一种静电纺丝设备
技术领域
本实用新型涉及静电纺丝技术领域。更具体地，涉及一种静电纺丝设备。
背景技术
电纺试验中，旋转接收装置一般包括辊筒式接收筒、笼状接收筒和棒状接收杆三种常用方式。根据所出样品和试验工艺得知，辊筒式接收筒的转速一般需要保持在500rpm以下，用于制造片状电纺膜。而笼状接收筒和棒状接收杆的转速通常需要保持在2000rpm以上，用于制造管状样品。辊筒式接收筒相比笼状接收筒和棒状接收杆，具有较大的转动惯量，需要驱动力矩较大的电机或电机加减速器来实现。在一台纺丝设备中当为了满足辊筒式接收筒的需要所配置的电机在增加减速器后，无法满足需要高转速的笼状接收筒和棒状接收杆所对应高转速需求。因此，现有技术中，需要通过设计相对复杂的电机结构或者复杂的电控设计以实现在同一台纺丝设备中实现不同接收筒结构的应用，成本高，可靠性差，并且电机以及电控部分与喷丝装置以及接收装置之间的安全性能也无法保证。
实用新型内容
鉴于上述问题，本实用新型的至少一个目的在于提供一种静电纺丝设备。该设备无需复杂的电机结构或者复杂的电控设计，即可实现在同一台纺丝设备中的转动惯量不同、转速要求不同的多种结构的接收筒的应用以及相互之间的快捷切换。
为达到上述目的，本实用新型采用下述技术方案：
根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种
一种静电纺丝设备，所述设备包括：
具有腔室的柜体；
位于腔室内的隔离板，所述隔离板将柜体腔室分割成位于柜体前侧的工作腔室和位于柜体后侧的驱动腔室；
所述驱动腔室内包括有第一伺服电机以及配置有减速器的第二伺服电机；
所述设备还包括配置在工作腔室内的喷丝装置以及接收装置；
所述接收装置包括有配置在工作腔室内的支架，以及设置在所述支架上的可绕自身轴线旋转的接收筒；
所述接收装置被配置为可与第一伺服电机对应，接收筒在第一伺服电机输出轴的带动下绕自身轴线旋转；或者
所述接收装置被配置为可与配置有减速器的第二伺服电机对应，接收筒在减速器输出轴的带动下绕自身轴线旋转。
此外，优选地方案是，所述接收装置被配置为与第一伺服电机对应时，所述接收筒为笼状接收筒或棒状接收杆；
所述接收装置被配置为与配置有减速器的第二伺服电机对应时，所述接收筒为辊筒状接收筒。
此外，优选地方案是，所述隔离板至少包括位于驱动腔室一侧的金属板和位于工作腔室一侧的塑料板。
此外，优选地方案是，所述喷丝装置通过轨道件倒挂在所述工作腔室内；
该喷丝装置包括有分别位于接收筒轴向方向两侧的喷丝头。
此外，优选地方案是，所述喷丝装置包括：
上端与所述轨道件连接固定的竖向支撑杆，该竖向支撑杆的远离轨道件的端部设置有至少一个第一喷丝头；所述第一喷丝头与轨道件之间的竖向支撑杆上连接有支撑辅杆；
所述支撑辅杆包括由竖向支撑杆横向延伸出的悬臂以及由悬臂的远离竖向支撑杆的一端向下弯折形成的弯折臂；
所述弯折臂上配置有至少一个第二喷丝头；
所述第一喷丝头以及第二喷丝头分别位于接收筒轴向方向的两侧。
此外，优选地方案是，所述悬臂为长度可调的套杆结构；通过所述悬臂，所述第一喷丝头以及第二喷丝头可相互靠近或者远离。
此外，优选地方案是，所述轨道件包括X方向滑轨以及Y方向滑轨；
所述X方向滑轨包括沿X方向设置的第一轨道部，以及可在第一轨道部上移动的第一滑动部；
所述Y方向滑轨包括沿Y方向设置的第二轨道部，以及可在第二轨道部上移动的第二滑动部；
所述第一轨道部结合固定在所述柜体的顶壁上，所述第二轨道部结合固定在所述第一滑动部上，喷丝装置结合固定在所述第二滑动部上。
