CN105350089B - 一种基于负压收集的气电纺三维支架制备方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于负压收集的气电纺三维支架制备方法及装置，包括交流高压发生器、供液装置、供气装置、同轴喷头和负压接收装置，同轴喷头具有出液口、出气口，供液装置可将纺丝溶液或熔体送入同轴喷头并由出液口流出，供气装置通过出气口可产生由出液口吹向负压接收装置的气流，交流高压发生器可在同轴喷头和负压接收装置间形成交变电场，负压接收装置包括收集器、负压管和负气压发生器，纺丝溶液或熔体在气流和交变电场的作用下在同轴喷头与收集器形成溶液射流或熔体射流。本发明通过采用基于负压接收器的纺丝技术，可制备材料范围广泛、纤维直径极小、丝径分布均匀、结构蓬松、厚度极大、力学性能优越的纳米纤维三维支架，工艺通用性好。

Description

一种基于负压收集的气电纺三维支架制备方法及装置

技术领域

本发明用于纳米纤维支架技术领域，特别是涉及一种基于负压收集的气电纺三维支架制备方法及装置。

背景技术

电纺是制备纳米纤维的有效方法。纤维直径通常介于数十纳米至数微米之间，与细胞外基质中胶原等纤维支架的尺寸相近。采用天然高分子或合成高分子电纺纤维构建组织工程支架，可以仿生细胞外基质的结构乃至生物学功能，利于细胞的黏附、分化和增殖，引导组织的再生与修复，成为组织工程支架的研究热点。大量研究报道显示，电纺纳米纤维支架可以提供理想的细胞黏附、增殖和分化微环境。

但是，传统直流静电纺丝方法用于高效制备可控三维结构仍然存在一定的技术瓶颈。

静电纺丝制备纤维支架具有如下局限性：

1、传统的静电纺丝是纺丝溶液或熔体在直流电场力的定向作用下，形成泰勒锥，最终突破表面张力形成射流。射流在库仑力的作用下被拉伸成纳米纤维，纤维逐层地被接地收集板吸引堆积，形成薄膜或近似三维的支架。但是，支架的纤维是靠电荷引力进行堆积，排列紧密、纤维之间的空隙过小，使细胞难以长入，无法构建出令人满意的三维组织。另一方面，传统的直流电纺，电场力方向恒定，当纺丝溶液或熔体的粘度较大时，射流需要的启动电压高。

2、随着薄膜支架厚度增加，喷头与收集板之间的电场将逐渐减弱，导致薄膜支架上表面电荷不断积累，因带同种电荷，先沉积的纤维对电场分布产生影响，并且对于后续射流产生排斥，从而影响泰勒锥的形成和纺丝的持续时间，降低了纺丝效率，最终导致电纺过程终止，限制了所能获得支架的厚度（通常为微米级厚度），制造大厚度的真正意义的电纺三维结构仍然较为困难。

3、当采用特定形状的收集器时，纤维往尖端处等电场强度较大的地方沉积，难以形成三维结构。

4、传统喷头式电纺效率低下，单喷头电纺产量通常只有0.1-1g/h，难以实现大规模、高效率的三维支架生产制造。

高速气吹聚合物溶液进行大规模制备纳米纤维的技术（高速气流纺丝技术），可以使纤维的制备速度较原来的静电纺丝速度提高10倍以上，但是，传统气纺多采用封闭式接收器或滚筒式接收器，在高速气流作用下，容易产生反冲气流，影响纤维的定向沉积，如何采用高速气纺制备具有三维蓬松结构的纳米纤维支架，仍然缺乏稳定的通用性的工艺。并且，气流纺丝的纤维直径较大（微米级），直径分布范围广，制备纳米纤维仍存在技术瓶颈。

目前实验室研究和工业化生产应用的主要是静电纺丝（直流高压电纺），高压电源一般采用直流（DC）电源作为高压电源；交流高压电纺（AC electrospinning）早在静电纺丝技术发展初期已经有研究人员采用过，但是至今仍然没有得到深入研究和发展。交流电纺生产效率相对较高。而且，交流电纺不需要接地或者接负电压的收集器，收集方式的灵活度更高。但是，定向收集具有特定形状、结构的纤维支架较为困难，而且，生产效率也有待进一步提高。

