TL-01 — базовая настольная лабораторная установка

TL-01 — лабораторная электроформовочная установка базового типа

TL-01 — лабораторная установка базового типа для получения нановолоконных материалов методом электроформования / электроспиннинга. Оборудование предназначено для исследовательских работ, отработки рецептур, подбора технологических режимов и получения нановолоконных мембран в лабораторных условиях.

Установка объединяет рабочую камеру, высоковольтный источник питания, двухканальную микропомпу, сенсорную систему управления, сменные фильеры, систему перемещения сопла и набор коллекторов для получения плоских, трубчатых и ориентированных волоконных структур.

Назначение и технологические возможности

TL-01 применяется для базовых экспериментов по электроформованию растворов полимеров. Установка позволяет получать плоские нановолоконные мембраны, ориентированные волоконные пленки, трубчатые структуры на оправках, узкие волоконные ленты, а также композиционные волоконные материалы при использовании специализированных фильер.

Оборудование подходит для лабораторий, которым требуется компактная установка с регулируемыми параметрами подачи, высокого напряжения, перемещения фильеры и вращения коллектора. Конструкция рассчитана на визуальный контроль процесса и быструю смену оснастки.

Конструкция установки

Рабочая камера TL-01 выполнена в металлическом корпусе с двухсторонними смотровыми окнами из прозрачного антикоррозионного закаленного стекла. Камера заземлена и оснащена вытяжной системой, встроенным вентилятором и внешним вытяжным патрубком.

• металлический корпус черного или темно-синего цвета;
• двухсторонние смотровые окна из закаленного стекла;
• заземление корпуса для безопасной эксплуатации;
• сенсорная система управления;
• встроенная регулируемая вытяжная система;
• встроенный вентилятор и внешний вытяжной патрубок;
• визуальное наблюдение процесса без высокоскоростной камеры;
• ввод для защитного газа или подключения осушителя;
• габариты установки: 800 × 620 × 970 мм; высота по верхнему элементу — 1080 мм.

Высоковольтная система

TL-01 оснащается высоковольтным источником питания с диапазоном ±30–50 кВ. Выходное напряжение регулируется непрерывно и линейно. Источник может управляться локально, а также поддерживает дистанционное измерение и управление с компьютера.

В системе предусмотрены функции пуска и останова, защита от перенапряжения, перегрузки по току, дугового разряда и короткого замыкания. Металлический корпус источника обеспечивает электрическое экранирование, снижает уровень электромагнитных помех и повышает устойчивость к внешним воздействиям.

Система управления

Управление установкой выполняется через сенсорный экран. Оператор может задавать параметры перемещения сопла, вращения коллектора, работы шприцевой микропомпы и высоковольтного источника питания.

• управление перемещением сопла / фильеры;
• управление вращением коллектора;
• регулирование параметров шприцевой помпы;
• управление высоковольтным источником питания;
• изменение параметров узлов во время работы;
• согласованное управление исполнительными механизмами;
• запись и экспорт параметров процесса.

Система подачи раствора

В TL-01 используется двухканальная микропомпа. Каждый канал может управляться независимо, что позволяет задавать разные скорости подачи для разных растворов и применять специализированные фильеры.

Микропомпа оснащена сервомоторным приводом, рассчитана на точную подачу раствора и может применяться для работы с высоковязкими жидкостями. Конструкция имеет изоляцию от воздействия высоковольтной статической электричества и поддерживает запись параметров процесса через сенсорную систему управления.

Фильеры и сопловые системы

TL-01 поддерживает сменные фильеры — сопловые узлы, через которые раствор подается в зону электроформования. Все фильеры оснащаются специальными изолирующими держателями. Угол формования, расстояние до коллектора и положение фильеры регулируются в зависимости от выбранного режима.

• Одиночная фильера — для стандартного электроформования и быстрых лабораторных экспериментов; комплектуется 100 иглами из нержавеющей стали разных размеров.
• Микрометровая игла — стеклянные полые иглы диаметром 1–45 мкм, минимальный внутренний диаметр 1 мкм; применяются для низковязких жидкостей, ультратонких волокон и ближнепольного прямого письма.
• Безтрубочная фильера — прямое соединение шприца и иглы без соединительного шланга; для эксперимента достаточно 0,5 мл раствора.
• Коаксиальная фильера — 5 наборов внутренних и внешних игл разных типоразмеров; используется для получения волокон со структурой «ядро–оболочка».
• Фильера side-by-side — два независимо управляемых канала для получения композиционных волоконных мембран из разных компонентов.
• Линейные, кольцевые и матричные многосопловые системы — опциональные узлы по схеме «один вход — N выходов» для повышения выхода процесса.

Система перемещения фильеры

Система перемещения фильеры используется для равномерного распределения зоны формования по ширине приемного коллектора. Сопло сканирует вдоль осевого направления ролика, что помогает получать более однородную нановолоконную мембрану.

• электрическое перемещение по оси X;
• ход сканирования: 400 мм;
• скорость сканирования: 1–40 мм/с;
• настройка параметров через сенсорный экран;
• просмотр данных перемещения;
• ручное перемещение по осям Y/Z;
• фиксация положения по шкале.

Коллекторы

TL-01 комплектуется и опционально расширяется набором коллекторов для получения разных типов волоконных структур: плоских мембран, ориентированных пленок, трубчатых изделий и узких волоконных лент.

• Вращающийся коллектор — Ø100 × 300 мм, скорость 1–5000 об/мин, точность ±1 об/мин; используется для плоских мембран с хаотичной или ориентированной укладкой волокон.
• Дисковый коллектор — Ø140 мм; применяется для получения направленной волоконной ленты на острой или плоской кромке диска.
• Суперориентирующий коллектор — Ø140 × 50 мм; предназначен для получения узких мембран с высокой степенью ориентации.
• Тонкие оправки — Ø1–30 мм, длина 300 мм; используются для получения полых трубчатых мембран.
• Плоский коллектор — 100 × 100 мм, нержавеющая сталь, регулируемый угол установки; применяется для быстрых экспериментов и сбора волокон на несворачиваемых поверхностях.

Контроль среды

Для стабилизации процесса TL-01 может использовать систему осушения, увлажнения и нагрева рабочей зоны. Стандартный компактный компрессор подает сухой воздух в камеру и снижает влажность примерно до 30%.

Для более жесткого контроля влажности ниже 30% требуется отдельная система осушения и кондиционирования; в исходной документации указано, что она не входит в данную модель.

• Осушение — подача сухого воздуха в рабочую камеру, снижение влажности примерно до 30%.
• Безтуманный увлажнитель — опция, диапазон контроля влажности 50–80%, габариты 214 × 214 × 545 мм.
• Инфракрасный нагреватель — быстрый и равномерный нагрев рабочей зоны, диапазон от комнатной температуры до 60 °C.

Система безопасности

TL-01 оснащается системой безопасности для работы с высоким напряжением и движущимися узлами. При открытии двери корпуса высоковольтное питание автоматически отключается. Основные узлы имеют заземление.

• кнопка аварийной остановки в зоне быстрого доступа оператора;
• автоматическое отключение при перенапряжении;
• автоматическое отключение при перегрузке по току;
• отключение высоковольтного питания при открытии двери;
• заземление корпуса;
• заземление источника питания;
• заземление микропомпы;
• заземление коллектора;
• многоточечная схема заземления.