本實(shí)用新型涉及紡織設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種靜電紡絲設(shè)備。

背景技術(shù)：

靜電紡絲是高分子流體靜電霧化的一種特殊形式，其原理在于：在靜電產(chǎn)生裝置的作用下，電紡液噴絲裝置和電紡纖維接收裝置之間形成高壓靜電場，聚合物溶液在噴嘴處形成液滴并被充電，帶電液滴在電場力作用下在Taylor錐頂被加速，當(dāng)電場力足夠大時，帶電液滴克服表面張力形成帶電射流，帶電射流在靜電紡絲空間運(yùn)行時，伴隨著溶劑的揮發(fā)，彎曲和拉伸，最終被接收裝置收集，形成隨機(jī)排列的電紡纖維材料。

靜電紡絲可以將大部分聚合物及其共聚物、嵌段共聚物、衍生物等制備成納米級或微米級纖維，該種纖維具有比表面積高，直徑小等優(yōu)異的性能。取向納米纖維具有優(yōu)異的光學(xué)、電學(xué)性能。此外，納米纖維紗線提高了納米纖維束的力學(xué)性能，并且可以使其通過機(jī)織、針織等進(jìn)行二次加工。

由于電紡纖維材料具有高比表面積、高孔隙率、高通透性等特性，近年來已經(jīng)引起廣泛關(guān)注，并在服裝、生物醫(yī)藥、太陽帆、軍工(防彈產(chǎn)品)以及光學(xué)傳感器等方面顯示出越來越廣泛和重要的應(yīng)用。

申請?zhí)枮镃N200910031948.2的中國發(fā)明專利申請公開了一種陣列多噴頭靜電紡絲設(shè)備。該發(fā)明的設(shè)備可以大規(guī)模生產(chǎn)電紡纖維膜材，且既能生產(chǎn)單一聚合物電紡纖維膜材，又能一次性生產(chǎn)多種聚合物混紡的層狀電紡纖維膜材，并能夠通過方便地更換電紡纖維接收材料獲得具有特定拓?fù)鋱D案的電紡纖維膜材，可以滿足電紡纖維材料的多方面應(yīng)用需求。

然而，在該設(shè)備中，盡管設(shè)置了多個噴頭和多個供料裝置來實(shí)現(xiàn)多種聚合物混紡，其噴頭的更換卻十分不便。在生產(chǎn)驗(yàn)證階段，由于纖維中的聚合物的配比需要反復(fù)調(diào)整，以獲得更好的性能。不同的聚合需要使用到不同的噴頭，此時，該設(shè)備并不能應(yīng)對頻繁變化的工藝需求。而且，即使在大批量生產(chǎn)階段，也需要不時地對工藝進(jìn)行調(diào)整，該設(shè)備也無法勝任。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種靜電紡絲設(shè)備，該靜電紡絲設(shè)備可以方便地調(diào)整纖維中的聚合物的配比。

為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種靜電紡絲設(shè)備，包括靜電產(chǎn)生裝置、噴絲箱和可拆卸地安裝在噴絲箱的底部的N個噴絲模塊，N為大于或等于1的自然數(shù)；

噴絲模塊背朝噴絲箱的面上設(shè)置有M個噴絲孔，M為大于或等于1的自然數(shù)，靜電產(chǎn)生裝置在噴絲孔的出口處生成靜電場；

紡絲液從噴絲孔中噴出時，在靜電場的作用下凝固并形成纖維材料。

相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，本實(shí)用新型通過設(shè)置了可拆卸的噴絲模塊，使得噴絲孔的排布和設(shè)計(jì)可以模塊化。使用時，通過更換噴絲模塊和調(diào)配紡絲液，就能夠十分方便地生產(chǎn)制造各種規(guī)格的產(chǎn)品，大幅度地降低了生產(chǎn)成本，提高了生成的纖維材料的多樣性。通過本實(shí)用新型所提供的設(shè)備所織造的納米級無紡布，其質(zhì)量輕，透氣性好，可作為過濾材料、隔膜材料使用，能夠廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生、電池、過濾器等諸多領(lǐng)域。

作為優(yōu)選，噴絲模塊包括噴絲板、設(shè)置在噴絲板上的電控制模塊以及設(shè)置于噴絲板的端部的電觸點(diǎn)，電觸點(diǎn)與電控制模塊電性連接；