CN1849418A在带电电极和对电极之间的空间中，利用空气流对纳米纤维施加作用，促进纳米纤维从带电电极漂移开，铺置在带电电极前用于储存纳米纤维的设备上。CN102965743A所述的一种带辅助电极的纳米纤维低压电纺装置，采用风机设于收集板上方，通过抽气作用使纤维沉积在收集板上。CN103952780A在静电纺丝收集侧设置有负压吸风口，利用吸风口产生的气流吸附从喷丝针头端喷射出来的微纳米纤维，使其定点或定区域附着在吸风口前的网孔基布上，通过控制网孔基布与喷丝针头的相对运动轨迹与速度、形成均匀分布的纤维网。上述专利通过静电纺丝收集侧引入负压气流以利于静电纺丝微纳米纤维的收集，用于改善纤网均匀性。但是，利用负压收集交流气电纺纳米纤维制备三维支架的方案尚未见报道。

综上所述，制备材料范围广泛、纤维直径极小、丝径分布均匀、结构蓬松、厚度极大、力学性能优越的纳米纤维三维支架仍然没有通用的解决方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于负压收集的气电纺三维支架制备方法及装置。所述制备方法工艺简单，装置简易，材料适应性广，生产效率高，能获得的三维支架厚度大，密度低，孔隙率高，有望实现量产化。使用不同的纺丝材料可直接制备得到不同力学强度、生物相容性及降解性能的三维纤维支架。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于负压收集的气电纺三维支架制备装置，包括交流高压发生器、供液装置、供气装置、同轴喷头和与所述同轴喷头相对设置的负压接收装置，所述同轴喷头具有与供液装置相连的供液通道和与供气装置相连的供气通道，供液通道具有出液口，供液装置可将纺丝溶液或熔体送入同轴喷头并由出液口流出，供气通道具有出气口，所述供气装置通过出气口可产生由出液口吹向负压接收装置的气流，交流高压发生器与所述同轴喷头相连并可在同轴喷头和负压接收装置间形成交变电场，所述负压接收装置包括收集器、负压管和可在负压管内产生负压的负气压发生器，所述负压管在同轴喷头的对侧形成负压管口，所述收集器具有多孔结构并嵌套在所述负压管口内，出液口内流出的纺丝溶液或熔体在所述气流和交变电场的作用下在同轴喷头与收集器形成溶液射流或熔体射流。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述供气装置包括通过第一输气管与供气通道相连的气压供应装置，所述第一输气管上设有第一精密气压调节阀。

进一步作为本发明技术方案的改进，第一输气管上在精密气压调节阀与同轴喷头间还设有加热元件，所述供气通道在同轴喷头内形成包绕在供液通道外侧的储气腔，所述储气腔在所述出液口的外侧形成环形的出气口，所述出气口和出液口位于同一轴线上。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括箱体，所述同轴喷头位于箱体内，所述负压管的负压管口位于所述箱体的底部，所述箱体内设有导风板，箱体在导风板的上方形成鼓风腔，在导风板的下方形成出风腔，所述气压供应装置通过第二输气管与鼓风腔相连，第二输气管上设有第二精密气压调节阀，所述导风板在同轴喷头的底部设有若干出风孔，所述箱体内外表面绝缘，并在内部形成密闭的纺丝空间，所述箱体底部设有平衡纺丝空间与外界压强差的微孔。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述收集器为呈立方体状或圆筒状的金属栅网。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述收集器为呈圆筒状的多孔无纺布制件。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述负气压发生器为设在所述负压管上的真空泵。

进一步作为本发明技术方案的改进，所述交流高压发生器包括函数信号发生器和高压放大器。

一种基于负压收集的气电纺三维支架制备方法，包括以下步骤：

S10.供液装置可提供纺丝溶液或熔体，打开供液装置，纺丝溶液或熔体由供液通道进入同轴喷头并由同轴喷头的出液口流出；

S20.调节交流高压发生器，输出适当波形、频率、幅值、偏置值的电压，并在同轴喷头和负压接收装置间形成交变电场；

S30.打开负压发生器和气压供应装置；调节气压供应装置，提供流速、温度、湿度适宜的气体，气体流经第一输气管、同轴喷头的供气通道，最终从同轴喷头出气口处喷出形成气流；

