一种用于纤维测试的旋转式支撑装置及其应用

1.本发明属于材料工程领域，具体涉及一种用于纤维测试的旋转式支撑装置及其应用。


背景技术：

2.在自然界中，连续细丝或细长物体形式的纤维广泛存在。例如，蜘蛛一直依靠自己编织的网捕获食物，蚕也通过蚕茧的广泛应用被人类所熟知。从仿生学的角度来说，蜘蛛织网和蚕茧对高压静电纺丝的发展都具有指导意义。
3.使用静电纺丝方法制备的纤维，由于纤维膜是纳米级纤维组成，通过选择不同的高分子溶液确定纤维的成分。因此，纤维的强度，包括延展性、脆性均由高分子本身确定，可以得到极薄的纤维膜，但这种纤维膜合成之后的应用过程中容易造成纤维破损，甚至一些加入功能性材料的纤维膜，在应用过程中破损，功能性材料泄露，增加应用局限性。
4.专利cn104316383a公开了一种碳纤维测试用浸胶装置，设有浸胶槽，浸胶槽上放置有样架，样架为一个u形框架，u形框架左右两个竖杆上端分别固定有一个挡板，挡板上方的竖杆上套装有弹簧及套管，左右两个套管之间固定有一个横梁，套管上方的竖杆上加工有外螺纹，并旋合有蝶形螺母，然而其不适合连续细丝或细长物体形式的纤维。在光催化水相应用过程中，为了使污染物更大面积接触材料，往往使用磁力搅拌的方式帮助污染物充分接触，而对于纤维材料来说，外力的搅拌会对大片的纤维材料产生破坏作用，给纤维材料的测试带来麻烦。