噴絲箱的底部沿著水平方向陣列布置有N個與噴絲模塊一一對應(yīng)的模塊插槽，模塊插槽內(nèi)設(shè)有供電接口；

噴絲模塊能夠從對應(yīng)的模塊插槽插入并安裝在噴絲箱上，且噴絲模塊安裝在噴絲箱上時，電觸點(diǎn)與供電接口連接。

采用電觸點(diǎn)可以方便噴絲模塊與噴絲箱的連接。而當(dāng)噴絲模塊從噴絲箱分離時，無需額外的操作即可斷開噴絲模塊與設(shè)備主體部分的電連接。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，噴絲板的一側(cè)設(shè)置有液體接口，液體接口與噴絲孔相連通；

模塊插槽內(nèi)設(shè)有與液體接口相對應(yīng)的供液口；

噴絲模塊安裝在噴絲箱上時，液體接口與供液口連通，噴絲箱通過液體接口向噴絲模塊輸入紡絲液。

采用液體接口可以在噴絲模塊接入模塊插槽時實(shí)現(xiàn)快速自動連接，無需每次更換模塊的同時重新再連接，具有更好的便利性。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，噴絲箱上設(shè)有一端與液體接口相連接的供液通道；

供液通道靠近液體接口的部分在高度方向上低于液體接口的所在高度，形成用于防止紡絲液溢出的緩沖部；

靜電紡絲設(shè)備還包括用于控制紡絲液的開關(guān)的閥門，閥門設(shè)置在緩沖部上。

利用緩沖部，在更換噴絲模塊時可以有效防止紡絲液因重力或殘留壓力的作用下從液體接口中滴瀝出來，進(jìn)而降低連接難度，提高設(shè)備的易用性。

另外，作為優(yōu)選，噴絲板的一側(cè)設(shè)置有氣體接口，氣體接口與噴絲孔相連通；

模塊插槽內(nèi)設(shè)有與液體接口相對應(yīng)的供氣口；

噴絲模塊安裝在噴絲箱上時，氣體接口與供氣口連通，噴絲箱通過氣體接口向噴絲模塊提供氣壓。

采用氣體接口也可以在噴絲模塊接入模塊插槽時實(shí)現(xiàn)快速自動連接，無需每次更換模塊的同時重新再連接，具有更好的便利性。

此外，作為優(yōu)選，電控制模塊包括主控芯片、液體高度感應(yīng)器、壓力感應(yīng)器和靜電感應(yīng)器；

液體高度感應(yīng)器與主控芯片通信連接，用于檢測噴絲模塊內(nèi)的噴絲液高度；

壓力感應(yīng)器與主控芯片通信連接，用于檢測噴絲模塊內(nèi)的噴絲液壓力；

靜電感應(yīng)器與主控芯片通信連接，用于檢測靜電場的強(qiáng)度。

利用上述的多種感應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)對噴絲模塊內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)的檢測和自動化控制。而且，在每個噴絲模塊中都實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的參數(shù)檢測，可以在模塊工作異常時快速判斷出出錯的模塊，實(shí)現(xiàn)快速替換。

除此之外，作為優(yōu)選，在噴絲模塊中，至少有一個噴絲模塊的噴絲孔的所在表面為曲面。通過采用多種形狀的表面作為噴絲孔的所在表面，例如山字形、金字塔形、波紋形等等，以更好地適應(yīng)生產(chǎn)需要。

另外，作為優(yōu)選，靜電紡絲設(shè)備包括用于帶動噴絲箱在X軸方向和Z軸方向上運(yùn)動的箱體運(yùn)動控制模塊，噴絲箱能夠在箱體運(yùn)動控制模塊的帶動下能夠沿X軸和Z軸的方向往復(fù)運(yùn)動；

靜電紡絲設(shè)備還包括正對噴絲孔的傳送模塊，傳送模塊沿Y軸方向設(shè)置，并用于帶動纖維材料在Y軸方向往復(fù)運(yùn)動。

通過控制噴絲箱的整體運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了噴絲模塊的運(yùn)動操作，使得噴絲箱配合傳送模塊的運(yùn)動，采用類似于打印機(jī)的方式打印出纖維材料。其生產(chǎn)操控性高，便于編程和控制。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，箱體運(yùn)動控制模塊包括設(shè)置于噴絲箱上方的頂部支撐板，固定在頂部支撐板上的Z軸電機(jī)，從Z軸電機(jī)中伸出的絲桿以及套接在絲桿上的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌沿X軸方向布置；

