一种电纺溶液注射装置的制作方法

1.本实用新型涉及静电纺丝技术领域，尤其涉及一种电纺溶液注射装置。


背景技术：

2.通过静电纺丝技术制备纳米纤维材料是近十几年来世界材料科学技术领域的最重要的学术与技术活动之一。静电纺丝并以其制造装置简单、纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点，已成为有效制备纳米纤维材料的主要途径之一。静电纺丝技术已经制备了种类丰富的纳米纤维，包括有机、有机/无机复合和无机纳米纤维。静电纺丝就是高分子流体静电雾化的特殊形式，此时雾化分裂出的物质不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以运行相当长的距离，最终固化成纤维。
3.在静电纺丝过程中，主要是通过注射装置使得纺丝溶液规律有序地喷出从而控制纺丝质量及产量。纺丝溶液从注射装置中喷出后，通过给其加上高压，使其在电场力的作用下雾化成聚合物微小射流，最终固化成纤维，从而完成静电纺丝过程。
4.目前针对静电纺丝的特殊工作环境设计的注射泵并不常见，普通的注射泵或多或少都会有裸露在外的金属件或导电材料，在静电纺丝的特殊工作环境中容易引起高压放电或静电积累击穿等现象，从而影响电场的均匀性，并且有可能造成电器元件的烧毁，严重的甚至可能具有安全隐患。
5.其次，目前市面上的注射装置内为了追求低成本，结构紧凑等目标，使用了不少的电子电器元件，在普通工况中当然是百利无一害，但是在高压电场的情况下，电子元件内部会受高压电场影响变得极其不稳定，无法保证溶液注射工作的稳定规律，且容易被击穿损坏，影响纺丝效果。
6.此外，由于静电纺丝做实验时需要进行大量溶液配方的测试，目前市面上的注射装置更换注射器并不方便快捷，更换不同型号注射器时甚至需要用户自行调整限位，实用性及便捷性都较差。


