CN104878457A - 一种规模化静电纺丝的供液装置 - Google Patents

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季东晓
付友善
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Abstract

本发明涉及一种规模化静电纺丝的供液装置，其中，所述的蠕动泵和马达通过绝缘联泵轴首尾连接形成供液装置的核心泵体结构；所述绝缘联泵轴将所述马达和蠕动泵的工作区域隔开一定距离；所述核心泵体结构由支架固定在所述绝缘底座上；所述绝缘罩罩在所述绝缘底座上，使所述核心泵体结构与外界隔离，所述蠕动泵的工作端露出在所述绝缘罩的外面；所述触屏显示器与所述核心泵体结构连接，并安装在所述绝缘罩上，用来控制供液的参数；所述蠕动泵上夹持有输液管，所述输液管的一端插入所述储液装置中并浸没在纺丝溶液里，另一端连接在供液缓冲装置上，经过缓冲，所述的输液管再连接在纺丝喷头上进行供液。本发明能够实现静电纺丝纳米纤维的规模化制备。

Description

一种规模化静电纺丝的供液装置
技术领域
本发明涉及静电纺丝技术领域的供液设备，特别是涉及一种规模化静电纺丝的供液装置。
背景技术
静电纺丝技术是目前制造纳米纤维的一种简单可行方法，其设备简单、操作容易、制备成本低，得到了学术界和工业界的广泛关注。采用静电纺丝技术制备的纳米纤维直径较小，具有很高的比表面积及孔隙率，这些优异的特性使纳米纤维在生物医学、过滤防护、能源、催化、传感材料、吸声材料等应用中发挥着重要作用。
传统的静电纺丝技术使用单一的针管作为纺丝液的储存装置配合一个针管推进泵作为供液装置，它的存液量小，供液速度缓慢，容易堵塞，无法适用于规模化、高产量的静电纺丝设备；同时，人们在改进供液设备以适应大生产需求的过程中，发现精细化的金属供液器件很难在静电纺丝的大生产设备中使用，原因是在大规模静电纺丝过程中，往往使用高压电场，金属器件容易被击穿而无法正常工作，从而使规模化静电纺丝供液设备的发展受到阻碍，这也成为了规模化静电纺丝供液设备开发的技术难题。
目前静电纺丝的发展已经日新月异，大产量、规模化的纺丝喷头和纺丝方法层出不穷，但该类技术仍停留在实验室阶段，缺少合适的静电纺丝供液设备作支撑。当前对于静电纺丝纳米纤维规模化制备的研究仅限于在喷头和纺丝方法上扩大产量，尚未有用于规模化制备静电纺纳米纤维的连续供液装置。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种规模化静电纺丝的供液装置，能够实现静电纺丝纳米纤维的规模化制备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种规模化静电纺丝的供液装置，包括蠕动泵、绝缘底座、马达、触屏显示器、储液装置、风扇和绝缘罩，所述的蠕动泵和马达通过绝缘联泵轴首尾连接形成供液装置的核心泵体结构；所述绝缘联泵轴将所述马达和蠕动泵的工作区域隔开一定距离；所述核心泵体结构由支架固定在所述绝缘底座上；所述绝缘罩罩在所述绝缘底座上，使所述核心泵体结构与外界隔离，所述蠕动泵的工作端露出在所述绝缘罩的外面；所述触屏显示器与所述核心泵体结构连接，并安装在所述绝缘罩上，用来控制供液的参数；所述蠕动泵上夹持有输液管，所述输液管的一端插入所述储液装置中并浸没在纺丝溶液里，另一端连接在供液缓冲装置上，经过缓冲，所述的输液管再连接在纺丝喷头上进行供液。
所述绝缘罩的后端安装有用以降低所述马达工作温度的风扇。
所述绝缘联泵轴采用无机非金属材料制成，其长度和直径根据工作电压设定。
所述的绝缘罩和所述的底座均采用无机非金属材料制成。
所述的输液管为绝缘软管，管壁厚度为1.6mm，管的内径为1.6mm到6.4mm。
所述的蠕动泵为能够耐受100KV以上的电压的蠕动式供液泵。
所述的供液缓冲装置采用无机非金属材料制成，所述供液缓冲装置包括缓冲腔、缓冲塞和缓冲气垫，所述缓冲塞放置在所述缓冲腔内，其直径略小于缓冲腔的直径，所述缓冲气垫附于所述缓冲腔的上部，使缓冲腔成为一个封闭结构；所述缓冲腔有两个出口，一个出口使溶液进入，溶液进入时会带有蠕动泵的不匀波，溶液冲击缓冲塞，消除不匀波，在缓冲腔内贮存后，从另一出口均匀地供给到所要用的纺丝设备上。