噴絲箱通過X軸電機(jī)設(shè)置在導(dǎo)軌上，并能夠沿導(dǎo)軌的方向往復(fù)運(yùn)動。

通過絲桿和導(dǎo)軌的設(shè)置，可以提高箱體運(yùn)動控制模塊的運(yùn)動可靠性，并降低成本。

此外，作為優(yōu)選，傳送模塊包括傳送帶以及設(shè)置在傳送帶的行進(jìn)方向上的預(yù)處理支架，預(yù)處理支架上設(shè)置有用于對纖維材料進(jìn)行預(yù)處理的預(yù)處理裝置。利用預(yù)處理裝置，可以將所形成纖維材料迅速固化，可以在設(shè)備出料部位可以直接得到無紡布半成品，特別是納米級別的無紡布半成品，縮短了生產(chǎn)周期，避免了二次加工，降低了成本

而且，作為優(yōu)選，傳送模塊還包括設(shè)置在傳送帶出口處的切刀，切刀用于剝離織物。借由切刀可以在織物經(jīng)預(yù)處理成型后立即進(jìn)行剝離，可以防止織物粘連。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式靜電紡絲設(shè)備的示意圖；

圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式噴絲模塊的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型第二實(shí)施方式噴絲模塊與噴絲箱的供液通道的連接示意圖；

圖4是本實(shí)用新型第五實(shí)施方式靜電紡絲設(shè)備的示意圖；

圖5是本實(shí)用新型第六實(shí)施方式靜電紡絲設(shè)備的示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-靜電產(chǎn)生裝置；2-噴絲箱；2a-模塊插槽；2b-供液通道；2b1-緩沖部；2b2-閥門；3-噴絲模塊；3a-噴絲孔；3b-電觸點(diǎn)；3c-液體接口；3d-氣體接口；4a-頂部支撐板；4b-Z軸電機(jī)；4c-絲桿；4d-導(dǎo)軌；4f-X軸電機(jī)；5-預(yù)處理支架；6-傳送帶；7-切刀。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式一

本實(shí)用新型的第一實(shí)施方式提供了一種靜電紡絲設(shè)備，參見圖1所示，包括靜電產(chǎn)生裝置1、噴絲箱2和可拆卸地安裝在噴絲箱2的底部的N個噴絲模塊3，N為大于或等于1的自然數(shù)；

參見圖2所示，噴絲模塊3背朝噴絲箱2的面上設(shè)置有M個噴絲孔3a，M為大于或等于1的自然數(shù)，靜電產(chǎn)生裝置1在噴絲孔3a的出口處生成靜電場；

紡絲液從噴絲孔3a中噴出時，在靜電場的作用下凝固并形成纖維材料。

在本實(shí)施方式中，噴絲模塊3包括噴絲板、設(shè)置在噴絲板上的電控制模塊以及設(shè)置于噴絲板的端部的電觸點(diǎn)3b，電觸點(diǎn)3b與電控制模塊電性連接；

噴絲箱2的底部沿著水平方向陣列布置有N個與噴絲模塊3一一對應(yīng)的模塊插槽2a，模塊插槽2a內(nèi)設(shè)有供電接口；

噴絲模塊3能夠從對應(yīng)的模塊插槽2a插入并安裝在噴絲箱2上，且噴絲模塊3安裝在噴絲箱2上時，電觸點(diǎn)3b與供電接口連接。

采用電觸點(diǎn)3b可以方便噴絲模塊3與噴絲箱2的連接。而當(dāng)噴絲模塊3從噴絲箱2分離時，無需額外的操作即可斷開噴絲模塊3與設(shè)備主體部分的電連接。

當(dāng)然，也可以在噴絲模塊3插入并安裝在模塊插槽2a上之后，采用常規(guī)的電線連接，也能夠基本實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。

在本實(shí)施方式中，噴絲板的一側(cè)設(shè)置有液體接口3c，液體接口3c與噴絲孔3a相連通；

模塊插槽2a內(nèi)設(shè)有與液體接口3c相對應(yīng)的供液口；

噴絲模塊3安裝在噴絲箱2上時，液體接口3c與供液口連通，噴絲箱2通過液體接口3c向噴絲模塊3輸入紡絲液。

采用液體接口3c可以在噴絲模塊3接入模塊插槽2a時實(shí)現(xiàn)快速自動連接，無需每次更換模塊的同時重新再連接，具有更好的便利性。

當(dāng)然，也可以在噴絲模塊3插入并安裝在模塊插槽2a上之后，采用常規(guī)的液體管道連接，也能夠基本實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。

