CN110129899A - 一种无针静电纺丝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种无针静电纺丝装置，包括：接收球、喷丝孔管、伞面回收装置、储液罐、罐盖、供液管和供液泵，伞面回收装置的凹面朝向接收球，接收球位于伞面回收装置的上部，喷丝孔管设置在伞面回收装置的凹面内侧上，喷丝孔管的管体上密布有多个喷丝孔，供液泵通过供液管与喷丝孔管连接，喷丝孔管的末端封闭，储液罐和罐盖之间设有回流缝隙，回流缝隙用于伞面回收装置回收的溶液流入储液罐内。具体工作过程中，多余的溶液通过伞面回收装置由回流缝隙流回储液罐，继续通过供液泵输入供液管，实现纺丝溶液的循环利用，其整个过程纺丝溶液应不与空气接触，从而维持纺丝溶液浓度稳定，进而保证纺丝纤维的直径保持不变。
Description
技术领域
本发明涉及静电纺丝技术领域，特别涉及一种无针静电纺丝装置。
背景技术
静电纺丝技术是一种利用静电场力生产纳米纤维的技术，其原理为在高压静电场中，带电聚合物溶液在电场力作用下形成泰勒锥，当电场足够大，使得带电液滴克服表面张力形成带电射流，最后在收集机构上沉积固化成纳米纤维结构。
现有的无针静电纺丝装置多数结构复杂，主要有尖端和小孔两种形式，虽然解决了传统有针静电纺丝装置针头堵塞的问题，也增加了纺丝的效率，但是仍然存在纺丝过程难以控制的问题。
无针纺丝系统目前几乎都是开放的系统，纺丝液浓度随着溶剂的挥发发生变化，影响纤维直径的分布；同时纺丝过程不能对射流形状进行精确的控制，难以按预设置的形状和尺寸制备性能优异的纳米纤维；纺丝过程由于溶剂的挥发从而只能是开环的，大量的回收溶液浪费。现有静电纺丝装置的收集装置以收集板为主，收集板只能沿着X、Y轴平移来收集纺丝纤维。
因此，如何提供一种无针静电纺丝装置，以实现溶液的快速回收和循环利用，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种无针静电纺丝装置，能够实现溶液的快速回收和循环利用，还可实现纺丝形状和效率的快速可调，不仅还能实现纺丝成膜，还能实现将纺丝铰成绞线。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种无针静电纺丝装置，包括：接收球、喷丝孔管、伞面回收装置、储液罐、罐盖、供液管和供液泵，所述伞面回收装置的凹面朝向所述接收球，所述接收球位于所述伞面回收装置的上部，所述喷丝孔管设置在所述伞面回收装置的凹面内侧上，所述喷丝孔管的管体上密布有多个喷丝孔，所述供液泵通过所述供液管与所述喷丝孔管连接，所述喷丝孔管的末端封闭，所述储液罐和所述罐盖之间设有回流缝隙，所述回流缝隙用于所述伞面回收装置回收的溶液流入所述储液罐内。
优选地，所述伞面回收装置的凹面内侧设有多根所述喷丝孔管，多根所述喷丝孔管沿所述伞面回收装置的凹面内侧的周向均匀分布。
优选地，包括多根与所述喷丝孔管一一对应的所述供液管，各根所述供液管上均设有流量控制阀。
优选地，所述接收球上设有水平旋转轴，所述水平旋转轴用于与水平驱动装置连接。
优选地，所述接收球上设有竖直旋转轴，所述竖直旋转轴用于与竖直驱动装置连接。
优选地，所述竖直旋转轴与所述接收球可拆卸连接。
优选地，所述接收球的半径与所述伞面回收装置的球形弧面的半径相等。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
本发明所提供的一种无针静电纺丝装置，包括：接收球、喷丝孔管、伞面回收装置、储液罐、罐盖、供液管和供液泵，伞面回收装置的凹面朝向接收球，接收球位于伞面回收装置的上部，喷丝孔管设置在伞面回收装置的凹面内侧上，喷丝孔管的管体上密布有多个喷丝孔，供液泵通过供液管与喷丝孔管连接，喷丝孔管的末端封闭，储液罐和罐盖之间设有回流缝隙，回流缝隙用于伞面回收装置回收的溶液流入储液罐内。具体工作过程中，多余的溶液通过伞面回收装置由回流缝隙流回储液罐，继续通过供液泵输入供液管，实现纺丝溶液的循环利用，其整个过程纺丝溶液应不与空气接触，从而维持纺丝溶液浓度稳定，进而保证纺丝纤维的直径保持不变。此外通过使用流量控制阀控制进入喷丝孔管的溶液流量和喷丝孔数量，可实现纺丝形状和效率的快速可调。另外通过将收集装置设置为球形，可绕不同旋转轴旋转，能够得到不同的纺丝效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种无针静电纺丝装置；
图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种无针静电纺丝装置的供液系统的结构示意图。
附图标记如下：