有益效果
由于采用了上述的技术方案，本发明与现有技术相比，具有以下的优点和积极效果：本发明可以持续稳定地为规模化静电纺丝过程供液，解决了规模化静电纺丝的供液设备问题。本发明突破了传统静电纺丝供液系统供液速度不均匀、容易堵塞喷头以及供液不连续、无法使用精细化金属供液器件的难题，通过发明多组绝缘部件和绝缘设计，实现了金属泵体在高电压场中的良好工作，从而达到对规模化高压电场纺丝连续稳定供液的目的，推进规模化静电纺丝过程进入产业化。
附图说明
图1是本发明的外型图；
图2是图1的右视图；
图3是图1的俯视图；
图4是本发明的内部俯视图；
其中，1.底座；2.触屏显示器；3.风扇；4.电源接口；5.马达；6.绝缘联泵轴；7.蠕动泵；8.供液缓冲装置；9.输液管；10.储液装置；11.绝缘罩。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
本发明涉及的一种规模化静电纺丝的供液装置(参见图1-图4)，包括：底座1；触屏显示器2；风扇3；电源接口4；马达5；绝缘联泵轴6；蠕动泵7；供液缓冲装置8；输液管9；储液装置10；绝缘罩11。其中，蠕动泵7和马达5由绝缘联泵轴6首尾连接，联合形成供液装置的核心泵体结构，绝缘联泵轴6将马达5和蠕动泵7的工作区域隔开一定距离，防止带高压电的溶液将马达5击穿；核心泵体结构由支架固定在绝缘底座1上；绝缘罩11罩在绝缘底座1上，使核心泵体结构与外界隔离，蠕动泵7的工作端露出在绝缘罩11的外面；触屏显示器2与核心泵体结构连接，并安装在绝缘罩11上，可以用来控制供液的参数；风扇3安装在绝缘罩11的后端，用以降低马达5的工作温度；输液管9夹持在蠕动泵7上，输液管9的一端插入储液装置10中，浸没在纺丝溶液里，输液管9的另一端连接在供液缓冲装置8上，经过缓冲，输液管9再连接在要使用的纺丝喷头上进行供液。
所述的绝缘联泵轴6为无机非金属材料制成，例如有机玻璃，可根据工作电压增加所述的绝缘联泵轴的长度和直径，防止带高压电的溶液将所述的马达击穿，保证所述的马达良好运行。
所述的绝缘罩11和所述的底座1为无机非金属材料制成，例如有机玻璃，可根据工作电压增加所述的绝缘联泵轴的厚度，一般需要大于2cm，以防止所述的核心泵体结构在外加高压电场中产生电弧或击穿，保证设备的运行。
所述的输液管9为绝缘软管，管壁厚度为1.6mm，管的内径为1.6mm到6.4mm，材料不与纺丝溶液反应，可使用硅管或PVC管。
所述的蠕动泵7为蠕动式供液泵，可耐受100KV以上的电压，防止被带电溶液击穿。
所述的供液缓冲装置8为无机非金属材料制成，缓冲装置中包括缓冲腔、缓冲塞和缓冲气垫，所述缓冲塞放置在所述缓冲腔内，其直径略小于缓冲腔的直径，所述缓冲气垫附于所述缓冲腔的上部，使缓冲腔成为一个封闭结构；所述缓冲腔有两个出口，一个出口使溶液进入，溶液进入时会带有蠕动泵的不匀波，溶液冲击缓冲塞，消除不匀波，在缓冲腔内贮存后，从另一出口均匀地供给到所要用的纺丝设备上。
所述的储液装置可以是各种形状，由非金属材料制成，如玻璃瓶，有机玻璃槽等，所使用的材料不与纺丝溶液反应。
所述的马达是与所述的蠕动泵相配套的，速度调节在60mm/min到800ml/min的范围内，也可以通过调节所述的输液管的内径来控制供液速度的范围。
本发明装置的工作过程是：在进行静电纺丝大规模生产时，先接通电源接口4，将输液管9一端浸入储液装置10的纺丝溶液中，另一个末端联通供液缓冲装置8以后接在相应的规模化纺丝喷头上，将输液管9夹持在蠕动泵7上，在触屏显示器2上设置供液参数，设置好后点击确定选项，马达5即开始工作，马达5带动绝缘联泵轴6转动，绝缘联泵轴6带动蠕动泵7转动，机器开始运转，纺丝液开始连续稳定地供给到规模化纺丝喷头上。
不难发现，本发明可以持续稳定地为规模化静电纺丝过程供液，解决了规模化静电纺丝的供液设备问题。本发明突破了传统静电纺丝供液系统供液速度不均匀、容易堵塞喷头以及供液不连续、无法使用精细化金属供液器件的难题，通过发明多组绝缘部件和绝缘设计，实现了金属泵体在高电压场中的良好工作，从而达到对规模化高压电场纺丝连续稳定供液的目的，推进规模化静电纺丝过程进入产业化。

