CN104264240B - 一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，包括实验操作台、喷射机构及接收机构，还包括喷射角度调节机构，所述的喷射机构由水平位置调节单元及喷射筒构成；所述的喷射角度调节机构由安装架、调节托架、调节立架及角度调节手轮构成，调节托架的前端安装在安装架上，调节托架的底板上安装有喷射机构，在调节托架的两侧对称安装有调节立架，在调节托架的两侧板上安装有与调节立架上弧形调节孔相啮合的齿轮，该齿轮通过其外侧上安装的角度调节手轮实现在弧形调节孔内的移动；所述的接收机构由接收辊及接收板构成。本发明具有喷射位置及角度可调、能够适用于不同物理性能的喷射材料、实验成本低、利于实验室的科学布局、接收形式多样的优点。

Description

一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机

技术领域

本发明属于包装材料实验设备领域，特别是一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机。

背景技术

随着包装材料研究的快速发展，一维纳米材料依靠其表面积大以及性能优良等特点，成为当前材料领域的研究热点。而作为制作一维纳米材料的装置——静电纺丝机，更是成为实验研究的热门对象。

静电纺丝机通常由直流高压电源、铁架台、收集纳米丝的接收辊以及装有溶液的针管构成。其主要的工作原理是，将所要制作的材料与高分子载体配成一定比例的溶液，由于高分子自身的特性，高分子溶液通常比较粘稠，粘滞系数比较大，因此溶液不容易流动。将配好的溶液装入针筒内，针筒倾斜或竖直放置，在针筒内活塞的推动下，粘稠的溶液形成半球形液滴，由于其具有一定的浓度，所以液滴不会滴下。在液滴和接收辊之间加上高压电场，在静电力的作用下喷出纳米细丝，干燥的空气使溶液挥发，所得到的纳米细丝被接收辊搜集成为纳米材料。

现有的静电纺丝机结构、功能较为单一，还存在如下不足之处：1.针筒的安装位置及角度不可随意调节，造成针筒内溶液的喷射位置及角度不可调，使得其不能满足不同粘度溶液的喷射需要，适用范围较小，为了满足实验需要，实验室内需准备各种不同规格的静电纺丝机，不仅增加了实验成本而且还不利于实验室的科学布局；2.用于接收针筒内喷射出的纳米细丝的接收部分制有接收辊一种形式，接收形式较为单一。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种设计科学合理、喷射位置及角度可调、能够适用于不同物理性能的喷射材料、实验成本低、利于实验室的科学布局、接收形式多样的多功能集成式实验室专用静电纺丝机。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，包括实验操作台、安装于实验操作台上的喷射机构及接收机构，其特征在于：在实验操作台上还安装有喷射角度调节机构，所述的喷射机构由水平位置调节单元及喷射筒构成；所述的喷射角度调节机构由安装架、调节托架、调节立架及角度调节手轮构成，调节托架的前端转动安装在安装架上，调节托架的底板上安装有喷射机构，在调节托架的两侧实验操作台上对称安装有调节立架，在调节托架的两侧板上对称安装有与调节立架上弧形调节孔相啮合的齿轮，该齿轮通过其外侧上安装的角度调节手轮实现在弧形调节孔内的移动；所述的接收机构由接收辊及接收板构成，所述的接收辊通过电机转动安装在安装调节托架的安装架上，所述的接收板翻转安装于接收辊的前端。

而且，所述的水平位置调节单元由前后移动轨道、底部安装板、前后调节手轮、左右移动轨道、上部安装板、喷射筒安装架、活塞助推板、助推板轨道、电机及行程开关构成，在所述调节托架的底板上安装有前后移动轨道，在前后移动轨道上滑动安装有底部安装板，在底部安装板上固装有调节座，在所述调节托架底板上前后移动轨道的后端固装有螺杆支架，在调节座与螺杆支架内穿装有螺杆，在螺杆支架的后部螺杆上固装有前后调节手轮，所述的底部安装板通过前后调节手轮调节螺杆在调节座内的缩进量实现在前后移动轨道上的前后移动，底部安装板的上方安装有左右移动轨道，在左右移动轨道的两端部底部安装板上安装有行程开关，在左右移动轨道的上方移动安装有上部安装板，上部安装板通过电机齿轮传动带动上部安装板在其底部的螺杆上移动，在上部安装板的中部安装有安装喷射筒的喷射筒安装架，在喷射筒安装架的两侧上部安装板上安装有助推板轨道，在喷射筒的后部助推板轨道上设置有由电机驱动的活塞助推板。