1为接收球，2为喷丝孔管，3为伞面回收装置，4为供液系统，41为罐盖，42为储液罐，43为供液管，44为供液泵，45为回流缝隙，5为流量控制阀，6为电源，7为水平旋转轴，8为竖直旋转轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1和图2，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种离心静电纺丝喷头的结构示意图；图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种无针静电纺丝装置的供液系统的结构示意图。
本发明实施例所提供的一种无针静电纺丝装置，包括：接收球1、喷丝孔管2、伞面回收装置3和供液系统4，接收球1接电源6的低压，溶液接电源6的高压，其中供液系统4包括储液罐42、罐盖41、供液管43和供液泵44，伞面回收装置3的凹面朝向接收球1，接收球1位于伞面回收装置3的上部，接收球1的半径与伞面回收装置3的球形弧面的半径相等，从而保证纺丝过程中静电场强度处处相等，喷丝孔管2设置在伞面回收装置3的凹面内侧上，且喷丝孔管2的进液口位于伞面回收装置3的凹面内侧底部，与供液管43相互连接，喷丝孔管2的末端封闭，位于伞面回收装置3的凹面内侧的上部，喷丝孔管2的管体上密布有多个喷丝孔，储液罐42和罐盖41之间设有回流缝隙45，回流缝隙45用于伞面回收装置3回收的溶液流入储液罐42内，即伞面回收装置3的底部设有通孔，通过该通孔套设在储液罐42和罐盖41之间的回流缝隙45处。在具体工作过程中，供液泵44持续将储液罐42中的溶液通过供液管43输入喷丝孔管2，当溶液在喷丝孔管2中达到一定流量和压力时，溶液从喷丝孔中挤出，该喷丝孔的孔径为微米级，在电场力的作用下形成泰勒锥并突破表面张力开始纺丝并在接收球1上进行收集，多余的溶液通过伞面回收装置3由回流缝隙45流回储液罐42，继续通过供液泵44输入供液管43，实现纺丝溶液的循环利用，其整个过程纺丝溶液应不与空气接触，从而维持纺丝溶液浓度稳定，进而保证纺丝纤维的直径保持不变。
具体地，伞面回收装置3的凹面内侧设有多根喷丝孔管2，多根喷丝孔管2沿伞面回收装置3的凹面内侧的周向均匀分布，即通过伞骨状结构喷丝装置能够实现纺丝的均匀分布和快速高效。
进一步地，每根喷丝孔管2对应一根供液管43，每根供液管43上均设有一个流量控制阀5，其中流量控制阀5优选设置在供液管43上端和喷丝孔管2下端之间，通过使用流量控制阀5控制进入喷丝孔管2的溶液流量和喷丝孔数量，可实现纺丝形状和效率的快速可调。
具体地，接收球1上设有水平旋转轴7和竖直旋转轴8，旋转轴优选与接收球1可拆卸连接，保证不影响水平旋转，其中水平旋转轴7用于与水平驱动装置连接，竖直旋转轴8用于与竖直驱动装置连接，水平驱动装置用于驱动接收球1绕水平旋转轴7转动，竖直驱动装置用于驱动接收球1绕竖直旋转轴8转动，当接收球1绕水平旋转轴7转动时，此时接收球1相当于接收辊子，收集喷头纺出的溶液形成纤维膜；当接收球1绕竖直旋转轴8转动时，收集纺丝纤维并将纺丝铰成绞线，从而实现一体多用。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的一种无针静电纺丝装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (7)
1.一种无针静电纺丝装置，其特征在于，包括：接收球、喷丝孔管、伞面回收装置、储液罐、罐盖、供液管和供液泵，所述伞面回收装置的凹面朝向所述接收球，所述接收球位于所述伞面回收装置的上部，所述喷丝孔管设置在所述伞面回收装置的凹面内侧上，所述喷丝孔管的管体上密布有多个喷丝孔，所述供液泵通过所述供液管与所述喷丝孔管连接，所述喷丝孔管的末端封闭，所述储液罐和所述罐盖之间设有回流缝隙，所述回流缝隙用于所述伞面回收装置回收的溶液流入所述储液罐内。
2.根据权利要求1所述的无针静电纺丝装置，其特征在于，所述伞面回收装置的凹面内侧设有多根所述喷丝孔管，多根所述喷丝孔管沿所述伞面回收装置的凹面内侧的周向均匀分布。
3.根据权利要求2所述的无针静电纺丝装置，其特征在于，包括多根与所述喷丝孔管一一对应的所述供液管，各根所述供液管上均设有流量控制阀。
4.根据权利要求3所述的无针静电纺丝装置，其特征在于，所述接收球上设有水平旋转轴，所述水平旋转轴用于与水平驱动装置连接。
5.根据权利要求4所述的无针静电纺丝装置，其特征在于，所述接收球上设有竖直旋转轴，所述竖直旋转轴用于与竖直驱动装置连接。
6.根据权利要求5所述的无针静电纺丝装置，其特征在于，所述竖直旋转轴与所述接收球可拆卸连接。
7.根据权利要求1至6任一项所述的无针静电纺丝装置，其特征在于，所述接收球的半径与所述伞面回收装置的球形弧面的半径相等。
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