CN110923834A - 一种纳米纤维成束获得机 - Google Patents

Abstract

一种纳米纤维成束获得机，其内的外室壳的内部开设有内室腔，内室腔的中部设置有上加热仓，上加热仓的中部设置有上加热体，上加热仓的顶部依次经封闭盖、检修仓后与带动轴相连接，外室壳的侧壁上开设有与内室腔相通的喷嘴部，外室壳的底面与下加热体相连接，丝源室、上加热仓、下加热体都位于收集装置的内部，收集装置的顶部、底部分别与顶部平板、固定平台相连接，顶部平板中的水平弹性件以及固定平台中的滑动杆、滑动槽配合都可以调整收集装置、喷嘴部的间距。本设计不仅生产效率较高、加热效果较好、稳定性较强，而且收集效率较高、可控性较强、产品形式多样。

Description

一种纳米纤维成束获得机

技术领域

本发明涉及一种纳米纤维的制造装置，尤其涉及一种纳米纤维成束获得机，具体适用于提高纺织纤维的生产效率。

背景技术

纳米纤维是指直径在几十到几百纳米的超细纤维，它具有非常大比表面积、超细孔隙度、良好的机械特性等其它纤维所不能拥有的独特优势。近年来，纳米纤维广泛用于纺织材料、组织工程支架、过滤介质、纳米传感器、复合材料等领域。

纳米纤维的制备吸引着国内外专家学者的关注。到目前为止，制备纳米纤维的方法有许多种，如拉伸法、微相分离、模板合成、自组装、静电纺丝等，其中静电纺丝法以操作简单、适用范围广、生产效率相对较高等优点而被广泛应用。但静电纺丝也存在以下固有缺陷：首先，制备过程中需要施加高压电场，成本高，安全问题需要额外关注；其次，生产效率低；再次，溶液需要一定比例的溶剂使溶液具有一定传导率，会导致污染。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，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。

发明内容

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纳米纤维成束获得机。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种纳米纤维成束获得机，包括丝源室与带动轴，所述丝源室的内部设置有被加热体，丝源室的外部与带动轴相连接；

所述丝源室包括外室壳、内室腔与喷嘴部，所述外室壳的内部开设有内室腔，内室腔的中部设置有上加热仓，上加热仓的中部设置有上加热体，上加热仓的顶部与封闭盖的底端相连接，封闭盖的顶端与外室壳的顶面相接触，外室壳的顶面经检修仓与带动轴的底端相连接，外室壳的侧壁上开设有与内室腔相通的喷嘴部，内室腔中夹于外室壳、上加热仓之间的部位内设置有被加热体，外室壳的底面与下加热体相连接；所述丝源室、上加热仓、下加热体都位于收集装置的内部，该收集装置的顶部与顶部平板相连接，顶部平板的中部开设有供检修仓穿经而过的检修孔，收集装置的底部与固定平台相连接，收集装置包括上斜板与下直板，上斜板的顶端与顶部平板相连接，上斜板的底端经下直板与固定平台相连接，上斜板、下直板之间的夹角为钝角，所述固定平台的中部设置有感温仓，该感温仓的外壁位于收集装置的内部，感温仓的内部设置有测温传感器，该测温传感器与信号发射器、电源位于同一个电路回路中，且信号发射器与主控室进行信号连接；