而且，所述的接收板由前支撑架、后支撑架、接收板安装架、安装板、接收板体、轨道、电机及行程开关构成，在所述喷射角度调节机构安装架的后端安装有后支撑架，在所述喷射角度调节机构安装架的前端安装有接收板安装架，在接收板安装架的前端安装有前支撑架，在接收板安装架上转动安装有安装板，在安装板的上表面上安装有由电机齿轮传动的能够在轨道上前后移动的接收板体，接收板体通过安装板搭装在前支撑架上或后支撑架上，所述的行程开关安装于轨道端部的安装板上。

而且，所述的喷射筒为2个。

而且，在所述的两个喷射筒的前端部安装有混合头，该混合头由混合腔、喷射筒安装口及喷射针安装口构成，在混合腔的后端面两侧对称设置有安装喷射筒的喷射筒安装口，在混合腔的前端面中间位置设置有安装喷射针的喷射针安装口。

而且，在所述调节托架的两侧板上安装有水平刻度尺。

而且，在所述调节立架的弧形调节孔上设置有角度刻度尺。

而且，在所述调节立架弧形调节孔的外圈开有一与弧形调节孔相对应的锁紧孔，锁紧孔内穿装有螺栓，螺栓的一端与调节托架的侧板连接，螺栓的另一端与紧固把手固装。

而且，在所述的两调节立架之间安装有连接梁。

本发明的优点和积极效果是：

1、本多功能集成式实验室专用静电纺丝机，通过水平位置调节单元的设置，实现了喷射机构在水平方向上前后左右的调整；通过喷射角度调节机构的设置，实现在喷射机构在竖直方向上角度的调节；通过多种接收方式接收机构的设置，满足不同的实验需求。实验时，可根据溶液的粘度等特性，选择各种位置及方式的喷射、接收状态，实现了在一台机器上就能完成多种溶液的静电纺丝实验，降低了实验成本，利于实验室的科学布局，为一维纳米材料的工业化生产做出了突出的贡献。

2、本多功能集成式实验室专用静电纺丝机，通过在两个喷射筒的前端部安装混合头，该混合头能够将两个喷射筒内的溶液混合后进行喷射，丰富了实验。

3、本多功能集成式实验室专用静电纺丝机，通过在调节托架的两侧板上以及调节立架的弧形调节孔上分别设置水平刻度尺及角度刻度尺，使获取的数据更加精确。

4、本多功能集成式实验室专用静电纺丝机，通过在调节立架上设置紧固调节托架的紧固把手，该紧固把手能够确保调节托架牢固的固定于调节立架上，保证实验的稳定性。

5、本多功能集成式实验室专用静电纺丝机，通过在两调节立架之间安装连接梁，该连接梁避免了调节立架因长期受力而倾斜、变形的问题，保证该机器的正常使用。

6、本发明结构设计科学合理，具有喷射位置及角度可调、能够适用于不同物理性能的喷射材料、实验成本低、利于实验室的科学布局、接收形式多样的优点，是一种具有较高创新性的多功能集成式实验室专用静电纺丝机。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的俯视图；

图3为图2的A部放大图；

图4为本发明省略接收机构的结构示意图；

图5为本发明接收机构的结构示意图；

图6为本发明接收板的结构示意图；

图7为本发明喷射筒与混合头相结合的结构示意图；

图8为本发明的使用状态图(选用接收板)。

附图标记：

1-接收辊、2-电机、3-调节托架、4-喷射筒、5-活塞助推板、6-前后调节手轮、7-前后移动轨道、8-角度调节手轮、9-后支撑架、10-安装架、11-前支撑架、12-实验操作台、13-安装板、14-调节立架、15-连接梁、16-接收板安装架、17-紧固把手、18-助推板轨道、19-左右移动轨道、20-行程开关、21-上部安装板、22-底部安装板、23-螺杆支架、24-弧形调节孔、25-锁紧孔、26-接收板体、27-混合头。

