本發(fā)明屬于納米纖維收集，具體涉及一種可實(shí)現(xiàn)精密控濕及均勻收集的靜電紡絲收集裝置。

背景技術(shù)：

1、靜電紡絲是指高分子溶液在高壓靜電的作用下，形成射流，然后在靜電力場的作用下，逐步被拉伸。由于小尺寸效應(yīng)的作用，射流中的水或有機(jī)溶劑瞬間揮發(fā)，而拉伸到納米形態(tài)的高分子纖維沉積到收集器上，形成高分子納米纖維膜。靜電紡絲制備的納米纖維膜，能應(yīng)用于防護(hù)過濾、工業(yè)催化、能源電池、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。然而，這些應(yīng)用的基礎(chǔ)在于，納米纖維形態(tài)的有效優(yōu)化和膜均勻度的有效調(diào)控，這就對靜電紡絲收集裝置提出了更高的要求。

2、目前，靜電紡絲收集裝置包括平板收集器、滾筒收集器、鏈條收集器、柔性鋼板收集器、網(wǎng)帶收集器等。平板收集器、滾筒收集器和柔性鋼板收集器，存在溶劑揮發(fā)不均導(dǎo)致的膜形變問題。鏈條收集器存在收集平整度不夠的問題。網(wǎng)帶收集器存在邊緣效應(yīng)的問題。在大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)中，揮發(fā)溶劑的吸附，也會(huì)引起納米纖維膜宏觀形態(tài)的褶皺，影響其應(yīng)用。

3、面對上述問題，研究人員進(jìn)行了許多嘗試，例如，為了實(shí)現(xiàn)纖維的均勻收集，進(jìn)行邊緣暖風(fēng)氣流的輔助；為了實(shí)現(xiàn)射流中溶劑和纖維上溶劑的脫附，進(jìn)行紅外燈的加熱烘烤；為了實(shí)現(xiàn)納米纖維的高速沉積，進(jìn)行密集排風(fēng)裝置的安裝。然而，這樣的嘗試亦存在著相應(yīng)的問題，邊緣暖風(fēng)氣流輔助，增加了靜電射流在空氣中的宏觀擾動(dòng)，容易造成纖維結(jié)節(jié)，同時(shí)也不易調(diào)控纖維膜的整體均勻；一定距離的遠(yuǎn)紅外加熱炙烤，本身烘烤不均勻性；密集排風(fēng)裝置，還是存在邊緣效應(yīng)，纖維膜不易均勻平整。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述問題，本發(fā)明提供一種可實(shí)現(xiàn)精密控濕及均勻收集的靜電紡絲收集裝置，包括收集傳送帶、排風(fēng)單元、加熱單元和傳熱單元，收集傳送帶的上下兩層網(wǎng)帶之間設(shè)有加熱單元的加熱盤管、傳熱單元的傳熱腔室和隔離軟板，加熱盤管和傳熱腔室均設(shè)在隔離軟板的上方，隔離軟板將傳熱腔室的底面與下層網(wǎng)帶之間的空間分割成若干個(gè)控制空間；加熱單元通過傳熱單元為所有控制空間和下層網(wǎng)帶均勻供熱，促進(jìn)溶劑均勻脫附及揮發(fā)；

2、排風(fēng)單元包括若干組排風(fēng)裝置，排風(fēng)裝置與控制空間一一對應(yīng)，排風(fēng)裝置包括依次連接的排風(fēng)口、排風(fēng)管和排風(fēng)機(jī)，排風(fēng)口連通對應(yīng)的控制空間，排風(fēng)管設(shè)在隔離軟板上方，排風(fēng)機(jī)設(shè)在收集傳送帶的外側(cè)，為對應(yīng)的控制空間抽氣，使得控制空間內(nèi)形成負(fù)壓，有利于氣態(tài)溶劑通過控制空間而被排風(fēng)機(jī)抽走。

3、可選的，所述收集傳送帶包括收集網(wǎng)帶、兩個(gè)滾動(dòng)軸和電機(jī)，收集網(wǎng)帶上均勻密布通孔，收集網(wǎng)帶繞設(shè)在兩個(gè)相互平行的滾動(dòng)軸上，滾動(dòng)軸連接電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)滾動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)收集網(wǎng)帶移動(dòng)；

