CN109972213A - 一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置，包括喷头组件，喷头组件固定在第一支撑座上；喷头组件包括主喷管和喷头，主喷管中设有底部开口的第一腔室，第一腔室的顶部向上延伸的形成分隔腔，第一腔室中通过竖直设置的分隔板分成相互平行的第一通道和第二通道；喷头固定在主喷管的底部，喷头中设有混合腔，主喷管的第一通道和第二通道分别通过多个第一通孔与混合腔相连通；本发明提高纳米纤维分散效果，降低能耗，提高了纳米纤维间隙率，进而提高纳米纤维吸附性并提高过滤效果。

Description

一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置
技术领域
本发明涉及一种喷射装置，特别涉及一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置。
背景技术
电纺丝技术是非牛顿流体的高聚物溶液在高压电场的作用下克服表面张力和粘弹性力，进行拉伸弯曲运动获得纳米到亚微米级纤维的一种技术。具体工作原理为：将聚合物溶液带上几千至上万伏静电，带电液滴在电场作用下被加速，当电场力足够大时，聚合物液滴可克服表面张力形成喷射细流，带电的聚合物射流在电场力、粘滞阻力、表面张力的作用下被拉伸细化，同时带电射流在电场中由于存在表面电荷而发生弯曲，细流在喷射过程中被蒸发或固化，最终落在收集装置上，形成类似无纺布的纳米纤维毡。
现有的电纺丝装置一般有四部分组成，分别为：高压电源、电纺液供液装置、电纺液喷射装置、收集装置。工作过程为：电纺液供液装置利用注射器将聚合物溶液通过软管与固定在电纺液喷射装置上的金属针头相连，电纺液喷射装置通过金属片与高压电源装置相连，这样使金属针头与高压电源相连并使液体带电，在工作时，金属喷头与收集装置之间形成高压电场，聚合物溶液克服表面张力被拉伸细化形成纳米纤维被收集装置收集。类似的电纺液喷射装置大多采用注射器针头，当注射器针头套装在注射器前端时，两者之间留有空隙，液体接触面积较大，容易产生放电回流；同时注射器针头为细长结构，针孔较细，这样在喷射过程中容易有滴液、在纺丝过程中容易产生气泡，影响纳米纤维的质量。
发明内容
本发明针对上述问题提出了一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置，提高纳米纤维分散效果，降低能耗，提高了纳米纤维间隙率，进而提高纳米纤维吸附性并提高过滤效果。
具体的技术方案如下：
一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置，包括喷头组件，喷头组件固定在第一支撑座上；喷头组件包括主喷管和喷头，主喷管中设有底部开口的第一腔室，第一腔室的顶部向上延伸的形成分隔腔，第一腔室中通过竖直设置的分隔板分成相互平行的第一通道和第二通道；
喷头固定在主喷管的底部，喷头中设有混合腔，主喷管的第一通道和第二通道分别通过多个第一通孔与混合腔相连通；
分隔腔的顶部设有第一进料管和第二进料管，第一进料管插入第一通道中，第二进料管插入第二通道中；
第一进料管和第二进料管分别向第一通道和第二通道中注入液料，液料经过第一通孔进入混合腔中混合后，由喷头的喷嘴喷出。
进一步的，第一通道和第二通道的侧壁上分别设有一个增压装置。
进一步的，增压装置包括与第一通道或第二通道相连通的增压管，增压管的一端倾斜的固定在主喷管上，增压管的另一端封闭设置；增压管中可移动的设有塞板，推杆的一端穿过增压管与塞板垂直连接，推杆与增压管同轴设置；推杆与调节装置相连接，调节装置控制推杆移动，从而实现塞板在增压管中进行移动。
进一步的，调节装置包括支撑架，喷头组件设置在支撑架的顶板的下方，支撑架的顶板上设有液压缸，液压缸的驱动杆与位于支撑架的顶板下方、且位于喷头组件上方的推动平台固定连接；
推动平台的下方固定一个推动块，推动块的外侧壁竖直设置且可上下移动的固定在支撑架的侧壁上，推动块的内侧壁倾斜设置，使推动块的厚度自上而下逐渐减小；
推动块的内侧壁上设有导轨，导轨上设有滑块，滑块与增压装置的推杆的另一端固定连接；