此外，优选地方案是，所述竖向支撑杆上包括有沿竖向支撑杆延伸方向设置的条形通孔，该条形通孔内配置有可在条形通孔内滑动的用于连接固定所述第一喷丝头的调整螺栓。
此外，优选地方案是，所述弯折臂上包括有沿弯折臂延伸方向设置的条形通孔，该条形通孔内配置有可在条形通孔内滑动的用于连接固定所述第二喷丝头的调整螺栓。
此外，优选地方案是，所述第一喷丝头至少可相对于竖向支撑杆在与接收筒轴线垂直的竖直平面内转动；
所述第二喷丝头至少可相对于弯折臂在与接收筒轴线垂直的竖直平面内转动。
本实用新型的有益效果如下：
与现有技术相比较，本实用新型提供的静电纺丝设备无需复杂的电机结构或者复杂的电控设计，也无需对电机结构进行改造，可在同一台纺丝设备中实现并满足转速要求为500rpm以下辊筒式接收筒的用于制造片状电纺膜的应用需求，又可实现并满足转速要求在2000rpm以上笼状接收筒和棒状接收杆的用于制造管状样品的应用需求。
此外，本实用新型提供的静电纺丝设备利用隔离板将柜体腔室隔离成工作腔室和驱动腔室，隔离板可将接收装置产生的感应电荷导走，大大减小感应电压和电荷对电机的损坏，提高了设备安全性能。
另外，本实用新型提供的静电纺丝设备利用一套包括有X方向滑轨以及Y方向滑轨的轨道件配合喷丝装置的设计，即可实现双喷丝头从接收装置接收筒两侧喷丝，接收装置接收筒两侧喷丝头在工作时一致性好，避免了单侧多个喷丝头工作时出现的电场干扰，简化了多喷丝头的操作难度。本实用新型两侧喷丝共用一套倒挂扫描驱动机构相对于两侧两个置于底板需要两套驱动机构节省了材料成本和控制组件。且在节省了柜体腔室的内部空间的同时，也为静电纺丝工作区域提供了更多的操作空间。明显地，两侧喷丝头也可以电纺两种不同的浆料，并在一定空间内干燥成纤维，这是单侧单喷头或单侧多喷头不容易实现的。
附图说明
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1示出本实用新型所提供纺丝设备的立体结构示意图。
图2示出本实用新型所提供纺丝设备的结构主视图。
图3示出本实用新型所提供纺丝设备的结构侧视图。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
为解决现有技术的缺陷，本实用新型提供一种静电纺丝设备，结合图1至图3所示，具体地，所述静电纺丝设备包括：
具有腔室的柜体1；
位于腔室内的隔离板2，所述隔离板2将柜体1腔室分割成位于柜体前侧的工作腔室11和位于柜体后侧的驱动腔室12；
所述驱动腔室12内包括有第一伺服电机3以及配置有减速器5的第二伺服电机4；
所述设备还包括配置在工作腔室11内的喷丝装置以及接收装置；
所述接收装置包括有配置在工作腔室11内的支架6，以及设置在所述支架6上的可绕自身轴线旋转的接收筒7；
所述接收装置被配置为可与第一伺服电机3对应，接收筒7在第一伺服电机3输出轴的带动下绕自身轴线旋转；或者
所述接收装置被配置为可与配置有减速器5的第二伺服电机4对应，接收筒7在减速器5输出轴的带动下绕自身轴线旋转。
需要说明的是，图1至图3中所体现的纺丝设备结构为两种不同结构接收筒7(辊筒式接收筒71和笼状接收筒72)均摆放在柜体内的示意图，但本领域技术人员可以理解的是，在实际操作过程中，该设备只具备单一的工作模式，即利用辊筒式接收筒71制造片状电纺膜，或者笼状接收筒72(或棒状接收杆)制造管状样品。