4、收集網(wǎng)帶的內(nèi)側(cè)面上均勻設(shè)有若干道第一軌道，用于連接傳熱單元，實(shí)現(xiàn)接觸式傳熱，提高傳熱效率；第一軌道向著收集網(wǎng)帶外側(cè)的方向凹陷，第一軌道相互平行且垂直于滾動(dòng)軸。

5、進(jìn)一步可選的，所述收集網(wǎng)帶為不銹鋼材質(zhì)，收集網(wǎng)帶上的通孔橫縱有序排列，呈矩陣式分布。

6、進(jìn)一步可選的，所述滾動(dòng)軸為張緊軸，張緊軸為高分子絕緣材料，兩個(gè)張緊軸用于拉伸收集網(wǎng)帶，使得下層網(wǎng)帶能保持水平，從而保證納米纖維的均勻收集。

7、可選的，所述加熱單元包括若干道加熱盤管、連接管和加熱裝置，加熱盤管為蛇形曲折分布方式，且均勻盤繞在傳熱腔室的內(nèi)部，加熱盤管的兩端分別靠近兩個(gè)滾動(dòng)軸，加熱盤管的兩端分別通過連接管連接加熱裝置的進(jìn)口和出口；

8、若干道加熱盤管上下疊放，增加供熱；加熱盤管內(nèi)裝有導(dǎo)熱硅油，加熱裝置能夠加熱硅油，并驅(qū)動(dòng)硅油在加熱盤管內(nèi)循環(huán)。

9、可選的，所述隔離軟板包括若干個(gè)橫縱交叉的隔離板，隔離板均豎直設(shè)置，隔離板的頂部連接傳熱腔室的下表面，橫向的隔離板平行于第一軌道，縱向的隔離板垂直于第一軌道；

10、若干個(gè)橫縱交叉的隔離板在傳熱腔室的下方均勻布設(shè)，且呈矩陣式設(shè)置，將傳熱腔室的底面與下層網(wǎng)帶之間的空間均勻分割成若干個(gè)相同大小的控制空間。

11、可選的，所述傳熱單元包括傳熱腔室、傳熱組件和傳熱桿組，傳熱腔室內(nèi)部充有硅油，傳熱組件設(shè)在傳熱腔室的下表面，傳熱組件包括若干條相互平行的傳熱條，傳熱條為實(shí)心的金屬條，傳熱條的下表面設(shè)有一條第二軌道，第二軌道平行于第一軌道，第二軌道與第一軌道上下對應(yīng)；

12、傳熱桿組包括若干排傳熱桿，每排傳熱桿對應(yīng)一條第二軌道，傳熱桿的頂端連接第二軌道，底端連接第一軌道。

13、進(jìn)一步可選的，所述傳熱條為長方體且平行于第一軌道，傳熱條貫穿所有縱向的隔離板；第二軌道向上凹陷，且第二軌道處于傳熱條的中央。

14、進(jìn)一步可選的，所述傳熱腔室為扁平的長方體形狀，且為水平設(shè)置的封閉腔室，傳熱腔室的四個(gè)側(cè)面分別靠近兩個(gè)滾動(dòng)軸和收集網(wǎng)帶的兩側(cè)，為收集網(wǎng)帶充分傳熱；傳熱腔室對應(yīng)收集網(wǎng)帶兩側(cè)的兩個(gè)側(cè)面分別設(shè)有支架，支架底部連接支撐架或地面，以支撐傳熱腔室；

15、傳熱腔室內(nèi)設(shè)有液位測量裝置與硅油膨脹緩沖器，用于檢測傳熱腔室中硅油的填充情況，避免硅油熱漲而導(dǎo)致部件受壓。

16、進(jìn)一步任選的，所述傳熱腔室的內(nèi)部預(yù)設(shè)若干個(gè)豎直風(fēng)道，豎直風(fēng)道的上下兩端分別連接傳熱腔室的頂面和底面，豎直風(fēng)道的上下兩端都敞開且連通傳熱腔室的外部空間；

17、豎直風(fēng)道的底端為排風(fēng)口且對應(yīng)一個(gè)控制空間的中心位置，排風(fēng)管的進(jìn)口通過風(fēng)口底座連接豎直風(fēng)道的頂端，排風(fēng)管的出口連接排風(fēng)機(jī)；排風(fēng)管平行于滾動(dòng)軸，排風(fēng)機(jī)設(shè)在收集網(wǎng)帶的外側(cè)面，不影響收集網(wǎng)帶移動(dòng)，且不占用收集網(wǎng)帶內(nèi)部的空間。