技术实现要素：

7.为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提出一种能在高压环境下稳定运行的电纺溶液注射装置。
8.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.一种电纺溶液注射装置，包括底座、驱动电机、注射器支撑架、注射推板、直线往复机构和两个机械式限位开关；所述直线往复机构、所述驱动电机和两个所述机械式限位开关均设在所述底座上，所述注射器支撑架可拆卸连接在所述直线往复机构上，所述直线往复机构的驱动端与所述驱动电机的转轴连接；所述注射推板设在所述直线往复机构的上方并连接于所述直线往复机构的活动端，两个所述机械式限位开关前后设置在所述直线往复机构活动端的活动轨迹下方。
10.优选的，所述直线往复机构包括丝杠螺杆、丝杠螺母和丝杠固定座，所述丝杠固定
座设在所述底座上，所述丝杠螺杆的一端与所述丝杠固定座配合，所述丝杠螺杆的另一端连接于所述驱动电机的转轴，所述注射推板的底部设有与所述丝杠螺母连接的电机推板，所述丝杠螺母套设在所述丝杠螺杆上。
11.优选的，所述直线往复机构还包括丝杠轴承，所述丝杠轴承的内环套设在所述丝杠螺杆的一端，所述丝杠轴承的外环设在所述丝杠固定座的一侧。
12.优选的，所述直线往复机构还包括直线轴承导杆，所述底座上还设有电机安装座，所述驱动电机设在所述电机安装座内，所述直线轴承导杆设在所述丝杠固定座和所述电机安装座之间并平行于所述丝杠螺杆设置，所述注射推板与所述直线轴承导杆滑动配合。
13.优选的，所述底座的前后两侧设有侧板，所述侧板开设有长孔，所述注射推板通过所述长孔穿过所述侧板。
14.优选的，还包括散热风扇，所述散热风扇设在所述电机安装座内并位于所述驱动电机的上方。
15.优选的，还包括支撑棒，丝杠固定座所述注射器支撑架的底部设有卡勾，所述丝杠固定座的顶部开设有安装槽，所述卡勾与所述安装槽对应，所述支撑棒穿过所述丝杠固定座的一侧与所述卡勾相抵。
16.优选的，所述机械式限位开关为微动行程开关。
17.优选的，还包括磁铁，所述磁铁设在所述底座的底部。
18.优选的，所述注射器支撑架、注射推板、电机安装座、丝杠固定座以及底座的边角均设置为圆角。
19.本实用新型的有益效果为：1.注射器支撑架用于夹持注射器的筒身，注射推板用于推动注射器的推杆，通过驱动电机与直线往复机构的传动配合，带动注射推板往返运动，实现对注射推板与注射器支撑架相对活动的控制，从而达到稳定供液效果；
20.2.采用机械式限位开关对注射推板的限位，减少了电子元件的设置，避免了电子电器元件数量过多导致在高压环境下容易被干扰的问题；
21.3.注射器支撑架可拆卸，通过更换不同尺寸的注射器支撑架，即可无需改变驱动电机行程亦能适配各种型号的注射器，使用范围广；
22.4.本实用新型的外表面的边角部位均设置为圆角，各接触缝隙闭合，避免出现局部感应电荷积累，从而避免击穿放电的现象。
附图说明
23.附图对本实用新型做进一步说明，但附图中的内容不构成对本实用新型的任何限制。
24.图1是本实用新型其中一个实施例卸去侧板后的整体结构示意图；
25.图2是本实用新型其中一个实施例卸去侧板后的部分剖视图；
26.图3是本实用新型其中一个实施例的卸去长盖板后的俯视图。
27.其中：底座1、驱动电机4、注射器支撑架16、注射推板12、机械式限位开关15、丝杠螺杆18、丝杠螺母5、丝杠固定座2、丝杠轴承20、直线轴承导杆17、电机安装座9、散热风扇19、支撑棒14、卡勾11、磁铁13。
具体实施方式
28.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
29.本实施例的一种电纺溶液注射装置，如附图1
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3所示，包括底座1、驱动电机4、注射器支撑架16、注射推板12、直线往复机构和两个机械式限位开关15；直线往复机构、驱动电机4和两个机械式限位开关15均设在底座1上，注射器支撑架16可拆卸连接在直线往复机构上，直线往复机构的驱动端与驱动电机4的转轴连接；注射推板12设在直线往复机构的上方并连接于直线往复机构的活动端，两个机械式限位开关15分别前后设置在直线往复机构活动端的活动轨迹中的两个端点的下方。
30.注射器支撑架16的中部开设有注射器的筒身能穿过的通孔，将注射器的筒身穿过该通孔，即可实现对注射器的夹持。注射器支撑架16用于夹持注射器的筒身，注射推板12用于推动注射器的推杆，通过驱动电机4与直线往复机构的传动配合，带动注射推板12往返运动，实现对注射推板12与注射器支撑架16相对活动的控制，从而达到稳定供液效果。
