CN110331453A - 一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头 - Google Patents
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Abstract
一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，包括内空心壳、内喷丝管、内转动管、中套体、外空心壳与外喷丝管，其中，内空心壳的外部套装有中套体，中套体的顶部、左侧部上共套装有同一个外空心壳，外空心壳的内部设置有与中套体相接触的外容腔，外空心壳的侧部与外喷丝管的内端相连接，外容腔依次经外入口、外管腔后与外喷口相通，内容腔依次经内入口、内管腔后与内喷口相通，中套体的底部与外转动管的顶端相连接，外转动管与贯穿其内部而过的内转动管同轴设置，内喷丝管的外端依次穿经中套体、外容腔、外喷丝管后与外部环境相接触。本设计不仅能生成皮芯结构的纺丝纤维，而且产品质量较高。
Description
技术领域
本发明涉及一种离心纺丝喷头，属于纺织设备领域，尤其涉及一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，具体适用于制取皮芯结构纺丝纤维。
背景技术
纳米纤维是指直径在几十到几百纳米的超细纤维，它广泛用于纺织材料、组织工程支架、药物传输、过滤介质、人造血管、生物芯片、纳米传感器、光学、复合材料等领域。制备纳米纤维的方法包括拉伸法、微相分离、模板合成、自组装、静电纺丝、离心纺丝等，其中，离心纺丝是指聚合物熔体或溶液借助高速旋转的装置所产生的离心力和剪切力由细孔甩出而成纤维的方法。
授权公告号为CN205617001U，授权公告日为2016年10月5日的实用新型专利公开了一种离心纺丝装置，其包括电机、纺丝头和收集棒，纺丝头安装在电机的转轴顶部并由电机带动转动，纺丝头内具有容纳纺丝液的空腔，纺丝头顶部设有注液口，纺丝头侧壁设有与空腔连通的喷丝孔，收集棒围绕纺丝头一圈设置，应用时，纺丝头由电机带动转动，纺丝液从纺丝头的喷丝孔中喷出，在喷丝孔与收集棒之间运动得到拉伸，同时溶剂挥发，形成纤维，通过收集棒接收得到纤维膜。虽然该设计能够进行离心纺丝以得到纤维，但其仍旧具有以下缺陷：
该设计只能生成单芯结构的纺丝纤维，不能满足现有技术中对皮芯结构纤维的需求，即不能生产具备内外两种不同结构的纺丝纤维。
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本专利申请的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不能生成皮芯结构纺丝纤维的缺陷与问题，提供一种能够生成皮芯结构纺丝纤维的纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头。
为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，包括内空心壳、内喷丝管与内转动管，所述内空心壳的内部设置有内容腔，内空心壳的侧部与内喷丝管的内端相连接，内空心壳的底部与内转动管的顶端相连接；
所述离心纺丝喷头还包括中套体、外空心壳、外喷丝管与外转动管，所述内空心壳的外部套装有中套体，该中套体的顶部、左侧部上共套装有同一个外空心壳，该外空心壳的内部设置有与中套体相接触的外容腔，外空心壳的侧部与外喷丝管的内端相连接，外喷丝管的外端向外延伸，外喷丝管的外端、内端分别为外喷口、外入口，内喷丝管的外端、内端分别为内喷口、内入口，外容腔依次经外入口、外管腔后与外喷口相通，内容腔依次经内入口、内管腔后与内喷口相通；
所述中套体的底部与外转动管的顶端相连接，外转动管与贯穿其内部而过的内转动管同轴设置，所述内喷丝管的外端依次穿经中套体、外容腔、外喷丝管后与外部环境相接触，且内喷丝管的长度大于外喷丝管的长度。
所述内喷口相对于外喷口外凸出设置。
所述外入口、内入口均为弧面结构，外入口朝向内入口的投影与内入口所在的弧面位于同一个球面上。
所述内喷丝管、外喷丝管的俯视结构均为外窄内宽的等腰梯形。