技术实现要素：

5.本发明的目的就是为了解决上述问题而提供一种用于纤维测试的旋转式支撑装置及其应用，能够降低纤维膜在水环境应用过程中的破损概率。
6.本发明的目的通过以下技术方案实现：
7.一种用于纤维测试的旋转式支撑装置，包括：
8.旋转支撑单元，包括圆盘、支架、旋转支撑柱，所述支架设于所述圆盘上端，所述旋转支撑柱设于所述圆盘下端中间，所述圆盘能够绕所述旋转支撑柱转动；
9.多个纤维承载单元，沿所述圆盘的圆周按间隔设置，包括连接杆和钢丝网组件，所述钢丝网组件上端通过所述连接杆安装在所述圆盘的圆周，所述钢丝网组件包括上钢丝网、下钢丝网，所述上钢丝网与下钢丝网之间形成用于放置纤维的夹层。
10.进一步地，所述支架的顶端设有用于控制该支撑装置的顶端控制器，开关控制整个伞式支架的圆盘，开启时圆盘以顺时针方向1
°
/min旋转。
11.进一步地，所述旋转支撑柱为可伸缩支撑柱，上下移动高度为0～20cm，可调节纤维在水体内的深度，连接漏斗状钢丝网与伞式支架的圆盘的伸缩杆通过锁扣，手动调节所需深度。
12.进一步地，圆盘外设有圆盘滑轮。
13.进一步地，所述连接杆为可伸缩连接杆，上下移动高度为0～5cm。
14.进一步地，所述可伸缩连接杆包括伸缩杆上端套管、伸缩杆下端套管及伸缩杆固定螺栓。
15.进一步地，所述钢丝网组件使用直径为0.2mm钢丝，编织成长5mm、宽5mm的正方形网格圆片，钢丝网夹层使用上下翻盖放置纤维的设计，减少纤维与钢丝网之间的空隙，为纤维自身提供支撑的外力。
16.进一步地，所述上钢丝网与下钢丝网之间设有暗扣，可以更好的固定纤维。静电纺丝纤维置于钢丝网夹层之间，确保纤维不会因为自身重力沉降的同时，以最大的面积接触光源。
17.进一步地，所述纤维承载单元设有6～10个。
18.进一步地，所述钢丝网组件上端通过细杆件与所述连接杆连接，呈漏斗状，可悬挂在光催化仪器所使用玻璃容器的上方。
19.进一步地，所述支撑装置用于静电纺丝性能测试，将支撑装置位于光催化仪器之上，旋转支撑柱和连接杆上下移动，圆盘顺时针转动，模拟自然水体种材料光催化效果的同时，探索光照距离对光催化的影响。
20.本发明支撑装置，包括依次相连顶端控制器、伞式支架、旋转支撑柱、钢丝网夹层、伸缩杆，通过顶端控制器使伞式支架旋转，利用旋转支撑柱使整个伞式支架上下移动，同时连接伞式支架的圆盘与漏斗状钢丝网的伸缩杆上下自由移动，改变纤维在水体内的深度以及光源的远近。
21.与现有技术相比，本发明提供的旋转式纤维支撑装置具有多个钢丝网夹层，可满足多种纤维材料支撑并同时进行水中光催化实验；完全镂空的设置，可以满足模拟太阳光时实验需求，避免遮挡造成的误差。另外，旋转支撑柱和伸缩杆的上下移动，伞式支架连接的圆盘顺时针转动，可以精确调节不同高度，模拟自然水体种材料光催化效果的同时，探索光照距离以及纤维进水深度对光催化的影响。
附图说明
22.图1是本发明的实施例中旋转式纤维支撑装置的整体结构示意图；
23.图2是本发明的实施例中旋转式纤维支撑装置的支架结构示意图；
24.图3是本发明的实施例中旋转式纤维支撑装置的连接漏斗部分整体示意图；
25.图4是本发明的实施例中旋转式纤维支撑装置的钢丝网夹层示意图；
26.图5是本发明的实施例中旋转式纤维支撑装置的钢丝网夹层打开结构示意图；
27.图6是本发明的实施例中旋转式纤维支撑装置置于水体光催化场景种光源分布的示意图；
28.图7是本发明的实施例中旋转式纤维支撑装置的伸缩杆示意图。
具体实施方式
29.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
30.如图1所示，旋转式纤维支撑装置包括顶端控制器1、伞式支架2、圆盘3、伸缩杆4、漏斗状钢丝网5、旋转支撑柱6。
31.如图2所示，支架结构包括按压弹簧7、圆盘滑轮8。
32.如图3所示，连接漏斗部分结构包括伸缩杆9、纤维材料10。
33.如图4所示，钢丝网夹层包括钢丝网11。
34.如图5所示，钢丝网夹层打开结构包括钢丝网转轴12、暗扣13。
35.如图6所示，水体光催化场景种光源分布包括光催化反应容器14、模拟光源15。
36.如图7所示，伸缩杆包括伸缩杆固定螺栓16、伸缩杆下端套管17。
37.在光催化水相应用过程中，为了使污染物更大面积接触材料，往往使用磁力搅拌的方式帮助污染物充分接触，而对于纤维材料来说，外力的搅拌会对大片的纤维材料产生破坏作用。
38.为了解决该问题，本发明可以直接置于光催化反应仪器上，通过按压弹簧7调整旋转支撑柱6的高度，旋转顶端控制器1调整每个漏斗状钢丝网5的角度，使每个漏斗状钢丝网5顺利伸入需要处理的污染水体内。如果光催化反应需要模拟不同水体，9个漏斗状钢丝网5可以伸入光催化反应容器14中进行实验。由于每个漏斗状钢丝网5属于镂空状态，模拟光源15无论在上方还是下方照射，对光催化效果的影响可忽略。
39.如果光催化反应需要模拟单一污染水体，由顶端控制器1控制圆盘3通过圆盘滑轮8顺时针方向1
°
/min旋转，确保纤维材料每个角度均与污染物充分接触。
40.结合附图3，4，5对本发明纤维放置位置进行进一步说明。
41.钢丝网转轴12连接钢丝网11，上翻打开钢丝网11纤维材料10放置于钢丝网11夹层中间，将暗扣13扣于上层钢丝网11，确保纤维材料与上下两层钢丝网11之间压紧。伸缩杆9通过调节伸缩套管17的长度，并旋转螺母16进行固定，可以对纤维材料进入水体的深度进行进一步模拟探究。
42.本实施例所提供的旋转式纤维支撑装置具有旋转圆盘，能在实验过程中进行旋转，增大纤维材料在污染水体中的接触；另外，圆盘的旋转通过机械控制确保反应时间，另外，本实施例旋转式纤维支撑装置，具有上下调节功能的旋转支撑柱和伸缩杆，便于在实验中探究光照距离对水中光催化的影响。
43.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。