CN105568403A - 一种具旋转吸气的离心静电纺丝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具旋转吸气的离心静电纺丝装置，包括高压供电装置、离心喷头、接收装置及离心驱动机构，离心喷头内部具有储液腔，离心喷头上设有出丝细孔，高压供电装置分别与离心喷头和接收装置连接，并可在离心喷头和接收装置间形成电场，离心喷头的顶部设有风扇，风扇可随离心喷头同步转动，并将外部气体鼓入储液腔内以产生由出丝细孔吹向接收装置的气流。辅助纺丝射流的形成和进一步拉伸，形成纳米纤维被收集装置收集。解决了对高速旋转装置提供气压的技术难题，且其装置简易，成本低，无需附加气压供应装置，在高速气流和离心力的共同作用下，静电纺丝的启动电压进一步降低，又能大幅度地提高纺丝效率和降低纤维直径。
Description
技术领域
本发明用于静电纺丝技术领域，特别是涉及一种具旋转吸气的离心静电纺丝装置。
背景技术
静电纺丝是当前纳米纤维最主要的制备工艺，同现有的喷头式静电纺丝设备相比，离心静电纺丝装置的区别在于它利用电场拉力结合纺丝喷头旋转产生的离心力进行纺丝，所制成的纤网不但均匀性好且纤网的面密度高。
此外传统静电纺丝法采用毛细管纺丝，加工困难且极易堵塞，对聚合物流动性能要求高，且溶液电纺还存在溶剂污染及制备纤维存在大量孔洞、强度低等问题，而离心静电纺丝生产装置对所加工聚合物性质要求低，可加工多种聚合物，且纺丝效率比传统静电纺丝大幅度提高。
气流辅助离心静电纺丝装置进行纺丝制备纳米纤维，在纺丝过程中由于高速气流的辅助吹薄细化作用，所制备纤维直径大大降低，而且，在气流辅助作用下，生产效率将极大地提高。但是，通常气流由空气压缩机提供，而喷头是高速旋转装置，对高速旋转装置提供气压在现实工程环境中具有一定技术难度，而且其装置复杂，气密性难以保证，容易造成供压不足等问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种具旋转吸气的离心静电纺丝装置，其无需额外的气压供应装置，装置简单，纺丝效果好。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具旋转吸气的离心静电纺丝装置，包括高压供电装置、离心喷头、接收装置及驱动所述离心喷头转动的离心驱动机构，所述离心喷头内部具有储液腔，离心喷头上设有在离心喷头转动时使储液腔内的纺丝溶液或熔体喷出的出丝细孔，所述高压供电装置可在所述离心喷头和接收装置间形成产生溶液或熔体射流所需电场，所述离心喷头上在所述储液腔的顶部设有风扇，风扇可随离心喷头同步转动，并将外部气体鼓入储液腔内以产生由出丝细孔吹向接收装置的气流。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述离心喷头呈圆筒状，顶部敞口，离心喷头的外圆筒壁上开设若干出丝细孔。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述离心喷头在顶部敞口的圆心处设有扇叶安装座，所述扇叶安装座上设有若干沿圆周均匀分布的安装孔，所述风扇包括若干通过紧固件安装在所述安装孔上的扇叶，各所述扇叶均可通过紧固件调整倾斜角。
进一步作为本发明技术方案的改进，各所述扇叶的前缘均向上弯折形成可将外部气体引入下方储液腔内的导流板。
进一步作为本发明技术方案的改进，还包括原料供应装置，所述扇叶安装座的中部设有进液孔，所述原料供应装置通过导管接入所述进液孔。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述离心喷头的下方设有可对所述储液腔进行加热的加热装置。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述离心驱动机构包括设在所述离心喷头底部的旋转轴和通过联轴器与旋转轴连接的电机。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述接收装置包括环绕在所述离心喷头外侧的第一传送带，第一传送带正对离心喷头的表面形成接收面，背对离心喷头的表面形成驱动面，第一传送带在背对离心喷头的一侧设有若干第一驱动辊，第一驱动辊驱动第一传送带运转并使第一传送带呈Ω形走向，所述第一传送带的接收面与离心喷头的距离可调。
