[0005] 本发明的目的是克服现有技术中存在的生产效率较低的缺陷与问题,提供一种生产效率较高的离心静电纺丝相结合的纳米纤维制取系统。
[0006] 为实现以上目的,本发明的技术解决方案是:一种离心静电纺丝相结合的纳米纤维制取系统,包括盛料转子、旋转轴与收集装置,所述盛料转子与喷嘴相通,盛料转子的内部盛装有聚合物,盛料转子的底部与旋转轴相连接,盛料转子的四周设置有收集装置;
[0007] 所述纳米纤维制取系统还包括上固定滑盘、下固定滑盘、左滑动竖板与右滑动竖板,所述上固定滑盘、下固定滑盘上下相互平行,上固定滑盘、下固定滑盘的盘面上分别开设有上滑动环槽、下滑动环槽,上固定滑盘、下固定滑盘的中部分别开设有上中心孔、下中心孔,所述左滑动竖板、右滑动竖板左右相互平行,左滑动竖板的顶、底端分别沿上滑动环槽、下滑动环槽进行滑动配合,右滑动竖板的顶、底端分别沿上滑动环槽、下滑动环槽进行滑动配合,且左滑动竖板、右滑动竖板的中部均开设有通嘴孔;所述左滑动竖板的顶、底端分别与上滑动环槽、下滑动环槽的槽壁相接触,右滑动竖板的顶、底端分别与上滑动环槽、下滑动环槽的槽壁相接触,上固定滑盘或下固定滑盘的外侧壁经上导电线与外部电源的正极进行电路连接,外部电源的负极经下导电线与导电盘进行电路连接,导电盘的底面与基座的顶面相连接,导电盘的顶面上置有收集装置;
[0008] 所述盛料转子包括外壳层、外壳腔与盛料腔,所述外壳层贯穿于上中心孔、下中心孔内,所述外壳腔夹于外壳层、盛料腔之间,外壳腔、盛料腔的顶部与同一个上盖座进行密封配合,外壳腔的底部设置有底轴座,该底轴座与插入其内部的旋转轴的顶端相连接,旋转轴的底端依次穿经外壳层、导电盘、基座后下延伸至基座的正下方;所述盛料转子与旋转轴的交接处,以及盛料转子、上盖座都位于收集装置的内部;所述旋转轴为中空结构,旋转轴的轴内腔经底轴座内开设的座气道后与外壳腔相通;所述喷嘴的一端与盛料腔相通,喷嘴的另一端依次穿经外壳腔、通嘴孔后与外部空间相通,通嘴孔卡套在喷嘴的侧壁上,喷嘴的外侧壁与通嘴孔的内侧壁相接触。
[0009] 所述座气道包括左支气道与右支气道,左支气道、右支气道的内端均与轴内腔相通,左支气道、右支气道的外端均与外壳腔相通,且左支气道、右支气道位于旋转轴的两侧。
[0010] 所述旋转轴的外壁沿轴运动槽的内壁贯穿而过,轴运动槽的外壁与基座相连接;所述导电盘内近旋转轴的部位设置有绝缘环套,且旋转轴穿经绝缘环套的内部而过。
[0011] 所述外壳层的底部上位于旋转轴两侧的部位各与一个限位弹簧的顶端相连接,限位弹簧的底端与限位缓冲块相连接,限位缓冲块宽于限位弹簧设置,且限位缓冲块高于基座设置。
[0012] 所述喷嘴包括依次连接的对外口、嘴内腔与对内口,嘴内腔为外窄内宽的圆锥台结构,对外口的直径小于对内口的直径,喷嘴的外部空间依次经对外口、嘴内腔、对内口后与盛料腔相通。
[0013] 所述对内口经内扩口与盛料腔相通,内扩口的直径大于对内口的直径。
[0014] 所述收集装置包括多根结构一致的收集柱,所有的收集柱都以盛料转子为圆心呈同一个圆圈均匀设置,相邻的收集柱之间存在有柱间隙。
[0015] 所述收集柱为圆柱体、长方体、圆锥体、椭圆体、球体或纺锤体结构。
[0016] 所述上盖座的中部嵌入有加热座,该加热座的内部贯穿设置有活动管,活动管的顶端高于加热座的顶端,活动管的底端穿经加热座后下延至盛料腔的内部,且活动管沿加热座的内部上下滑动配合。
[0017] 所述活动管的侧壁上开设有出料口,该出料口与活动管内部开设的管内腔相通,且出料口的长度小于加热座的长度。
[0018] 与现有技术相比,本发明的有益效果为:
