專利名稱：用于收集電紡聚合物纖維管的接受裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及收集電紡聚合物纖維管的設(shè)備，特別是一種用于收集電紡聚合物纖維管的接受裝置。這種裝置要把極細的帶靜電的聚合物纖維收集到多根接地的金屬棒上，使纖維形成管狀。接受裝置的主機上可以固定十根直徑在一定范圍的金屬桿，通過皮帶傳動帶動金屬桿轉(zhuǎn)動，使金屬桿纏繞纖維。同時主機連同金屬桿在底座上水平滑動使形成的管長軸方向均勻。
背景技術(shù)：
在靜電紡絲中，帶數(shù)萬伏高壓靜電的聚合物溶液在毛細管口處向接地的導(dǎo)體噴射出直徑在微米以下的聚合物纖維，噴射過程中溶劑快速揮發(fā)。當纖維噴射在接地的金屬棒上，纖維會在表面沉積，取下后可形成細管狀。由于纖維的噴射從毛細管口，即極小的一點噴出，金屬棒必須同時徑向運動和軸向轉(zhuǎn)動才能形成均勻的聚合物管。僅一根接地金屬桿常常不能得到較好的紡絲效果，因為纖維在快速噴射時如果遇到的接地導(dǎo)體面積較小，噴射纖維均朝向接地的一點，容易發(fā)生纖維在空中纏結(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種用于收集電紡聚合物纖維管的接受裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點。該裝置可用于電紡絲加工技術(shù)中制備管狀材料，可同時加工多根直徑不同的管材，每根細桿的轉(zhuǎn)動和整個接收面板的往復(fù)運動，保證了管狀材料壁厚的均勻性。本發(fā)明特別適用于接收均勻、小口徑電紡纖維管。
本發(fā)明的主要部件包括主機、主機箱、底座、滑軌、行程開關(guān)、皮帶、橫梁、固定金屬細桿裝置、金屬桿、皮帶傳動裝置、行程開關(guān)觸點和地線接線柱。
本發(fā)明的上半部分為主機，主機箱通過滑軌安裝在底座上，底座與主機連接部分裝有行程開關(guān)，底座上有行程開關(guān)觸點，在行程的盡頭觸動行程開關(guān)。主機前面左側(cè)開一垂直狹縫，皮帶穿過狹縫，連接主機內(nèi)電機帶輪和金屬桿固定裝置的帶輪。金屬桿固定裝置裝在主機的前部，通過彈簧夾緊金屬桿兩端使其固定。底座下裝有地線接線柱，通過線路連接到金屬桿固定裝置。
所述的主機由十余根不同直徑的金屬桿、底座、底座滑軌、底座地線接線柱、擋板和金屬桿兩端的固定裝置組成。所述的主機前用一開有窗口的絕緣擋板，僅使接地的金屬桿露出。
所述的固定金屬細桿裝置是由圓錐型內(nèi)凹、帶輪和彈簧構(gòu)成，圓錐型內(nèi)凹頂緊金屬桿兩端，左端連有帶輪，右端有彈簧。通過圓錐型內(nèi)凹頂緊金屬桿兩端，并且圓錐型內(nèi)凹可以適應(yīng)固定不同直徑大小的金屬桿的要求。左端固定裝置連有帶輪，通過帶傳動由主機提供轉(zhuǎn)動動力，并帶動金屬桿轉(zhuǎn)動。右端裝有彈簧，拉開彈簧時使金屬桿松開可以取下，工作時用彈簧頂緊金屬桿。
所述的皮帶傳動裝置是由10個帶輪和細圓帶構(gòu)成；本發(fā)明詳細描述如下本發(fā)明提供的用于收集電紡聚合物纖維管的接受裝置包括主機(上)和底座(下)兩部分，主機上有可以靈活安裝和拆卸的多根不同直徑的金屬細桿，金屬桿的方向與噴絲方向垂直，在使用中主機可以傳動全部金屬桿同時勻速轉(zhuǎn)動；除金屬桿兩端的固定裝置外，主機箱其余部分全部由絕緣材料制成。下面的底座帶有滑軌，主機的電機驅(qū)動主機在底座的滑軌上做周期往復(fù)移動，因此使接收到的聚合物纖維形成均勻的管狀。底座上有一地線接線柱，可使主機上每根工作的金屬桿良好接地。整個機器朝向纖維噴射方向的面板前用開有一窗口的絕緣板擋住，僅露出接地的金屬細桿。