所述测温传感器包括金属外壳、输入电源线、输出电源线、固定梁、旋转梁、活动导电柱、固定导电槽、蜡块，且固定梁、旋转梁的制造材料均为绝缘材料；所述金属外壳的顶壁上开设有一个进温口，该进温口的内壁与嵌入其内部的蜡块相粘接，蜡块与位于其正下方的旋转梁的右部正对设置，旋转梁的中部与固定梁的顶部相铰连，固定梁的底部与金属外壳的底壁的内表面相连接，旋转梁的左部与活动导电柱的底部相连接，活动导电柱的顶部与同轴的固定导电槽的槽口正对设置，固定导电槽为上窄下宽的梯型单向开口结构，槽口宽于活动导电柱的直径，固定导电槽高于活动导电柱设置，固定导电槽的侧部经绝缘块与金属外壳顶壁、左壁的内表面相连接；所述输入电源线的一端与信号发射器电路连接，输入电源线的另一端依次穿过金属外壳的左壁、绝缘块后与固定导电槽的左侧壁相连接，所述输出电源线的一端与电源电路连接，输出电源线的另一端依次穿过金属外壳的底壁、旋转梁的左部后与活动导电柱的底部相连接。

所述旋转梁的左部经水平中间部后与竖直中间部的底部相连接，该竖直中间部的顶部与活动导电柱的底部相连接。所述水平中间部与竖直中间部底部之间的夹角是90度，所述水平中间部与旋转梁左部之间的夹角是钝角。

所述活动导电柱上近其顶部的部位设置有限位条。

所述上加热体的顶部与隔断块的底部相接触，隔断块的侧壁与上加热仓的内壁相接触，隔断块的顶部与封闭盖的底端相连接。

所述上加热体的侧部与上加热仓的内壁之间设置有多个缓冲弹簧。

所述封闭盖包括相互垂直连接的大直径部、小直径部，所述小直径部的底部位于上加热仓的内部，小直径部的顶部与大直径部的底面的中部垂直连接，大直径部的底面上位于大直径部、小直径部交接处四周的部位与外室壳的顶面相接触。

所述大直径部的顶面嵌入检修仓的内部，检修仓的顶面与带动轴的底端垂直连接。

所述喷嘴部包括由上至下依次排列的上喷头、中喷头与下喷头，所述上喷头、下喷头的横截面为直角梯形，所述中喷头的横截面为等腰梯形。

所述上喷头包括依次连接的上平弧面、上出丝口、下斜弧面与上入料口，上入料口的直径大于上出丝口的直径，上平弧面、下斜弧面之间的夹角为锐角；所述中喷头包括依次连接的中上斜弧面、中出丝口、中下斜弧面、中入料口，中入料口的直径大于中出丝口的直径，中上斜弧面、中下斜弧面之间的夹角为锐角；所述下喷头包括上斜弧面、下出丝口、下平弧面与下入料口，下入料口的直径大于下出丝口的直径，上斜弧面、下平弧面之间的夹角为锐角；所述下斜弧面位于上平弧面、中上斜弧面之间，上斜弧面位于中下斜弧面、下平弧面之间。

所述固定平台包括左平台、中平台与右平台，所述中平台的内部开设有中滑动槽，所述左平台的右端与左滑动杆的一端相连接，左滑动杆的另一端位于中滑动槽的内部，所述右平台的左端与右滑动杆的一端相连接，右滑动杆的另一端位于中滑动槽的内部，左滑动杆、右滑动杆均与中滑动槽进行滑动配合，且上斜板经水平弹性件与顶部平板相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种纳米纤维成束获得机中，丝源室中的外室壳的内部开设有内室腔，内室腔的中部设置有上加热仓，上加热仓的中部设置有上加热体，外室壳的侧壁上开设有与内室腔相通的喷嘴部，内室腔中夹于外室壳、上加热仓之间的部位内设置有被加热体，外室壳的底面与下加热体相连接，使用时，上加热体、下加热体对丝源室内的被加热体，如聚合物等进行加热，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，带动轴带动丝源室作高速回转运动，熔融液体在喷丝部处形成泰勒锥，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，并射在外部的收集装置上以方便收集。因此，本发明不仅不需要施加高压电场、不受传导率约束，而且生产效率较高。

