一种电场恒定的静电纺丝方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电场恒定的静电纺丝方法及其装置，所述电场恒定的静电纺丝方法是在静电纺丝成膜时对膜表面进行静电中和的方法，静电纺丝模块化，并适当增加模块与模块之间的空间距离，在模块与模块之间加以强力离子风刀，以减轻或消除由于大规模静电纺丝带来的静电积累；采用瓷质与金属组合而成的特殊力学组合结构的装置模块，通过相对应设备的力学结构连接要求嵌入绝缘主体与机架之间、绝缘主体与驱动系统之间以及控制系统与被控制绝缘主体之间，在保证对应设备的力学结构连接要求的工况下达到二者之间的安全绝缘。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电场恒定的静电纺丝方法及其装置，本专利技术具体涉及一种在超高压电(20KV以上)或在超高压静电(20KV以上)环境中的一种静电纺丝方法及绝缘装置，更具体而言本公开内容涉及通过选用不同的特殊绝缘材料及与其它材料的特殊结构组合形成的一系列组合模块机构在静态高强力固定工况状态系统或在动态传动和带有冲击传动工况状态系统中在绝缘主体与机架之间或绝缘主体与驱动系统之间或控制系统与被控制绝缘主体之间的一种安全的绝缘方法和涉及特殊的绝缘材料组成的绝缘系统。
技术介绍
随着世界经济的不断发展，科技的不断进步，新技术的不断涌现，迫切需要研发在某些特殊环境下尤其是在传动绝缘主体与驱动系统之间，控制系统与被控制绝缘主体之间，绝缘主体与外围支架之间的绝缘系统的相关配套技术，涉及到新型材料选用、特殊力学组合结构、新型控制技术等相关领域技术。自然界中的物质，可经由某种过程而获得或失去电子(例如摩擦或感应起电)，这类的电荷即称为静电。当这些正电荷或是负电荷逐渐累积时，会与周围环境产生电位差，电荷若是经由放电路径而产生在不同电位之间移转现象，即称此为静电放电现象，简称为ESD(Electrostatic Discharge)。这种现象往往发生在干燥冬天的日常生活。工业生产过程中如薄膜生产、包装过程、纸张生产和化纤布匹生产过程中都会发生。特别是半导体工业，防止ESD更为重要。在非半导体工业生产中，通常防止ESD的方法是适当改变和调节空气湿度，另外一个重要的方法是在产品周围的空间里营造大量的自由的正、负离子，以中和产品表面的静电荷使产品表面最终呈电中性。在静电纺丝过程中，高分子溶液在高压静电场的作用下，首先形成“泰勒锥”[参考文献]，由于高分子链上带上电荷，在泰勒锥里高分子溶液中的高分子链由电荷的静电排斥作用将其不断拉长，与此同时溶剂不断挥发，最终在收集板(极)形成直径在微米以下(几十到几百纳米)的纤维。实际的大规模静电纺丝过程中，纳米纤维通常是沉积在作为增强机械强度的衬垫上的，在水过滤处理和空气过滤处理的应用中，衬垫通常是采用常规方法如融溶吹气纺丝等生产的无纺布，通常是不导电的。另一方面，用于静电纺丝的高分子材料通常也都是电绝缘的。由于在实际生产过程中，纳米纤维需要积累一定的厚度(与具体的应用有关，空气过滤约为几微米，水过滤处理需要几十到几百微米)因此，工业生产的纳米纤维膜实际上是由多层纳米纤维叠加而成的。由于所选用的高分子材料不导电，而无纺布衬底导电性能差，因此在多喷头大规模静电纺丝生产过程中，沉积在收集极的纳米纤维中的电荷不能有效地被中和，这样就造成静电积累。静电积累造成如下两个方面的后果1、静电纺丝中的电场强度是由喷丝头和收集极之间的电压所确立的，通常视其他条件而定由几千伏到几万伏。但是静电纺丝的动态过程的电场强度是由喷丝头与沉积了纳米纤维的薄膜最顶层表面的电势差所确立的。若假定这两者的电压差为(Ul-UO)，其中Ul为喷丝头电压(势)，U0为膜表面电压(势)；喷丝头到收集极的距离为D，那么电场强度E=(Ul-UO)/D。