CN110284208B - 一种离心纺丝的双向收集系统 - Google Patents

Abstract

一种离心纺丝的双向收集系统，包括喷气环盘、底收集部与纵收集杆，所述喷气环盘包括顶环板、底环板、外环壁与内环壁，顶环板上开设有多个与环盘内腔相通的顶出气孔，环盘内腔的内部设置有一个插杆筒，插杆筒的内部贯穿而过有一根纵收集杆，纵收集杆与插杆筒进行纵向的相对滑动，喷气环盘的下方设置有底收集部，底收集部的顶部与内环壁的底部相连接，底收集部的底部向下延伸，底收集部的内部设置有与内环腔相通的底收集腔，内环腔的正上方设置有离心纺丝头。本设计不仅引导性较强，收集效果较好，而且能进行侧部、底部的双向收集，脱丝效果较佳。

Description

一种离心纺丝的双向收集系统

技术领域

本发明涉及一种离心纺丝收集装置，属于纺织技术领域，尤其涉及一种离心纺丝的双向收集系统，具体适用于增强引导性，提高收集效果。

背景技术

纳米纤维是指直径在几十到几百纳米的超细纤维，它具有非常大比表面积、超细孔隙度、良好的机械特性等其它纤维所不能拥有的独特优势。近年来，纳米纤维广泛用于纺织材料、组织工程支架、药物传输、过滤介质、人造血管、生物芯片、纳米传感器、光学、复合材料等领域。

现有技术中制备纳米纤维的方法有许多种，如拉伸法、微相分离、模板合成、自组装、静电纺丝、离心纺丝等，其中，离心纺丝是指聚合物熔体或溶液借助高速旋转的纺丝头所产生的离心力和剪切力由喷嘴甩出而成纤维的方法，它主要包括产生纺丝的纺丝头与收集纺丝的收集装置这两个部件。

授权公告号为CN205617001U，授权公告日为2016年10月5日的实用新型专利公开了一种离心纺丝装置，其包括电机、纺丝头和收集棒，纺丝头安装在电机的转轴顶部并由电机带动转动，纺丝头内具有容纳纺丝液的空腔，纺丝头顶部设有注液口，纺丝头侧壁设有与所述空腔连通的喷丝孔，收集棒围绕纺丝头一圈设置，应用时，纺丝头由电机带动转动，纺丝液从纺丝头的喷丝孔中喷出，在喷丝孔与收集棒之间运动得到拉伸，同时溶剂挥发，形成纤维，该纤维会缠绕在各个收集棒上以完成收集，所有的收集棒沿同一圆周环绕纺丝头均匀设置，虽然该设计能够实现离心纺丝的收集，但其仍旧具有以下缺陷：

该设计不具备纤维收集的引导性，其最终获得的是粘接在所有收集棒内部的一个大环形的纤维圈，该种结构的纤维圈不利于存放，也不利于取下进行后续的加工，此外，当将纤维圈与收集棒相互脱离时，还会导致纤维圈的损坏，脱丝效果较差。

公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的收集效果较差、不利于后续加工的缺陷与问题，提供一种收集效果较好、利于后续加工的离心纺丝的双向收集系统。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种离心纺丝的双向收集系统；所述双向收集系统包括喷气环盘、底收集部与纵收集杆；

所述喷气环盘为中空结构，包括顶环板、底环板及夹于两者之间的外环壁、内环壁，顶环板、外环壁、底环板、内环壁共构成同一个环盘内腔，内环壁围成一个上下开口的内环腔，所述顶环板上开设有多个与环盘内腔相通的顶出气孔，环盘内腔的内部设置有一个插杆筒，该插杆筒的顶端与顶环板上设置的上杆口相连接，插杆筒的底端与底环板上设置的下杆口相连接，插杆筒的侧围包裹于环盘内腔的内部，插杆筒的内部贯穿而过有一根纵收集杆，该纵收集杆与插杆筒进行纵向的相对滑动，且上杆口的两旁各有一个顶出气孔；