S40.在交变电场和气流的共同作用下，纺丝溶液或熔体液滴被拉伸形成射流，并在气流的持续作用下，和在交变电场力的作用下，射流劈裂拉伸，获得纳米纤维；

S40.在气流推力和负压接收装置的负压吸引作用下，气流路径可控，纤维往负压接收装置定向沉积，同时，气流穿过多孔结构的收集器，从收集器的下方和侧端导出，并辅助纤维在收集器上持续沉积，成为多孔蓬松的三维支架结构。

进一步作为本发明技术方案的改进，还包括箱体，所述同轴喷头位于箱体内，所述负压管的负压管口位于所述箱体的底部，所述箱体内设有导风板，箱体在导风板的上方形成鼓风腔，在导风板的下方形成出风腔，步骤S30中，气体流经第二输气管进入箱体鼓风腔，从导风板的出风孔喷出，形成由同轴喷头吹向负压接收装置的辅助气流。

本发明中，纺丝溶液或熔体在供液装置的作用下，通过供液导管输送给同轴喷头，在高压交变电场和高速气流的共同作用下，表面张力不足以维持平衡状态，从而在高压交变电场力和高速气流的共同作用下破裂自发形成多股射流，射流在电场力和气流推力作用下加速，电场交替变化，射流电性交替变化，将继续劈裂成更多的小射流，形成更细小的纤维，同时在高速气流的作用下继续拉伸，带不同电荷的纤维相互吸引、中和，形成不带电的纳米纤维。在高速气流推力和负压接收装置的负压吸引作用下，气流路径可控，纤维往负压接收装置定向沉积，同时，气流穿过收集器的多孔蓬松结构，从收集器的下方和侧端导出，并辅助纤维在收集器上持续沉积，成为多孔蓬松的三维支架结构。

本发明所述装置结构简单，能促使三维结构的纳米纤维生物支架在纺丝的过程中直接形成。

本发明所述制备方法工艺简单，成本较低，适于溶液电纺和熔融电纺，适于用不同的纺丝材料制备不同力学强度、生物相容性及降解性能的三维纤维支架，并且可以通过该方法直接制备大量纳米纤维生物支架；

本发明创新地采用负压接收装置，将交流气电纺丝获得的中性纳米纤维进行三维收集，在同轴喷头高速气流喷射和负压接收装置的负压吸引作用下，气流路径可控性大大增强，相比传统平板收集器或者封闭式收集器，可有效地使高速气流通过，从而避免产生反冲气流，影响纤维沉积。相反地，高速气流将辅助纳米纤维在收集器上定向沉积成为具有特定形状、结构三维支架结构，解决了交流电纺纤维收集难的问题。

与传统静电纺丝制备生物支架相比，使用本发明制备纳米纤维支架，由于纤维成电中性，收集器无需接地或接负高压，可更容易、有效地沉积形成厚度大的三维纤维结构。而且，不会造成电荷积累，对后续纤维沉积无显著影响，可长时间地进行纺丝，工艺更稳定。

与传统气流纺丝制备生物支架相比，本发明引入了高压交流电场，射流在气流剪力和交变电场的共同作用下，进一步拉伸劈裂，获得的三维支架纤维直径更细，丝径分布更均匀，力学性能优越，解决了气流纺丝制备生物支架的纤维直径大，丝径分布不均的问题。

与普通交流电纺相比，本发明在交变电场和高速气流的共同作用下，生产效率极大地提高，是传统电纺的10-20倍。而且，在高速气流剪力的作用下，加剧了对液滴表面的扰动，形成纳米纤维的启动交流电压大幅度降低，同时解决了喷头易堵塞的问题。而且，高速气流辅助下射流拉伸劈裂，形成的纳米纤维直径显著减小。

