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专利号: 2021106910299
申请人: 青岛科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 天然或人造的线或纤维;纺纱或纺丝
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种静电纺丝超细纤维捻线装置,其特征在于:包括外套筒和中间套筒,所述外套筒套设在所述中间套筒上,所述外套筒与所述中间套筒之间形成有环形间隙,所述外套筒上设置有与所述环形间隙连通的熔体入口,所述外套筒的底端设置有一锥形孔,且所述锥形孔的顶端与所述环形间隙的底端相通,所述外套筒上包裹有用于加热所述环形间隙中的熔体的加热圈;所述中间套筒中穿设有圆柱形的金属杆,所述金属杆与所述中间套筒之间具有间隔,所述金属杆的底端固连有一位于所述锥形孔下方的圆台,所述圆台上面积较大的底面与所述金属杆的底端固连,所述圆台上面积较小的底面固连有一锥形的引导尖端,所述引导尖端的锥面与所述圆台的锥面光顺连接;所述金属杆、所述圆台、所述引导尖端及所述环形间隙同轴;还包括设置在所述引导尖端下方的辊筒和能够驱动所述金属杆自转的驱动装置,所述金属杆与高压静电发生器的输出电极电连接,所述圆台导电,所述引导尖端绝缘,所述外套筒接地。

2.根据权利要求1所述的静电纺丝超细纤维捻线装置,其特征在于:还包括内套筒,所述金属杆插设在所述内套筒中,所述金属杆与所述内套筒固连,所述内套筒通过滑动轴承与所述中间套筒转动配合,所述内套筒和所述滑动轴承设置在所述间隔内;所述中间套筒的顶端还固设有一滚动轴承,所述滚动轴承的外圈与所述中间套筒固连,所述滚动轴承套设在所述内套筒上,且所述内套筒与所述滚动轴承的内圈过渡配合。

3.根据权利要求1所述的静电纺丝超细纤维捻线装置,其特征在于:所述金属杆的顶端固设有绝缘轴端套,所述驱动装置为调速电机,所述调速电机的输出轴通过联轴器与所述绝缘轴端套固连。

4.根据权利要求1所述的静电纺丝超细纤维捻线装置,其特征在于:所述中间套筒的顶端固设有碳刷支架,所述碳刷支架通过弹簧连接有碳刷,所述碳刷支架上还螺纹连接有连接螺钉,所述连接螺钉通过导线与所述高压静电发生器的输出电极电连接,所述连接螺钉还与所述弹簧远离所述碳刷的一端固连,所述碳刷在所述弹簧的弹力下与所述金属杆的侧壁紧密接触。

5.根据权利要求1所述的静电纺丝超细纤维捻线装置,其特征在于:所述锥形孔的底端为环形尖端;所述锥形孔的底端均匀设置有多个射流引导球。

6.根据权利要求2所述的静电纺丝超细纤维捻线装置,其特征在于:所述中间套筒的底端还对应所述锥形孔设置有与所述金属杆同轴的锥形体,所述锥形体位于所述锥形孔中,所述锥形体的锥面与所述锥形孔的锥面之间具有间隔,且所述锥形体的底端边缘伸出所述锥形孔,所述金属杆和所述内套筒穿过所述锥形体,所述内套筒与所述锥形体之间具有间隙,所述圆台位于所述锥形体的下方。

7.根据权利要求1所述的静电纺丝超细纤维捻线装置,其特征在于:所述引导尖端的锥度与所述圆台的锥度相同,所述引导尖端的底面与所述圆台的截面的大小相等。

8.根据权利要求1所述的静电纺丝超细纤维捻线装置,其特征在于:所述引导尖端的材料为耐高温绝缘材料,如聚四氟乙烯;所述圆台的材料为石墨或金属。

9.根据权利要求1所述的静电纺丝超细纤维捻线装置,其特征在于:所述圆台的侧面上均匀设置有多个半圆槽,所述半圆槽的长度方向与所述侧面的斜度方向相同。

10.一种静电纺丝超细纤维捻线方法,基于权利要求1‑9任意一项所述的静电纺丝超细纤维捻线装置,其特征在于,包括以下步骤:(1)首先将一段绝缘细绳一端沿圆台的侧面缠绕若干圈,并与所述圆台的侧面粘接,然后将所述绝缘细绳的另一端缠绕在辊筒上若干圈,然后打开高压静电发生器;

(2)通过挤出机将聚合物熔体熔融塑化形成熔融的熔体后,通过熔体入口将熔融的熔体通入外套筒,同时打开加热圈;熔融的熔体经所述熔体入口流入环形间隙后继续流动并逐渐周向分布均匀,然后熔融的熔体继续向下流动到外套筒底部锥形孔的锥面内侧,由于重力作用和粘附效应熔融的熔体沿着内壁面自然向下流动到外套筒底端的环形尖端并呈环形均匀分布;

(3)由于打开高压静电发生器后圆台带电,在圆台表面和外套筒底端的环形尖端之间形成高压电场,外套筒底端的环形尖端感应带电,调节高压静电发生器的输出电压,直到环形尖端上附着的熔体薄层在强电场作用下被激发形成多股射流,多股射流自组织逐渐均匀分布形成间隔均匀稳定的多射流,射流冷却固化形成连续超细纤维,由于静电吸附效应,连续超细纤维被吸附在圆台侧面上缠绕的绝缘细绳上;

(4)然后打开辊筒的旋转开关使辊筒旋转,绝缘细绳缠绕在旋转的辊筒上从而将携带超细纤维牵引缠绕在辊筒上,由于纺出来的纤维是连续长纤维,此时经过集束的纤维便可以持续自动缠绕在辊筒上,然后打开调速电机,驱动圆台旋转,吸附在圆台底部锥面上的纤维束随之拧转加捻,加捻后形成纱线被辊筒连续收集;

(5)通过调节调速电机的转速来调节纱线捻度,使纱线达到工艺要求目标;通过改变高压静电发生器输出电压改变环形尖端上附着的熔体薄层被激发形成的射流数量,以满足纱线中纤维数量的工艺要求。