CN105332067A - 一种供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置，包括电源、传动系统、若干微细轴、电机、运动平台、储液槽以及收集装置，储液槽的底部对应各微细轴设有若干沉头槽，各沉头槽上均设有通孔，各微细轴均穿过通孔并由储液槽的底部穿出，微细轴与通孔间留有供纺丝溶液通过的间隙，各微细轴上在沉头槽的上方均设有柱塞，微细轴升降时可通过柱塞与沉头槽的配合打开或关闭间隙，电源分别与各微细轴和收集装置导电连接，电源开启后可在各微细轴和收集装置间形成射流所需的电场。本发明采用储液槽钻孔插入微细轴形成同轴结构，采用韦森堡效应原理，解决了传统空心喷头电纺喷头堵塞、各喷头供液量难于控制等问题。
Description
技术领域
本发明用于静电纺丝技术领域，特别是涉及一种供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置。
背景技术
目前，纳米纤维已经广泛运用于环保、生物医药等领域，而目前用于生产纳米纤维最多的技术即为静电纺丝技术，此技术依靠高压静电场的作用，把射流拉伸、劈裂，最终形成纳米纤维的方法。目前用于批量化生产纳米纤维的多喷头静电纺丝装置，可以生产出均匀纳米丝径的纤维，因此多喷头式静电纺丝装置在要求纳米纤维膜均匀性比较高的场合，如电池隔膜，超效空气过滤膜等领域被广泛接受，但批量化纳米纤维的多喷头静电纺丝装置依然存在较多问题，如无法保证每个喷头供液量一致，无法持续供液，喷头堵塞等问题，因此在一定程度上制约了多喷头大批量静电纺丝技术的发展。
1944年韦森堡提出非牛顿流体由于离心力的作用，在装有黏性流体的容器中，放一根转动的杆状物，溶液不会出现凹进去的现象，反而会出现爬杆效应，这就是著名的韦森堡效应。
发明内容
基于韦森堡效应理论，本发明提供一种供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置，解决了传统空心喷头电纺喷头堵塞、各喷头供液量难于控制等问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置，包括电源、传动系统、由所述传动系统向下伸出的若干微细轴、设在所述传动系统上并可通过所述传动系统驱动各所述微细轴转动的电机、驱动所述传动系统从而带动各所述微细轴升降的运动平台、设在所述传动系统下方的储液槽以及设在所述储液槽下方的收集装置，所述储液槽的底部对应各微细轴设有若干沉头槽，各所述沉头槽上均设有通孔，各所述微细轴均穿过所述通孔并由储液槽的底部穿出，微细轴与通孔间留有供纺丝溶液通过的间隙，各所述微细轴上在所述沉头槽的上方均设有柱塞，微细轴升降时可通过柱塞与沉头槽的配合打开或关闭所述间隙，所述电源分别与各所述微细轴和收集装置导电连接，电源开启后可在各微细轴和收集装置间形成射流所需的电场。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述微细轴的下端均具有伸向所述收集装置的尖端，各微细轴的尖端与收集装置的距离相等。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述储液槽的顶部设有密封盖，所述密封盖上在各通孔的上方均设有供各微细轴穿过的过孔。
进一步作为本发明技术方案的改进，还包括储液容器，所述储液槽的一端设有进液口，另一端设有出液口，所述储液容器通过导液管分别与进液口和出液口连接，储液容器与进液口间的导液管上设有供液泵，储液容器与出液口间的导液管上设有回流泵。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述沉头槽为圆形槽，所述通孔与圆形槽同轴设置。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述柱塞为套装在微细轴上的圆柱塞，所述圆柱塞的直径大于所述通孔的直径，但小于圆形槽的直径。
本发明的有益效果：本发明中当电机转动时，传动系统带动微细轴转动，溶液在转动的微细轴带动下，产生爬杆效应，当沉头槽通孔打开时，溶液会沿着微细轴均匀地往下流至微细轴下端，在离心力和电场的作用下，微细轴下端的溶液突破表面张力，形成射流，在空中进一步劈裂，最终在收集装置上沉积为纳米纤维。
本发明具有以下优点：
1.将传统空心喷头换成沉头槽通孔，当微细轴安装在沉头槽通孔中时，结构简单，方便加工，容易保证沉头槽通孔与微细轴加工和安装的同轴度，也避免了空心毛细喷头对电场的干扰；