2、本发明一种纳米纤维成束获得机中，上加热仓的中部设置有上加热体，上加热仓的顶部与封闭盖的底端相连接，封闭盖的顶端与外室壳的顶面相接触，外室壳的顶面经检修仓与带动轴的底端相连接，使用时，上加热体从内室腔的中部对被加热体进行加热，即从被加热体的内部进行加热，加热效果很好，利于形成质量较高的熔融液体，同时，封闭盖、检修仓的设计利于对上加热体进行维护，确保加热效果的正常进行，此外，当上加热体的侧部与上加热仓的内壁之间设置有多个缓冲弹簧时，该设计能确保工作中的上加热体不会因为转动而与周边结构发生碰撞，影响其加热作用的正常发挥。因此，本发明不仅加热效果较好，而且稳定性较强。

3、本发明一种纳米纤维成束获得机中，喷嘴部包括由上至下依次排列的上喷头、中喷头与下喷头，所述上喷头、下喷头的横截面为直角梯形，所述中喷头的横截面为等腰梯形，每个喷头的入口都宽于出口，该设计利于每个喷头的出丝，此外，喷头的各自形状，以及相邻喷头的布局、位置关系，不仅能避免相邻喷头之间的干扰，而且利于相互协作，形成样式更多的纳米纤维，提高生产效率。因此，本发明不仅生产效率较高，而且样式丰富多样。

4、本发明一种纳米纤维成束获得机中，固定平台的中部设置有感温仓，该感温仓的外壁位于收集装置的内部，感温仓的内部设置有测温传感器，该测温传感器与信号发射器、电源位于同一个电路回路中，使用时，测温传感器经感温仓对丝源室附近的温度进行监控，一旦温度过高，会损害纳米纤维的生成质量时，就会导通测温传感器、信号发射器、电源所在的电路回路，再由信号发射器发信号给主控室以停止运行。因此，本发明能自动温控，控制效率较高。

5、本发明一种纳米纤维成束获得机中，固定平台包括左平台、中平台与右平台，左平台、右平台均通过滑动杆、滑动槽与中平台进行滑动配合，同时，上斜板经水平弹性件与顶部平板相连接，使用时，可通过固定平台内部零件的滑动配合，以及水平弹性件的形变，调整收集装置、喷嘴部在水平方向的间距，以提高纳米纤维的收集效果，并得到更多形态的纳米纤维。因此，本发明不仅收集效率较高，而且产品样貌多样。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中丝源室的放大示意图。

图3是图1中封闭盖的放大示意图。

图4是图1中测温传感器的结构示意图。

图中：被加热体1、丝源室2、外室壳21、内室腔22、喷嘴部23、上喷头24、上平弧面241、上出丝口242、下斜弧面243、上入料口244、中喷头25、中上斜弧面251、中出丝口252、中下斜弧面253、中入料口254、下喷头26、上斜弧面261、下出丝口262、下平弧面263、下入料口264、带动轴3、封闭盖31、大直径部311、小直径部312、检修仓32、隔断块33、上加热体4、上加热仓41、缓冲弹簧42、下加热体5、测温传感器6、金属外壳61、进温口611、输入电源线62、输出电源线63、固定梁64、旋转梁65、水平中间部651、竖直中间部652、活动导电柱66、限位条661、固定导电槽67、绝缘块671、槽口672、蜡块68、收集装置7、上斜板71、下直板72、水平弹性件73、顶部平板8、检修孔81、固定平台9、感温仓91、左平台92、左滑动杆921、中平台93、中滑动槽931、右平台94、右滑动杆941。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图4，一种纳米纤维成束获得机，包括丝源室2与带动轴3，所述丝源室2的内部设置有被加热体1，丝源室2的外部与带动轴3相连接；