进一步作为本发明技术方案的改进，所述接收装置包括两根并行的第二驱动辊及装在两根第二驱动辊上的第二传送带，所述接收装置设置多个，且多个所述接收装置以所述离心喷头为中心排列成环形，各所述接收装置与离心喷头的距离可调。
本发明的有益效果：本发明在离心喷头的上表面设有风扇，可在离心喷头进行离心静电纺丝时，同时将离心喷头外的空气吸入储液腔内部，形成高速气流，从出丝细孔高速喷出，辅助纺丝射流的形成和进一步拉伸，形成纳米纤维被收集装置收集。解决了对高速旋转装置提供气压的技术难题，且其装置简易，成本低，无需附加气压供应装置，在高速气流和离心力的共同作用下，静电纺丝的启动电压进一步降低，又能大幅度地提高纺丝效率和降低纤维直径。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明离心喷头俯视图；
图2是本发明整体结构示意图；
图3是本发明接收装置第一实施例结构示意图；
图4是本发明接收装置第二实施例结构示意图。
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2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。
参见图1、图2，本发明提供了一种具旋转吸气的离心静电纺丝装置，包括高压供电装置1、离心喷头2、接收装置及驱动所述离心喷头2转动的离心驱动机构3，所述离心驱动机构3包括设在所述离心喷头2底部的旋转轴31和通过联轴器与旋转轴31连接的电机32，离心喷头2可在离心动力机构3作用下旋转纺丝。所述离心喷头2内部具有储液腔，离心喷头2上设有在离心喷头2转动时使储液腔内的纺丝溶液或熔体喷出的出丝细孔21，所述高压供电装置1分别离心喷头连接，接收装置接地，高压供电装置1可提供直流高压或交流高压，并可在所述离心喷头2和接收装置间形成产生溶液或熔体射流所需电场，所述离心喷头2上在所述储液腔的顶部设有风扇，风扇可随离心喷头2同步转动，并将外部气体鼓入储液腔内以产生由出丝细孔21吹向接收装置的气流。本发明在离心喷头2的上表面设有风扇，可在离心喷头2进行离心静电纺丝时，同时将离心喷头2外的空气吸入储液腔内部，形成高速气流，从出丝细孔21高速喷出，辅助纺丝射流的形成和进一步拉伸，形成纳米纤维被收集装置收集。解决了对高速旋转装置提供气压的技术难题，且其装置简易，成本低，无需附加气压供应装置，在高速气流和离心力的共同作用下，静电纺丝的启动电压进一步降低，又能大幅度地提高纺丝效率和降低纤维直径。
其中，所述离心喷头2呈圆筒状，顶部敞口，离心喷头2的外圆筒壁上开设若干出丝细孔21。所述离心喷头2在顶部敞口的圆心处设有扇叶安装座22，所述扇叶安装座22上设有若干沿圆周均匀分布的安装孔23，所述风扇包括若干通过紧固件安装在所述安装孔23上的扇叶24，各扇叶24的形体、大小及倾斜角均为相同，各所述扇叶24均可通过紧固件调整倾斜角，可以通过调整扇叶24倾斜角来调节气流大小，结合纺丝转速，控制纤维直径。各所述扇叶24的前缘均向上弯折形成可将外部气体引入下方储液腔内的导流板25。
还包括原料供应装置4，所述扇叶安装座22的中部设有进液孔26，所述原料供应装置4通过导管接入所述进液孔26，原料供应装置4可持续提供纺丝所需熔体或溶液。所述离心喷头2的下方设有可对所述储液腔进行加热的加热装置5，以保证进入储液腔内的纺丝溶液或熔体正常的纺丝温度。
参照图3，作为本发明接收装置的第一实施例，所述接收装置包括环绕在所述离心喷头2外侧的第一传送带61，第一传送带61正对离心喷头2的表面形成接收面，背对离心喷头2的表面形成驱动面，第一传送带61在背对离心喷头2的一侧设有若干第一驱动辊62，第一驱动辊62驱动第一传送带61运转并使第一传送带61呈Ω形走向，所述第一传送带61的接收面与离心喷头2的距离可调，以改变纺丝距离。
