基于高速离心纺丝的加捻成纱装置技术领域
本发明涉及生物医药生产器械领域，更具体地，涉及一种基于高速离心纺丝的加捻成纱装置。
背景技术
离心纺丝在美国被提出，运用于制造人造丝线或无纺织布。其原理是将溶液或熔体置于以高速旋转的转筒中，借助离心力和剪切力将溶液或熔体从细孔中甩出而形成纤维。该方法经过多年的发展和改进，已经能制备出纳米级的纤维，如高速离心纳米纺丝，静电离心纳米纺丝等。但该方法生产出来的纤维目前都是手工收集，或制备无纺织布。没有能直接将纳米纤维收集并加捻成纱的机构。并且通过手工收集纤维并加捻成纱，其粗细，捻度等都无法保证，效率过低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于高速离心纺丝的加捻成纱装置，通过传送纳米纤维并收集的加工收集结构和用于加捻纳米纤维成纱的加捻结构的设置，使其不仅实现了纳米纤维的收集，而且能够将纳米纤维加捻成纱，实现成纱的自动化，提高生产效率；同时该设备结构简单，降低了生产成本。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种基于高速离心纺丝的加捻成纱装置，所述加捻成纱装置包括用于传送纳米纤维并收集的加工收集结构和用于加捻纳米纤维成纱的加捻结构；所述加捻成纱装置还包括用于支撑的机架，所述加工收集结构和加捻结构均安装于机架上；所述加工收集结构包括转动以便高速传输纳米纤维的离心转筒、用于驱动离心转筒转动的第一电机、用于传送风干的纳米纤维的传送带以及第一收集部，所述加捻结构包括用于转向的第一导向辊、加捻部、用于将加捻成纱的纳米纤维进行收集的第二收集部用于驱动传送带转动的驱动辊以及用于保持传送带形状的第二导向辊；所述传送带贯穿于加工收集结构和加捻结构；
纳米纤维原料通过离心转筒被离心转筒中加压结构加压变成纳米纤维，随后高速传输出去，经过空气风干形成纳米纤维，进入第一收集部进行第一次收集，通过传送带进入第一导向辊，传送至加捻部，随后进入第二收集部收集，随之传送带绕过驱动辊，然后再绕回到第二导向辊，实现循环。
本发明基于高速离心纺丝的加捻成纱装置，纳米纤维从离心转筒高速传输出去，纳米纤维进入第一收集部进行第一次收集，通过传送带进入第一导向辊，传送至加捻部，随后进入第二收集部收集，随之传送带绕过驱动辊，然后再绕回到第二导向辊，实现循环。通过设置使得纺织材料能够被加捻成纱同时对纳米纤维进行收集，实现了纳米纤维的自动化加捻成纱和收集，提高了加捻成纱的效率，且由于纳米纤维成纱的自动化的实现，省去了人工操作，节省了劳动成本，且该设备结构简单，降低了生产成本。
优选地，所述加捻部设有用于加捻纳米纤维成纱的可转动摩擦辊和用于促使摩擦辊运动的第二电机。摩擦辊的设置是为了用于对纳米纤维进行加捻，以便成纱。需要说明的是传送带与摩擦辊相互接触且平面方向的运动方向相反，使得夹在传送带与摩擦辊之间的纳米纤维获得加捻，而摩擦辊竖直方向的运动带动附着在传送带上的纤维沿着摩擦辊的轴向运动，多根纤维抱紧并加捻形成纱，最后从摩擦辊与传送带接触边缘处收集纱线。
优选地，所述加捻成纱装置还设置有四种固定架和安装于机架上的底板，四种固定架分别为第一固定架、第二固定架、第三固定架、第四固定架。四种固定架以及底板的设置是用于支撑加捻成纱装置上的结构。
优选地，所述摩擦辊一端通过第三固定架固定于底板上、另一端通过球型万向联轴器与第二电机连接；所述摩擦辊与第三固定架之间设有活动轴承。这样设置是使得摩擦辊被固定，同时能够根据需要转动，实现对纳米纤维的加捻。同时利用球型万向联轴器传递动力。