传统的静电纺丝是在电场的作用下，逐层被电性相反的接地收集板吸引堆积，支架的纤维排列紧密、纤维之间的空隙过小，使细胞难以长入，无法构建出令人满意的三维组织。当采用特定形状的收集器时，纤维往尖端处等电场强度较大的地方沉积，难以形成三维结构。而采用本发明，在交变电场、高速气流、接收器负压的共同作用下，射流拉伸劈裂，射流电性交替变化，形成的纳米纤维呈电中性，并在可控气流的辅助下在负压接收器上定向沉积成三维结构，可获得厚度极大、疏松、低密度的支架，更有利于细胞生长。

本发明的箱体内外表面绝缘、保温，上方密闭，外壳接地。纺丝装置和收集器置于箱体内。可减少外界环境对纺丝过程和纤维沉积的影响，同时提高安全性，防止交流高压造成意外伤害。

本发明通过采用基于负压接收器的纺丝技术，可制备材料范围广泛、纤维直径极小、丝径分布均匀、结构蓬松、厚度极大、力学性能优越的纳米纤维三维支架，工艺通用性好，可广泛应用于组织工程领域。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明同轴喷头结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，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。

本发明提供了一种基于负压收集的气电纺三维支架制备装置，包括交流高压发生器1、供液装置2、供气装置3、同轴喷头4和与所述同轴喷头4相对设置的负压接收装置5，所述同轴喷头4具有与供液装置2相连的供液通道41和与供气装置3相连的供气通道42，供液通道41具有出液口43，供液装置2可将纺丝溶液或熔体送入同轴喷头4并由出液口43流出，供气通道42具有出气口44，所述供气装置3通过出气口44可产生由出液口43吹向负压接收装置5的气流，交流高压发生器1与所述同轴喷头4相连并可在同轴喷头4和负压接收装置5间形成交变电场，所述负压接收装置5包括收集器51、负压管52和可在负压管52内产生负压的负气压发生器53，负气压发生器53优选为设在所述负压管52上的真空泵。所述负压管52在同轴喷头4的对侧形成负压管口，所述收集器51具有多孔结构并嵌套在所述负压管口内，所述收集器51为呈立方体状或圆筒状的金属栅网，或者是呈圆筒状的多孔无纺布制件，出液口43内流出的纺丝溶液或熔体在所述气流和交变电场的作用下在同轴喷头4与收集器51形成溶液射流或熔体射流。

其中，所述供气装置3包括通过第一输气管31与供气通道42相连的气压供应装置32，所述第一输气管31上设有第一精密气压调节阀33。第一输气管31上在精密气压调节阀33与同轴喷头4间还设有加热元件，通过精密气压调节阀33和加热元件，提供不同气压、温度、湿度、种类的气流。所述供气通道42在同轴喷头4内形成包绕在供液通道41外侧的储气腔45，所述储气腔45在所述出液口43的外侧形成环形的出气口44，所述出气口44和出液口43位于同一轴线上，出液口43孔径为0.1mm-0.6mm，出气口44孔径为0.6mm-1mm。有部储气腔45的作用在于当纺丝熔体进入供液通道41时，部分气体保留在储气腔45中，维持同轴喷头4内部的环境温度，使得供液通道41中的熔体保持熔融状态，克服传统熔融喷头在流量小、流速低时，因保温性能差导致的熔体凝固、喷头堵塞等不利影响。

还包括箱体6，所述同轴喷头4位于箱体6内，所述负压管52的负压管口位于所述箱体6的底部，所述箱体6内设有导风板61，箱体6在导风板61的上方形成鼓风腔62，在导风板61的下方形成出风腔63，所述气压供应装置32通过第二输气管34与鼓风腔62相连，第二输气管34上设有第二精密气压调节阀35，所述导风板61在同轴喷头4的底部设有若干出风孔64，所述箱体6内外表面绝缘，并在内部形成密闭的纺丝空间，所述箱体6底部设有平衡纺丝空间与外界压强差的微孔65。

