[發明專利]一種離心紡絲裝置

有效

• 申請號: 201610670087.2
• 申請日: 2016-08-15
• 公開（公告）號: CN106087082B
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 邢明杰;陳振;趙學玉;丁莉燕;趙娜
• 申請（專利權）人: 青島大學
• 主分類號: D01D5/18
• 分類號: D01D5/18;D01D4/02;D01D11/00
• 代理公司: 青島高曉專利事務所(普通合伙)37104
• 代理人: 付麗麗

技術領域：

本發明屬于纖維材料紡絲技術領域，具體涉及一種纖維材料離心紡絲裝置，特別涉及一種噴絲器方便安裝清洗，產品接收面積高的自動控制式紡絲裝置。

技術背景：

離心紡絲是利用高速旋轉的裝置產生的離心力和剪切力將聚合物熔體或溶液在噴絲孔處克服原料粘度和表面張力甩出而形成纖維的過程，其彌補了拉伸法、相分離法、靜電紡絲法等傳統纖維生產方法難以實現工業化大規模應用的弊端，可廣泛應用于防護服、生物醫學制品、膜材料、過濾介質、催化劑、電子產品、能源儲存和復合增強等材料的制備。在離心紡絲過程中，不同的噴絲原料對噴絲孔的直徑和形狀，旋轉速度以及轉軸與集絲器的距離有不同的要求，一般而言，噴絲器的轉速越高(達到纖維絲斷裂臨界值之前)，產生的纖維直徑越小；噴絲原料使用的溶劑揮發速率或熔體的射流冷卻速率決定噴絲器與集絲器之間的距離。中國實用新型專利CN201420210605.9公開了一種微納米纖維離心紡絲裝置，包括支架、馬達、馬達旋轉軸、圓柱儲液池、環形凝固池和供料部件，其中供料部件通過軸心空管及其底部的進液微孔將原料輸送到圓柱儲液池，在馬達的帶動下，圓柱儲液池繞軸心空管高速轉動在離心力的作用下將原料通過圓柱儲液池側壁下部的紡絲孔甩出，完成紡絲。該裝置存在以下不足：(1)噴絲器與驅動部件連接，噴絲器與驅動轉軸部件不可或不易分離，在清洗噴絲器或者在處理噴絲孔堵塞問題時操作困難；(2)由于不同噴絲原料對環形凝結池和馬達旋轉軸之間距離的要求不同，本實用新型中環形凝結池通過支架固定在圓柱儲液池外側，環形凝結池和馬達旋轉軸之間的距離固定，不能滿足不同噴絲原料的要求，且環形凝結池的容量固定，隨著纖維成品的增多需要及時更換，操作繁瑣，同時影響生產效率；(3)馬達轉速模塊與速度傳感器相連來控制馬達轉速，控制精度低，同時馬達的轉速與供液系統流量無關聯，無法實現不同轉速下的供液系統的流量控制，導致制備纖維的穩定性較差，同時無法連續供液實現批量化生產；(4)軸心空管的下端微孔容易堵塞，影響噴絲液的持續穩定供給，而且軸心空管的上端與供液系統的連接方式未明確說明，在高速旋轉狀態下管狀物的軸向連接至關重要。

發明內容：

本發明的目的在于克服現有技術中存在的缺點，尋求一種離心紡絲裝置，解決了現有離心紡絲裝置不易清洗、普適性低、容易堵塞等問題。

為了實現上述目的，本發明涉及的離心紡絲裝置其主體結構包括底座、支架、給液系統、出液口、流量控制模塊、進液口、軸承、噴絲器、噴絲孔、集絲器、驅動裝置、轉動軸、升降固定裝置、水平移動裝置、控制器和輸液管；支架底端固定在底座上，給液系統設置在支架頂端，設置在噴絲器上部的進液口與軸承外圈無縫連接，軸承內圈嵌套輸液管將給液系統底部設置的出液口與進液口連通，噴絲器底部側壁上設有若干排環形排布的噴絲孔，集絲器繞噴絲孔環形設置在噴絲器外側且其與噴絲器同軸，轉動軸一端連接驅動裝置，另一端與噴絲器底部活動連接，驅動裝置設置在底座上，水平移動裝置固定設置在底座上，帶動升降固定裝置沿噴絲器半徑方向移動，升降固定裝置一端固定集絲器，另一端與水平移動裝置連接，帶動集絲器沿噴絲器半徑方向移動，滿足不同噴絲原料對不同直徑集絲器的要求，出液口上固定設置流量控制模塊，控制器分別與流量控制模塊和驅動裝置電連接，實現對給液系統流量和驅動裝置轉速的控制，以及兩者的同步驅動。

本發明涉及的離心紡絲裝置運行時：根據噴絲原料特性確定噴絲器和集絲器之間的距離，選擇合適的規格集絲器并將其固定在升降固定裝置上，移動升降固定裝置調整集絲器的高度，然后沿噴絲器半徑方向調整水平移動裝置，進而將集絲器固定在合適位置，控制器根據需要調節流量控制模塊的流量和驅動裝置轉速，轉動軸在驅動裝置的帶動下帶動噴絲器轉動，原料通過輸液管進入噴絲器，隨著噴絲器的轉動在離心力的作用下被甩出形成纖維，集絲器收集纖維，完成紡絲。

進一步地，本發明涉及的水平移動裝置為沿噴絲器半徑方向上設置的液壓桿，液壓推桿固定端固定在底座上。

進一步地，本發明涉及的水平移動裝置包括沿噴絲器半徑方向上的軌道和沿所述軌道移動的滑輪，軌道固定在底座上。

進一步地，本發明涉及的升降固定裝置包括升降臺、第一升降桿、固定桿，第一升降桿底端與水平移動裝置連接(第一升降桿底端連接液壓推桿活動端或所述滑輪設置在第一升降桿底端)，第一升降桿頂端與升降臺連接，支撐升降臺，升降臺環繞驅動裝置設置，固定桿一端與集絲器活動連接，另一端固定在升降臺上。