[发明专利]可控交变磁场实现电纺纤维层级式实验样品收集装置及方法

说明书

可控交变磁场实现电纺纤维层级式实验样品收集装置及方法，属于静电纺丝领域，为了解决电纺实验的效率和实验的精度严重受到磁场空间、电压、频率等实验条件的限制的问题，交变磁场运动控制装置引起并控制环形交变磁场发生装置运动而使其形成的交变磁场的范围可控，层级式电纺纤维收集装置在可控交变磁场作用下对喷丝采集，效果是实现多溶液配比或多参数变化的电纺纤维样本的连续性采集。

技术领域

本发明属于静电纺丝领域，涉及一种可控交变磁场实现电纺纤维层级式实验样品收集装置及方法。

背景技术

静电纺丝技术是当今制备纳米纤维最简单有效的一种方法，具有纺丝成本低廉、可纺物质种类繁多、工艺可控等优点。通过静电纺丝获得纳米级功能性纤维制品在环境保护、个体防护、生物医药、清洁能源等领域有着重大需求。但现有的技术还未能实现电纺纤维的全链条产业化应用，并且在静电纺丝工艺中，影响静电纺丝纤维形貌和性质的工艺变量多且不容易控制，而在现有实验技术手段中，装置存在环境因素复杂等不易控制因素，导致纺丝实验效率低下等问题。虽然纺丝实验现场的温度、湿度等环境影响因素目前已经有了较为成熟的解决方案。但电场、磁场等因素依然难以控制。电纺环境中存在的交变磁场对电纺材料的拉丝、成型、固化起着较大的影响，尤其是当利用环境交变磁场来实验复杂的电纺材料时，电纺实验的效率和实验的精度严重受到磁场空间、电压、频率等实验条件的限制。

发明内容

为了解决电纺实验的效率和实验的精度严重受到磁场空间、电压、频率等实验条件的限制的问题，本发明提出如下技术方案：一种可控交变磁场实现电纺纤维层级式实验样品收集装置，包括环形交变磁场发生装置、交变磁场运动控制装置和层级式电纺纤维收集装置，交变磁场运动控制装置引起并控制环形交变磁场发生装置运动而使其形成的交变磁场的范围可控，层级式电纺纤维收集装置在可控交变磁场作用下对喷丝采集。

进一步的，环形交变磁场发生装置包括硅钢薄片叠加铁芯和空心铜管线圈，空心铜管线圈以一定的直径缠绕在硅钢薄片叠加铁芯上。

进一步的，交变磁场运动控制装置包括主箱体、直线导轨、滑块和三角连通器，

主箱体包括上箱体和下箱体，直线导轨安装在上箱体和下箱体间，直线导轨包括第一直线导轨和第二直线导轨，两直线导轨在轴向上竖向连接将直线导轨分离为两段，且各自直线导轨的滑块仅在其所在直线导轨段竖向滑动，

三角连通器包括三根运动定位杆和滑动机构，三根运动定位杆连接在上箱体和下箱体，三根运动定位杆的安装位置为三角形的三个顶点位置，最靠近直线导轨的运动定位杆为基础运动定位杆，三根运动定位杆上安装两组滑动机构，第二组滑动机构位于第一组滑动机构的下方，

第一组滑动机构包括四个滑筒以及用于滑筒间连接的连杆，三个滑筒安装在不同的运动定位杆上且位于同一高度面，三个滑筒中安装在基础运动定位杆上的滑动为顶滑筒，顶滑筒通过水平的连杆连接另外两个滑筒，第四个滑筒为底滑筒且安装在基础运动定位杆上，并安装在顶滑筒的下方，底滑筒通过倾斜的连杆连接所述的另外两个滑筒，第一直线导轨的滑块连接三角连通器的第一组滑动机构的底滑筒，

第二组滑动机构包括四个滑筒以及用于滑筒间连接的连杆，三个滑筒安装在不同的运动定位杆上且位于同一高度面，三个滑筒中安装在基础运动定位杆上的滑动为顶滑筒，顶滑筒通过水平的连杆连接另外两个滑筒，第四个滑筒为底滑筒且安装在基础运动定位杆上，并安装在顶滑筒的下方，底滑筒通过倾斜的连杆连接所述的另外两个滑筒，第二直线导轨的滑块连接三角连通器的第二组滑动机构的底滑筒。

进一步的，交变磁场运动控制装置还包括弹簧，弹簧安装在各组滑动机构的顶滑筒和底滑筒间的运动定位杆上，和/或弹簧安装在倾斜的连杆上，且倾斜的连杆在中部形成周面槽，使得两端高中部低而将弹簧安装在中部的周面槽中。

进一步的，弹簧是圆柱形的压缩弹簧。

进一步的，环形交变磁场发生装置安装爱交变磁场运动控制装置的三角连通器的两组滑动机构的水平连杆上。