优选地，所述摩擦辊与底板法向的夹角为60°~80°。这样设置的角度是为了能够更好地对纳米纤维进行摩擦加捻。需要说明的是，所述摩擦辊与底板法向的优选夹角为75°。
优选地，所述驱动辊通过第四固定架固定于底板上，所述底板上设有用于调节驱动辊安装位置的调节槽；所述底板的下方设置有用于促使驱动辊的第三电机。调节槽的设置是为了用于调节驱动辊的安装位置，从而实现传送带3的张紧调节。
优选地，所述第一电机的转速为20000rad/min，所述第二电机的转速为100rad/min，所述第三电机的转速为30rad/min。需要说明的是，这里第一电机、第二电机、第三电机的转速只是优选，并不是必须的。设计者可以根据自己的需求选择其他数据也是可行的，进行适当的改变是可行的。
优选地，所述传送带形成部分圆形结构、部分方形的封闭结构，部分圆形结构为环绕离心转筒的圆形结构，部分方形结构为绕过驱动辊的方形结构。需要说明的是，传送带设置成部分圆形结构、部分方形的封闭结构，是为了更好地实现纳米纤维的收集和加捻。另外，传送带上设置有若干导流孔，孔中心轴的方向与传送带带面的法向夹角为20°~70°。
优选地，所述传送带的部分圆形结构是通过设置第一支架圈与第二支架圈共同支撑固定。这样设置是为了使传送带能稳定可靠地对纳米纤维进行收集，以及传送出纳米纤维便于后续程序的加捻。
优选地，所述底板上设置有用于固定第二支架圈的支撑轮，所述支撑轮上设有锥角，所述第二支架圈设有用于与锥角配合的锥角面；所述第一支架圈与第二固定架相配合。这样设置是为了使第二支架圈通过支撑轮被可靠固定，第一支架圈通过第二固定架被可靠固定，同时使得整个工作的加捻成纱装置能够可靠固定，便于自动完成纳米纤维成纱的生产过程，提高加工的稳定性。
需要说明的是，传送带圆形部分通过支架圈的设置，形成内凹式的结构，便于能够无阻挡收集从离心滚筒传送出来的纤维。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明基于高速离心纺丝的加捻成纱装置，纳米纤维从离心转筒高速传输出去，纳米纤维进入第一收集部进行第一次收集，通过传送带进入第一导向辊，传送至加捻部，随后进入第二收集部收集，随之传送带绕过驱动辊，然后再绕回到第二导向辊，实现循环。通过设置使得纺织材料能够被加捻成纱同时对纳米纤维进行收集，实现了纳米纤维的自动化加捻成纱和收集，提高了加捻成纱的效率，且由于纳米纤维成纱的自动化的实现，省去了人工操作，节省了劳动成本，且该设备结构简单，降低了生产成本。
附图说明
图1为实施例基于高速离心纺丝的加捻成纱装置的轴测图。
图2为实施例基于高速离心纺丝的加捻成纱装置的俯视图。
图3为实施例基于高速离心纺丝的加捻成纱装置的局部剖视图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例
如图1至3所示为本发明基于高速离心纺丝的加捻成纱装置的实施例，所述加捻成纱装置包括用于传送纳米纤维并收集的加工收集结构1和用于加捻纳米纤维成纱的加捻结构2；所述加捻成纱装置还包括用于支撑的机架3，所述加工收集结构1和加捻结构2均安装于机架3上；所述加工收集结构1包括转动以便高速传输纳米纤维的离心转筒11、用于驱动离心转筒11转动的第一电机12、用于传送风干的纳米纤维的传送带13以及第一收集部，所述加捻结构2包括用于转向的第一导向辊21、加捻部、用于将加捻成纱的纳米纤维进行收集的第二收集部、用于驱动传送带13转动的驱动辊22以及用于保持传送带13形状的第二导向辊23；所述传送带13贯穿于加工收集结构1和加捻结构2；