所述喷气环盘的下方设置有底收集部，该底收集部的顶部与内环壁的底部相连接，底收集部的底部向下延伸，底收集部的内部设置有与内环腔相通的底收集腔，内环腔的正上方设置有离心纺丝头，该离心纺丝头在喷气环盘上的投影位于内环腔的顶面的内部。

所述离心纺丝头、内环壁、内环腔、底收集腔都同轴设置。

所述外环壁的侧部与进气管的内端相连接，进气管的外端朝远离喷气环盘的方向延伸，且在进气管的中部设置有单向阀。

所述纵收集杆的顶端、底端分别与上限位板、下限位板垂直连接，所述上限位板的宽度大于顶环板的宽度，所述下限位板的宽度大于下杆口的直径。

所述上限位板为圆形，所述上杆口两旁的顶出气孔分别为一号气孔、二号气孔，一号气孔、二号气孔与上限位板在顶环板上的投影相互接触成一号接触区、二号接触区；所述下限位板与纵收集杆的底端之间的连接方式为活动连接。

所述一号接触区的面积大于等于一号气孔面积的百分之五十，所述二号接触区的面积大于等于二号气孔面积的百分之五十。

所述纵收集杆为中空结构，纵收集杆的内部开设有同轴的纵杆内腔，纵收集杆的杆壁上开设有与纵杆内腔相通的纵杆气孔，所述下限位板的中部开设有与纵杆内腔相通的下板孔。

所述底收集部为上宽下窄的圆锥筒结构，包括上收集口、收集侧围与下收集口，所述下收集口依次经收集侧围、上收集口后与内环壁的底部相连接，收集侧围内设置的底收集腔与内环腔相通，且上收集口宽于下收集口设置。

所述下收集口与位于其正下方的引导筒的顶端相连接，引导筒的底端的正下方设置有横收集杆，该横收集杆的中部与引导筒相互平行。

所述横收集杆为中空结构，横收集杆的内部开设有横杆内腔，横收集杆的杆壁上开设有与横杆内腔相通的横杆气孔，且在横收集杆的两端分别连接有左横限位板、右横限位板。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种离心纺丝的双向收集系统中，喷气环盘的内部设置有环盘内腔，该环盘内腔与顶环板上开设的顶出气孔相通，顶出气孔沿顶环板均匀设置，同时，环盘内腔内还设置有一个插杆筒，该插杆筒的上下两端分别与顶环板、底环板上设置的上杆口、下杆口相连接，上杆口的两旁各有一个顶出气孔，插杆筒的内部贯穿而过有一根纵收集杆，应用时，所有的顶出气孔都向上喷射气流，以形成一个带有缺口的气流环，缺口部位与纵收集杆相对应，此时，当离心纺丝头甩出纤维时，纤维会被气流环阻碍，既不会被甩出气流环之外，又使得只有缺口部位能够收集纤维，引导性较强，而位于缺口部位的纵收集杆会自转以不停的收集纤维，使得所有的纤维都缠绕在同一根纵收集杆上，不仅其体积远小于现有技术的纤维圈，而且利于取下进行后续的加工处理，此外，还可以通过纵收集杆的上下运动以调整纤维在纵收集杆上的分布密度，进一步提高收集质量。因此，本发明不仅引导性较强，收集效果较好，而且利于取下纺丝，便于后续加工。

2、本发明一种离心纺丝的双向收集系统中，在喷气环盘的下方设置有底收集部，底收集部的内部设置有与内环腔相通的底收集腔，应用时，若离心纺丝头甩出的纤维发生断裂，如自然断裂、与气流环接触断裂或因纵收集杆的反作用力发生断裂时，就会导致部分纤维不能被纵收集杆收集，此时，该部分纤维就会下落入底收集腔内，并进行层层叠加，叠加后可一并收集，不仅不会浪费纤维，而且收集后的状态为层层叠加，也利于后续的加工处理。因此，本发明能够进行侧部、底部的双向收集，收集效率较高。