所述丝源室2包括外室壳21、内室腔22与喷嘴部23，所述外室壳21的内部开设有内室腔22，内室腔22的中部设置有上加热仓41，上加热仓41的中部设置有上加热体4，上加热仓41的顶部与封闭盖31的底端相连接，封闭盖31的顶端与外室壳21的顶面相接触，外室壳21的顶面经检修仓32与带动轴3的底端相连接，外室壳21的侧壁上开设有与内室腔22相通的喷嘴部23，内室腔22中夹于外室壳21、上加热仓41之间的部位内设置有被加热体1，外室壳21的底面与下加热体5相连接；所述丝源室2、上加热仓41、下加热体5都位于收集装置7的内部，该收集装置7的顶部与顶部平板8相连接，顶部平板8的中部开设有供检修仓32穿经而过的检修孔81，收集装置7的底部与固定平台9相连接，收集装置7包括上斜板71与下直板72，上斜板71的顶端与顶部平板8相连接，上斜板71的底端经下直板72与固定平台9相连接，上斜板71、下直板72之间的夹角为钝角，所述固定平台9的中部设置有感温仓91，该感温仓91的外壁位于收集装置7的内部，感温仓91的内部设置有测温传感器6，该测温传感器6与信号发射器、电源位于同一个电路回路中，且信号发射器与主控室进行信号连接；

所述测温传感器6包括金属外壳61、输入电源线62、输出电源线63、固定梁64、旋转梁65、活动导电柱66、固定导电槽67、蜡块68，且固定梁64、旋转梁65的制造材料均为绝缘材料；所述金属外壳61的顶壁上开设有一个进温口611，该进温口611的内壁与嵌入其内部的蜡块68相粘接，蜡块68与位于其正下方的旋转梁65的右部正对设置，旋转梁65的中部与固定梁64的顶部相铰连，固定梁64的底部与金属外壳61的底壁的内表面相连接，旋转梁65的左部与活动导电柱66的底部相连接，活动导电柱66的顶部与同轴的固定导电槽67的槽口672正对设置，固定导电槽67为上窄下宽的梯型单向开口结构，槽口672宽于活动导电柱66的直径，固定导电槽67高于活动导电柱66设置，固定导电槽67的侧部经绝缘块671与金属外壳61顶壁、左壁的内表面相连接；所述输入电源线62的一端与信号发射器电路连接，输入电源线62的另一端依次穿过金属外壳61的左壁、绝缘块671后与固定导电槽67的左侧壁相连接，所述输出电源线63的一端与电源电路连接，输出电源线63的另一端依次穿过金属外壳61的底壁、旋转梁65的左部后与活动导电柱66的底部相连接。

所述旋转梁65的左部经水平中间部651后与竖直中间部652的底部相连接，该竖直中间部652的顶部与活动导电柱66的底部相连接。所述水平中间部651与竖直中间部652底部之间的夹角是90度，所述水平中间部651与旋转梁65左部之间的夹角是钝角。

所述活动导电柱66上近其顶部的部位设置有限位条661。

所述上加热体4的顶部与隔断块33的底部相接触，隔断块33的侧壁与上加热仓41的内壁相接触，隔断块33的顶部与封闭盖31的底端相连接。

所述上加热体4的侧部与上加热仓41的内壁之间设置有多个缓冲弹簧42。

所述封闭盖31包括相互垂直连接的大直径部311、小直径部312，所述小直径部312的底部位于上加热仓41的内部，小直径部312的顶部与大直径部311的底面的中部垂直连接，大直径部311的底面上位于大直径部311、小直径部312交接处四周的部位与外室壳21的顶面相接触。

