]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0040]如圖1所示，一種環(huán)式靜電紡絲裝置，包括高壓發(fā)生系統(tǒng)400以及分別與之相連接的微控系統(tǒng)100、纖維發(fā)生系統(tǒng)200和接收系統(tǒng)300。
[0041]如圖2-5所示，所述纖維發(fā)生系統(tǒng)200包括上面開口的液槽208、多個(gè)支撐軸、蓋板209、電極211、接線柱212和至少一個(gè)紡絲環(huán)201 (本實(shí)施例中的紡絲環(huán)201為2個(gè))，多個(gè)支撐軸包括驅(qū)動(dòng)軸205、第一從動(dòng)軸206、第二從動(dòng)軸207，每個(gè)紡絲環(huán)201嵌入與其對(duì)應(yīng)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪202、一個(gè)第一從動(dòng)輪203和一個(gè)第二從動(dòng)輪204的溝槽內(nèi)(驅(qū)動(dòng)輪202、第一從動(dòng)輪203和第二從動(dòng)輪204上開設(shè)有圓弧形溝槽，溝槽的深度為1.5mm)，驅(qū)動(dòng)輪202在紡絲環(huán)201的內(nèi)偵U，第一從動(dòng)輪203和第二從動(dòng)輪204在紡絲環(huán)201的外側(cè)，調(diào)整驅(qū)動(dòng)軸205的上下位置，使驅(qū)動(dòng)輪202恰好與紡絲環(huán)201接觸，第一從動(dòng)輪203和第二從動(dòng)輪204的高度相同，距離液槽208的底部60mm，驅(qū)動(dòng)輪202的高度低于第一從動(dòng)輪203和第二從動(dòng)輪204的高度;驅(qū)動(dòng)輪202、第一從動(dòng)輪203和第二從動(dòng)輪204分別套箍在驅(qū)動(dòng)軸205、第一從動(dòng)軸206和第二從動(dòng)軸207上，第一從動(dòng)軸206和第二從動(dòng)軸207的長(zhǎng)度均為200mm，驅(qū)動(dòng)軸205的長(zhǎng)度為250mm;第一從動(dòng)輪203和第二從動(dòng)輪204的兩端分別通過軸承固定在液槽208的兩個(gè)內(nèi)側(cè)壁上，且第一從動(dòng)輪203和第二從動(dòng)輪204互相平行，其間距為90mm;驅(qū)動(dòng)軸205的一端通過軸承設(shè)置在液槽208的內(nèi)側(cè)壁上，另一端穿過液槽208的對(duì)側(cè)側(cè)壁伸出液槽208并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連;蓋板209蓋在液槽208的上面開口上，蓋板209上開設(shè)有供紡絲環(huán)201穿過的紡絲孔210;接線柱212設(shè)置在液槽208的側(cè)壁上，接線柱212嵌入液槽208的側(cè)壁，一端伸出液槽208的外部，另一端插入液槽208的內(nèi)部，伸出液槽208的外部的一端與高壓發(fā)生系統(tǒng)400的正極相連，電極211設(shè)置在液槽208的底部，其與接線柱212插入液槽208的內(nèi)部的一端相連。
[0042]液槽208的尺寸為20cmX15cmX Ilcm。
[0043]所述紡絲環(huán)201是由粗細(xì)均勻的不銹鋼絲首尾相接構(gòu)成的圓環(huán)，所述不銹鋼絲的直徑范圍為0.1-1Omm，本實(shí)施例優(yōu)選為2.0mm;所述紡絲環(huán)201的直徑范圍為1-1OOOmm，本實(shí)施例優(yōu)選為100mm。
[0044]所述紡絲環(huán)201的數(shù)目為1-100個(gè)，本實(shí)施例優(yōu)選為2個(gè);所有紡絲環(huán)201互相平行且同心;各個(gè)紡絲環(huán)201之間的間距可調(diào)，間距范圍為10-200mm，本實(shí)施例優(yōu)選為I OOmm。
[0045]如圖6所示，所述蓋板209由第一板片2091、第二板片2092和第三板片2093拼接而成，第一板片2091、第二板片2092和第三板片2093接觸紡絲環(huán)201的位置開設(shè)有形成紡絲孔210的弧形凹槽，紡絲孔210由兩個(gè)弧形凹槽對(duì)接形成，紡絲孔210的內(nèi)壁與紡絲環(huán)201保持很小的間隙，保證紡絲環(huán)201在旋轉(zhuǎn)的過程中不與紡絲孔210接觸，同時(shí)又有效防止料液的揮發(fā)。在放置蓋板209時(shí)，先將第二板片2092固定在液槽208上，然后再分別將第一板片2091和第三板片2093拼接固定好，從而將液槽208的上部開口蓋合，實(shí)現(xiàn)了對(duì)液槽208的密封。蓋板209和液槽208共同形成一個(gè)封閉的空間；紡絲環(huán)201通過紡絲孔210穿過蓋板209，紡絲環(huán)201的一部分位于蓋板209和液槽208所形成的封閉空間的內(nèi)部，另一部分位于該封閉空間的外部。蓋板209由三塊板片拼接而成，方便安裝，弧形凹槽對(duì)接形成的紡絲孔210與紡絲環(huán)201之間的間隙很小，密封性好，有效防止料液的揮發(fā)。