具体实施方式

下面结合附图、通过具体实施例对本发明作进一步详述。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，包括实验操作台12、安装于实验操作台上的喷射机构及接收机构，其创新之处在于：在实验操作台上还安装有喷射角度调节机构，所述的喷射机构由水平位置调节单元及喷射筒4构成；所述的喷射角度调节机构由安装架10、调节托架3、调节立架14及角度调节手轮8构成，调节托架的前端转动安装在安装架上，调节托架的底板上安装有喷射机构，在调节托架的两侧实验操作台上对称安装有调节立架，在调节托架的两侧板上对称安装有与调节立架上弧形调节孔24相啮合的齿轮，该齿轮通过其外侧上安装的角度调节手轮实现在弧形调节孔内的移动；所述的接收机构由接收辊1及接收板构成，所述的接收辊通过电机2转动安装在安装调节托架的安装架上，所述的接收板翻转安装于接收辊的前端。

所述的水平位置调节单元由前后移动轨道7、底部安装板22、前后调节手轮6、左右移动轨道19、上部安装板21、喷射筒安装架、活塞助推板5、助推板轨道18、电机及行程开关20构成，在所述调节托架的底板上安装有前后移动轨道，在前后移动轨道上滑动安装有底部安装板，在底部安装板上固装有调节座，在所述调节托架底板上前后移动轨道的后端固装有螺杆支架23，在调节座与螺杆支架内穿装有螺杆，在螺杆支架的后部螺杆上固装有前后调节手轮，所述的底部安装板通过前后调节手轮调节螺杆在调节座内的缩进量实现在前后移动轨道上的前后移动，底部安装板的上方安装有左右移动轨道，在左右移动轨道的两端部底部安装板上安装有行程开关，在左右移动轨道的上方移动安装有上部安装板，上部安装板通过电机齿轮传动带动上部安装板在其底部的螺杆上移动，在上部安装板的中部安装有安装喷射筒的喷射筒安装架，在喷射筒安装架的两侧上部安装板上安装有助推板轨道，在喷射筒的后部助推板轨道上设置有由电机驱动的活塞助推板。

所述的接收板由前支撑架11、后支撑架9、接收板安装架16、安装板13、接收板体26、轨道、电机及行程开关构成，在所述喷射角度调节机构安装架的后端安装有后支撑架，在所述喷射角度调节机构安装架的前端安装有接收板安装架，在接收板安装架的前端安装有前支撑架，在接收板安装架上转动安装有安装板，在安装板的上表面上安装有由电机齿轮传动的能够在轨道上前后移动的接收板体，接收板体通过安装板搭装在前支撑架上或后支撑架上，所述的行程开关安装于轨道端部的安装板上。

所述的喷射筒为2个。

在所述的两个喷射筒的前端部安装有混合头27，该混合头由混合腔、喷射筒安装口及喷射针安装口构成，在混合腔的后端面两侧对称设置有安装喷射筒的喷射筒安装口，在混合腔的前端面中间位置设置有安装喷射针的喷射针安装口。

在所述调节托架的两侧板上安装有水平刻度尺。

在所述调节立架的弧形调节孔上设置有角度刻度尺。

在所述调节立架弧形调节孔的外圈开有一与弧形调节孔相对应的锁紧孔25，锁紧孔内穿装有螺栓，螺栓的一端与调节托架的侧板连接，螺栓的另一端与紧固把手17固装。

在所述的两调节立架之间安装有连接梁15。

使用时，根据喷射筒内溶液的物理性质，选择接收时是使用接收辊还是接收板，并通过水平位置调节单元上的前后调节手轮手动调整喷射筒与接收辊或接收板之间的距离。如选择接收辊，则将接收板的安装板搭置于前支撑架上，此时，接收板体朝下放置，然后启动机器开关，接收辊开始旋转，喷射筒在助推板的作用下喷射溶液，同时，喷射筒在左右移动轨道上来回的移动，实现在接收辊上的均匀缠绕，并且，可根据溶液的性质，通过喷射角度调节机构上的角度调节手轮任意调整喷射筒的喷射角度，以获取不同溶液在接收辊上的最佳接收状态，其获得的实验数据对一维纳米材料的工业化生产具有指导性意义；如果选择接收板，则将接收板的安装板搭置于后支撑架上，此时，接收板体覆盖在接收辊之上并朝上放置，使用时，需要先在接收板体上铺设一层锡箔纸，将喷射机构通过角度调节机构的角度调节手轮调整到接收板体的正上端，此时，喷射筒与接收板体垂直，然后启动机器开关，接收板体在电机的驱动下前后移动，喷射筒在电机的驱动下左右移动，完成在接收板体上的均匀喷射。

