[發(fā)明專利]一種磨盤式熔體微分靜電紡絲裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810329335.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-13
• 公開（公告）號(hào): CN108374205A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊衛(wèi)民;曹如樓;李好義;丁玉梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號(hào): D01D5/00
• 分類號(hào): D01D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發(fā)明公開了一種磨盤式熔體微分靜電紡絲裝置，主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)支撐架、減速機(jī)、端蓋、機(jī)筒、固定螺栓、動(dòng)磨盤、噴嘴、驅(qū)動(dòng)軸、自鎖螺母、墊片、加熱裝置、溫度傳感器、軸承、料筒和氣流導(dǎo)管組成。本發(fā)明裝置采用磨盤式擠出機(jī)進(jìn)行給料，在精確控制流量的同時(shí)，縮短了熔體流程，有效地防止了由于流程過長而引起高聚物熔體分解。裝置結(jié)構(gòu)簡單，體積小，占用空間少，對(duì)加料方式無特殊要求，大小顆粒粒料、粉料均可，由于磨盤的存在尤其對(duì)大顆粒物料有優(yōu)越性。動(dòng)磨盤側(cè)面開有螺線漸變流道，從上到下逐漸變淺，對(duì)熔體提供額外的輸送力，同時(shí)使熔體在動(dòng)磨盤外徑周向均勻分布。動(dòng)磨盤與端蓋機(jī)筒之間的間隙可調(diào)，可滿足加工更多種類物料的工藝要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磨盤式熔體微分靜電紡絲裝置，屬于靜電紡絲領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著納米科技的不斷發(fā)展，納米纖維在生活中的應(yīng)用越來越廣泛，靜電紡絲被公認(rèn)為是制備納米纖維最簡單最有效的方法。靜電紡絲納米纖維由于其高孔隙率、低滲透阻力的特點(diǎn)在微納過濾、細(xì)胞培養(yǎng)、油水分離、制衣等方面有廣泛的應(yīng)用及發(fā)展前景。

目前靜電紡絲的給料方式有壓力式給料、螺桿擠出機(jī)給料等，但是每種給料方式都有一定的不足，壓力式給料難以控制給料速率，不利于產(chǎn)生連續(xù)均勻的纖維。螺桿給料雖然可以控制給料速率，但是熔體流道較長不利于熔體的穩(wěn)定性且設(shè)備占用空間較大。以上兩種靜電紡絲噴頭存在共同的不足，CN103924309A中熔體通過紡絲噴嘴套件上均勻分布的流孔進(jìn)入紡絲噴嘴與紡絲噴嘴套件之間的縫隙中，不利于熔體的均勻分布。CN103225116B中由于橫向進(jìn)風(fēng)管以及鍵的存在同樣不利于熔體的均勻分布，這種熔體的不均勻分布，直接導(dǎo)致纖維的不勻性。長塑化易導(dǎo)致高溫下聚合物一定程度的降解，縮短塑化流程長，減少熔體在流道中的停留時(shí)間，有必要提出短流程的塑化及輸送裝置及方法。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)以上問題，本發(fā)明提出一種磨盤式熔體微分靜電紡裝置，利用具有螺線漸變流道的磨盤擠出機(jī)進(jìn)行給料，精確控制給料速率的同時(shí)減小設(shè)備體積使物料塑化均勻并使熔融的物料均勻地分布在噴嘴周圍，保證高效率的同時(shí)解決了熔體分布不均勻的問題且縮短了熔體流程，為熔體靜電紡絲的進(jìn)一步研究奠定了基礎(chǔ)。

本發(fā)明提出一種磨盤式熔體微分靜電紡絲裝置，紡絲裝置主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、電機(jī)支撐架、減速機(jī)、端蓋、機(jī)筒、固定螺栓、動(dòng)磨盤、噴嘴、驅(qū)動(dòng)軸、自鎖螺母、墊片、加熱裝置、溫度傳感器、軸承、料筒和氣流導(dǎo)管組成，料筒與端蓋采用螺釘連接，端蓋與機(jī)筒通過螺栓連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與氣流導(dǎo)管固定在電機(jī)支撐架上，電機(jī)支撐架通過螺紋連接固定在機(jī)筒上，驅(qū)動(dòng)軸通過軸上軸肩定位，驅(qū)動(dòng)軸上裝有動(dòng)磨盤，動(dòng)磨盤通過花鍵與驅(qū)動(dòng)軸連接，由驅(qū)動(dòng)軸上的固定螺母定位，噴嘴與驅(qū)動(dòng)軸通過螺紋連接。

本發(fā)明一種磨盤式熔體微分靜電紡絲裝置，采用磨盤式擠出機(jī)進(jìn)行給料，驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過減速機(jī)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)軸上裝有動(dòng)磨盤，通過花鍵與驅(qū)動(dòng)軸連接，由驅(qū)動(dòng)軸上的固定螺母固定，并通過調(diào)節(jié)上下螺母的位置實(shí)現(xiàn)動(dòng)與端蓋機(jī)筒上下間隙的改變以適應(yīng)于不同黏度的物料，通過改變驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)對(duì)給料的精確控制。

本發(fā)明一種磨盤式熔體微分靜電紡絲裝置，熔融的熔體沿機(jī)筒內(nèi)徑均勻地分布在機(jī)筒與噴嘴的縫隙，在噴嘴外錐面上形成泰勒錐，可通過增大機(jī)筒內(nèi)徑增大熔體的均勻分布范圍從而提高產(chǎn)量。

本發(fā)明一種磨盤式熔體微分靜電紡絲裝置，動(dòng)磨盤表面上接近邊緣設(shè)計(jì)有凸棱并且凸棱相對(duì)于半徑方向有一定的夾角，上下表面與半徑的夾角相反，例如上表面與半徑的夾角為30°及下表面與半徑的夾角為-30°，使動(dòng)磨盤上下表面的物料隨著動(dòng)磨盤的旋轉(zhuǎn)均能夠向動(dòng)磨盤的內(nèi)外邊緣移動(dòng)，即動(dòng)磨盤上表面物料隨著動(dòng)磨盤的旋轉(zhuǎn)向動(dòng)磨盤的邊緣移動(dòng)，動(dòng)磨盤的下表面物料隨著動(dòng)磨盤的旋轉(zhuǎn)向動(dòng)磨盤內(nèi)側(cè)移動(dòng)，動(dòng)磨盤側(cè)面有螺線漸變流道，螺線漸變流道從上到下逐漸變淺，對(duì)物料提供額外的向下輸送力并使物料均勻的分布在動(dòng)磨盤周圍。端蓋的下端面及機(jī)筒的上端面上有凸棱，凸棱可以是扇形、菊花形或者臼目形。