3、本发明一种离心纺丝的双向收集系统中，纵收集杆的顶端、底端分别与上限位板、下限位板垂直连接，一号气孔、二号气孔与上限位板在顶环板上的投影相互接触成一号接触区、二号接触区，下限位板与纵收集杆的底端之间的连接方式为活动连接，该设计的优点包括：首先，上限位板、下限位板既能对纵收集杆的上下滑动进行限位，又能对纵收集杆上缠绕的纤维进行区域限制，避免越出纵收集杆，其次，一号接触区、二号接触区的存在使得一号气孔、二号气孔喷出的气流与上限位板相接触，以给予上限位板一个向上力，该向上力与纵收集杆及其上缠绕的纤维的重力方向相反，随着纤维缠绕的渐多，纵收集杆及其上缠绕的纤维逐渐向下滑动，直至上限位板与一号接触区、二号接触区相接触，此时，单根纵收集杆已达到最大收集量，随后，先卸下下限位板，再取下已缠绕好的纤维，然后装配下限位板，装配后，在向上力的作用下，纵收集杆自动上行（其上行的具体位置由气流的强度以及纵收集杆、限位板的重量决定），从而再次收集纤维，依次循环，不仅提高了收集效果，而且可以重复使用收集杆，利用率较高。因此，本发明不仅收集效果较好，而且设备利用率较高，操作方便。

4、本发明一种离心纺丝的双向收集系统中，纵收集杆为中空结构，纵收集杆的内部开设有同轴的纵杆内腔，纵收集杆的杆壁上开设有与纵杆内腔相通的纵杆气孔，该设计的优点包括：首先，收集纤维时，通过纵杆内腔、纵杆气孔进行吸气操作，以提高对离心纺丝头喷出的纤维的吸引效果，增强引导性，提高收集效果，其次，取下纤维（即脱丝）时，通过纵杆内腔、纵杆气孔进行出气操作，纵杆气孔喷出的气流利于纤维与收集杆的脱离，以提高脱丝质量。因此，本发明不仅收集效果较好，而且脱丝效果也较佳。

5、本发明一种离心纺丝的双向收集系统中，底收集部可为上宽下窄的圆锥筒结构，底收集部内的下收集口依次经收集侧围、上收集口后与内环壁的底部相连接，收集侧围内设置的底收集腔与内环腔相通，应用时，底收集腔为一个上宽下窄的类漏斗型结构，该种结构便于落入内环腔内纤维的进一步收集，且在收集的同时还有收纳、整理的效果，最终从最下方的下收集口所获得的是经过整理后的纤维，利于降低后续处理的难度，此外，还可在下收集口的下方依次设置引导筒、横收集杆，由横收集杆对经引导筒落下的纤维进行收集，进一步提高了收集效果及降低后续处理的难度，尤其当横收集杆上设置有横杆内腔、横杆气孔时，可在收集的同时经横杆气孔进行吸气操作，从而在下收集口的正下方制造一个吸气源，以提高底收集腔的收集效率。因此，本发明具备收纳整理的功能，收集效果较好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1中喷气环盘的俯视图。

图3是图1中喷气环盘的仰视图。

图4是本发明中底收集部为上宽下窄的圆锥筒结构时的结构示意图。

图中：离心纺丝头1、喷气环盘2、顶环板21、上杆口211、底环板22、下杆口221、外环壁23、内环壁24、内环腔241、环盘内腔25、顶出气孔251、一号气孔252、二号气孔253、进气管26、单向阀261、缺口部位27、底收集部3、底收集腔31、上收集口32、收集侧围33、下收集口34、纵收集杆4、上限位板41、一号接触区411、二号接触区412、下限位板42、下板孔421、纵杆内腔43、纵杆气孔44、插杆筒5、引导筒6、横收集杆7、横杆内腔71、横杆气孔72、左横限位板73、右横限位板74。

