一种向上喷丝的静电纺丝装置

本发明涉及一种静电纺丝装置，属于静电纺丝，尤其涉及一种向上喷丝的静电纺丝装置。

背景技术：

1、静电纺丝，即在高压静电下用聚合物溶液进行纺丝的过程。静电纺丝可以制备直径在几十到几百纳米的纤维，此类纤维产品直径分布均匀，具有较高的孔隙率和较大的比表面积，且成分多样化，在生物医学、环境工程以及纺织等领域具有很高的应用价值。

2、申请号为200610028790.x，申请日是2006年7月10日的中国专利公开了一种气氛可控的静电纺丝装置及其工业应用，所述静电纺丝装置，包括：高压静电发生装置，设有推进活塞的物料室，恒温箱，喷头，静电纺丝气室，接收装置，高压静电场电极和设置在恒温箱中的物料分配器，虽然该设计采用多个喷头的方式大大提高纺丝的效率，但仍具有以下缺陷：

3、该设计的喷丝方向为从上至下，在喷丝过程中，纤维会在重力的作用下使其移动速度增加，纤维移动速度太快则易发生纤维断裂。因此，现有技术中，喷丝过程易受重力影响。

4、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术中存在的喷丝过程易受重力影响的缺陷与问题，提供一种喷丝过程不受重力影响的向上喷丝的静电纺丝装置。

2、为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：

3、一种向上喷丝的静电纺丝装置，所述装置包括喂液装置、喷丝装置与收集装置；

4、所述喷丝装置包括喷丝支座、喷丝杆与喷丝头，所述喷丝支座包括底座、左支架与右支架，所述左支架与底座的左部垂直连接，所述左支架的顶部设置有左凹槽，所述左凹槽为朝左支架上方单向开口的凹槽；所述右支架与底座的右部垂直连接，所述右支架的顶部设置右凹槽，所述右凹槽为朝右支架上方单向开口的凹槽；所述喷丝杆的左部的外表面与左凹槽内壁连接，所述喷丝杆的右部的外表面与右凹槽内壁连接，所述喷丝杆中部设置有圆柱腔，所述圆柱腔的轴心与喷丝杆的轴心重合，所述喷丝杆的左部设置左入口，所述左入口为贯穿喷丝杆左部的通孔，所述喷丝杆的右部设置右入口，所述右入口为贯穿喷丝杆右部的通孔，所述左入口、圆柱腔与右入口依次连通；所述喷丝杆的顶部设置出液腔，所述出液腔与圆柱腔垂直连通，所述出液腔的顶部与喷丝头的底部连接，所述喷丝头中部设置有喷液腔，所述喷液腔的底部与出液腔连通，所述喷液腔的顶部与外界连通；所述底座的中部设置有通电接口，所述通电接口的一端与高压电源电连接，所述通电接口的另一端与左入口或右入口电连接；

5、所述喷丝装置位于喂液装置的右方，所述喂液装置包括针管推进器、针管与导液管，所述针管一端为针管口，所述针管口与导液管的一端连通，所述针管的另一端设置针管腔，所述针管腔的一端与针管口连通，所述针管腔的另一端插有针管推进器，所述针管推进器的四周与针管腔的内壁垂直连接，所述针管推进器的运动行程为在针管腔内左右移动；所述导液管的另一端与三通接头的一个接头连接，所述三通接头的另外两个接头分别连接有一个分流支管的一端，所述分流支管的另一端与左入口或右入口连接；

6、所述喷丝装置位于收集装置的下方，所述收集装置包括收集辊与收集电机，所述收集辊固定于喷液腔的上方，所述收集辊的轴线与喷液腔的轴线垂直，所述收集辊的外表面的运动行程为绕其轴线旋转，所述收集辊的一端与收集电机的一端连接。

7、所述左凹槽的数量为多个，所述右凹槽的数量与左凹槽的数量对应，所述右凹槽与左凹槽的位置对应；所述左凹槽底部设置有左通电片，所述右凹槽底部设置有右通电片；

8、所述喷丝杆的数量与左凹槽的数量对应，所述喷丝杆的左部与一个左通电片连接，所述喷丝杆的右部与一个右通电片连接；所述喷丝杆的顶部均匀分布多个出液腔，所述出液腔的内表面与喷丝头的外表面螺纹连接，所述喷丝杆的前侧、下侧与后侧覆盖有发热片。

9、所述底座的底部与支座滑动板的顶部固定连接，所述支座滑动板的底部与支撑板的顶部连接，所述支座滑动板的运动行程为在支撑板上前后移动；

10、所述支座滑动板的底部两侧分别设置有支座燕尾块，所述支撑板的顶部对应支座燕尾块的位置设置支撑燕尾槽，所述支座燕尾块插入支撑燕尾槽内；所述支座燕尾块上设置燕尾固定孔，所述燕尾固定孔内插有燕尾固定螺钉，所述燕尾固定螺钉的顶部与蝶形螺母连接。