所述交流高压发生器1包括函数信号发生器和高压放大器，所述交流高压发生器1可提供任意波形、频率、幅值的电压。

一种基于负压收集的气电纺三维支架制备方法，包括以下步骤：

S10.供液装置2可提供纺丝溶液或熔体，打开供液装置2，纺丝溶液或熔体由供液通道41进入同轴喷头4并由同轴喷头4的出液口43流出；

S20.调节交流高压发生器1，输出适当波形、频率、幅值、偏置值的电压，并在同轴喷头4和负压接收装置5间形成交变电场；

S30.打开负压发生器53和气压供应装置32；调节气压供应装置32，提供流速、温度、湿度适宜的气体，气体流经第一输气管31、同轴喷头4的供气通道42，最终从同轴喷头4出气口44处喷出形成气流，还包括箱体6，所述同轴喷头4位于箱体6内，所述负压管52的负压管口位于所述箱体6的底部，所述箱体6内设有导风板61，箱体6在导风板61的上方形成鼓风腔62，在导风板61的下方形成出风腔63，气体流经第二输气管34进入箱体鼓风腔62，从导风板61的出风孔64喷出，形成由同轴喷头4吹向负压接收装置5的辅助气流；

S40.在交变电场和气流的共同作用下，纺丝溶液或熔体液滴被拉伸形成射流，并在气流的持续作用下，和在交变电场力的作用下，射流劈裂拉伸，获得纳米纤维；

S40.在气流推力和负压接收装置的负压吸引作用下，气流路径可控，纤维往负压接收装置5定向沉积，同时，气流穿过多孔结构的收集器51，从收集器51的下方和侧端导出，并辅助纤维在收集器51上持续沉积，成为多孔蓬松的三维支架结构。

针对纺丝溶液和熔体可分别参照如下实施例：

实施例1：

1.纺丝溶液制备，称取1200毫克PLLA（分子量=20万道尔顿），溶于20 ml（9:1,CH₂Cl₂/DMF,v/v）溶剂中，制得6% PLLA溶液，用封口膜封口，磁力搅拌4小时，待用。

2.调节供液装置参数，容量15毫升，推进速度5毫升/小时，运行。将PLLA溶液输送至同轴喷头4，由供液通道41进入出液口43，出液口3直径为0.3毫米；

3.调节交流高压发生器1，输出频率为100Hz，峰峰值为8KV的正弦高压交流电；

4.打开负压接收装置5；打开供气装置3，调节气压为0.75MPa，调节气体温度到30℃，热气流经供气通道42，最终从出气口44处喷出，

5.在高压交变电场和高速气流的共同作用下，射流破裂自发形成多股射流，射流在电场力和气流推力作用下加速，将继续劈裂成更多的小射流，形成更细小的纤维，同时在高速气流的作用下继续拉伸，形成不带电的PLLA纳米纤维；

6.在高速气流推力和负压吸引作用下，纤维往负压接收装置5方向沉积，并辅助PLLA纳米纤维在收集器51上沉积成为三维支架结构；

所得三维纳米纤维支架，外观呈棉花糖状丝团，结构蓬松，孔隙直径为35μm～300μm，纤维直径为130nm～1μm。

实施例2：

本案例以聚乳酸为原料，应用一种基于交流气电纺丝的三维纤维支架制备方法与装置的工艺的具体过程如下：

1.以聚乳酸为原料，将10克聚乳酸加入供液装置2中，聚乳酸在供液装置2中加热至熔融状态后，将聚乳酸熔体输送至同轴喷头4，由供液通道41进入出液口43，出液口直径为0.5毫米；

2.调节交流高压发生器1，输出频率为90Hz，峰峰值为10KV的正弦高压交流电；

3．打开负压接收装置5；打开供气装置3，调节气压为0.9MPa，调节气流温度到190℃，热气流经供气通道42，最终从出气口44处喷出；

4.在高压交变电场和高速气流的共同作用下，射流破裂自发形成多股射流，射流在电场力和气流推力作用下加速，将继续劈裂成更多的小射流，形成更细小的纤维，同时在高速气流的作用下继续拉伸，形成不带电的聚乳酸纳米纤维；

5.在高速气流推力和负压吸引作用下，纤维往负压接收装置5方向沉积，并辅助聚乳酸纳米纤维在收集器51上沉积成为三维支架结构；

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 (8)