[0046]在實(shí)際操作過程中，隨著驅(qū)動(dòng)軸205的旋轉(zhuǎn)，紡絲環(huán)201被驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，紡絲環(huán)201從液槽208底部蘸取料液后轉(zhuǎn)動(dòng)穿過紡絲孔210，紡絲環(huán)201將料液由液槽208內(nèi)部轉(zhuǎn)移出來并暴露在蓋板209外面，位于蓋板209外面部分的紡絲環(huán)201外緣表面的料液在高壓靜電場(chǎng)的作用下形成多個(gè)泰勒錐，泰勒錐繼續(xù)被電場(chǎng)拉伸產(chǎn)生鞭動(dòng)并分裂形成納米纖維，隨著溶劑的揮發(fā)所形成的納米纖維在接收系統(tǒng)300的表面累積成具有三維結(jié)構(gòu)的多孔膜。
[0047]紡絲環(huán)201為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，表面積小，可以避免粘在其表面的料液過多而造成浪費(fèi)；紡絲環(huán)201穿過紡絲孔210，與蓋板209之間的間隙很小，紡絲環(huán)201與紡絲孔210之間形成的間隙較小，有效避免了液槽208內(nèi)的料液的揮發(fā)。
[0048]液槽208內(nèi)還可以設(shè)置有清潔裝置(附圖中未示出)，例如料液刷，料液刷與紡絲環(huán)201相接觸，可以刷掉紡絲環(huán)201上的料液，從而起到清潔紡絲環(huán)201的作用。
[0049]如圖7所示，本實(shí)用新型的環(huán)式靜電紡絲裝置還包括輔助輪213和和穿過輔助輪213的輔助軸，輔助輪213設(shè)置在紡絲環(huán)201的外側(cè)，驅(qū)動(dòng)輪202設(shè)置在紡絲環(huán)201的內(nèi)側(cè)，輔助軸的兩端分別設(shè)置在液槽208的兩個(gè)側(cè)壁上，在液槽208的底部設(shè)置有兩個(gè)電極211，其分別與接線柱212插入液槽208的內(nèi)部的一端相連。也可以是輔助輪213設(shè)置在紡絲環(huán)201的內(nèi)偵U，驅(qū)動(dòng)輪202設(shè)置在紡絲環(huán)201的外側(cè)，如圖8所示。也可以是第一從動(dòng)輪203、第二從動(dòng)輪204、輔助輪213設(shè)置在紡絲環(huán)201的內(nèi)側(cè)，驅(qū)動(dòng)輪202設(shè)置在紡絲環(huán)201的外側(cè)，如圖9所示；或者輔助輪213設(shè)置在紡絲環(huán)201的外側(cè)，驅(qū)動(dòng)輪202設(shè)置在紡絲環(huán)201的內(nèi)側(cè)，如圖10所示。還可以具有四個(gè)從動(dòng)輪，兩個(gè)從動(dòng)輪設(shè)置在紡絲環(huán)201的內(nèi)側(cè)，兩個(gè)從動(dòng)輪設(shè)置在紡絲環(huán)201的外側(cè)，如圖11所示;也可以是驅(qū)動(dòng)輪202和四個(gè)從動(dòng)輪均設(shè)置在紡絲環(huán)201的內(nèi)側(cè)，如圖12所示。
[0050]另外，紡絲環(huán)201的橫截面的形狀可以為其他形狀，紡絲孔210的形狀與紡絲環(huán)201的橫截面的形狀相吻合，紡絲環(huán)201與紡絲孔210之間保持很小的間隙。
[0051 ] 另外，驅(qū)動(dòng)軸205也可以為兩個(gè)或兩個(gè)以上，每個(gè)紡絲環(huán)201對(duì)應(yīng)兩個(gè)或兩個(gè)以上的驅(qū)動(dòng)輪202，嵌入這些驅(qū)動(dòng)輪202的溝槽內(nèi)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪202都套箍在一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸205上，每個(gè)紡絲環(huán)201所對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輪202的個(gè)數(shù)與驅(qū)動(dòng)軸205的個(gè)數(shù)相同。