Claims (7)

1.一种规模化静电纺丝的供液装置，包括蠕动泵、绝缘底座、马达、触屏显示器、储液装置、风扇和绝缘罩，其特征在于，所述的蠕动泵和马达通过绝缘联泵轴首尾连接形成供液装置的核心泵体结构；所述绝缘联泵轴将所述马达和蠕动泵的工作区域隔开一定距离；所述核心泵体结构由支架固定在所述绝缘底座上；所述绝缘罩罩在所述绝缘底座上，使所述核心泵体结构与外界隔离，所述蠕动泵的工作端露出在所述绝缘罩的外面；所述触屏显示器与所述核心泵体结构连接，并安装在所述绝缘罩上，用来控制供液的参数；所述蠕动泵上夹持有输液管，所述输液管的一端插入所述储液装置中并浸没在纺丝溶液里，另一端连接在供液缓冲装置上，经过缓冲，所述的输液管再连接在纺丝喷头上进行供液。
2.根据权利要求1所述的规模化静电纺丝的供液装置，其特征在于，所述绝缘罩的后端安装有用以降低所述马达工作温度的风扇。
3.根据权利要求1所述的规模化静电纺丝的供液装置，其特征在于，所述绝缘联泵轴采用无机非金属材料制成，其长度和直径根据工作电压设定。
4.根据权利要求1所述的规模化静电纺丝的供液装置，其特征在于，所述的绝缘罩和所述的底座均采用无机非金属材料制成。
5.根据权利要求1所述的规模化静电纺丝的供液装置，其特征在于，所述的输液管为绝缘软管，管壁厚度为1.6mm，管的内径为1.6mm到6.4mm。
6.根据权利要求1所述的规模化静电纺丝的供液装置，其特征在于，所述的蠕动泵为能够耐受100KV以上的电压的蠕动式供液泵。
7.根据权利要求1所述的规模化静电纺丝的供液装置，其特征在于，所述的供液缓冲装置采用无机非金属材料制成，所述供液缓冲装置包括缓冲腔、缓冲塞和缓冲气垫，所述缓冲塞放置在所述缓冲腔内，其直径略小于缓冲腔的直径，所述缓冲气垫附于所述缓冲腔的上部，使缓冲腔成为一个封闭结构；所述缓冲腔有两个出口，一个出口使溶液进入，溶液进入时会带有蠕动泵的不匀波，溶液冲击缓冲塞，消除不匀波，在缓冲腔内贮存后，从另一出口均匀地供给到所要用的纺丝设备上。
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