相较于现有的纺丝设备，本实用新型提供的静电纺丝设备无需复杂的电机结构或者复杂的电控设计，也无需对电机结构进行改造，可在同一台纺丝设备中实现并满足转速要求为500rpm以下辊筒式接收筒的用于制造片状电纺膜的应用需求，又可实现并满足转速要求在2000rpm以上笼状接收筒和棒状接收杆的用于制造管状样品的应用需求。进一步地，在具体实施中，当所述接收装置被配置为与第一伺服电机3对应时(第一伺服电机3可采用台达伺服电机ECM-A3H-CX0602RSX，最高转速可达到3000rpm)，所述接收筒7为笼状接收筒72或棒状接收杆(图未示出)，以实现转速要求在2000rpm以上笼状接收筒和棒状接收杆的用于制造管状样品的应用需求。当所述接收装置被配置为与配置有减速器5的第二伺服电机4对应时(第二伺服电机可采用台达伺服电机ECM-A3H-CX0602RSX，减速器5采用台达PS-062-C05，通过二者的配合实现1：5减速后，减速器5输出端的最高转速可控制在600rpm)，所述接收筒7为辊筒状接收筒71，通过第二伺服电机4与减速器5的配合，以实现转速要求为500rpm以下辊筒式接收筒71的用于制造片状电纺膜的应用需求。
需要说明的是，为了实现伺服电机为接收装置接收筒提供动力，所述第一伺服电机3的输出轴以及减速器5的输出轴需均穿过所述隔离板2位于所述工作腔室11内，并且第一伺服电机3的输出轴以及减速器5的输出轴可分别直接与接收装置接收筒7连接固定，以实现通过伺服电机驱动接收筒旋转。或者在其它实施方式中，第一伺服电机的输出轴以及减速器的输出轴可分别通过配置联轴器与接收装置接收筒连接固定，此时只需保证联轴器的输出端穿过所述隔离板位于所述工作腔室内且与接收装置接收筒连接固定即可。此外针对接收装置，通常情况下接收装置的接收筒与支架为预先装配好的一体结构，根据实际需求采用不同的接收装置，所述接收装置中的支架与柜体之间通过可拆卸的连接方式连接固定，例如卡接，螺接，也可采用如本实用新型附图结构中所示的，支架与柜体之间通过燕尾槽式的滑轨连接固定，以实现不同转速要求的接收筒对应在不同的作为驱动源的伺服电机上的工作需求，本实用新型对此不做限制。
本实用新型提供的静电纺丝设备整体结构分为上中下三层，上层前部分为工作腔体，后面部分为驱动腔体；中层为辅助层，中层辅助层中上部分两个抽屉，抽屉内各自一个注射泵用于电纺浆料施加，中下部分左右两个高压电源；下层前部为储存区，储存更换的辊筒接收或笼式接收装置，后部为整台机器的电气组装板。
本实用新型提供的静电纺丝设备还包括温湿度传感器和可燃气体浓度监测器，温湿度传感器和可燃气体浓度监测器分别垂直安装于隔离板2上且探入工作腔室11内。
本实用新型提供的静电纺丝设备工作腔室部分采用上下提拉门形式，上下提拉门，相较于平开门在实验室中占地面积更小，操作更方便，而左右推拉门只可以开一个门，操作起来不方便。
由于电纺过程中因为电纺喷丝头带有高压静电，作为接收装置的接收筒极易产生感应电电压和感应电荷，感应电压和电荷易对伺服电机造成损坏，导致设备安全性能下降。本实用新型首先利用隔离板2的设计，将柜体1腔室隔离成工作腔室11和驱动腔室12，使得工作腔室11和驱动腔室12之间形成电气隔离。再者，针对隔离板2，在一个优选地的实施方式中，所述隔离板2至少包括位于驱动腔室12一侧的金属板21和位于工作腔室11一侧的塑料板22(例如，PP板)。利用位于驱动腔室12一侧的金属板21和纺丝设备柜体1之间的连接，可将接收装置产生的感应电荷导走，大大减小感应电压和电荷对电机的损坏，提高了设备安全性能。
在一个实施方式中，本实用新型提供的纺丝设备结构中，所述喷丝装置通过轨道件8倒挂在所述工作腔室11内；该喷丝装置包括有分别位于接收筒轴向方向两侧的喷丝头。结合图示结构，具体地，所述喷丝装置包括：