具体实施方式

以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

参见图1至图4，一种离心纺丝的双向收集系统；所述双向收集系统包括喷气环盘2、底收集部3与纵收集杆4；

所述喷气环盘2为中空结构，包括顶环板21、底环板22及夹于两者之间的外环壁23、内环壁24，顶环板21、外环壁23、底环板22、内环壁24共构成同一个环盘内腔25，内环壁24围成一个上下开口的内环腔241，所述顶环板21上开设有多个与环盘内腔25相通的顶出气孔251，环盘内腔25的内部设置有一个插杆筒5，该插杆筒5的顶端与顶环板21上设置的上杆口211相连接，插杆筒5的底端与底环板22上设置的下杆口221相连接，插杆筒5的侧围包裹于环盘内腔25的内部，插杆筒5的内部贯穿而过有一根纵收集杆4，该纵收集杆4与插杆筒5进行纵向的相对滑动，且上杆口211的两旁各有一个顶出气孔251；

所述喷气环盘2的下方设置有底收集部3，该底收集部3的顶部与内环壁24的底部相连接，底收集部3的底部向下延伸，底收集部3的内部设置有与内环腔241相通的底收集腔31，内环腔241的正上方设置有离心纺丝头1，该离心纺丝头1在喷气环盘2上的投影位于内环腔241的顶面的内部。

所述离心纺丝头1、内环壁24、内环腔241、底收集腔31都同轴设置。

所述外环壁23的侧部与进气管26的内端相连接，进气管26的外端朝远离喷气环盘2的方向延伸，且在进气管26的中部设置有单向阀261。

所述纵收集杆4的顶端、底端分别与上限位板41、下限位板42垂直连接，所述上限位板41的宽度大于顶环板21的宽度，所述下限位板42的宽度大于下杆口221的直径。

所述上限位板41为圆形，所述上杆口211两旁的顶出气孔251分别为一号气孔252、二号气孔253，一号气孔252、二号气孔253与上限位板41在顶环板21上的投影相互接触成一号接触区411、二号接触区412；所述下限位板42与纵收集杆4的底端之间的连接方式为活动连接。

所述一号接触区411的面积大于等于一号气孔252面积的百分之五十，所述二号接触区412的面积大于等于二号气孔253面积的百分之五十。

所述纵收集杆4为中空结构，纵收集杆4的内部开设有同轴的纵杆内腔43，纵收集杆4的杆壁上开设有与纵杆内腔43相通的纵杆气孔44，所述下限位板42的中部开设有与纵杆内腔43相通的下板孔421。

所述底收集部3为上宽下窄的圆锥筒结构，包括上收集口32、收集侧围33与下收集口34，所述下收集口34依次经收集侧围33、上收集口32后与内环壁24的底部相连接，收集侧围33内设置的底收集腔31与内环腔241相通，且上收集口32宽于下收集口34设置。

所述下收集口34与位于其正下方的引导筒6的顶端相连接，引导筒6的底端的正下方设置有横收集杆7，该横收集杆7的中部与引导筒6相互平行。

所述横收集杆7为中空结构，横收集杆7的内部开设有横杆内腔71，横收集杆7的杆壁上开设有与横杆内腔71相通的横杆气孔72，且在横收集杆7的两端分别连接有左横限位板73、右横限位板74。

本发明的原理说明如下：

本发明对于离心纺丝头1喷出的纤维同时采用两种收集方式，包括纵收集杆4进行的侧面收集与底收集部3进行的底面收集。

在纵收集杆4进行侧面收集时：顶环板21上所有顶出气孔251向上喷出的气流共构成一个带有缺口部位27（即插杆筒5所在部位的正上方，也是纵收集杆4所在的部位）的气流环，该气流环会限制纤维的覆盖范围（调整气流的强度可使纤维的覆盖区正好居于气流环的正上方），以使纤维只与纵收集杆4发生接触，引导性很强，从而使得大部分的纤维都由单根纵收集杆4收集，以利于后续的处理。此外，当一号接触区411、二号接触区412存在时，纵收集杆4还会具备自动收集的功能：初始阶段，收集的纤维较少时，一号气孔252、二号气孔253喷出的气流使得上限位板41高于顶环板21，随着收集的纤维越来越多，上限位板41逐渐下行，直至与一号气孔252、二号气孔253相接触，此时，迅速取走下限位板42，再脱走已收集好的纤维（可通过纵杆气孔44喷气的方式提高脱丝效率），然后将下限位板42与纵收集杆4恢复连接，松手，以使一号气孔252、二号气孔253喷出的气流将上限位板41顶至最高位置，以再次收集纤维，依次循环。