所述内入口近内空心壳的底部设置，所述外入口近外空心壳的底部设置。
所述内空心壳包括上下连接的内上球壳、内下平板，所述中套体包括由上至下依次连接的中顶平板、中侧球围、中底平板，所述外空心壳包括依次连接的外竖平板、外顶平板、外侧弧围、外底平板，所述外竖平板的底端与中顶平板的顶面相连接，外底平板的外端与外侧弧围的底端相连接，外底平板的内端与中侧球围的外壁相连接，中底平板与外转动管的顶端垂直连接，且外顶平板、中顶平板、外底平板、中底平板两两相互平行。
所述外顶平板、中顶平板、外底平板、中底平板由上至下依次设置，外底平板、中侧球围的交接处的两端分别近外入口、中底平板设置；所述外顶平板的中部开设有与外输料管进行转动配合的外输料口，外输料管的外端位于外空心壳的外部，外输料管的内端穿经外输料口后延伸至外容腔的内部。
所述中侧球围的外壁上设置有多根加强筋，该加强筋的顶端、底端分别与中顶平板、中底平板相连接。
所述中套体为中空结构，中套体的内部开设有中套气腔，所述外转动管的内部开设有与中套气腔相通的外管内腔，该外管内腔的中部贯穿而过有内转动管。
所述内转动管的外端的内部嵌入有内堵塞，所述内转动管的外端的外部套装有外堵塞，该外堵塞与外转动管的外端进行嵌入配合；所述外堵塞上开设有分别位于内转动管两旁的长进气腔、长出气腔，长进气腔、长出气腔的内端均与外管内腔相通，长进气腔、长出气腔的外端均与外部环境相通；所述长出气腔内设置有调气片，该调气片的顶端与管壁上近长出气腔、外管内腔交接处的部位相连接，调气片的底端远离长出气腔、外管内腔的交接处设置，调气片的背面经弹性件与管壁相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1、本发明一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头中，内空心壳的外部套装有中套体，中套体的顶部、左侧部上共套装有同一个外空心壳，内空心壳中的内容腔与内喷丝管相联通，外空心壳中的外容腔与外喷丝管相联通，内喷丝管的外端依次穿经中套体、外容腔、外喷丝管后与外部环境相接触，在内转动管带动内空心壳转动的同时，外转动管经中套体带动外空心壳一并转动，两个转动同心进行，内喷丝管甩出的纤维为芯，外喷丝管甩出的纤维为皮，从而得到皮芯结构的纺丝纤维。因此，本发明能够生成皮芯结构纺丝纤维。
2、本发明一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头中，内喷丝管、外喷丝管的俯视结构均为外窄内宽结构，优选为等腰梯形，该设计使得熔融体或溶液在喷出之前就能在管内进行初步成型，利于喷出后的较快的纤维成型，同时，外窄内宽的结构兼具压缩、增速的效果，利于纤维甩出管外的拉升，便于皮、芯两种纤维的相互结合，尤其当内喷口相对于外喷口外凸出设置时，芯纤维的喷出位置领先于皮纤维，而皮纤维的喷出时机早于芯纤维，更利于两种纤维结合为一体。因此，本发明利于皮芯结构纺丝纤维的制取，产品质量较高。
3、本发明一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头中，内入口近内空心壳的底部设置，外入口近外空心壳的底部设置，该设计使得喷出纤维的最近来源为位于内容腔或外容腔最底部的熔融体或溶液，量最为充沛，能确保外喷以形成纤维的量的需求，从而获取较高质量的产品。因此，本发明的产品质量较高。
4、本发明一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头中，当内空心壳包括内上球壳与内下平板，中套体包括中顶平板、中侧球围与中底平板，外空心壳包括外竖平板、外顶平板、外侧弧围与外底平板时，不仅内空心壳、中套体、外空心壳由内到外形成一个相互连接的整体，以确保转动时各部件转动的一致，从而便于皮、芯两种纤维的结合，而且外空心壳并不需要完全包围中套体，而只需与一部分中套体相接触，且偏向于内、外喷丝管所在的一侧，利于外空心壳、内空心壳中熔融体或溶液在转动时同时向对应的喷丝管内倾斜，以获得更好的皮芯结构的纺丝纤维。因此，本发明的产品质量较高。