[0052]當(dāng)構(gòu)成紡絲環(huán)201的絲的直徑很小(<2mm)時(shí)，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中紡絲環(huán)201容易變形。為了解決此問題，采用如下方案:如圖13-15所示，當(dāng)構(gòu)成紡絲環(huán)201的絲的直徑范圍為0.1-2mm時(shí)，在液槽208內(nèi)設(shè)置一個(gè)支撐環(huán)215，支撐環(huán)215整體置于液槽208內(nèi)；驅(qū)動(dòng)輪202和第一從動(dòng)輪203、第二從動(dòng)輪204、第三從動(dòng)輪217都作用于支撐環(huán)215上，驅(qū)動(dòng)輪202和驅(qū)動(dòng)軸205置于支撐環(huán)215的內(nèi)側(cè)，支撐環(huán)215嵌入與其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輪202、第一從動(dòng)輪203、第二從動(dòng)輪204、第三從動(dòng)輪217的溝槽內(nèi)，第一從動(dòng)輪203、第二從動(dòng)輪204、第三從動(dòng)輪217分別通過一個(gè)雙臂支撐桿216(如圖17、圖18所示)固定在液槽208的內(nèi)側(cè)壁上，而非通過從動(dòng)軸固定，SP以多個(gè)雙臂支撐桿216替代多個(gè)從動(dòng)軸，且支撐環(huán)215不與料液接觸，紡絲環(huán)201通過輻射狀連接件214固定于支撐環(huán)215的外緣，紡絲環(huán)201與支撐環(huán)215同心；對(duì)應(yīng)的，蓋板209也要做相應(yīng)的調(diào)整，對(duì)應(yīng)每個(gè)紡絲環(huán)201的兩個(gè)紡絲孔210之間要開一道縫，供旋轉(zhuǎn)的連接件214順利通過，如圖16所示。
[0053]本實(shí)用新型提供的環(huán)式靜電紡絲裝置，采用具有一定間距的平行多環(huán)的靜電紡絲方式，克服了目前無針方式靜電紡絲設(shè)備所固有的供料體系難以密封的缺點(diǎn)，這樣的設(shè)計(jì)不但可以輕易地解決供料體系的密封效果不夠好的問題，同時(shí)這種多環(huán)的設(shè)計(jì)也克服了滾筒式電極的紡絲效率低下和電場(chǎng)分布不均的問題;這種平行多環(huán)及其密封的供料體系設(shè)計(jì)保證了設(shè)備具有較高的紡絲效率的同時(shí)，避免了溶劑在紡絲過程中的過度揮發(fā)，確保了料液粘度在紡絲過程中的長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定，為設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用提供了強(qiáng)有力的保障，可以很好地滿足實(shí)際應(yīng)用的需要。
[0054]以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種環(huán)式靜電紡絲裝置，其特征在于，包括高壓發(fā)生系統(tǒng)(400)以及分別與之相連接的微控系統(tǒng)(100)、纖維發(fā)生系統(tǒng)(200)和接收系統(tǒng)(300)，所述纖維發(fā)生系統(tǒng)(200)包括上面開口的液槽(208)、多個(gè)支撐軸、蓋板(209)和至少一個(gè)紡絲環(huán)(201)，多個(gè)支撐軸包括至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸(205)和多個(gè)從動(dòng)軸，每個(gè)紡絲環(huán)(201)嵌入與其對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(202)和多個(gè)從動(dòng)輪的溝槽內(nèi)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(202)套箍在一個(gè)驅(qū)動(dòng)軸(205)上，每個(gè)從動(dòng)輪套箍在一個(gè)從動(dòng)軸上;從動(dòng)軸的兩端分別設(shè)置在液槽(208)的兩個(gè)側(cè)壁上；驅(qū)動(dòng)軸(205)的一端通過軸承設(shè)置在液槽(208)的側(cè)壁上，另一端穿過液槽(208)的對(duì)側(cè)側(cè)壁伸出液槽(208)并與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連;蓋板(209)蓋在液槽(208)的上面開口上，蓋板(209)上開設(shè)有供紡絲環(huán)(201)穿過的紡絲孔(210)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)式靜電紡絲裝置，其特征在于，多個(gè)從動(dòng)軸包括第一從動(dòng)軸(206)和第二從動(dòng)軸(207)，每個(gè)紡絲環(huán)(201)嵌入與其對(duì)應(yīng)的一個(gè)驅(qū)動(dòng)輪(202),一個(gè)第一從動(dòng)輪(203)和一個(gè)第二從動(dòng)輪(204)的溝槽內(nèi)；驅(qū)動(dòng)輪(202)、第一從動(dòng)輪(203)和第二從動(dòng)輪(204)分別套箍在驅(qū)動(dòng)軸(205)、第一從動(dòng)軸(206)和第二從動(dòng)軸(207)上;第一從動(dòng)軸(206)和第二從動(dòng)軸(207)的兩端分別設(shè)置在液槽(208)的兩個(gè)側(cè)壁上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述纖維發(fā)生系統(tǒng)(200)還包括電極(211)和接線柱(212 )，其中:接線柱(212)設(shè)置在液槽(208)的側(cè)壁上，與高壓發(fā)生系統(tǒng)(400)的正極相連;電極(211)設(shè)置在液槽(208)的底部，其與接線柱(212)相連。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述紡絲環(huán)(201)是由粗細(xì)均勻的絲首尾相接構(gòu)成的圓環(huán)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的環(huán)式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述絲的直徑范圍為0.1-10mm，所述紡絲環(huán)(201)的直徑范圍為10-1000mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述紡絲環(huán)(201)的數(shù)目為1-100個(gè)，所有紡絲環(huán)(201)互相平行且同心，各個(gè)紡絲環(huán)(201)之間的間距可調(diào)，所述間距的范圍為10-200mm。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述蓋板(209)由多塊板片拼接而成。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的環(huán)式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述蓋板(209)由第一板片(2091)、第二板片(2092)和第三板片(2093)拼接而成。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述環(huán)式靜電紡絲裝置還包括輔助輪(213)和穿過輔助輪(213)的輔助軸，輔助輪(213)相對(duì)于驅(qū)動(dòng)輪(202)設(shè)置在紡絲環(huán)(201)的另一側(cè)，輔助軸的兩端分別設(shè)置在液槽(208)的兩個(gè)側(cè)壁上。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)式靜電紡絲裝置，其特征在于，所述紡絲裝置還包括支撐環(huán)(215)和輻射狀連接件(214)，支撐環(huán)(215)整體置于液槽(208)內(nèi)，嵌入與其對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)輪(202)和多個(gè)從動(dòng)輪的溝槽內(nèi)，紡絲環(huán)(201)通過輻射狀連接件(214)固定于支撐環(huán)(215)的外緣，以多個(gè)雙臂支撐桿(216)替代多個(gè)支撐軸，每個(gè)從動(dòng)輪分別通過一個(gè)雙臂支撐桿(216)固定在液槽(208)的內(nèi)側(cè)壁上。
【文檔編號(hào)】D01D5/00GK205711076SQ201620363307
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】劉向文, 段曉博, 邱凱麗
【申請(qǐng)人】劉向文