液压缸驱动推动平台上下移动，从而使推动块在竖直方向上进行上下移动，使滑块在导轨上进行移动；当推动平台向上移动时，滑块相对于导轨向下移动，推杆向外拨出，使塞板向外移动；当推动平台向下移动时，滑块相对于导轨向上移动，推动块压设推杆向内移动，使塞板向内移动，起到增压作用。
进一步的，使用上述喷射装置的喷射方法为：
第一进料管和第二进料管分别向第一通道和第二通道中注入液料，液料经过第一通孔进入混合腔中混合后，由喷头的喷嘴喷出；在注入液料的过程中，塞板在调节装置的作用下，在增压管中进行往复移动，间歇性的对第一通道和第二通道进行增压操作，保证了液流的顺畅度。
作为本发明的进一步的优化，喷头中水平的设有拦网，拦网的上方为上混合腔，上混合腔中设有多个不锈钢球；当第一进料管和第二进料管进入混合腔后，冲击不锈钢球进行窜动，以加速混合。
本发明的有益效果为：
本发明结构简单，操作方便；将纺丝液分成两个不同的组分进料，再加以混合后喷出，提高了分散效果，有效降低能耗，提高了纳米纤维间隙率，进而提高纳米纤维吸附性并提高过滤效果。
附图说明
图1为本发明实施例一的剖视图；
图2为本发明实施例二的喷头的剖视图。
附图标记
第一支撑座101；
主喷管201、喷头202、分隔腔203、分隔板204、第一通道205、第二通道206、混合腔207、第一通孔208、第一进料管209、第二进料管210；
增压管301、塞板302、推杆303；
支撑架401、液压缸402、推动平台403、推动块404、导轨405、滑块406；
拦网501、上混合腔502、不锈钢球503。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清晰明确，下面对本发明进行进一步描述，任何对本发明技术方案的技术特征进行等价替换和常规推理得出的方案均落入本发明保护范围。
如图所示一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置，包括喷头组件，喷头组件固定在第一支撑座101上；喷头组件包括主喷管201和喷头202，主喷管中设有底部开口的第一腔室，第一腔室的顶部向上延伸的形成分隔腔203，第一腔室中通过竖直设置的分隔板204分成相互平行的第一通道205和第二通道206；
喷头焊接固定在主喷管的底部，喷头中设有混合腔207，主喷管的第一通道和第二通道分别通过多个第一通孔208与混合腔相连通；
分隔腔的顶部设有第一进料管209和第二进料管210，第一进料管插入第一通道中，第二进料管插入第二通道中；
第一进料管和第二进料管分别向第一通道和第二通道中注入液料，液料经过第一通孔进入混合腔中混合后，由喷头的喷嘴喷出。
进一步的，第一通道和第二通道的侧壁上分别设有一个增压装置。
进一步的，增压装置包括与第一通道或第二通道相连通的增压管301，增压管的一端倾斜的固定在主喷管上，增压管的另一端封闭设置；增压管中可移动的设有塞板302，推杆303的一端穿过增压管与塞板垂直连接，推杆与增压管同轴设置；推杆与调节装置相连接，调节装置控制推杆移动，从而实现塞板在增压管中进行移动。
进一步的，调节装置包括支撑架401，喷头组件设置在支撑架的顶板的下方，支撑架的顶板上设有液压缸402，液压缸的驱动杆与位于支撑架的顶板下方、且位于喷头组件上方的推动平台403固定连接；
推动平台的下方固定一个推动块404，推动块的外侧壁竖直设置且可上下移动的固定在支撑架的侧壁上，推动块的内侧壁倾斜设置，使推动块的厚度自上而下逐渐减小；
推动块的内侧壁上设有导轨405，导轨上设有滑块406，滑块与增压装置的推杆的另一端固定连接；
液压缸驱动推动平台上下移动，从而使推动块在竖直方向上进行上下移动，使滑块在导轨上进行移动；当推动平台向上移动时，滑块相对于导轨向下移动，推杆向外拨出，使塞板向外移动；当推动平台向下移动时，滑块相对于导轨向上移动，推动块压设推杆向内移动，使塞板向内移动，起到增压作用。
进一步的，使用上述喷射装置的喷射方法为为：
第一进料管和第二进料管分别向第一通道和第二通道中注入液料，液料经过第一通孔进入混合腔中混合后，由喷头的喷嘴喷出；在注入液料的过程中，塞板在调节装置的作用下，在增压管中进行往复移动，间歇性的对第一通道和第二通道进行增压操作，保证了液流的顺畅度。