11、所述收集辊的左侧设置有左连接轴，所述收集辊的右侧设置右连接轴；

12、所述右连接轴远离收集辊的一端与右轴承座插入连接，所述右轴承座远离右连接轴的一端与右固定竖板的中部连接；所述右固定竖板的顶部与右固定横板的一端垂直连接，所述右固定横板的顶部与右上固定槽的底部连接，所述右上固定槽为朝右上固定槽上方开口的凹槽，所述右上固定槽的前侧与后侧设置有右固定孔，所述右固定孔内插有右固定螺钉；所述右上固定槽与右固定导轨的底部连接，所述右固定导轨的底部为从两侧至中间逐渐升高的台阶状结构，所述台阶状结构与右上固定槽的内表面配合；所述右固定导轨的顶部与固定顶板的右侧底部连接；

13、所述左连接轴远离收集辊的一端与可拆卸轴的右侧键槽连接，所述可拆卸轴的中部与左轴承座插入连接，所述左轴承座远离可拆卸轴的一端与左固定竖板的中部连接，所述左固定竖板的顶部与左固定横板的一端垂直连接，所述左固定横板的顶部与固定顶板的中部连接，所述可拆卸轴的左端与联轴器的右端过盈连接，所述联轴器的左端与电机轴插入连接，所述电机轴远离联轴器的一端与收集电机的一端插入连接；

14、所述收集电机靠近电机轴的一端与电机竖板的中部连接，所述电机竖板的顶部与电机横板的一端垂直连接，所述电机横板的顶部与固定顶板的左侧底部连接。

15、所述固定顶板的顶部设置两个滑动块，一个滑动块位于固定顶板中间偏右的部位上，另一个滑动块位于固定顶板左端；所述滑动块结构相同，所述滑动块中部设置有滑动孔，所述滑动孔为贯穿滑动块左壁与滑动块右壁的通孔，所述滑动孔内插有燕尾滑轨，所述滑动孔的内表面与燕尾滑轨的外表面配合，所述燕尾滑轨横向固定于收集辊的上方；所述滑动块的顶部与位于其上方的同步带的底部连接，所述位于滑动块上方的同步带的顶部与同步带压板连接，所述同步带压板上与同步带连接之外的部位与滑动块的顶部连接；

16、所述同步带为圆环型，所述同步带的两端均套在滑轮的外表面上，所述其中一个滑轮的另一端与滑轮电机连接。

17、所述右固定竖板的下部设置右下固定槽，所述左固定竖板的下部对应右下固定槽的位置设置左下固定槽；

18、所述收集辊下方设置收集平板，所述收集平板包括平板部与两个竖板部，所述竖板部结构相同，所述竖板部的底部与平板部的左侧或右侧垂直连接，所述竖板部朝向左下固定槽或右下固定槽的一端上设置有凸块，所述凸块与左下固定槽或右下固定槽插入连接。

19、所述底座的底部与平台的中部连接，所述平台的底部的中部与支撑台连接，所述支撑台的底部中部与电动升降装置的顶部连接，所述支撑台的运动行程为在竖直方向上下移动；

20、所述电动升降装置包括升降电机、涡轮与升降杆，所述升降电机的一端与涡轮的一端连接，所述涡轮的运动行程为绕其轴心旋转，所述涡轮表面均匀分布有多个凸齿，所述凸齿与升降杆表面的升降槽配合，所述升降杆的运动行程为在竖直方向上下移动，所述升降杆的顶部与支撑台的底部连接。

21、所述平台的两侧的中部分别与一个升降滑块的顶部垂直连接，所述升降滑块结构相同，所述升降滑块远离升降杆的方向设置升降凹槽，所述升降凹槽内插有升降滑轨的升降凸部，所述升降滑轨垂直于平台两侧的中部；所述升降滑块上还设置有升降固定孔，所述升降固定孔内插有升降螺钉；

22、所述升降滑块靠近升降杆的一端与直角支撑架的直角竖部连接，所述直角支撑架还包括直角横部与直角三角片，所述直角竖部的顶部与直角横部的一端垂直连接，所述直角横部的顶部与平台底部的左侧或右侧连接，所述直角三角片的一端与直角竖部垂直连接，所述直角三角片的另一端与直角横部垂直连接。

23、所述喂液装置还包括丝杠与丝杠电机，所述丝杠电机的一端与丝杠的一端连接，所述丝杠上套有丝杠螺母，所述丝杠螺母远离丝杠电机的一端与针管推进器远离针管口的一端连接，所述丝杠螺母的运动行程为在丝杠上左右移动。