在底收集部3进行底面收集时：该种收集方式主要针对的是发生纤维断裂的情况，导致纤维不再居于气流环的正上方，而是落入内环腔241内时，对断裂的纤维进行收集，避免浪费，同时，还可将底收集部3设计为上宽下窄的圆锥筒结构以增加收纳、整理功能，进一步提高收集效果。

实施例1：

参见图1至图4，一种离心纺丝的双向收集系统，包括喷气环盘2、底收集部3与纵收集杆4；所述喷气环盘2为中空结构，包括顶环板21、底环板22及夹于两者之间的外环壁23、内环壁24，顶环板21、外环壁23、底环板22、内环壁24共构成同一个环盘内腔25，内环壁24围成一个上下开口的内环腔241，所述顶环板21上开设有多个与环盘内腔25相通的顶出气孔251，环盘内腔25的内部设置有一个插杆筒5，该插杆筒5的顶端与顶环板21上设置的上杆口211相连接，插杆筒5的底端与底环板22上设置的下杆口221相连接，插杆筒5的侧围包裹于环盘内腔25的内部，插杆筒5的内部贯穿而过有一根纵收集杆4，该纵收集杆4与插杆筒5进行纵向的相对滑动，且上杆口211的两旁各有一个顶出气孔251；所述喷气环盘2的下方设置有底收集部3，该底收集部3的顶部与内环壁24的底部相连接，底收集部3的底部向下延伸，底收集部3的内部设置有与内环腔241相通的底收集腔31，内环腔241的正上方设置有离心纺丝头1，该离心纺丝头1在喷气环盘2上的投影位于内环腔241的顶面的内部。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述纵收集杆4的顶端、底端分别与上限位板41、下限位板42垂直连接，所述上限位板41的宽度大于顶环板21的宽度，所述下限位板42的宽度大于下杆口221的直径。所述上限位板41为圆形，所述上杆口211两旁的顶出气孔251分别为一号气孔252、二号气孔253，一号气孔252、二号气孔253与上限位板41在顶环板21上的投影相互接触成一号接触区411、二号接触区412；所述下限位板42与纵收集杆4的底端之间的连接方式为活动连接。优选一号接触区411的面积大于等于一号气孔252面积的百分之五十，所述二号接触区412的面积大于等于二号气孔253面积的百分之五十。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述纵收集杆4为中空结构，纵收集杆4的内部开设有同轴的纵杆内腔43，纵收集杆4的杆壁上开设有与纵杆内腔43相通的纵杆气孔44，所述下限位板42的中部开设有与纵杆内腔43相通的下板孔421。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述底收集部3为上宽下窄的圆锥筒结构，包括上收集口32、收集侧围33与下收集口34，所述下收集口34依次经收集侧围33、上收集口32后与内环壁24的底部相连接，收集侧围33内设置的底收集腔31与内环腔241相通，且上收集口32宽于下收集口34设置。所述下收集口34与位于其正下方的引导筒6的顶端相连接，引导筒6的底端的正下方设置有横收集杆7，该横收集杆7的中部与引导筒6相互平行。优选横收集杆7为中空结构，横收集杆7的内部开设有横杆内腔71，横收集杆7的杆壁上开设有与横杆内腔71相通的横杆气孔72，且在横收集杆7的两端分别连接有左横限位板73、右横限位板74。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。

Claims (7)