实施例二
如实施例一所述的一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置，其不同之处在于，喷头中水平的设有拦网501，拦网的上方为上混合腔502，上混合腔中设有多个不锈钢球503；当第一进料管和第二进料管进入混合腔后，冲击不锈钢球进行窜动，以加速混合。

Claims (5)

1.一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置，其特征为，包括喷头组件，喷头组件固定在第一支撑座(101)上；喷头组件包括主喷管(201)和喷头(202)，主喷管(201)中设有底部开口的第一腔室，第一腔室的顶部向上延伸的形成分隔腔(203)，第一腔室中通过竖直设置的分隔板(204)分成相互平行的第一通道(205)和第二通道(206)；
喷头(202)固定在主喷管(201)的底部，喷头(202)中设有混合腔(207)，主喷管(201)的第一通道(205)和第二通道(206)分别通过多个第一通孔与混合腔(207)相连通；
分隔腔(203)的顶部设有第一进料管和第二进料管，第一进料管插入第一通道(205)中，第二进料管插入第二通道(206)中；
第一进料管和第二进料管分别向第一通道(205)和第二通道(206)中注入液料，液料经过第一通孔进入混合腔(207)中混合后，由喷头(202)的喷嘴喷出。
2.如权利要求1所述的一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置，其特征为，第一通道(205)和第二通道(206)的侧壁上分别设有一个增压装置。
3.如权利要求2所述的一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置，其特征为，增压装置包括与第一通道(205)或第二通道(206)相连通的增压管(301)，增压管(301)的一端倾斜的固定在主喷管(201)上，增压管(301)的另一端封闭设置；增压管(301)中可移动的设有塞板(302)，推杆(303)的一端穿过增压管(301)与塞板(302)垂直连接，推杆(303)与增压管(301)同轴设置；推杆(303)与调节装置相连接，调节装置控制推杆(303)移动，从而实现塞板(302)在增压管(301)中进行移动。
4.如权利要求3所述的一种纳米纤维静电纺丝机专用喷射装置，其特征为，调节装置包括支撑架(401)，喷头组件设置在支撑架(401)的顶板的下方，支撑架(401)的顶板上设有液压缸(402)，液压缸(402)的驱动杆与位于支撑架(401)的顶板下方、且位于喷头组件上方的推动平台(403)固定连接；
推动平台(403)的下方固定一个推动块(404)，推动块(404)的外侧壁竖直设置且可上下移动的固定在支撑架(401)的侧壁上，推动块(404)的内侧壁倾斜设置，使推动块(404)的厚度自上而下逐渐减小；
推动块(404)的内侧壁上设有导轨(405)，导轨(405)上设有滑块(406)，滑块(406)与增压装置的推杆(303)的另一端固定连接；
液压缸(402)驱动推动平台(403)上下移动，从而使推动块(404)在竖直方向上进行上下移动，使滑块(406)在导轨(405)上进行移动；当推动平台(403)向上移动时，滑块(406)相对于导轨(405)向下移动，推杆(303)向外拨出，使塞板(302)向外移动；当推动平台(403)向下移动时，滑块(406)相对于导轨(405)向上移动，推动块(404)压设推杆(303)向内移动，使塞板(302)向内移动，起到增压作用。
5.使用如权利要求1-4中任意的喷射装置的喷射方法为：
第一进料管和第二进料管分别向第一通道(205)和第二通道(206)中注入液料，液料经过第一通孔进入混合腔(207)中混合后，由喷头(202)的喷嘴喷出；在注入液料的过程中，塞板(302)在调节装置的作用下，在增压管(301)中进行往复移动，间歇性的对第一通道(205)和第二通道(206)进行增压操作。
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