由于电荷积累，膜表面的电势(UO)会逐渐增加，因此，动态过程中的电场强度将逐渐减弱。最终将影响静电纺丝过程。2、由于最后的成膜是由多层纳米纤维叠加而成，表面电荷积累会产生层与层之间的结合度变弱，使得成膜的(厚度上)致密度降低。严重时，将形成蓬松的结构。这对于水过滤处理的应用而言是极为不利的。目前，在绝缘技术应用方面，主要在低压电、低压静电范围(几佰伏状态)的绝缘系统技术应用以及在中压电、中压静电(几千伏状态)的绝缘技术应用，通常采用橡胶垫片，有机塑料变性材料等垫片作为绝缘材料，且局限在静态固立条件状态下使用，如机座上绝缘垫片、绝缘罩等。在高压电范围(10KV以上)或高压静电状态下的绝缘技术要求，通常采用陶瓷瓶绝缘子和复合瓷质绝缘材料作为系统的绝缘装置，也仅局限在静态固定状态条件下使用，如高压线系统，高压电变压配送系统等。已知上述已经提出的在主体与外围系统的各种绝缘方法如在低中压电、静电场环境下的橡胶垫片绝缘层，有机塑料变性材料绝缘层、绝缘罩，在高压电、静电场环境下的瓷质绝缘子绝缘装置等都存在明显的缺陷。(I)、无法在高精度要求的状态下如平面高精度要求状态及其它任何高精度要求几何形状状态下的连接、固定、安全绝缘。无法避免变形，耐温性能差。(2)、无法在高强力状态下连接、固定、安全绝缘，无法避免爆片。(3)、无法在绝缘主体与驱动系统之间动态连接、传动、安全绝缘，无法避免冲击脆裂，无法动态高精度同步。(4)、无法在信号端子控制系统与被控制绝缘系统之间连接、输出信号(温度、压力或其它信号)，无法避免连接仪表和执行机构在高压下击穿。因此非常需要开发出一种性能优异的在上述状态下的绝缘新技术。新材料及相关新型组合结构模块装置等解决方案。更有效，更经济，更安全的应用于生产的绝缘工作，如静电纺丝生产线。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种电场恒定的静电纺丝方法及其装置，具体是一种在超高压电(20KV以上)或在超高压静电(20KV以上)环境中的一种静电纺丝方法及绝缘装置，更具体而言本公开内容涉及通过选用不同的特殊绝缘材料及与其它材料的特殊结构组合形成的一系列组合模块机构在静态高强力固定工况状态系统或在动态传动和带有冲击传动工况状态系统中在绝缘主体与机架之间或绝缘主体与驱动系统之间或控制系统与被控制绝缘主体之间的一种安全的绝缘方法和涉及特殊的绝缘材料组成的绝缘系统。本专利技术的一种电场恒定的静电纺丝方法，是在静电纺丝成膜时对膜表面进行静电中和的方法，静电纺丝模块化，并适当增加模块与模块之间的空间距离，在模块与模块之间加以强力离子风刀，以减轻或消除由于大规模静电纺丝带来的静电积累；所述的强力离子风刀由一排有一定密度的金属针链接组成放电极，放电极在接通静电高压后放电，将针尖附近区域的空气电离，压缩空气由输入口进入后，从一细长的狭缝吹出，由此出来的气体形成层流风，层流风将在所述金属针针尖附近区域的离子带到有静电积累的膜表面；风刀在放电针的上游，因此，层流风将在针尖附近区域的离子带到有静电积累的膜表面，以中和由于大规模静电纺丝造成的表面静电。如上所述的一种电场恒定的静电纺丝方法，到达膜表面的离子浓度的调节由放电针电压、风刀气体流量和风刀口距膜表面距离而确定。如上所述的一种电场恒定的静电纺丝方法，所述的压缩空气的气压为O. 25-1. 5大气压。如上所述的一种电场恒定的静电纺丝方法，所述的静电高压为几千伏到几万伏。如上所述的一种电场恒定的静电纺丝方法，所述电场恒定的静电纺丝方法采用瓷质与金属组合而成的特殊力学组合结构的装置模块，通过相对应设备的力学结构连接要求嵌入绝缘主体与机架之间、绝缘主体与驱动系统之间以及控制系统与被控制绝缘主体之间，在保证对应设备的力学结构连接要求的工况下达到二者之间的安全绝缘。