尽管为说明目的公开了本发明的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本发明及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本发明的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。

Claims (9)

1.一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，包括实验操作台、安装于实验操作台上的喷射机构及接收机构，其特征在于：在实验操作台上还安装有喷射角度调节机构，所述的喷射机构由水平位置调节单元及喷射筒构成；所述的喷射角度调节机构由安装架、调节托架、调节立架及角度调节手轮构成，调节托架的前端转动安装在安装架上，调节托架的底板上安装有喷射机构，在调节托架的两侧实验操作台上对称安装有调节立架，在调节托架的两侧板上对称安装有与调节立架上弧形调节孔相啮合的齿轮，该齿轮通过其外侧上安装的角度调节手轮实现在弧形调节孔内的移动；所述的接收机构由接收辊及接收板构成，所述的接收辊通过电机转动安装在安装调节托架的安装架上，所述的接收板翻转安装于接收辊的前端。

2.根据权利要求1所述的一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，其特征在于：所述的水平位置调节单元由前后移动轨道、底部安装板、前后调节手轮、左右移动轨道、上部安装板、喷射筒安装架、活塞助推板、助推板轨道、电机及行程开关构成，在所述调节托架的底板上安装有前后移动轨道，在前后移动轨道上滑动安装有底部安装板，在底部安装板上固装有调节座，在所述调节托架底板上前后移动轨道的后端固装有螺杆支架，在调节座与螺杆支架内穿装有螺杆，在螺杆支架的后部螺杆上固装有前后调节手轮，所述的底部安装板通过前后调节手轮调节螺杆在调节座内的缩进量实现在前后移动轨道上的前后移动，底部安装板的上方安装有左右移动轨道，在左右移动轨道的两端部底部安装板上安装有行程开关，在左右移动轨道的上方移动安装有上部安装板，上部安装板通过电机齿轮传动带动上部安装板在其底部的螺杆上移动，在上部安装板的中部安装有安装喷射筒的喷射筒安装架，在喷射筒安装架的两侧上部安装板上安装有助推板轨道，在喷射筒的后部助推板轨道上设置有由电机驱动的活塞助推板。

3.根据权利要求1所述的一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，其特征在于：所述的接收板由前支撑架、后支撑架、接收板安装架、安装板、接收板体、轨道、电机及行程开关构成，在所述喷射角度调节机构安装架的后端安装有后支撑架，在所述喷射角度调节机构安装架的前端安装有接收板安装架，在接收板安装架的前端安装有前支撑架，在接收板安装架上转动安装有安装板，在安装板的上表面上安装有由电机齿轮传动的能够在轨道上前后移动的接收板体，接收板体通过安装板搭装在前支撑架上或后支撑架上，所述的行程开关安装于轨道端部的安装板上。

4.根据权利要求1所述的一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，其特征在于：所述的喷射筒为2个。

5.根据权利要求4所述的一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，其特征在于：在所述的两个喷射筒的前端部安装有混合头，该混合头由混合腔、喷射筒安装口及喷射针安装口构成，在混合腔的后端面两侧对称设置有安装喷射筒的喷射筒安装口，在混合腔的前端面中间位置设置有安装喷射针的喷射针安装口。

6.根据权利要求1所述的一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，其特征在于：在所述调节托架的两侧板上安装有水平刻度尺。

7.根据权利要求1所述的一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，其特征在于：在所述调节立架的弧形调节孔上设置有角度刻度尺。

8.根据权利要求1所述的一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，其特征在于：在所述调节立架弧形调节孔的外圈开有一与弧形调节孔相对应的锁紧孔，锁紧孔内穿装有螺栓，螺栓的一端与调节托架的侧板连接，螺栓的另一端与紧固把手固装。

9.根据权利要求1所述的一种多功能集成式实验室专用静电纺丝机，其特征在于：在所述的两调节立架之间安装有连接梁。