本發(fā)明涉及一種便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸，特別是一種用于旋轉(zhuǎn)式無針頭靜電紡絲發(fā)射極的非金屬轉(zhuǎn)軸，屬于納米纖維制備領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

納米纖維狹義上是指直徑在100nm以下的纖維，具有比表面積大、孔隙率高等特點，被廣泛應(yīng)用于高效過濾材料、創(chuàng)傷敷料、組織工程、復(fù)合材料、電池電極及微納米器件等領(lǐng)域。

靜電紡絲是通過高壓直流電源產(chǎn)生的電場力拉伸聚合物溶液或熔體來制備納米纖維的方法，是制備納米纖維的最有效技術(shù)之一。目前，用于批量化生產(chǎn)納米纖維的靜電紡絲技術(shù)主要有兩種，即多針頭式和無針頭式，無針頭靜電紡絲技術(shù)是利用高壓電場在自由液體表面直接形成噴射流的紡絲方法，不存在針頭堵塞、針頭間相互靜電干擾等問題，可大大提高靜電紡絲產(chǎn)量，因此，無針頭靜電紡絲技術(shù)得到深入研究與不斷發(fā)展，例如，轉(zhuǎn)輥式、旋轉(zhuǎn)圓盤、旋轉(zhuǎn)螺旋線圈、“金字塔型”、磁濺射法、氣泡法等，其中，具有不同形狀紡絲發(fā)射極的旋轉(zhuǎn)式無針頭靜電紡絲裝置得到廣泛應(yīng)用。目前大多數(shù)旋轉(zhuǎn)式無針頭靜電紡絲裝置都是金屬轉(zhuǎn)軸，通過電刷直接對金屬轉(zhuǎn)軸加電而使靜電紡絲發(fā)射極帶電荷是目前常用的方法，但是，金屬轉(zhuǎn)軸加電后也發(fā)生電荷分布，產(chǎn)生的電場影響紡絲發(fā)射極的電場，進而影響紡絲效果，同時，也會造成能源浪費。因此，使用非金屬轉(zhuǎn)軸實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)式無針頭靜電紡絲具有重要意義，而如何為具有非金屬轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)式靜電紡絲發(fā)射極加電且盡量減小對紡絲發(fā)射極電場的影響是一個亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸，用于旋轉(zhuǎn)式無針頭靜電紡絲發(fā)射極，以減小對電場的影響和能源浪費，并防止發(fā)生電線纏繞。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題的技術(shù)方案是，一種便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸，包括支撐套管、支撐套管端蓋、中心軸、卡簧、軸承、固定環(huán)和軸承座。所述支撐套管為中空圓柱硬管，靜電紡絲發(fā)射極套在所述支撐套管上，所述支撐套管上平行于軸線等間距開多個孔；所述支撐套管端蓋開有與所述支撐套管端面尺寸相同的圓槽，所述支撐套管兩端嵌入兩個所述支撐套管端蓋的圓槽中組成一體(統(tǒng)稱為輥筒)；所述中心軸穿入所述支撐套管和所述支撐套管端蓋組成的輥筒中，所述中心軸按軸段粗細分別定義為軸段1、軸段2、軸段3，所述中心軸中間最粗軸段1的兩端面正好與兩個所述支撐套管端蓋的端面平齊，用緊定螺釘將所述支撐套管端蓋與所述中心軸固定，所述中心軸一端(記作左端)軸段上開有鍵槽，另一端(記作右端)開有中心孔，靠近中心孔一側(cè)的所述支撐套管端蓋兩端面外側(cè)的軸段上分別開孔(分別記作孔1和孔2)，并均與中心孔相交；所述卡簧安裝在所述中心軸右端軸段2的軸肩處；所述軸承與所述中心軸軸段2配合，所述中心軸右端的軸承與所述卡簧接觸；所述固定環(huán)為一金屬環(huán)形薄片，尺寸與所述軸承外圈相同，并安裝在所述軸承與所述軸承座的配合接觸面上。