本专利技术还提供了一种电场恒定的静电纺丝装置，具体为静电纺丝模块化，并适当增加模块与模块之间的空间距离，在模块与模块之间加以强力离子风刀；所述的强力离子风刀由一排有一定密度的金属针链接组成放电极，放电极在接通静电高压后放电，将针尖附近区域的空气电离，压缩空气由输入口进入后，从一细长的狭缝吹出，由此出来的气体形成层流风，层流风将在所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电场恒定的静电纺丝方法，其特征是：所述电场恒定的静电纺丝方法是在静电纺丝成膜时对膜表面进行静电中和的方法，静电纺丝模块化，并适当增加模块与模块之间的空间距离，在模块与模块之间加以强力离子风刀，以减轻或消除由于大规模静电纺丝带来的静电积累；所述的强力离子风刀由一排有一定密度的金属针链接组成放电极，放电极在接通静电高压后放电，将针尖附近区域的空气电离，压缩空气由输入口进入后，从一细长的狭缝吹出，由此出来的气体形成层流风，层流风将在所述金属针针尖附近区域的离子带到有静电积累的膜表面；风刀在放电针的上游，因此，层流风将在针尖附近区域的离子带到有静电积累的膜表面，以中和由于大规模静电纺丝造成的表面静电。

【技术特征摘要】
1.一种电场恒定的静电纺丝方法，其特征是:所述电场恒定的静电纺丝方法是在静电纺丝成膜时对膜表面进行静电中和的方法，静电纺丝模块化，并适当增加模块与模块之间的空间距离，在模块与模块之间加以强力离子风刀，以减轻或消除由于大规模静电纺丝带来的静电积累；所述的强力离子风刀由一排有一定密度的金属针链接组成放电极，放电极在接通静电高压后放电，将针尖附近区域的空气电离，压缩空气由输入口进入后，从一细长的狭缝吹出，由此出来的气体形成层流风，层流风将在所述金属针针尖附近区域的离子带到有静电积累的膜表面；风刀在放电针的上游，因此，层流风将在针尖附近区域的离子带到有静电积累的膜表面，以中和由于大规模静电纺丝造成的表面静电。2.根据权利要求1所述的一种电场恒定的静电纺丝方法，其特征在于，到达膜表面的离子浓度的调节由放电针电压、风刀气体流量和风刀口距膜表面距离而确定。3.根据权利要求1所述的一种电场恒定的静电纺丝方法，其特征在于，所述的压缩空气的气压为0.25-1.5大气压。4.根据权利要求1所述的一种电场恒定的静电纺丝方法，其特征在于，所述的静电高压为几千伏到几万伏。5.根据权利要求1所述的一种电场恒定的静电纺丝方法，其特征在于，所述电场恒定的静电纺丝方法采用瓷质与金属组合而成的特殊力学组合结构的装置模块，通过相对应设备的力学结构连接要求嵌入绝缘主体与机架之间、绝缘主体与驱动系统之间以及控制系统与被控制绝缘主体之间，在保证对应设备的力学结构连接要求的工况下达到二者之间的安全绝缘。6.如权利要求1所述的一 种电场恒定的静电纺丝方法的静电纺丝装置，其特征是:静电纺丝模块化，并适当增加模块与模块之间的空间距离，在模块与模块之间加以强力离子风刀；所述的强力离子风刀由一排有一定密度的金属针链接组成放电极，放电极在接通静电高压后放电，将针尖附近区域的空气电离，压缩空气由输入口进入后，从一细长的狭缝吹出，由此出来的气体形成层流风，层流风将在所述金属针针尖附近区域的离子带到有静电积累的膜表面； 被测溶液或熔体在管道或箱体中流动，压力传感装置主要由接口、绝缘液体和弹性膜片组成，所述接口为空心圆柱体，所述弹性膜片处于所述接口的下部且封闭所述接口的内腔，压力传感器安装在...

【专利技术属性】
技术研发人员：方渡飞，张秀芳，
申请(专利权)人：上海安可泰环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：