1.一种离心纺丝的双向收集系统，其特征在于：所述双向收集系统包括喷气环盘（2）、底收集部（3）与纵收集杆（4）；

所述喷气环盘（2）为中空结构，包括顶环板（21）、底环板（22）及夹于两者之间的外环壁（23）、内环壁（24），顶环板（21）、外环壁（23）、底环板（22）、内环壁（24）共构成同一个环盘内腔（25），内环壁（24）围成一个上下开口的内环腔（241），所述顶环板（21）上开设有多个与环盘内腔（25）相通的顶出气孔（251），环盘内腔（25）的内部设置有一个插杆筒（5），该插杆筒（5）的顶端与顶环板（21）上设置的上杆口（211）相连接，插杆筒（5）的底端与底环板（22）上设置的下杆口（221）相连接，插杆筒（5）的侧围包裹于环盘内腔（25）的内部，插杆筒（5）的内部贯穿而过有一根纵收集杆（4），该纵收集杆（4）与插杆筒（5）进行纵向的相对滑动，且上杆口（211）的两旁各有一个顶出气孔（251）；所述喷气环盘（2）的下方设置有底收集部（3），该底收集部（3）的顶部与内环壁（24）的底部相连接，底收集部（3）的底部向下延伸，底收集部（3）的内部设置有与内环腔（241）相通的底收集腔（31），内环腔（241）的正上方设置有离心纺丝头（1），该离心纺丝头（1）在喷气环盘（2）上的投影位于内环腔（241）的顶面的内部；

所述纵收集杆（4）的顶端、底端分别与上限位板（41）、下限位板（42）垂直连接，所述上限位板（41）的宽度大于顶环板（21）的宽度，所述下限位板（42）的宽度大于下杆口（221）的直径；所述上限位板（41）为圆形，所述上杆口（211）两旁的顶出气孔（251）分别为一号气孔（252）、二号气孔（253），一号气孔（252）、二号气孔（253）与上限位板（41）在顶环板（21）上的投影相互接触成一号接触区（411）、二号接触区（412）；所述下限位板（42）与纵收集杆（4）的底端之间的连接方式为活动连接；所述一号接触区（411）的面积大于等于一号气孔（252）面积的百分之五十，所述二号接触区（412）的面积大于等于二号气孔（253）面积的百分之五十。

2.根据权利要求1所述的一种离心纺丝的双向收集系统，其特征在于：所述离心纺丝头（1）、内环壁（24）、内环腔（241）、底收集腔（31）都同轴设置。

3.根据权利要求1或2所述的一种离心纺丝的双向收集系统，其特征在于：所述外环壁（23）的侧部与进气管（26）的内端相连接，进气管（26）的外端朝远离喷气环盘（2）的方向延伸，且在进气管（26）的中部设置有单向阀（261）。

4.根据权利要求1或2所述的一种离心纺丝的双向收集系统，其特征在于：所述纵收集杆（4）为中空结构，纵收集杆（4）的内部开设有同轴的纵杆内腔（43），纵收集杆（4）的杆壁上开设有与纵杆内腔（43）相通的纵杆气孔（44），所述下限位板（42）的中部开设有与纵杆内腔（43）相通的下板孔（421）。

5.根据权利要求1或2所述的一种离心纺丝的双向收集系统，其特征在于：所述底收集部（3）为上宽下窄的圆锥筒结构，包括上收集口（32）、收集侧围（33）与下收集口（34），所述下收集口（34）依次经收集侧围（33）、上收集口（32）后与内环壁（24）的底部相连接，收集侧围（33）内设置的底收集腔（31）与内环腔（241）相通，且上收集口（32）宽于下收集口（34）设置。

6.根据权利要求5所述的一种离心纺丝的双向收集系统，其特征在于：所述下收集口（34）与位于其正下方的引导筒（6）的顶端相连接，引导筒（6）的底端的正下方设置有横收集杆（7），该横收集杆（7）的中部与引导筒（6）相互平行。

7.根据权利要求6所述的一种离心纺丝的双向收集系统，其特征在于：所述横收集杆（7）为中空结构，横收集杆（7）的内部开设有横杆内腔（71），横收集杆（7）的杆壁上开设有与横杆内腔（71）相通的横杆气孔（72），且在横收集杆（7）的两端分别连接有左横限位板（73）、右横限位板（74）。

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