作為優(yōu)選方案，所述支撐套管、支撐套管端蓋、中心軸、軸承座均為耐腐蝕、高強度的非金屬絕緣材料，以減少對靜電紡絲發(fā)射極電場的影響。

作為優(yōu)選方案，如果靜電紡絲發(fā)射極為非連續(xù)單體結(jié)構(gòu)，則所述支撐套管上平行于軸線開孔的個數(shù)N等于單體結(jié)構(gòu)數(shù)量，如果靜電紡絲發(fā)射極為連續(xù)結(jié)構(gòu)(如螺旋結(jié)構(gòu))，則N等于1，且該孔盡量靠近右端支撐套管端蓋。

本發(fā)明便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸，關(guān)鍵是金屬導(dǎo)線的連接方法，具體步驟如下：將金屬導(dǎo)線一端與靜電紡絲發(fā)射極連接，將金屬導(dǎo)線另一端從所述支撐套管上的小孔穿入到所述支撐套管內(nèi)部，并將其從孔1穿入所述中心軸，從孔2引出，并將導(dǎo)線系到所述卡簧的圓孔中；所述固定環(huán)在安裝前，將一金屬導(dǎo)線一端系到所述固定環(huán)上，另一端從所述軸承座的軸承孔上方的小孔中穿出，然后再將所述固定環(huán)安裝在所述中心軸右端軸承與所述軸承座的配合接觸面上；這樣，直流高壓電源的電極夾在從軸承座穿出的導(dǎo)線上，便可以將電壓通過所述軸承、卡簧及與卡簧連接的導(dǎo)線傳到靜電紡絲發(fā)射極上。

與現(xiàn)有具有金屬轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)式無針頭靜電紡絲裝置相比，本發(fā)明便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸由耐腐蝕、高強度的非金屬絕緣材料制成，應(yīng)用于于旋轉(zhuǎn)式無針頭靜電紡絲發(fā)射極的非金屬轉(zhuǎn)軸，能夠有效減小對靜電紡絲發(fā)射極電場的影響和能源浪費，同時，金屬導(dǎo)線連接方法簡單、巧妙，有效避免了電線纏繞問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸一種實施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸一種實施例的整體接線局部爆炸立體圖；

圖3為本發(fā)明便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸一種實施例的支撐套管端蓋零件圖；

圖4為本發(fā)明便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸一種實施例靜電紡絲發(fā)射極為非連續(xù)單體結(jié)構(gòu)的局部爆炸接線示意圖；

圖5為本發(fā)明便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸一種實施例靜電紡絲發(fā)射極為連續(xù)結(jié)構(gòu)的局部爆炸接線示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及其附圖進一步敘述本發(fā)明：

本發(fā)明提供了一種便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸(參見圖1～3)，包括支撐套管11、支撐套管端蓋21、中心軸31、卡簧41、軸承51、固定環(huán)61和軸承座71。

所述支撐套管11、支撐套管端蓋21、中心軸31、軸承座71均為耐腐蝕、高強度的非金屬絕緣材料(如PTFE、PP等)，所述支撐套管11為中空圓柱硬管，靜電紡絲發(fā)射極套在所述支撐套管11上，所述支撐套管11外徑與靜電紡絲發(fā)射極的內(nèi)徑相等，所述支撐套管上平行于軸線等間距開多個孔；所述支撐套管端蓋21開有與所述支撐套管11端面尺寸相同的圓槽，所述支撐套管11兩端嵌入兩個所述支撐套管端蓋21的圓槽中組成一體(統(tǒng)稱為輥筒)；所述中心軸31穿入所述支撐套管11和所述支撐套管端蓋21組成的輥筒中，所述中心軸31按軸段粗細分別定義為軸段1、軸段2、軸段3，所述中心軸31中間最粗軸段1的兩端面正好與兩個所述支撐套管端蓋21的端面平齊，用緊定螺釘將所述支撐套管端蓋21與所述中心軸31固定，所述中心軸31一端(記作左端)軸段上開有鍵槽，另一端(記作右端)開有中心孔，靠近中心孔一側(cè)的所述支撐套管端蓋21兩端面外側(cè)的軸段上分別開孔(分別記作孔1和孔2)，并均與中心孔相交；所述卡簧41安裝在所述中心軸31右端軸段2的軸肩處；所述軸承51與所述中心軸31軸段2配合，所述中心軸31右端的軸承51與所述卡簧41接觸；所述固定環(huán)61為一金屬環(huán)形薄片，尺寸與所述軸承51外圈相同，并安裝在所述軸承51與所述軸承座71的配合接觸面上。