另外，在本實(shí)施方式中，噴絲板的一側(cè)設(shè)置有氣體接口3d，氣體接口3d與噴絲孔3a相連通；

模塊插槽2a內(nèi)設(shè)有與液體接口3c相對應(yīng)的供氣口；

噴絲模塊3安裝在噴絲箱2上時，氣體接口3d與供氣口連通，噴絲箱2通過氣體接口3d向噴絲模塊3提供氣壓。

采用氣體接口3d也可以在噴絲模塊3接入模塊插槽2a時實(shí)現(xiàn)快速自動連接，無需每次更換模塊的同時重新再連接，具有更好的便利性。

當(dāng)然，也可以在噴絲模塊3插入并安裝在模塊插槽2a上之后，采用常規(guī)的氣體管道連接，也能夠基本實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的目的。

相對于現(xiàn)有技術(shù)而言，本實(shí)用新型通過設(shè)置了可拆卸的噴絲模塊3，使得噴絲孔3a的排布和設(shè)計(jì)可以模塊化。使用時，通過更換噴絲模塊3和調(diào)配紡絲液，就能夠十分方便地生產(chǎn)制造各種規(guī)格的產(chǎn)品，大幅度地降低了生產(chǎn)成本，提高了生成的纖維材料的多樣性。通過本實(shí)用新型所提供的設(shè)備所織造的納米級無紡布，其質(zhì)量輕，透氣性好，可作為過濾材料、隔膜材料使用，能夠廣泛地應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、衛(wèi)生、電池、過濾器等諸多領(lǐng)域。

實(shí)施方式二

本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式提供了一種靜電紡絲設(shè)備，第二實(shí)施方式是第一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，在本實(shí)用新型的第二實(shí)施方式中，參見圖3所示，噴絲箱2上設(shè)有一端與液體接口3c相連接的供液通道2b；

其中，供液通道2b可以是外設(shè)管道，也可以是設(shè)置于所述噴絲箱2內(nèi)部的通道；

供液通道2b靠近液體接口3c的部分在高度方向上低于液體接口3c的所在高度，形成用于防止紡絲液溢出的緩沖部2b1；

靜電紡絲設(shè)備還包括用于控制紡絲液的開關(guān)的閥門2b2，閥門2b2設(shè)置在緩沖部2b1上。

利用緩沖部2b1，在更換噴絲模塊3時可以有效防止紡絲液因重力或殘留壓力的作用下從液體接口3c中滴瀝出來，進(jìn)而降低連接難度，提高設(shè)備的易用性。

實(shí)施方式三

本實(shí)用新型的第三實(shí)施方式提供了一種靜電紡絲設(shè)備，第三實(shí)施方式是第一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，在本實(shí)用新型的第三實(shí)施方式中，電控制模塊包括主控芯片、液體高度感應(yīng)器、壓力感應(yīng)器和靜電感應(yīng)器；

液體高度感應(yīng)器與主控芯片通信連接，用于檢測噴絲模塊3內(nèi)的噴絲液高度；

壓力感應(yīng)器與主控芯片通信連接，用于檢測噴絲模塊3內(nèi)的噴絲液壓力；

靜電感應(yīng)器與主控芯片通信連接，用于檢測靜電場的強(qiáng)度。

利用上述的多種感應(yīng)器可以實(shí)現(xiàn)對噴絲模塊3內(nèi)各項(xiàng)參數(shù)的檢測和自動化控制。而且，在每個噴絲模塊3中都實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的參數(shù)檢測，可以在模塊工作異常時快速判斷出出錯的模塊，實(shí)現(xiàn)快速替換。

實(shí)施方式四

本實(shí)用新型的第四實(shí)施方式提供了一種靜電紡絲設(shè)備，第四實(shí)施方式是第一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，在本實(shí)用新型的第四實(shí)施方式中，在噴絲模塊3中，至少有一個噴絲模塊3的噴絲孔3a的所在表面為曲面。通過采用多種形狀的表面作為噴絲孔3a的所在表面，例如山字形、金字塔形、波紋形等等，以更好地適應(yīng)生產(chǎn)需要。