所述大直径部311的顶面嵌入检修仓32的内部，检修仓32的顶面与带动轴3的底端垂直连接。

所述喷嘴部23包括由上至下依次排列的上喷头24、中喷头25与下喷头26，所述上喷头24、下喷头26的横截面为直角梯形，所述中喷头25的横截面为等腰梯形。

所述上喷头24包括依次连接的上平弧面241、上出丝口242、下斜弧面243与上入料口244，上入料口244的直径大于上出丝口242的直径，上平弧面241、下斜弧面243之间的夹角为锐角；所述中喷头25包括依次连接的中上斜弧面251、中出丝口252、中下斜弧面253、中入料口254，中入料口254的直径大于中出丝口252的直径，中上斜弧面251、中下斜弧面253之间的夹角为锐角；所述下喷头26包括上斜弧面261、下出丝口262、下平弧面263与下入料口264，下入料口264的直径大于下出丝口262的直径，上斜弧面261、下平弧面263之间的夹角为锐角；所述下斜弧面243位于上平弧面241、中上斜弧面251之间，上斜弧面261位于中下斜弧面253、下平弧面263之间。

所述固定平台9包括左平台92、中平台93与右平台94，所述中平台93的内部开设有中滑动槽931，所述左平台92的右端与左滑动杆921的一端相连接，左滑动杆921的另一端位于中滑动槽931的内部，所述右平台94的左端与右滑动杆941的一端相连接，右滑动杆941的另一端位于中滑动槽931的内部，左滑动杆921、右滑动杆941均与中滑动槽931进行滑动配合，且上斜板71经水平弹性件73与顶部平板8相连接。

使用时，本设计通过上加热体4、下加热体5的加热使丝源室2中的被加热体1，如聚合物等成为熔融状态，并得到熔融液体，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，当带动轴3带动丝源室2作高速回转运动时，熔融液体在喷丝部23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，并射在四周的收集装置7上以方便收集。此外，在纳米纤维的生成过程中，测温传感器6经金属外壳61直接监测丝源室2附近的温度，一旦温度超过设定温度，升温的金属外壳61会经进温口611对蜡块68进行加热，使得蜡块68逐渐软化，脱离与进温口611的粘接，并在重力的作用下下坠，下坠的蜡块68落入旋转梁65上，旋转梁65的右端被蜡块68下压，旋转梁65的左端升起，并带动其上连接的活动导电柱66上行，直至活动导电柱66***固定导电槽67的槽口672内，且形成紧密接触（活动导电柱66、固定导电槽67为过盈配合）后，此时，输入电源线62、输出电源线63被联通，电路导通，从而导通测温传感器6、信号发射器、电源所在电路回路，再由信号发射器发信号给主控室以停止运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (10)

1.一种纳米纤维成束获得机，包括丝源室(2)与带动轴(3)，所述丝源室(2)的内部设置有被加热体(1)，丝源室(2)的外部与带动轴(3)相连接，其特征在于：

所述丝源室(2)包括外室壳(21)、内室腔(22)与喷嘴部(23)，所述外室壳(21)的内部开设有内室腔(22)，内室腔(22)的中部设置有上加热仓(41)，上加热仓(41)的中部设置有上加热体(4)，上加热仓(41)的顶部与封闭盖(31)的底端相连接，封闭盖(31)的顶端与外室壳(21)的顶面相接触，外室壳(21)的顶面经检修仓(32)与带动轴(3)的底端相连接，外室壳(21)的侧壁上开设有与内室腔(22)相通的喷嘴部(23)，内室腔(22)中夹于外室壳(21)、上加热仓(41)之间的部位内设置有被加热体(1)，外室壳(21)的底面与下加热体(5)相连接；所述丝源室(2)、上加热仓(41)、下加热体(5)都位于收集装置(7)的内部，该收集装置(7)的顶部与顶部平板(8)相连接，顶部平板(8)的中部开设有供检修仓(32)穿经而过的检修孔(81)，收集装置(7)的底部与固定平台(9)相连接，收集装置(7)包括上斜板(71)与下直板(72)，上斜板(71)的顶端与顶部平板(8)相连接，上斜板(71)的底端经下直板(72)与固定平台(9)相连接，上斜板(71)、下直板(72)之间的夹角为钝角，所述固定平台(9)的中部设置有感温仓(91)，该感温仓(91)的外壁位于收集装置(7)的内部，感温仓(91)的内部设置有测温传感器(6)，该测温传感器(6)与信号发射器、电源位于同一个电路回路中，且信号发射器与主控室进行信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维成束获得机，其特征在于：所述旋转梁(65)的左部经水平中间部(651)后与竖直中间部(652)的底部相连接，该竖直中间部(652)的顶部与活动导电柱(66)的底部相连接；所述水平中间部(651)与竖直中间部(652)底部之间的夹角是90度，所述水平中间部(651)与旋转梁(65)左部之间的夹角是钝角。