31.机械式限位开关15采用微动行程开关。两个微动行程开关前后固定在底座1上并位于丝杠螺母5活动轨迹的下方，丝杆螺母的底部设有向下凸起的凸点，当丝杠螺母5活动至微动行程开关的上方时，丝杠螺母5底部的凸点会与微动行程开关的触点发生触碰，来检测注射推板12达到行程极限的位置，从而达到控制电机限位的功能。
32.优选的，直线往复机构包括丝杠螺杆18、丝杠螺母5和丝杠固定座2，丝杠固定座2设在底座1上，丝杠螺杆18的一端与丝杠固定座2配合，丝杠螺杆18的另一端连接于驱动电机4的转轴，注射推板12的底部设有与丝杠螺母5连接的电机推板，丝杠螺母5套设在丝杠螺杆18上。
33.采用滚珠丝杠机构与驱动电机4传动配合，实现注射推板12的往返活动，传动稳定；丝杠固定座2用于固定丝杠螺杆18的一端，丝杠螺杆18的另一端通过与驱动电机4的转轴连接来固定，保证传动的精度；丝杠螺母5与注射推板12连接，使得丝杠螺母5带动注射推板12直线往返活动。
34.驱动电机4可采用伺服电机、步进电机或在驱动电机4的转轴上设置减速器，驱动电机4的转轴连接减速器的输入端，减速器的输出端连接丝杠螺杆18，以起到对驱动电机4减速的效果，避免驱动电机4在启动瞬间转速过快导致丝杠支架的损坏。
35.优选的，直线往复机构还包括丝杠轴承20，丝杠轴承20的内环套设在丝杠螺杆18的一端，丝杠轴承20的外环设在丝杠固定座2的一侧。
36.丝杠轴承20用于对丝杠螺杆18的固定，减小丝杠螺杆18与丝杠固定座2之间的摩擦，采用深沟球轴承，摩擦系数较小，极限转速高，保证了在高压环境下丝杠螺杆18的正常运行，杜绝了振动、卡死等现象的发生。
37.优选的，直线往复机构还包括直线轴承导杆17，底座1上还设有电机安装座9，驱动电机4设在电机安装座9内，直线轴承导杆17设在丝杠固定座2和电机安装座9之间并平行于丝杠螺杆18设置，注射推板12与直线轴承导杆17滑动配合。
38.设置直线轴承导轨用于对丝杠螺母5以及注射推板12直线往返活动起到导向的作用；轴承导杆为两个，也可以是任意数量，两个直线轴承导杆17分别平行设置与丝杠螺杆18的左右两侧，使得注射推板12的活动更平稳；丝杠固定座2设在底座1的前端，电机安装座9设在底座1的尾端，使得注射推板12的行程更大。
39.直线往复机构可采用其他线性运动部件，如直线电机、齿轮齿条、电机加联轴器加丝杆螺母等。
40.优选的，底座1的前后两侧设有侧板（附图未示出），侧板开设有长孔，注射推板12通过长孔穿过侧板。
41.两侧板的上方盖设有长盖板10，使得丝杠螺杆18位于长盖板10、两侧板以及底板1围成的空间内，避免外部灰尘或异物落入丝杠螺杆18，保证了丝杠螺杆18和丝杠螺母5的正常运行；为了使注射推板12与丝杠螺母5连接，由此在侧板开设长孔，使得注射推板12可通过长孔伸入侧板内，从而可与丝杠螺母5连接，使得丝杠螺母5带动注射推板12往返运动，来推动注射器推杆运动，从而达到稳定供液效果。
42.还包括散热风扇19，散热风扇19设在电机安装座9内并位于驱动电机4的上方。散热风扇19用于对驱动电机4的散热，进一步的，电机安装座9的外壁也开设有多个散热孔，利于驱动电机4的散热，保证注射装置的正常运行。
43.还包括支撑棒14，丝杠固定座2注射器支撑架16的底部设有卡勾11，丝杠固定座2的顶部开设有安装槽，卡勾11与安装槽对应，支撑棒14穿过丝杠固定座2的一侧与卡勾11相抵。
44.可针对不同型号的注射器配备不同的注射器支撑架16，使得驱动电机4行程无需改变亦能适配各种型号的注射器。通过支撑棒14与卡勾11相抵，实现注射器支撑架16与丝杠固定座2的可拆卸连接，便于更换筒径不同的注射器支撑架16，操作简单且适用范围广。
45.注射器支撑架16与丝杠固定座2的可拆卸连接还可通过插销、螺钉等其他方式来实现。
46.优选的，磁铁13设在底座1的底部。采用磁铁13磁吸的方式来将注射装置固定在安装位置上，装卸方便。
47.优选的，注射器支撑架16、注射推板12、电机安装座9、丝杠固定座2以及底座1的边角均设置为圆角。并且各接触缝隙闭合，全方位避免出现局部感应电荷积累，从而避免击穿放电的现象；且注射器支撑架16、注射推板12、电机安装座9、丝杠固定座2、侧板以及底座1的外表面均采用绝缘材料，保证了在高压环境下注射装置的正常运行。
48.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。