上端与所述轨道件8连接固定的竖向支撑杆9，该竖向支撑杆9的远离轨道件8的端部设置有至少一个第一喷丝头101；所述第一喷丝头101与轨道件8之间的竖向支撑杆9上连接有支撑辅杆91；
所述支撑辅杆91包括由竖向支撑杆横向延伸出的悬臂911以及由悬臂911的远离竖向支撑杆9的一端向下弯折形成的弯折臂912；
所述弯折臂912上配置有至少一个第二喷丝头102；
所述第一喷丝头101以及第二喷丝头102分别位于接收筒7轴向方向的两侧。
优选地，所述轨道件8包括X方向滑轨81以及Y方向滑轨82；
所述X方向滑轨81包括沿X方向设置的第一轨道部811，以及可在第一轨道部811上移动的第一滑动部812；
所述Y方向滑轨82包括沿Y方向设置的第二轨道部821，以及可在第二轨道部821上移动的第二滑动部822；
所述第一轨道部811结合固定在所述柜体1的顶壁上，所述第二轨道部821结合固定在所述第一滑动部812上，喷丝装置结合固定在所述第二滑动部822上，即竖向支撑杆9的靠近轨道件8的一端与第二滑动部822结合固定。本设计中高压电源线从高压电源引出，穿过驱动腔室，然后在从柜体顶部穿入竖向支撑杆9和支撑辅杆91，最后连接上第一喷丝头101和第二喷丝头102。将高压电源线封闭到支撑杆9和支撑辅杆91中，而不是简单挂在支撑杆9和支撑辅杆91的外部或简单搁置于工作腔室11的底板上的目的是尽可能的减少高压电缆外部电荷和电压对工作室电场分布的干扰。
本实用新型利用一套包括有X方向滑轨以及Y方向滑轨的轨道件配合喷丝装置的设计，即可实现双喷丝头从接收装置接收筒两侧喷丝，接收装置接收筒两侧喷丝头在工作时，相对于空间接近的单侧两喷头，避免了因电场干扰带来的滴液、激发电压高等问题，简化了多喷丝头的操作难度。如图所示两侧喷丝头共用一套倒挂的Y方向滑轨82，相对于两侧两个置于底板需要两套驱动机构，节省了材料成本和控制组件。且在节省了柜体腔室的内部空间的同时，也为静电纺丝工作区域提供了更多的操作空间。明显地，两侧喷丝头也可以电纺两种不同的浆料，并在一定空间内干燥成纤维，这是单侧单喷头或单侧多喷头不容易实现的。
在一个实施方式中，优选地，所述悬臂911为长度可调的套杆结构；通过所述悬臂，所述第一喷丝头101以及第二喷丝头102可相互靠近或者远离。以实现可调整第一喷丝头以及第二喷丝头分别相对于接收装置接收筒的距离。
此外，为了能够方便调整第一喷丝头以及第二喷丝头相对于接收装置接收筒的对应位置，进而需要能够实现第一喷丝头101在竖向支撑杆9上的位置和角度可调，以及第二喷丝头102在弯折臂912上所处的位置和角度可调，结合图示结构所示，在一优选实施方式中，本实施方式中所述竖向支撑杆9上包括有沿竖向支撑杆9延伸方向设置的条形通孔200，该条形通孔200内配置有可在条形通孔内滑动的用于连接固定所述第一喷丝头101的调整螺栓。进一步地，所述弯折臂上包括有沿弯折臂延伸方向设置的条形通孔(图未示出)，该条形通孔内配置有可在条形通孔内滑动的用于连接固定所述第二喷丝头的调整螺栓。
此外所述第一喷丝头至少可相对于竖向支撑杆在与接收筒轴线垂直的竖直平面内转动；所述第二喷丝头至少可相对于弯折臂在与接收筒轴线垂直的竖直平面内转动。
本实用新型提供的静电纺丝设备可针对转动惯量不同、转速要求不同的多种结构的接收筒工作实现方便快捷的切换，且还减小了电纺丝工作过程中所产生的感应电压和电荷对电机的损坏，提高了设备安全性能。
显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本实用新型的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
