技术领域
[0001] 本
发明涉及静电纺丝技术领域，特别涉及一种自动清除静电纺丝针头液珠装置及清洗方法。
背景技术
[0002] 1934年，Formalas发明用静电
力制备
聚合物纤维并
申请专利，其专利公开了聚合物溶液如何在
电极间形成射流，这是首次详细描述利用高压静电来制备纤维装置，被公认为静电纺丝技术领域中制备纤维的开端。20世纪30年代至80年代期间，静电纺丝技术发展较为缓慢，科研人员集中于静电纺丝装置研究并发布了一系列专利，但都没有引起广泛关注。进入90年代，美国阿克隆大学Reneker研究小组对静电纺丝工艺和应用展开了深入并广泛的研究。近年来，随着
纳米技术发展，静电纺丝技术获得快速发展，世界各国的科研界和工业界都对此技术表现出强烈的兴趣。
[0003] 静电纺丝技术的发展大致经历了四个阶段：第一阶段主要研究不同聚合物的可纺性，纺丝过程中工艺参数对纤维直径及性能的影响，以及工艺参数的优化等；第二阶段主要研究静电纺
纳米纤维成分的多样化及结构的精细调控；第三个阶段主要研究静电纺纤维在
能源、环境、
生物医学、光电等领域的应用；第四阶段主要研究静电纺纤维的批量化制造问题。上述四个阶段相互交融，并没有明显界线。
[0004] 静电纺丝技术已经可以制备种类丰富的纳米纤维，如有机、有机/无机复合和无机纳米纤维。然而，利用静电纺丝技术制备纳米纤维还面临一些需要解决的问题。
[0005] 由于静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强
电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液珠由球形变为圆锥形(即"
泰勒锥")，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。与此同时，随着针头的液珠逐渐聚集长大，容易在静电纺丝过程中滴落在收集板上，从而大大影响静电纺丝效果。因此，如何在静电纺丝过程中，及时并有效清除针头液珠成为急需解决的技术问题。
发明内容
[0006] 本发明的目的在于克服
现有技术的缺点和不足，提供一种自动化程度高、结构简单可靠、工作安全性好的自动清除静电纺丝针头液珠装置以及清洗方法。
[0007] 为实现上述目的，本发明提出的一种自动清除静电纺丝针头液珠装置，包括上底座和下底座，所述上底座和所述下底座之间垂直安装有导杆和
丝杆，所述上底座和所述下底座之间还设有与所述导杆和所述丝杆配合垂直移动的滑
块，所述滑块的一侧固定连接
机架，所述机架为中空且开放式的壳体结构，所述机架内部设有依次配合传动的第一
齿轮、第二齿轮以及第三齿轮，所述机架内部还设有一
曲柄，所述曲柄的一端与所述第一齿轮的中
心轴固定相连，所述曲柄的中部与第一
连杆的一端相连构成转动副，所述曲柄的另一端与位于所述机架顶板上方的
电机通过
联轴器传动，所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端以及第二齿轮的第二中心轴相连构成转动副，所述第二连杆的另一端与所述第三齿轮的第三中心轴相连构成转动副，所述第三中心轴的上下端分别固定于所述机架，所述第三齿轮表面还固定连接有用于剔除液珠的摆针。
[0009] 优选地，所述曲柄中部设有若干
凸块分别与所述第一连杆一端的通孔配合构成转动副。
[0010] 优选地，所述曲柄中部设有若干通孔分别与所述第一连杆一端的凸块配合构成转动副。
[0011] 优选地，所述丝杆为具有自
锁功能的精密丝杆。
[0012] 本发明还提出一种使用自动清除静电纺丝针头液珠装置的清洗方法，包括以下步骤：
[0013] 1)当静电纺丝开始后，通过所述调整滑块的高度以调整所述机架的垂直高度，使所述滑块沿所述丝杆和所述导杆上升或下降，最终使得摆针末端上表面比静电纺丝针头底端低1mm；
[0014] 2)启动所述电机以对所述曲柄驱动，所述曲柄带动所述第一齿轮绕所述电机中心旋转，所述第一齿轮与所述第二齿轮通过
齿轮传动，所述第二齿轮还受到所述第一连杆牵连，所述第二齿轮的运动为齿轮传动以及连杆传动的复合运动；所述第二齿轮与所述第三齿轮通过齿轮传动，所述第三齿轮还受到第二连杆牵连，所述第三齿轮的运动为齿轮传动以及连杆传动的复合运动；固定于所述第三齿轮表面的摆针摆动一定的