参照图4，作为本发明接收装置的第二实施例，所述接收装置包括两根并行的第二驱动辊63及装在两根第二驱动辊63上的第二传送带64，该实施例中接收装置设置多个，且多个所述接收装置以所述离心喷头2为中心排列成环形，各所述接收装置与离心喷头2的距离可调，以改变纺丝距离。
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 (9)
1.一种具旋转吸气的离心静电纺丝装置，其特征在于：包括高压供电装置、离心喷头、接收装置及驱动所述离心喷头转动的离心驱动机构，所述离心喷头内部具有储液腔，离心喷头上设有在离心喷头转动时使储液腔内的纺丝溶液或熔体喷出的出丝细孔，所述高压供电装置并可在所述离心喷头和接收装置间形成产生溶液或熔体射流所需电场，所述离心喷头上在所述储液腔的顶部设有风扇，风扇可随离心喷头同步转动，并将外部气体鼓入储液腔内以产生由出丝细孔吹向接收装置的气流。
2.根据权利要求1所述的具旋转吸气的离心静电纺丝装置，其特征在于：所述离心喷头呈圆筒状，顶部敞口，离心喷头的外圆筒壁上开设若干出丝细孔。
3.根据权利要求2所述的具旋转吸气的离心静电纺丝装置，其特征在于：所述离心喷头在顶部敞口的圆心处设有扇叶安装座，所述扇叶安装座上设有若干沿圆周均匀分布的安装孔，所述风扇包括若干通过紧固件安装在所述安装孔上的扇叶，各所述扇叶均可通过紧固件调整倾斜角。
4.根据权利要求3所述的具旋转吸气的离心静电纺丝装置，其特征在于：各所述扇叶的前缘均向上弯折形成可将外部气体引入下方储液腔内的导流板。
5.根据权利要求3所述的具旋转吸气的离心静电纺丝装置，其特征在于：还包括原料供应装置，所述扇叶安装座的中部设有进液孔，所述原料供应装置通过导管接入所述进液孔。
6.根据权利要求1所述的具旋转吸气的离心静电纺丝装置，其特征在于：所述离心喷头的下方设有可对所述储液腔进行加热的加热装置。
7.根据权利要求1所述的具旋转吸气的离心静电纺丝装置，其特征在于：所述离心驱动机构包括设在所述离心喷头底部的旋转轴和通过联轴器与旋转轴连接的电机。
8.根据权利要求1所述的具旋转吸气的离心静电纺丝装置，其特征在于：所述接收装置包括环绕在所述离心喷头外侧的第一传送带，第一传送带正对离心喷头的表面形成接收面，背对离心喷头的表面形成驱动面，第一传送带在背对离心喷头的一侧设有若干第一驱动辊，第一驱动辊驱动第一传送带运转并使第一传送带呈Ω形走向，所述第一传送带的接收面与离心喷头的距离可调。
9.根据权利要求1所述的具旋转吸气的离心静电纺丝装置，其特征在于：所述接收装置包括两根并行的第二驱动辊及装在两根第二驱动辊上的第二传送带，所述接收装置设置多个，且多个所述接收装置以所述离心喷头为中心排列成环形，各所述接收装置与离心喷头的距离可调。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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| CP02 | Change in the address of a patent holder | ||
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| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Wang Han Inventor after: Zhu Ziming Inventor after: Zeng Jun Inventor after: Fang Feiyu Inventor after: Chen Xin Inventor after: Chen Xindu Inventor after: Liang Feng Inventor before: Fang Feiyu Inventor before: Wang Han Inventor before: Chen Xin Inventor before: Chen Xindu Inventor before: Liang Feng Inventor before: Zeng Jun Inventor before: Zhu Ziming |