主機前裝有十余對內(nèi)含軸承、靈活轉(zhuǎn)動的金屬桿固定裝置。金屬左端固定裝置通過帶輪，由主機提供動力，右端從動固定端用彈簧頂住金屬桿，左右兩端一起夾緊金屬桿使其轉(zhuǎn)動。主機外殼為絕緣材料，主機帶動金屬桿可以在底座的滑軌上緩慢勻速水平移動。左右金屬桿固定裝置都通過機器內(nèi)部線路引到底座上的一接線柱上，接線柱接地可使每根金屬桿良好接地。機器工作時，在全部金屬桿形成的接收面前方，外加一個帶有窗口、露出金屬桿的絕緣擋板，防止纖維吸附到金屬桿以外的區(qū)域。四個底座腳可以通過螺紋旋轉(zhuǎn)調(diào)整整個機器平穩(wěn)放置。
所述的金屬桿平行排布且間隔相同的距離，形成柵狀。
所述的固定金屬細桿裝置安裝在突出于主機的一對平行架上，均通過內(nèi)部導(dǎo)線接到底座上的一接線柱上。
所述的主機機箱和底座整體均由絕緣材料制成。使主機滑動和金屬桿轉(zhuǎn)動的系統(tǒng)有各自的電源系統(tǒng)，可分別工作也可同時工作。
所述的主機可以通過內(nèi)部的電機牽引在底座的滑軌上做水平往復(fù)移動。
所述的底座四柱腳可以通過內(nèi)部螺紋旋轉(zhuǎn)升降，調(diào)整裝置的平衡。
本發(fā)明使用多根接地金屬棒形成柵狀，保證纖維的良好分散。帶電纖維在噴射中傾向于沉積在電場中電勢最低的部分，在形成聚合物管的過程中，金屬桿由于表面已形成一層聚合物纖維，電勢將不再為零，此時纖維容易噴射到其他電勢較低的地方。故金屬桿的接地采用內(nèi)部暗線，且整個機器外殼全部需要用絕緣材料制作，前面加以絕緣材料擋板擋住容易被噴上纖維的裝置的其它部位。
使多根金屬桿轉(zhuǎn)動的方法可以使用齒輪或帶傳動，齒輪傳動的缺點在于使機構(gòu)復(fù)雜，整個機器的重量增加，而且損壞后不易修復(fù)，特別是金屬齒輪容易使帶電的纖維飛入，難以清潔。對于要求不太精確的傳動比的接受過程而言，皮帶傳動更加簡便易行。多個帶輪采用S型繞法，以增加帶與帶輪之間的摩擦力。
金屬桿的固定采用兩端圓錐型凹槽用彈簧頂住，因為實際使用中經(jīng)常需要更換不同直徑的金屬桿，圓錐型可以適應(yīng)于不同直徑的金屬桿。對于金屬桿的徑向移動，采用以主機連帶金屬桿在底座滑軌上移動的方法。僅由金屬桿移動的方法會使固定裝置更加復(fù)雜，考慮到主機箱的重量不大，采用主機箱連同金屬桿移動的方法。移動機構(gòu)由皮帶帶動，使主機箱在底座的滑軌上平行移動。當移動到行程盡頭時，底座上的突起觸動主機中的微動開關(guān)使電機的轉(zhuǎn)向變向，主機將向反方向運動。整個過程的轉(zhuǎn)動和移動均只需低速、低載荷，所以選用減速電機驅(qū)動。
本發(fā)明具有以下特點1)電紡纖維通過絕緣材料擋板上的窗口，噴到接受裝置正面上的一排接地的平行金屬桿上，金屬桿可以方便的取下更換。
2)同時打開移動系統(tǒng)和轉(zhuǎn)動系統(tǒng)的電源時，可使金屬桿同時進行轉(zhuǎn)動和移動，使噴出的纖維收集在金屬桿上形成壁厚均勻的管狀材料。
3)機器整體使用絕緣材料制作，提高聚合物纖維的接收效率，同時防止聚合物纖維噴射到機身上，造成原料的浪費。