3.根据权利要求2所述的一种纳米纤维成束获得机，其特征在于：所述活动导电柱(66)上近其顶部的部位设置有限位条(661)。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种纳米纤维成束获得机，其特征在于：所述上加热体(4)的顶部与隔断块(33)的底部相接触，隔断块(33)的侧壁与上加热仓(41)的内壁相接触，隔断块(33)的顶部与封闭盖(31)的底端相连接。

5.根据权利要求1、2或3所述的一种纳米纤维成束获得机，其特征在于：所述上加热体(4)的侧部与上加热仓(41)的内壁之间设置有多个缓冲弹簧(42)。

6.根据权利要求1、2或3所述的一种纳米纤维成束获得机，其特征在于：所述封闭盖(31)包括相互垂直连接的大直径部(311)、小直径部(312)，所述小直径部(312)的底部位于上加热仓(41)的内部，小直径部(312)的顶部与大直径部(311)的底面的中部垂直连接，大直径部(311)的底面上位于大直径部(311)、小直径部(312)交接处四周的部位与外室壳(21)的顶面相接触。

7.根据权利要求6所述的一种纳米纤维成束获得机，其特征在于：所述大直径部(311)的顶面嵌入检修仓(32)的内部，检修仓(32)的顶面与带动轴(3)的底端垂直连接。

8.根据权利要求1、2或3所述的一种纳米纤维成束获得机，其特征在于：所述喷嘴部(23)包括由上至下依次排列的上喷头(24)、中喷头(25)与下喷头(26)，所述上喷头(24)、下喷头(26)的横截面为直角梯形，所述中喷头(25)的横截面为等腰梯形。

9.根据权利要求8所述的一种纳米纤维成束获得机，其特征在于：所述上喷头(24)包括依次连接的上平弧面(241)、上出丝口(242)、下斜弧面(243)与上入料口(244)，上入料口(244)的直径大于上出丝口(242)的直径，上平弧面(241)、下斜弧面(243)之间的夹角为锐角；所述中喷头(25)包括依次连接的中上斜弧面(251)、中出丝口(252)、中下斜弧面(253)、中入料口(254)，中入料口(254)的直径大于中出丝口(252)的直径，中上斜弧面(251)、中下斜弧面(253)之间的夹角为锐角；所述下喷头(26)包括上斜弧面(261)、下出丝口(262)、下平弧面(263)与下入料口(264)，下入料口(264)的直径大于下出丝口(262)的直径，上斜弧面(261)、下平弧面(263)之间的夹角为锐角；所述下斜弧面(243)位于上平弧面(241)、中上斜弧面(251)之间，上斜弧面(261)位于中下斜弧面(253)、下平弧面(263)之间。

10.根据权利要求1、2或3所述的一种纳米纤维成束获得机，其特征在于：所述固定平台(9)包括左平台(92)、中平台(93)与右平台(94)，所述中平台(93)的内部开设有中滑动槽(931)，所述左平台(92)的右端与左滑动杆(921)的一端相连接，左滑动杆(921)的另一端位于中滑动槽(931)的内部，所述右平台(94)的左端与右滑动杆(941)的一端相连接，右滑动杆(941)的另一端位于中滑动槽(931)的内部，左滑动杆(921)、右滑动杆(941)均与中滑动槽(931)进行滑动配合，且上斜板(71)经水平弹性件(73)与顶部平板(8)相连接。

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