[发明专利]双侧收集电纺聚合物纤维管的接收装置

说明书

技术领域

本发明涉及收集电纺聚合物纤维管的设备，具体地说是一种通过接收金属棒的转动和平动从其两侧收集不同电纺聚合物纤维管的接收装置。

背景技术

在静电纺丝过程中，毛细管口处的聚合物溶液在几万伏高压的静电作用下被拉伸为直径在微米至纳米级的聚合物纤维，向零电势的接收装置喷射，在飞行过程中溶剂快速挥发，当接收装置为接地的金属棒时，纤维会在其旋转的表面沉积，取下后就可得到管状的聚合物材料。目前，可实现从接收金属棒一侧收集一种电纺聚合物纤维成管。现有的装置在主机箱体前端装有平行金属棒，可以同时发生转动和水平移动，从垂直金属棒的一侧接收一种电纺纤维形成管状材料。现有装置技术的缺陷为：由于纤维喷出点固定，且金属棒在水平方向进行匀速运动，得到的管呈两端薄、中间厚的形状；纤维喷出点位于轨道中间点正前方，因此相轨道两端喷射的纤维较少，而原有装置当金属棒运动到轨道两端时即刻返回，不能提供充分的时间收集纤维，造成管壁中间厚、两端薄的现象；原有装置金属棒的转速固定，不利于根据纺丝条件的变化进行调节；原有装置将金属棒固定在机箱前段，只从一侧接收纤维，其背面的材料会影响接收效率，浪费材料，而且限制了金属棒的接收范围，无法从多个方向接收纤维，不能得到不同种纤维均匀混合的管材料。

发明内容

本发明的目的在于提供一种从两侧收集不同种电纺聚合物纤维管的接收装置，可以克服现有技术的缺点。该装置可用于电纺丝加工技术中制备两种纤维组成的管状材料，可同时加工多根直径不同的管材。每根金属棒的可调速转动保证了管壁在径向的厚度均一；主机箱的中间快、两端慢的渐变非匀速水平运动方式和轨道两端的可控停顿保证管壁在径向的厚度均一。本发明特别适用于制备两种材料组成的管壁均匀、小口径的电纺纤维管。

本发明的主要部件包括：主机、主机箱、转盘-连杆系统、皮带、皮带传动装置、固定金属棒装置、行程开关、行程开关触点、时间控制器、金属棒、地线接线柱、接收框、滑轨和底座。

本发明详细描述如下：

本发明提供的从两侧收集不同种电纺聚合物纤维管的接收装置包括独立于主机箱体的接收框系统、金属棒转速的可控调节系统、驱动金属棒在水平方向做渐变非匀速运动的转盘-连杆系统和主机箱体在轨道两端的可控停顿系统四部分。

(一)独立于主机箱体的接收框系统

独立于主机箱体的接收框系统分为金属棒固定装置和绝缘外壳。

1、金属棒固定装置包括右侧的三爪卡盘和左侧的平行孔，三爪卡盘上可以灵活安装和拆卸多根不同直径的金属棒，当用扳手扳动小锥齿轮时，三个卡爪同时向中心靠近或退出，固定不同直径的金属棒；金属棒另一端深入对面平行的孔中，用于金属棒的安装与拆卸；多根接地金属棒呈栅状排列。

2、绝缘外壳由有机玻璃材料制成。由于带电纤维倾向于沉积在电场中电势最低的部分，在纺丝进行了一定时间后，金属棒表面由于已经沉积了一定的纤维，电势将不再为零，此时纤维容易喷射到绝缘外壳等电势较低的地方，因此需在接收框周围安装绝缘外壳。

(二)金属棒转速的可控调节系统

金属棒转速的可控调节系统分为皮带传动装置和调速电机。

1、皮带传动装置由带轮和皮带组成，带轮与三爪卡盘相连，带轮之间采用S型绕带，增加了皮带与带轮之间的摩擦力，皮带穿过主机箱上的一个狭缝，与主机箱内的调速电机相连，带动金属棒转动。

2、调速电机能够实现金属棒转速的可控调节，通过设定调速电机的转速，可以连续调节接收金属棒的转速：设定好调速电机的速度后，开启转动开关，调速电机转动，通过皮带将转动传送到带轮，带轮带动金属棒以相同的速度旋转。

(三)驱动金属棒在水平方向做渐变非匀速运动的转盘-连杆系统

平动电机和转盘-连杆装置可以实现主机箱在水平方向上做速度中间快、两端慢的渐变非匀速运动。转盘固定在电机机轴上，由电机带动旋转；连杆的一端固定在转盘的边缘，另一端固定在主机箱上。当电机带动转盘转动时，连杆一端做线速度均匀的圆周运动，连杆另一端带动主机箱做水平运动，其速度为圆盘圆周上线速度的正弦值，从而实现水平方向的渐变非匀速运动。

在主机箱体两侧有转速控制旋钮和转速显示面板。

(四)主机箱体在轨道两端的可控停顿系统

主机箱体在轨道两端的可控停顿系统分为底座-滑轨装置和时间控制器-行程开关装置。