角度将所述静电纺丝针头的液珠剔除；
[0015] 3)向所述电机通入不同强度的
电流，使得摆针在不同的间歇时间范围内来回摆动。
[0016] 本发明相对于现有技术具有以下优点：
[0017] 1)自动化程度高。相对于现有技术，本发明通过自动化控制摆针进行摆动剔除静电纺丝针头底部的液珠，可代替人工清除静电纺丝针头的液珠，可提高相应工序的自动化程度，降低人工操作的工作强度，并且能够保证清除工作的可靠性。
[0018] 2)结构简单可靠。本发明通过齿轮与曲柄连杆复合结构，使得本发明的第三齿轮带动摆针做间歇性摆动运动，避免了柔性冲击造成本发明的结构不稳定，进一步提高清除工作的可靠性。
[0019] 3)工作安全性好。本发明的摆针由软磁性材料制成，摆针在静电纺丝产生的电
磁场中能够产生一定的电磁力，使得摆针在剔除静电纺丝针头的液珠过程中，对液珠产生
吸附的作用力，使得液珠被剔除后不容易滴落在纤维收集板上，从而使得剔除工作更加安全可靠。
[0020] 4)适应性强。本发明可以进行微调曲柄的实际作用长度来调节不同的运动情况，譬如实现不同的间歇时间，或者实现不同的运动形式，以适应不同型号的静电纺丝针头的液珠剔除。
附图说明
[0021] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0022] 图1为本发明动清除静电纺丝针头液珠装置的立体图；
[0023] 图2为本发明动清除静电纺丝针头液珠装置的部分零件结构图；
[0024] 图3为本发明动清除静电纺丝针头液珠装置的机架内部分零件结构图；
[0025] 附图标号说明：
[0026]标号 名称 标号 名称
1 上底座 9 联轴器
2 下底座 10 曲柄
3 导杆 11 第一齿轮
4 丝杆 12 第一连杆
5 滑块 13 第二齿轮
6 静电纺丝针头 14 第二连杆
7 机架 15 第三齿轮
8 电机 16 摆针
[0027] 本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0028] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0029] 需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定
姿态(如附图所示)下各部件之间的相对
位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0030] 另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为
基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0031] 实施例1
[0032] 本实施例的自动清除静电纺丝针头液珠装置，包括上底座1以及下底座2，上底座1和下底座2之间垂直安装有导杆3和丝杆4，上底座1和下底座2之间还设有与导杆3以及丝杆4配合垂直移动的滑块5，滑块5的一侧固定连接机架7，其中机架7为中孔且开放式的壳体结构，机架7内部设有依次配合传动的第一齿轮11、第二齿轮13以及第三齿轮15，机架7内部还设有一曲柄10，曲柄10的一端与第一齿轮11的中心轴固定相连，曲柄10的中部与第一连杆
12的一端相连构成转动副，曲柄10的另一端与位于机架7顶板上方的电机8通过联轴器9传动，第一连杆12的另一端与第二连杆14的一端以及第二齿轮13的第二中心轴相连构成转动副，第二连杆14的另一端与第三齿轮15的第三中心轴相连构成转动副，其中，第三齿轮15的第三中心轴的上下两端固定于机架7，而第一中心轴以及第二中心轴在实际工作中时可进行平面移动，第三齿轮15表面还固定连接有用于剔除液珠的摆针16，该摆针16由软磁性的材料制成。