圖1是本發(fā)明機械結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是本發(fā)明外觀示意圖。
具體實施例方式
如圖1所示，1底座；2.滑軌；3.行程開關(guān)；4.皮帶；5.橫梁；6.金屬桿固定裝置；7.細金屬桿；8.轉(zhuǎn)動動力電機；9.皮帶傳動裝置；10.行程開關(guān)觸點；11.接地接線柱；12.平移動力電機；13.開關(guān)。
本發(fā)明的主要部件包括主機、主機箱、底座、滑軌、行程開關(guān)、皮帶、橫梁、固定金屬細桿裝置、金屬桿、皮帶傳動裝置、行程開關(guān)觸點和地線接線柱。
本發(fā)明的上半部分為主機，主機箱通過滑軌安裝在底座上，底座與主機連接部分裝有行程開關(guān)，底座上有行程開關(guān)觸點，在行程的盡頭觸動行程開關(guān)。主機前面左側(cè)開一垂直狹縫(1厘米寬，15厘米長)，皮帶穿過狹縫，連接主機內(nèi)電機帶輪和金屬桿固定裝置的帶輪。金屬桿固定裝置裝在主機的前部，通過彈簧夾緊金屬桿兩端使其固定。底座下裝有地線接線柱，通過線路連接到金屬桿固定裝置。
所述的主機由十余根不同直徑的金屬桿、底座、底座滑軌、底座地線接線柱和擋板面板組成；金屬桿兩端的固定。所述的主機前用一開有窗口的絕緣擋板，僅使金屬桿接受部分露出。
所述的固定金屬細桿裝置是由圓錐型內(nèi)凹、帶輪和彈簧構(gòu)成，圓錐型內(nèi)凹頂緊金屬桿兩端，左端連有帶輪，右端有彈簧。通過圓錐型內(nèi)凹頂緊金屬桿兩端，并且圓錐型內(nèi)凹可以適應(yīng)固定不同直徑大小的金屬桿的要求。左端固定裝置連有帶輪，通過帶傳動驅(qū)使金屬桿轉(zhuǎn)動。右端裝有彈簧，拉開彈簧時使金屬桿松開可以取下，工作時用彈簧頂緊金屬桿。
所述的皮帶傳動裝置是由10個帶輪和細圓帶構(gòu)成；本發(fā)明工作時主機通過平移動力電機12帶動在底座1的滑軌2上緩慢移動，橫梁5和滑軌2共同支持主機，使主機平衡。當走到行程的盡頭時，主機中的行程開關(guān)3會觸碰到行程開關(guān)觸點10，使電機的轉(zhuǎn)動反向，因此主機將沿著相反方向繼續(xù)平移。主機內(nèi)部的轉(zhuǎn)動動力電機8通過皮帶傳動裝置9使金屬桿固定裝置分別獨立轉(zhuǎn)動，同時帶動細金屬桿7轉(zhuǎn)動。地線接線柱11使得金屬桿固定裝置在主機運動中始終接地。
如圖2所示，啟動開關(guān)13后，主機內(nèi)部的轉(zhuǎn)動動力電機通過皮帶帶動金屬桿7的固定裝置6，固定裝置帶動金屬桿勻速轉(zhuǎn)動，同時主機在底座1的滑軌2上左右往復(fù)運動。
應(yīng)用實施例1粘均分子量為24萬的聚己內(nèi)酯切碎后用氯仿∶DMF＝80∶20的溶劑制成3％的粘稠溶液。加入到微量注射泵的兩支注射器中，單支注射器以1.2ml/h的速度把溶液從加有20千伏的金屬毛細管擠出，溶液在管口形成快速噴射的纖維細流。
將金屬桿7裝入上述的接受裝置，使金屬桿垂直噴射方向。接受裝置放置在距離毛細管口20cm處，開動接收裝置轉(zhuǎn)動和移動電源開關(guān)，金屬桿上的纖維層由薄到厚，逐漸形成管狀。20小時后，關(guān)閉紡絲裝置和接受裝置，將十根金屬桿取下，浸泡在水中超聲波處30分鐘，可取下聚合物纖維管。
聚合物纖維管的內(nèi)徑由金屬桿的直徑?jīng)Q定，從1mm到5mm不等。管的有效長度約14cm，壁厚0.6mm，聚合物纖維平均直徑500～600納米。