本發(fā)明便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸，關(guān)鍵是金屬導(dǎo)線的連接方法，具體步驟如下(參見圖2)：將金屬導(dǎo)線15一端與靜電紡絲發(fā)射極連接，將金屬導(dǎo)線15另一端從支撐套管11上的小孔穿入到支撐套管11內(nèi)部，并將其從孔1穿入中心軸31，從孔2引出，并將導(dǎo)線15系到卡簧41的圓孔中；所述固定環(huán)61在安裝前，將一金屬導(dǎo)線65一端系到固定環(huán)61上，另一端從所述軸承座71軸承孔上方的小孔中穿出，然后再將固定環(huán)61安裝在軸承51與所述軸承座71的配合接觸面上；這樣，直流高壓電源的電極夾在從軸承座71穿出的導(dǎo)線65上，便可以將電壓通過軸承51、卡簧41及與卡簧41連接的導(dǎo)線15傳到靜電紡絲發(fā)射極上。

本發(fā)明便于加電的非金屬轉(zhuǎn)軸能夠有效減小對靜電紡絲發(fā)射極電場的影響和能源浪費，同時，金屬導(dǎo)線連接方法簡單、巧妙，有效避免了電線纏繞問題。

當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可做出等同變形或替換，這些等同的變形或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。

下面給出本發(fā)明的具體實施例。具體實施例僅用于進一步說明本發(fā)明，不構(gòu)成對本發(fā)明申請權(quán)利要求的限制。

實施例1：

靜電紡絲發(fā)射極為非連續(xù)單體結(jié)構(gòu)，如圖4所示，具體為8個等間距排列的圓盤形靜電紡絲發(fā)射極12，則所述支撐套管11上平行于軸線開8個3mm直徑的小孔，分別與8個等間距排列的圓盤形靜電紡絲發(fā)射極12對應(yīng)，將8根金屬導(dǎo)線一端分別與圓盤形靜電紡絲發(fā)射極12連接，然后將8根導(dǎo)線分別從所述支撐套管11上對應(yīng)的小孔中引入支撐套管11內(nèi)部，并擰成一股導(dǎo)線15后從中心軸31上的孔1穿入中心軸31，從孔2引出，并將導(dǎo)線15系到卡簧41的圓孔中；所述固定環(huán)61在安裝前，將一金屬導(dǎo)線65一端系到固定環(huán)61上，另一端從所述軸承座71軸承孔上方的小孔中穿出，然后再將固定環(huán)61安裝在軸承51與所述軸承座71的配合接觸面上；這樣，直流高壓電源的電極夾在從軸承座71穿出的導(dǎo)線65上，便可以將電壓通過軸承51、卡簧41及與卡簧41連接的導(dǎo)線15傳到圓盤形靜電紡絲發(fā)射極12上。

實施例2：

靜電紡絲發(fā)射極為連續(xù)結(jié)構(gòu)，如圖5所示，具體為螺旋葉片式靜電紡絲發(fā)射極13，則所述支撐套管11上距離右端支撐套管端蓋左端面10mm處開1個3mm直徑的小孔，將1根金屬導(dǎo)線一端與螺旋葉片式靜電紡絲發(fā)射極13連接，金屬導(dǎo)線15另一端從所述支撐套管11上對應(yīng)的小孔中引入支撐套管11內(nèi)部，從中心軸31上的孔1穿入中心軸31，從孔2引出，并將導(dǎo)線15系到卡簧41的圓孔中；所述固定環(huán)61在安裝前，將一金屬導(dǎo)線65一端系到固定環(huán)61上，另一端從所述軸承座71軸承孔上方的小孔中穿出，然后再將固定環(huán)61安裝在軸承51與所述軸承座71的配合接觸面上；這樣，直流高壓電源的電極夾在從軸承座71穿出的導(dǎo)線65上，便可以將電壓通過軸承51、卡簧41及與卡簧41連接的導(dǎo)線15傳到螺旋葉片式靜電紡絲發(fā)射極13上。