[发明专利]一种用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封带装置

说明书

技术领域

本发明涉及静电纺丝领域的一种同步循环型螺旋密封带装置，即涉及一种能够在与螺旋电极同步运动的情况下对料液槽700进行封闭，能够有效地抑制料液槽内的溶剂挥发，可避免溶剂挥发引起纺丝液粘度的变化及由此造成的纤维质量下降或纺丝过程终止；该同步循环型螺旋密封带装置特别适用于挥发性较高的纺丝液体系大量、连续化的纳米纤维的制备。

技术背景

静电纺丝技术是一种利用静电场力生产纳米纤维材料的技术，近年来在国内外得到了广泛的研究。其主要工艺原理是：在高压静电场作用下，处于毛细管口的悬垂小液滴在静电力作用下顶端发出微细射流，射流在向接收装置飞行过程中，溶剂挥发，固化成纤维。静电纺丝技术分为针头式和无针头式两大类。相对与针头式静电纺而言，无针头式静电纺具有产量高、易操作，不存在针头堵塞问题，纺丝头易清理，制造成本较低等特点。目前主要的无针头静电纺丝技术的代表，一是捷克Elmarco公司的(辊式)无针头静电纺丝技术，它采用光面或表面带螺纹、花纹等不同表面形貌的转辊(参见：WO2005/024101A1)作为静电纺丝头，其加工所得纳米纤维较粗，且细度不匀较大：进行溶液静电纺时，平均直径在50～500nm范围；二是螺旋电极无针头静电纺丝技术，它采用螺旋丝或者螺旋片作为静电纺丝喷头(参见：CN 202107802 U)，纤维的产量比辊式的纺丝喷头还要高，更适合于产业化生产。但无论是“辊式”还是“螺旋电极”的静电纺丝方式，其料液槽在纺丝的过程中都是敞开的，而且缺乏有效的手段对料液槽进行密封，这将造成料液槽内的溶剂在纺丝过程中的快速且大量的挥发，溶剂的挥发使得料液的浓度逐渐增加，粘度也随之增大，纺丝的稳定性和纤维质量将大大受到影响，甚至导致纺丝过程的被迫中断，严重阻碍了设备的产业化应用进程。

“螺旋式”静电纺丝设备的核心部件为螺旋电极，螺旋电极的螺旋叶片的一部分浸泡在料液槽内的料液内，纺丝过程中螺旋电极旋转，螺旋的叶片持续不断地将料液带出料液槽，螺旋叶片表面的料液在高压电场的作用下纺丝成纤。对于此类设备，由于螺旋电极是旋转的，且必须保证纺丝部分的螺旋叶片是敞开的，目前尚缺乏有效的手段在螺旋电极旋转纺丝的同时对料液槽内的料液的溶剂挥发进行有效的抑制。

发明内容

本发明目的在于：针对现有敞开式“螺旋式”静电纺丝设备的溶剂挥发的问题，而提供一种用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封带装置，其可在保证螺旋电极旋转纺丝的同时对料液槽内料液的溶剂挥发进行很大程度的抑制，它是一种创新型的密封装置，其主要是通过使环形密封带与旋转螺旋电极的线速度保持大小方向一致，以一种同步运动的动态方式实现对料液槽很大程度上的密封，在纺丝过程中能够减小挥发面积，有效的抑制料液槽内溶剂的快速挥发，有利于纺丝料液的浓度和粘度的长时间稳定，为“螺旋式”静电纺丝设备的长时间、连续化运行及产业化应用提供了保障。

本发明的技术方案如下：

本发明提供的用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封带装置用于对螺旋式静电纺丝设备的料液槽进行密封，其主要作用是保证旋转的螺旋电极600正常纺丝的同时抑制料液槽内溶剂的快速挥发，它是一种能够与螺旋电极同步运动的循环型螺旋密封带装置，能够通过减小挥发面积有效的抑制料液槽内溶剂的快速挥发。

本发明的一种用于静电纺丝的同步循环型螺旋密封带装置，其由环形密封带100、直线导轨200、驱动系统300、同步控制器400和支撑架台500组成；

所述的环形密封带100为宽度均匀的环形带，沿环形密封带的横向中心线分布着间距和尺寸一致的螺纹孔130，相邻两螺纹孔的间距与螺旋式静电纺丝设备中的料液槽700内的螺旋电极600的螺距一致，螺旋电极600的叶片610穿过环形密封带(100)上对应的螺纹孔130与环形密封带100相交，其相交处的叶片610与所述螺纹孔130的内壁保持1-5mm的间距；

所述的驱动系统300由驱动轮310、诱导轮320、驱动电机330和传动带340组成，所述驱动轮310与诱导轮320直径相同，二者的轴线在同一水平面上且相互平行，所述的驱动电机330通过传动带340驱动驱动轮310转动，从而带动诱导轮32与驱动轮310同步转动；所述的环形密封带100套装于驱动轮310和诱导轮320之上，环形密封带100与驱动轮310及诱导轮320直接接触部分构成环形密封带的二端部，二端部之间的上中间部为上工作段110，二端部之间的下中间部为下自由段120；