1.一种基于负压收集的气电纺三维支架制备装置，其特征在于：包括交流高压发生器、供液装置、供气装置、同轴喷头和与所述同轴喷头相对设置的负压接收装置，所述同轴喷头具有与供液装置相连的供液通道和与供气装置相连的供气通道，供液通道具有出液口，供液装置可将纺丝溶液或熔体送入同轴喷头并由出液口流出，供气通道具有出气口，所述供气装置通过出气口可产生由出液口吹向负压接收装置的气流，交流高压发生器与所述同轴喷头相连并可在同轴喷头和负压接收装置间形成交变电场，所述负压接收装置包括收集器、负压管和可在负压管内产生负压的负气压发生器，所述负压管在同轴喷头的对侧形成负压管口，所述收集器具有多孔结构并嵌套在所述负压管口内，出液口内流出的纺丝溶液或熔体在所述气流和交变电场的作用下在同轴喷头与收集器之间形成溶液射流或熔体射流，所述供气装置包括通过第一输气管与供气通道相连的气压供应装置，所述第一输气管上设有第一精密气压调节阀，还包括箱体，所述同轴喷头位于箱体内，所述负压管的负压管口位于所述箱体的底部，所述箱体内设有导风板，箱体在导风板的上方形成鼓风腔，在导风板的下方形成出风腔，所述气压供应装置通过第二输气管与鼓风腔相连，第二输气管上设有第二精密气压调节阀，所述导风板在同轴喷头的底部设有若干出风孔，所述箱体内外表面绝缘，并在内部形成密闭的纺丝空间，所述箱体底部设有平衡纺丝空间与外界压强差的微孔。

2.根据权利要求1所述的基于负压收集的气电纺三维支架制备装置，其特征在于：第一输气管上在第一精密气压调节阀与同轴喷头间还设有加热元件，所述供气通道在同轴喷头内形成包绕在供液通道外侧的储气腔，所述储气腔在所述出液口的外侧形成环形的出气口，所述出气口和出液口位于同一轴线上。

3.根据权利要求1所述的基于负压收集的气电纺三维支架制备装置，其特征在于：所述收集器为呈立方体状或圆筒状的金属栅网。

4.根据权利要求1所述的基于负压收集的气电纺三维支架制备装置，其特征在于：所述收集器为呈圆筒状的多孔无纺布制件。

5.根据权利要求1所述的基于负压收集的气电纺三维支架制备装置，其特征在于：所述负气压发生器为设在所述负压管上的真空泵。

6.根据权利要求1所述的基于负压收集的气电纺三维支架制备装置，其特征在于：所述交流高压发生器包括函数信号发生器和高压放大器。

7.一种基于负压收集的气电纺三维支架制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S10.供液装置可提供纺丝溶液或熔体，打开供液装置，纺丝溶液或熔体由供液通道进入同轴喷头并由同轴喷头的出液口流出；

S20.调节交流高压发生器，输出适当波形、频率、幅值、偏置值的电压，并在同轴喷头和负压接收装置间形成交变电场；

S30.打开负气压发生器和气压供应装置；调节气压供应装置，提供流速、温度、湿度适宜的气体，气体流经第一输气管、同轴喷头的供气通道，最终从同轴喷头出气口处喷出形成气流；

S40.在交变电场和气流的共同作用下，纺丝溶液或熔体液滴被拉伸形成射流，并在气流的持续作用下，和在交变电场力的作用下，射流劈裂拉伸，获得纳米纤维；

S50.在气流推力和负压接收装置的负压吸引作用下，所述负压接收装置包括收集器、负压管和可在负压管内产生负压的负气压发生器，所述负压管在同轴喷头的对侧形成负压管口，所述收集器具有多孔结构并嵌套在所述负压管口内，气流路径可控，纤维往负压接收装置定向沉积，同时，气流穿过多孔结构的收集器，从收集器的下方和侧端导出，并辅助纤维在收集器上持续沉积，成为多孔蓬松的三维支架结构。

8.根据权利要求7所述的基于负压收集的气电纺三维支架制备方法，其特征在于：还包括箱体，所述同轴喷头位于箱体内，所述负压管的负压管口位于所述箱体的底部，所述箱体内设有导风板，箱体在导风板的上方形成鼓风腔，在导风板的下方形成出风腔，步骤S30中，气体流经第二输气管进入箱体鼓风腔，从导风板的出风孔喷出，形成由同轴喷头吹向负压接收装置的辅助气流。