[0019] 1、本发明一种离心静电纺丝相结合的纳米纤维制取系统中,盛料转子内的盛料腔内设置有聚合物,旋转轴经底轴座、外壳腔带动盛料转子旋转,以将熔融之后的聚合物在喷嘴处形成泰勒锥,从而进行离心纺丝,在离心纺丝的同时,喷嘴的外侧壁依次经通嘴孔、滑动竖板、固定滑盘后与电源正极进行电路连接,电源负极经导电盘后与收集装置进行电路连接,使得在喷嘴、收集装置之间形成电磁场,从而进行静电纺丝,此时,离心纺丝、静电纺丝相结合,不仅能够大大的提高纳米纤维的生产效率,而且能够扩大应用范围。因此,本发明的生产效率较高,应用范围较广。
[0020] 2、本发明一种离心静电纺丝相结合的纳米纤维制取系统中,盛料转子包括外壳层、外壳腔与盛料腔,盛料腔内设置有聚合物,外壳腔的底部设置有底轴座,该底轴座与插入其内部的旋转轴的顶端相连接,旋转轴的轴内腔经座气道与外壳腔相通,使用时,轴内腔向外壳腔中通入热空气以对盛料腔内的聚合物进行加热,使其成为熔融状态,以得到熔融液体,熔融液体具有一定的表面张力且分子缠结处于一个合理范围,同时,旋转轴带动盛料转子作高速回转运动,聚合物的熔融液体在喷嘴处形成泰勒锥,当离心力大于黏弹力和表面张力时,熔融液体被拉伸以形成纳米纤维,并射在收集装置上以方便收集,此外,调节喷嘴和收集装置之间的距离可以得到不同形态的纳米纤维,还可对喷嘴几何特征参数、受力情况以及收集装置进行设计以确定纳米纤维被收集时的形态,以实现纳米纺纱。因此,本发明的加热效果较好,生产效率较高。
[0021] 3、本发明一种离心静电纺丝相结合的纳米纤维制取系统中,盛料腔的内部设置有聚合物,纳米纤维的源头为聚合物的熔融液体,而不仅仅是溶液,可见,本设计不仅可采用普通的溶液制备纳米纤维,还可采用陶瓷、金属材料或聚合物等熔体制作纳米纤维,大大扩大了适用范围。因此,本发明的适应范围较广,推广应用价值较高。
[0022] 4、本发明一种离心静电纺丝相结合的纳米纤维制取系统中,外壳腔包裹在盛料腔的外部,从四周对盛料腔进行加热,加热较为均匀,同时,轴内腔经左支气道、右支气道向外壳腔中通入热空气,左支气道、右支气道位于旋转轴的两侧,通入的热空气在外壳腔中以逐渐蔓延的方式进行流动,而不是对着外壳腔喷入,从而确保外壳腔内温度的均匀性,进而确保盛料腔被加热的均匀性,利于获得较高质量的纳米纤维。因此,本发明不仅加热效果较为均匀,而且产品质量较高。
[0023] 5、本发明一种离心静电纺丝相结合的纳米纤维制取系统中,旋转轴可沿轴运动槽作转动或上下滑动,从而实现转动式的上下运动,以调整纳米纤维喷射出的轨迹,从而获得更多形态的纳米纤维,以实现纳米纺纱,此外,外壳层的底部经限位弹簧与限位缓冲块相连接,限位缓冲块高于基座设置,该设计能对旋转轴的下行进行限位提醒,避免盛料转子与基座发生碰撞。因此,本发明不仅可控性较强,而且安全性较高。
[0024] 6、本发明一种离心静电纺丝相结合的纳米纤维制取系统中,收集装置包括多根结构一致的收集柱,所有的收集柱都以盛料转子为圆心呈同一个圆圈均匀设置,相邻的收集柱之间存在有柱间隙,使用时,每根收集柱都能收集纳米纤维,收集效率较高,而且每当收集满一根,就可以替换为一根新的收集柱,确保纳米纤维收集的顺利进行,此外,还可以通过调整收集柱的形状以及柱间隙的大小,以获得更多形态的纳米纤维,以满足多种生产需求。因此,本发明不仅收集效率较高,而且可调性较强。
[0025] 7、本发明一种离心静电纺丝相结合的纳米纤维制取系统中,上盖座的中部嵌入有加热座,加热座的内部贯穿设置有活动管,活动管沿加热座的内部上下滑动配合,活动管的侧壁上开设有出料口,使用时,既可以在活动管内设置加热装置,通过活动管的上下运动以从内部对盛料腔进行不同程度的加热,还可以在活动管内设置各种添加物,以在生产的过程中对盛料腔内的聚合物进行各种调整,以获得更多形态的纳米纤维。因此,本发明不仅加热效果较好,而且可调性较高,产品形态多样。