應(yīng)用實施例2-4操作步驟與實例1相同，其變量及結(jié)果如下表所示實例 2 3聚合物原料 PLGAPLLA溶液濃度 8％ 4％溶劑比例 氯仿∶DMF＝80∶20 氯仿∶DMF＝80∶20溶液流量 1.5ml/h 1.0ml/h靜電電壓 20k 20k接收距離 20cm20cm纖維管壁厚 0.21mm 0.23mm
權(quán)利要求
1.一種用于收集電紡聚合物纖維管的接受裝置，其特征在于它的主要部件包括主機、主機箱、底座、滑軌、行程開關(guān)、皮帶、橫梁、固定金屬細桿裝置、金屬桿、皮帶傳動裝置、行程開關(guān)觸點和地線接線柱；該接受裝置的上半部分為主機，主機箱通過滑軌安裝在底座上，底座與主機連接部分裝有行程開關(guān)，底座上有行程開關(guān)觸點，在行程的盡頭觸動行程開關(guān)；主機前面左側(cè)開一垂直狹縫，皮帶穿過狹縫，連接主機內(nèi)電機帶輪和金屬桿固定裝置的帶輪；金屬桿固定裝置裝在主機的前部，通過彈簧夾緊金屬桿兩端使其固定；底座下裝有地線接線柱，通過線路連接到金屬桿固定裝置。
2.按照權(quán)利要求1所述的接受裝置，其特征在于所述的主機由十根不同直徑的金屬桿、底座、底座滑軌、底座地線接線柱和擋板面板組成；金屬桿兩端的固定裝置，主機前用一開有窗口的絕緣擋板，屏蔽主機箱上除了金屬桿以外的其他部分。
3.按照權(quán)利要求1所述的接受裝置，其特征在于所述的固定金屬細桿裝置是由圓錐型內(nèi)凹、帶輪和彈簧構(gòu)成，圓錐型內(nèi)凹頂緊金屬桿兩端，左端連有帶輪，右端有彈簧；通過圓錐型內(nèi)凹頂緊金屬桿兩端，并且圓錐型內(nèi)凹可以適應(yīng)固定不同直徑大小的金屬桿的要求。
4.按照權(quán)利要求1所述的接受裝置，其特征在于所述的皮帶傳動裝置是由10個帶輪和細圓帶構(gòu)成。
5.按照權(quán)利要求1所述的接受裝置，其特征在于所述的金屬桿平行排布且間隔相同的距離，形成柵狀。
6.按照權(quán)利要求1所述的接受裝置，其特征在于所述的固定裝置安裝在突出于主機的一對平行架上，均通過內(nèi)部導(dǎo)線接到底座上的一接線柱上。
7.按照權(quán)利要求1所述的接受裝置，其特征在于所述的機箱和底座整體均由絕緣材料制成。
8.按照權(quán)利要求1所述的接受裝置，其特征在于所述的底座四柱腳通過內(nèi)部螺紋旋轉(zhuǎn)升降，調(diào)整裝置的平衡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于收集電紡聚合物纖維管的接受裝置，它的主要部件包括主機、主機箱、底座、滑軌、行程開關(guān)、皮帶、橫梁、固定金屬細桿裝置、金屬桿、皮帶傳動裝置、行程開關(guān)觸點和地線接線柱；上半部分為主機，主機箱通過滑柜安裝在底座上，底座與主機連接部分裝有行程開關(guān)；底座下裝有地線接線柱，通過線路連接到金屬桿固定裝置。本發(fā)明可用于電紡絲加工技術(shù)中制備管狀材料，可同時加工多根直徑不同的管材，每根細桿的轉(zhuǎn)動和整個接收面板的往復(fù)運動，保證了管狀材料壁厚的均勻性。特別適用于接收均勻、小口徑電紡纖維。
文檔編號B65H54/02GK1876901SQ20061001474
公開日2006年12月13日 申請日期2006年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月10日
發(fā)明者孔德領(lǐng), 何明宇, 王存仁, 俞耀庭, 王連永 申請人:南開大學