[发明专利]取向纳米纤维纱线制备装置及其使用方法

权利要求书

1.一种取向纳米纤维纱线制备装置，包括静电纺喷丝机构、传动机构、纤维束收集机构和若干加捻卷绕机构(1)，其特征在于：所述纤维束收集机构包括吸气设备(2)、气流集聚内套筒(3)、空心外滚筒(4)、致密网(5)和绝缘分隔环，所述空心外滚筒(4)沿周向设有矩阵式分布的气孔(20)，所述气流集聚内套筒(3)固定设置于空心外滚筒(4)内部并与空心外滚筒(4)连通，所述气流集聚内套筒(3)与吸气设备(2)连接，所述空心外滚筒(4)通过传动机构驱动旋转，所述致密网(5)覆盖于空心外滚筒(4)的外表面，所述空心外滚筒(4)表面通过间隔设置的绝缘分隔环分隔形成若干沿周向的纤维集束槽(6)，所述静电纺喷丝机构与空心外滚筒(4)对应设置，所述若干加捻卷绕机构(1)分别与各纤维集束槽(6)对应设置。

2.根据权利要求1所述的一种取向纳米纤维纱线制备装置，其特征在于：所述各纤维集束槽(6)中至少包含一排气孔(20)，形成各纤维集束槽(6)的两相邻绝缘分隔环与相应纤维集束槽(6)中的气孔(20)之间的距离相等。

3.根据权利要求1所述的一种取向纳米纤维纱线制备装置，其特征在于：所述气流集聚内套筒(3)为两端带有连接杆的圆柱体结构，所述吸气设备(2)与气流集聚内套筒(3)一端的连接杆连接且与吸气设备(2)连接的连接杆内开有气道，所述圆柱体结构上开有与连接杆气道相连通的集气槽。

4.根据权利要求3所述的一种取向纳米纤维纱线制备装置，其特征在于：所述气流集聚内套筒(3)通过两端的连接杆支撑在支架(11)上并通过两端的固定块(12)相对紧固。

5.根据权利要求1所述的一种取向纳米纤维纱线制备装置，其特征在于：所述空心外滚筒(4)的两端分别安装有端盖(13)，所述空心外滚筒(4)与气流集聚内套筒(3)之间通过轴承同轴装配。

6.根据权利要求5所述的一种取向纳米纤维纱线制备装置，其特征在于：所述传动机构包括电机(14)、第一带轮(15)、传动带(16)和第二带轮(17)，所述第一带轮(15)与电机(14)的转轴连接，所述第二带轮(17)与端盖(13)连接，所述第一带轮(15)和第二带轮(17)通过传动带(16)连接传动。

7.根据权利要求1所述的一种取向纳米纤维纱线制备装置，其特征在于：所述绝缘分隔环包括两个第一绝缘分隔环(18)和若干第二绝缘分隔环(19)，所述两个第一绝缘分隔环(18)分别固定于空心外滚筒(4)的两端，所述若干第二绝缘分隔环(19)间隔设置于两个第一绝缘分隔环(18)之间，所述第一绝缘分隔环(18)的宽度为5cm～50cm、厚度为1mm～5cm，所述第二绝缘分隔环(19)的宽度为1cm～20cm、厚度为1mm～5cm，各纤维集束槽(6)的宽度为1cm～10cm。

8.根据权利要求1所述的一种取向纳米纤维纱线制备装置，其特征在于：所述致密网(5)的网孔均匀分布、网目为100目～10000目。

9.根据权利要求1所述的一种取向纳米纤维纱线制备装置，其特征在于：所述静电纺喷丝机构包括若干无针式喷丝头(7)、自动供液设备(8)、可调底座(9)和高压静电发生器(10)，所述若干无针式喷丝头(7)安装于可调底座(9)上并位于空心外滚筒(4)的下方，所述无针式喷丝头(7)通过自动供液设备(8)供液、通过与高压静电发生器(10)连接产生纺丝溶液射流。

10.一种权利要求1所述的取向纳米纤维纱线制备装置的使用方法，包括以下步骤：

a)开启静电纺喷丝机构向空心外滚筒(4)产生纺丝溶液的射流；

b)打开传动机构驱动空心外滚筒(4)发生转动，空心外滚筒(4)接收的纺丝溶液向纤维集束槽(6)中沉积；

c)打开吸气设备(2)进行抽气，空心外滚筒(4)的气孔(20)处产生负压气流，沉积的纺丝溶液在高速旋转和负压气流的双重作用下集聚排布形成取向纳米纤维束；

d)将各纤维集束槽(6)中产生的取向纳米纤维束牵引至相应的加捻卷绕机构(1)中进行加捻卷绕得到纳米纤维纱线。