2.采用沉头槽通孔和实心微细尖端轴组合代替空心喷头，解决了空心喷头口径太小容易堵塞、喷头太大丝径比较大的矛盾问题，同时实习微细轴刚性比同尺寸空心轴刚性更好，容易清洗。
3.用于作开关用的微细轴安装在储液槽内部，不影响高压电场的分布，也不影响溶液在微细轴尖端的分布，使得纺丝效果更好。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明储液槽内部结构示意图；
图3是本发明侧视图；
图4是储液槽与微细轴的安装内部结构图。
具体实施方式
参照图1至图4，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本发明各元件的结构特点，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，是以图1所示的结构为参考描述，但本发明的实际使用方向并不局限于此。
本发明提供了一种供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置，包括电源16、传动系统2、由所述传动系统2向下伸出的若干微细轴13、设在所述传动系统2上并可通过所述传动系统2驱动各所述微细轴13转动的电机4、驱动所述传动系统2从而带动各所述微细轴13升降的运动平台3、设在所述传动系统2下方的储液槽12以及设在所述储液槽12下方的收集装置10，所述储液槽12的底部对应各微细轴13设有若干沉头槽23，各所述沉头槽23上均设有通孔，所述沉头槽23为圆形槽，所述通孔与圆形槽同轴设置。所述储液槽12的顶部设有密封盖11，所述密封盖11上在各通孔的上方均设有供各微细轴13穿过的过孔。各所述微细轴13均穿过所述过孔、通孔并由储液槽12的底部穿出，各微细轴13的的非纺丝端安装在传动系统2上，各所述微细轴13的下端均具有伸向所述收集装置10的尖端，各微细轴13的尖端与收集装置10的距离相等。微细轴13与通孔间留有供纺丝溶液通过的间隙，各所述微细轴13上在所述沉头槽23的上方均设有柱塞20，所述柱塞20为套装在微细轴13上的圆柱塞，所述圆柱塞的直径大于所述通孔的直径，但小于圆形槽的直径。微细轴13升降时可通过柱塞20与沉头槽23的配合打开或关闭所述间隙，所述电源16分别与各所述微细轴13和收集装置10导电连接，电源16开启后可在各微细轴13和收集装置10间形成射流所需的电场。
此外，还包括储液容器5，所述储液槽12的一端设有进液口19，另一端设有出液口21，所述储液容器5通过导液管17、1、7、9分别与进液口19和出液口21连接，储液容器5与进液口19间的导液管17、1上设有供液泵18，储液容器5与出液口21间的导液管7、9上设有回流泵8。
本发明的原理是：传动系统2将电机4的动力通过联轴器22输出传动给每一根微细轴13上，从而达到微细轴13实现同转速转动，传动系统2安装在运动平台3上，运动平台3可以带动传动系统2上下运动，因此微细轴13也在运动平台3的带动下可以进行上下运动，安装在微细轴13上的柱塞20之间不存在相对运动，因此，柱塞20也会随着微细轴13上下运动，微细轴13在运动平台3的带动下上下运动，微细轴13上的柱塞20的直径小于储液槽12沉头槽23的直径，但柱塞20直径大于与沉头槽23同轴的通孔直径，因此柱塞20可以在运动平台3的带动下实现对通孔的封闭和开发，从而实现溶液对微细轴13的供给开闭控制。储液槽12上的进液口19通过导液管17与供液泵18导通，供液泵18将储液容器5中溶液6通过导液管1输送到导液管17中，进而输入进去储液槽12的液槽24中，液槽24中的溶液6在回流泵8的作用下，经过出液口21和导液管9流经导液管7回流至储液容器5中，从而实现液槽24中的溶液6循环流动和进给。收集装置10安装在微细轴13相对的地方，电源16的一极通过导线14与收集装置导通，另一极通过导线15与传动系统2中的每一根微细轴13导通，储液槽12为绝缘材料，传动系统2外壳也是绝缘材料，传动系统2与电机4之间是绝缘的，因此电源16不影响电机4的工作；在电源16的作用下，微细轴13与收集装置10之间形成高压电场，当沉头槽23上的通孔打开时，微细轴13浸泡在液槽24里面的溶液里，微细轴13在电机4带动下转动，溶液在微细轴13转动的作用下，产生爬杆效应，沿着微细轴13通过沉头槽23上的通孔往下流，直至微细轴13的尖端，在电场作用下，微细轴13尖端有电荷聚集效应，形成泰勒锥，尖端表面的溶液在电场力和离心力作用下突破表面张力形成射流，在空中进一步劈裂，最终在收集装置10上收集到纳米纤维。