18、進(jìn)一步可選的，一排傳熱桿包括若干個(gè)排成一排的傳熱桿，傳熱桿的頂端和底端分別設(shè)有圓球形的向外凸出的卡接部，分別用于卡入第二軌道和第一軌道，使得傳熱條通過傳熱桿將熱量傳遞給下層網(wǎng)帶，實(shí)現(xiàn)接觸式傳熱，提高傳熱效率；

19、傳熱條和傳熱桿的材質(zhì)均為金屬，例如不銹鋼。

20、加熱裝置(例如模溫機(jī))將導(dǎo)熱硅油加熱，然后泵送至對應(yīng)的連接管，再輸入對應(yīng)的加熱盤管，導(dǎo)熱硅油在蛇形的加熱盤管內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，將熱量傳遞給傳熱條，傳熱條為封閉腔室，其內(nèi)部封存的硅油被均勻加熱，被加熱的硅油經(jīng)傳熱條的金屬壁將熱量傳遞給接觸式傳熱桿。傳熱桿被加熱后，進(jìn)而通過接觸傳導(dǎo)，將熱量傳遞給下層網(wǎng)帶，從而在收集網(wǎng)帶的網(wǎng)面區(qū)域形成溫度梯度帶。這樣，既有利于高分子射流中溶劑的揮發(fā)，也有利于網(wǎng)帶上納米纖維吸附溶劑的有效解析，從而達(dá)到優(yōu)化納米纖維沉積形態(tài)，提高納米纖維成型效果的目的。加熱裝置與對應(yīng)的泵可設(shè)置在一起，便于安裝。

21、傳熱桿的球形兩端分別卡入第二軌道和第一軌道內(nèi)，形成嵌入式結(jié)構(gòu)，從而保證收集網(wǎng)帶停止或運(yùn)動(dòng)時(shí)，傳熱桿的兩端均不脫軌，保持良好的接觸狀態(tài)。一排傳熱桿密集排布，若干排傳熱桿均勻排列，且每排傳熱桿連接對應(yīng)的第一軌道，形成密集排布的導(dǎo)熱矩陣，從而保證高效的傳熱效率。非導(dǎo)電的導(dǎo)熱硅膠與絕緣的連接管一起，切斷了高壓靜電放電導(dǎo)致的電流擊穿的風(fēng)險(xiǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了高壓靜電下接觸式均勻傳熱。

22、另外，雖然兩個(gè)滾動(dòng)軸能夠拉伸收集網(wǎng)帶，但收集網(wǎng)帶在移動(dòng)時(shí)，其下層網(wǎng)帶在自身重力作用下，不會(huì)完全平直，總要有一定程度的下墜，導(dǎo)致下層網(wǎng)帶與傳熱條底面之間的距離并不完全一致。本發(fā)明的傳熱桿的頂端為球形，使得傳熱桿能以自身頂端為支點(diǎn)、底端為自由端而在一定范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，傳熱桿的底端嵌入第一軌道，傳熱桿的底端隨著收集網(wǎng)帶的移動(dòng)，使得傳熱桿傾斜，當(dāng)傾斜至極限程度時(shí)，傳熱桿頂端被卡住而不再傾斜，以適應(yīng)下層網(wǎng)帶高度位置的變化。

23、本發(fā)明中，通過各個(gè)控制空間內(nèi)精確有效的排風(fēng)調(diào)控，保證纖維膜的均勻沉積，避免邊緣效應(yīng)帶來的不均勻影響，避免氣體溶劑整體過飽和/局部過飽和帶來的膜形變。同時(shí)配合加熱單元和傳熱單元的設(shè)計(jì)，進(jìn)行均勻的溫度調(diào)控，從而保證整個(gè)纖維膜中溶劑的有效去除，避免因溶劑積累導(dǎo)致的纖維膜形變。通過以上兩點(diǎn)，有效提高纖維的沉積效率，實(shí)現(xiàn)納米纖維膜的均勻收集及宏觀形態(tài)的有效優(yōu)化。