實(shí)施方式五

本實(shí)用新型的第五實(shí)施方式提供了一種靜電紡絲設(shè)備，第五實(shí)施方式是第一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，在本實(shí)用新型的第五實(shí)施方式中，參見圖4所示，靜電紡絲設(shè)備包括用于帶動噴絲箱2在X軸方向和Z軸方向上運(yùn)動的箱體運(yùn)動控制模塊，噴絲箱2能夠在箱體運(yùn)動控制模塊的帶動下能夠沿X軸和Z軸的方向往復(fù)運(yùn)動；

靜電紡絲設(shè)備還包括正對噴絲孔3a的傳送模塊，傳送模塊沿Y軸方向設(shè)置，并用于帶動纖維材料在Y軸方向往復(fù)運(yùn)動。

具體來說，箱體運(yùn)動控制模塊包括設(shè)置于噴絲箱2上方的頂部支撐板4a，固定在頂部支撐板4a上的Z軸電機(jī)4b，從Z軸電機(jī)4b中伸出的絲桿4c以及套接在絲桿4c上的導(dǎo)軌4d，導(dǎo)軌4d沿X軸方向布置；

噴絲箱2通過X軸電機(jī)4f設(shè)置在導(dǎo)軌4d上，并能夠沿導(dǎo)軌4d的方向往復(fù)運(yùn)動。

通過絲桿4c和導(dǎo)軌4d的設(shè)置，可以提高箱體運(yùn)動控制模塊的運(yùn)動可靠性，并降低成本。

通過控制噴絲箱2的整體運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)了噴絲模塊3的運(yùn)動操作，使得噴絲箱2配合傳送模塊的運(yùn)動，采用類似于打印機(jī)的方式打印出纖維材料。其生產(chǎn)操控性高，便于編程和控制。

實(shí)施方式六

本實(shí)用新型的第六實(shí)施方式提供了一種靜電紡絲設(shè)備，第六實(shí)施方式是上述第一至第五實(shí)施方式中任意一個實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，在本實(shí)用新型的第六實(shí)施方式中，參見圖5所示，傳送模塊包括傳送帶6以及設(shè)置在傳送帶6的行進(jìn)方向上的預(yù)處理支架5，預(yù)處理支架5上設(shè)置有用于對纖維材料進(jìn)行預(yù)處理的預(yù)處理裝置。

具體而言，預(yù)處理支架5上的預(yù)處理裝置可以是預(yù)處理罩，預(yù)處理罩內(nèi)設(shè)置包括紫外燈、烤燈、抽風(fēng)裝置、加熱裝置等等、可根據(jù)生成無紡布半成品的實(shí)際工藝需求來選擇和布置。

利用預(yù)處理裝置，可以將所形成纖維材料迅速固化，可以在設(shè)備出料部位可以直接得到無紡布半成品特別是納米級別的無紡布半成品，縮短了生產(chǎn)周期，避免了二次加工，降低了成本。

另外，在本實(shí)施方式中，傳送模塊還包括設(shè)置在傳送帶6出口處的切刀7，切刀7用于剝離織物。借由切刀7可以在織物經(jīng)預(yù)處理成型后立即進(jìn)行剝離，可以防止織物粘連。

實(shí)施方式七

本實(shí)用新型的第七實(shí)施方式提供了一種靜電紡絲系統(tǒng)，包括：送布裝置、卷繞裝置和實(shí)施方式一至六中任意一個實(shí)施方式所述及的靜電紡絲設(shè)備。

其中，送布裝置設(shè)置在靜電紡絲設(shè)備的入口處，特別地，當(dāng)設(shè)置有傳送帶6時，送布裝置向傳送帶的入口輸送底層布料；而卷繞裝置設(shè)置在靜電紡絲設(shè)備的出口處，同樣特別地，當(dāng)設(shè)置有傳送帶6時，卷繞裝置將從傳送帶6的出口處送出的布料卷繞成布筒。

本實(shí)施方式所提供的靜電紡絲系統(tǒng)能夠自動化地在底層布料上紡織靜電紡絲層，并形成布筒產(chǎn)品，十分方便。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在上述的各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于上述各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以基本實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對上述實(shí)施方式作各種改變，而不偏離本實(shí)用新型的精神和范圍。