[0033] 本实施例的自动清除静电纺丝针头液珠装置在静电纺丝开始后，静电纺丝针头6的下端会产生液珠。为了调整机架7的垂直高度，通过调整与丝杆4以及导杆3配合移动的滑块5，使得滑块5沿着丝杆4以及导杆3进行上升或下降，从而使得与滑块5固定连接的机架7上升或者下降，通过机架7的高度调整从而使得摆针16末端的上表面比静电纺丝针头6的底端低1mm。启动位于机架7上方的电机8，电机8通过联轴器9向曲柄10远离第一齿轮11的第一中心轴的一端传递动力，以使与曲柄10驱动第一齿轮11绕电机8的中心轴进行旋转，第一齿轮11与第二齿轮13通过齿轮传动而进行转动，第二齿轮13还受到第一连杆12的牵连，从而使得第二齿轮13的运动为齿轮传动以及连杆传动的复合运动。第二齿轮13与第三齿轮15通过齿轮传动而转动，第二齿轮13还受到第二连杆14的牵连，从而使得第三齿轮15的运动为齿轮传动以及连杆传动的复合运动。因为曲柄10的中部位置与第一连杆12的一端相连构成转动副，曲柄10通过转动副向第一连杆12传动，第一连杆12通过转动副向第二连杆14传动。最终固定连接于第三齿轮15表面的摆针16通过第三齿轮15的转动在一定角度范围内进行摆动，从而可将静电纺丝针头6的液珠剔除。
[0034] 本实施例的自动清除静电纺丝针头液珠装置中，可通过向电机8通入一定时间内变换方向的电流，从而使得第一齿轮11在一定周期内往复进行摆动，通过相应的曲柄
连杆机构以及齿轮传动机构，可使得摆针16在一定的时间周期以及在一定角度范围内进行摆动。优选地，为了提高摆针16的摆动
频率以提高摆针16剔除液珠效率，可以在向电机8通入
电路的换向时间缩短，从而提高摆针16的工作效率。本实施例也可向电机8通入不同强度的电流，从而使得摆针16能够在不同的间歇时间范围内进行来回摆动。
[0035] 相对于现有技术，本实施例通过自动化控制摆针16进行摆动剔除静电纺丝针头6底部的液珠，可代替人工清除静电纺丝针头的液珠，可提高相应工序的自动化程度，降低人工操作的工作强度，并且能够保证清除工作的可靠性。
[0036] 本实施例通过齿轮与曲柄10连杆复合结构，使得本实施例的第三齿轮15带动摆针16做间歇性摆动运动，避免了柔性冲击造成本发明的结构不稳定，进一步提高本发明清除工作的可靠性。
[0037] 本实施例的摆针16由软磁性材料制成，摆针16在静电纺丝产生的
电磁场中能够产生一定的电磁力，使得摆针16在剔除静电纺丝针头6的液珠过程中，对液珠产生吸附的作用力，使得液珠被剔除后不容易滴落在纤维收集板上，从而使得剔除工作更加安全可靠。
[0038] 实施例2
[0039] 本实施例除以下特征外与实施例1相同：
丝杠为具有自锁功能的精密丝杆。
[0040] 本实施例的自动清除静电纺丝针头液珠装置中，为了对机架7的垂直高度进行调整，以满足摆针16适合高度尺寸要求以将液珠进行剔除，用户通过将滑块5沿着光滑的导杆3以及精密丝杆进行上下高度调整，以满足机架7的高度调整要求。因为丝杆4为具有自锁功能的精密丝杠，可将摆针16的工作尺寸要求调整到位并自锁固定，从而提高本发明的使用可靠性。
[0041] 实施例3
[0042] 本实施例除以下特征外与实施例1相同：曲柄10中部设有若干凸块分别与第一连杆12一端的通孔配合构成转动副。
[0043] 本实施例的曲柄10表面设有若干的凸块分别与第一连杆12的一端的通孔配合构成转动副。用户通过将通孔分别与曲柄10中部不同位置的凸块配合形成转动副，从而对曲柄10的实际作用长度进行微调以满足不同的运动情况，例如实现不同的间歇时间，或者实现不同的运动形式，以将适应不同型号的静电纺丝针头的液珠剔除，使得本实施例的自动清除静电纺丝针头液珠装置工作适应范围更广。
[0044] 实施例4
[0045] 本实施例除以下特征外与实施例1相同：曲柄10中部设有若干通孔分别与第一连杆12一端的凸块配合构成转动副。
[0046] 本实施例的曲柄10中部设有若干的通孔分别与第一连杆12的一端的凸块配合构成转动副。从而对曲柄10的长度进行微调以满足不同的运动情况，例如实现不同的间歇时间，或者实现不同的运动形式，以将适应不同型号的静电纺丝针头的液珠剔除，以提高本实施例的适用性。
[0047] 以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明
说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