24、所述装置还包括有壳体，所述壳体套在喂液装置、喷丝装置与收集装置的外部，所述壳体包括顶板、侧板与底板，所述侧板包括依次垂直连接的左侧板、后侧板与右侧板，所述左侧板、后侧板与右侧板的顶部和顶板的底部垂直连接，所述左侧板、后侧板与右侧板的底部和底板的顶部垂直连接；

25、所述左侧板远离后侧板的一端与装置门的铰接端铰接，所述装置门远离铰接端的一端与右侧板的一端活动连接，所述装置门的运动行程为围绕铰接端做圆周运动，所述装置门远离铰接端的外部的中部设置有把手。

26、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

27、1、本发明一种向上喷丝的静电纺丝装置中，所述装置包括喂液装置、喷丝装置与收集装置，所述喷丝装置包括喷丝支座、喷丝杆与喷丝头，喷丝杆位于喷丝支座的顶部，喷丝头位于喷丝杆的顶部并与喷丝杆连通，所述喷丝支座还与高压电源电连接，所述喂液装置与喷丝杆连通，所述收集装置包括收集辊与收集电机，所述收集辊位于喷丝头的上方，收集辊与收集电机连接，应用时，静电纺丝液从喂液装置中流入喷丝杆，再流入喷丝头，然后静电纺丝液在电场力的作用下从喷丝头向上喷出，最终落到收集辊上；现有技术中，纤维向下喷射，则纤维受到重力影响加速下落，纤维移动过快则会导致纤维断裂；本发明中，一部分向上的电场力抵消了纤维向下的重力，另一部分向上的电场力使纤维向上移动；所以可避免纤维移动受重力影响而加速，从而避免纤维因移动速度太快而断裂的情况。因此，本发明喷丝过程不受重力影响，且可以避免纤维断裂。

28、2、本发明一种向上喷丝的静电纺丝装置中，所述喷丝杆的数量为两个，所述喷丝杆上均匀分布多个喷丝腔，所述喷丝支座的底部与支撑板连接，所述喷丝支座的运动行程为在支撑板上前后移动，应用时，多个喷丝头可以同时喷出多个纤维射流，相较于只能喷出一个纤维射流而言提升了纺丝效率；喷丝支座在支撑板上前后移动即可调整喷丝头与收集辊在前后方向的相对位置，避免了喷丝头与收集辊有位置偏差从而导致纺丝效果不好的情况。因此，本发明纺丝效率高。

29、3、本发明一种向上喷丝的静电纺丝装置中，所述收集辊的右侧通过可拆卸装置与固定顶板连接，所述收集辊的左侧通过可拆卸轴与电机活动连接，所述收集辊的左侧、收集电机都与固定顶板连接，所述固定顶板上设置有滑动块，滑动块内插有燕尾滑轨，滑动块顶部与同步带连接，应用时，同步带带动滑动块左右移动，滑动块带动固定顶板左右移动，从而带动收集辊左右移动，以适应宽度不同的纤维产品；拆下可拆卸装置后，向右拉动收集辊，即可拆下收集辊，便于取下收集辊表面的纤维。因此，本发明收集纤维方便。

30、4、本发明一种向上喷丝的静电纺丝装置中，所述底座的下方与平台连接，所述平台的下方与电动升降装置连接，所述平台的两侧还与升降滑块连接，所述升降滑块与升降滑轨连接，升降滑块上设置升降固定螺钉，应用时，电动升降装置带动平台上下移动，平台使底座上下移动从而改变喷丝头至收集辊之间的距离，通过改变该距离可以获得直径不同的纤维；平台上下移动时，带动升降滑块在升降滑轨上上下移动，拧紧升降固定螺钉即可固定升降滑块的位置，配合电动升降装置的自锁功能，使平台的位置固定，避免因平台自身上下移动从而导致纤维直径不稳定。因此，本发明纤维直径较好控制。

31、5、本发明一种向上喷丝的静电纺丝装置中，所述喂液装置还包括丝杠与丝杠电机，所述丝杠上套有丝杠螺母，所述丝杠螺母与针管推进器连接，应用时，丝杠电机使丝杠旋转，丝杠旋转使丝杠螺母左右移动，丝杠螺母带动针管推进器向右移动时，即可将静电纺丝液向针管口方向推进，即静电纺丝液流向喷丝装置；丝杠的传动精度较高，所以能很好地控制针管推动器前进的速度，即能很好地控制静电纺丝液的流出速度。因此，本发明喂液速度较好控制。

32、6、本发明一种向上喷丝的静电纺丝装置中，所述装置还包括壳体，所述壳体的左侧铰接有装置门，应用时，在开启装置后，可以关闭装置门，使装置内形成封闭空间，以防止外界因素干扰纺丝过程；若存在特殊的温度或湿度要求时，关闭装置门也能更好地实现特殊的温度或湿度要求。因此，本发明封闭性较好。