纳米纤维原料通过离心转筒11被离心转筒11中加压结构加压变成纳米纤维，随后高速传输出去，纳米纤维经过空气风干，进入第一收集部进行第一次收集，通过传送带13进入第一导向辊21，传送至加捻部，随后进入第二收集部收集，随之传送带13绕过驱动辊22，然后再绕回到第二导向辊23，实现循环。
具体地，加捻部设有用于加捻纳米纤维成纱的可转动摩擦辊24和用于促使摩擦辊24运动的第二电机25。摩擦辊24的设置是为了用于对纳米纤维进行加捻，以便成纱。需要说明的是传送带13与摩擦辊24相互接触且平面方向的运动方向相反，使得夹在传送带13与摩擦辊24之间的纳米纤维获得加捻，而摩擦辊24竖直方向的运动带动附着在传送带13上的纤维沿着摩擦辊24的轴向运动，多根纤维抱紧并加捻形成纱，最后从摩擦辊24与传送带13接触边缘处收集纱线。
其中，所述加捻成纱装置还设置有四种固定架和安装于机架3上的底板31，四种固定架分别为第一固定架4、第二固定架5、第三固定架6、第四固定架7。四种固定架以及底板31的设置是用于支撑加捻成纱装置上的结构。
另外，所述摩擦辊24一端通过第三固定架6固定于底板31上、另一端通过球型万向联轴器与第二电机25连接；所述摩擦辊24与第三固定架6之间设有活动轴承。这样设置是使得摩擦辊24被固定，同时能够根据需要转动，实现对纳米纤维的加捻。
其中，所述摩擦辊24与底板31法向的夹角为60°~80°。这样设置的角度是为了能够更好地对纳米纤维进行摩擦加捻。需要说明的是，本实施例中，摩擦辊24与底板31法向的夹角为75°。
另外，所述驱动辊22通过第四固定架7固定于底板31上，所述底板31上设有用于调节驱动辊22安装位置的调节槽；所述底板31的下方设置有用于促使驱动辊22的第三电机311。调节槽的设置是为了用于调节驱动辊22的安装位置，从而实现传送带3的张紧调节。
其中，所述第一电机12的转速为20000rad/min，所述第二电机25的转速为100rad/min，所述第三电机311的转速为30rad/min。需要说明的是，这里第一电机12、第二电机25、第三电机31的转速只是优选，并不是必须的。设计者可以根据自己的需求选择其他数据也是可行的，进行适当的改变是可行的。
另外，所述传送带13形成部分圆形结构、部分方形的封闭结构，部分圆形结构为环绕离心转筒11的圆形结构，部分方形结构为绕过驱动辊22的方形结构。需要说明的是，传送带13设置成部分圆形结构、部分方形的封闭结构，是为了更好地实现纳米纤维的收集和加捻。另外，传送带上设置有若干导流孔，孔的方向与传送带带面的法向夹角为20°~70°。
其中，所述传送带13的部分圆形结构是通过设置第一支架圈8与第二支架圈9共同支撑固定。这样设置是为了使传送带13能稳定可靠地对纳米纤维进行收集，以及传送出纳米纤维便于后续程序的加捻。
另外，所述底板31上设置有用于固定第二支架圈9的支撑轮312，所述支撑轮312上设有锥角，所述第二支架圈9设有用于与锥角配合的锥角面；所述第一支架圈8与第二固定架5相配合。这样设置是为了使第二支架圈9通过支撑轮312被可靠固定，第一支架圈8通过第二固定架5被可靠固定，同时使得整个工作的加捻成纱装置能够可靠固定，便于自动完成纳米纤维成纱的生产过程，提高加工的稳定性。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。