当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置，其特征在于：包括电源、传动系统、由所述传动系统向下伸出的若干微细轴、设在所述传动系统上并可通过所述传动系统驱动各所述微细轴转动的电机、驱动所述传动系统从而带动各所述微细轴升降的运动平台、设在所述传动系统下方的储液槽以及设在所述储液槽下方的收集装置，所述储液槽的底部对应各微细轴设有若干沉头槽，各所述沉头槽上均设有通孔，各所述微细轴均穿过所述通孔并由储液槽的底部穿出，微细轴与通孔间留有供纺丝溶液通过的间隙，各所述微细轴上在所述沉头槽的上方均设有柱塞，微细轴升降时可通过柱塞与沉头槽的配合打开或关闭所述间隙，所述电源分别与各所述微细轴和收集装置导电连接，电源开启后可在各微细轴和收集装置间形成射流所需的电场。
2.根据权利要求1所述的供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置，其特征在于：各所述微细轴的下端均具有伸向所述收集装置的尖端，各微细轴的尖端与收集装置的距离相等。
3.根据权利要求1所述的供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置，其特征在于：所述储液槽的顶部设有密封盖，所述密封盖上在各通孔的上方均设有供各微细轴穿过的过孔。
4.根据权利要求3所述的供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置，其特征在于：还包括储液容器，所述储液槽的一端设有进液口，另一端设有出液口，所述储液容器通过导液管分别与进液口和出液口连接，储液容器与进液口间的导液管上设有供液泵，储液容器与出液口间的导液管上设有回流泵。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置，其特征在于：所述沉头槽为圆形槽，所述通孔与圆形槽同轴设置。
6.根据权利要求5所述的供液孔可关闭连续供液静电纺丝装置，其特征在于：所述柱塞为套装在微细轴上的圆柱塞，所述圆柱塞的直径大于所述通孔的直径，但小于圆形槽的直径。
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Date of cancellation: 20230412 Granted publication date: 20180417 Pledgee: Guangdong Nanhai Rural Commercial Bank branch branch of Limited by Share Ltd. Pledgor: FOSHAN QINGZI PRECISION MEASUREMENT AND CONTROL TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2020980001334 |
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Effective date of registration: 20230613 Address after: Room 101, No. 196 Keji East Road, Shijie Town, Dongguan City, Guangdong Province, 523290 Patentee after: DONGGUAN AG-FILTER MANUFACTURING CO.,LTD. Address before: 528225 Room A502, Research Building A, Industrial Think Tank City, Nanhai Software Science Park, Shishan Town, Nanhai District, Foshan City, Guangdong Province Patentee before: FOSHAN QINGZI PRECISION MEASUREMENT AND CONTROL TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
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