5、本发明一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头中，当中套体为中空结构时，中套体的内部开设有中套气腔，同时，外转动管的内部开设有与中套气腔相通的外管内腔，外管内腔的中部贯穿而过有内转动管，在形成皮芯结构纺丝纤维的过程中，可在中套气腔内充入带温度的气体，以确保内、外容腔中熔融体或溶液的形态，避免变粘稠，甚至凝固以发生堵塞，确保纺丝的顺利进行。因此，本发明的保温性较强，操作流畅性较高。
6、本发明一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头中，内转动管的外端的内部嵌入有内堵塞，外转动管的外端内嵌入有外堵塞，外堵塞上开设有分别位于内转动管两旁的长进气腔、长出气腔，应用时，长进气腔负责进入带有温度的气体，长出气腔负责气体的流出，以使中套气腔不仅能充入气体，而且能避免气体流入过多，导致气压过高所造成的损失，尤其当有调气片、弹性件存在时，调气片、弹性件能对中套气腔内的气压进行自动调节。因此，本发明不仅安全性较高，而且可调性较强。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中的外喷丝管、内喷丝管的相对位置示意图。
图3是图1中的内空心壳、中套体俯视时的结构示意图。
图4是图1中的中套体、外空心壳俯视时的结构示意图。
图5是图1中的中套体、外空心壳的后视图。
图6是图1中外堵塞的仰视图。
图7是图1中长出气腔的放大示意图。
图中：外输料管1、内空心壳2、内容腔21、内上球壳22、内下平板23、内喷丝管3、内管腔31、内喷口32、内入口33、内转动管4、内堵塞41、中套体5、中套气腔51、中顶平板52、中侧球围53、中底平板54、加强筋55、外空心壳6、外容腔61、外竖平板62、外顶平板63、外侧弧围64、外底平板65、外喷丝管7、外管腔71、外喷口72、外入口73、外转动管8、外管内腔81、外堵塞9、长进气腔91、长出气腔92、调气片93、弹性件94、管壁95、外输料口10。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见图1至图7，一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，包括内空心壳2、内喷丝管3与内转动管4，所述内空心壳2的内部设置有内容腔21，内空心壳2的侧部与内喷丝管3的内端相连接，内空心壳2的底部与内转动管4的顶端相连接；
所述离心纺丝喷头还包括中套体5、外空心壳6、外喷丝管7与外转动管8，所述内空心壳2的外部套装有中套体5，该中套体5的顶部、左侧部上共套装有同一个外空心壳6，该外空心壳6的内部设置有与中套体5相接触的外容腔61，外空心壳6的侧部与外喷丝管7的内端相连接，外喷丝管7的外端向外延伸，外喷丝管7的外端、内端分别为外喷口72、外入口73，内喷丝管3的外端、内端分别为内喷口32、内入口33，外容腔61依次经外入口73、外管腔71后与外喷口72相通，内容腔21依次经内入口33、内管腔31后与内喷口32相通；
所述中套体5的底部与外转动管8的顶端相连接，外转动管8与贯穿其内部而过的内转动管4同轴设置，所述内喷丝管3的外端依次穿经中套体5、外容腔61、外喷丝管7后与外部环境相接触，且内喷丝管3的长度大于外喷丝管7的长度。
所述内喷口32相对于外喷口72外凸出设置。
所述外入口73、内入口33均为弧面结构，外入口73朝向内入口33的投影与内入口33所在的弧面位于同一个球面上。
所述内喷丝管3、外喷丝管7的俯视结构均为外窄内宽的等腰梯形。
所述内入口33近内空心壳2的底部设置，所述外入口73近外空心壳6的底部设置。
所述内空心壳2包括上下连接的内上球壳22、内下平板23，所述中套体5包括由上至下依次连接的中顶平板52、中侧球围53、中底平板54，所述外空心壳6包括依次连接的外竖平板62、外顶平板63、外侧弧围64、外底平板65，所述外竖平板62的底端与中顶平板52的顶面相连接，外底平板65的外端与外侧弧围64的底端相连接，外底平板65的内端与中侧球围53的外壁相连接，中底平板54与外转动管8的顶端垂直连接，且外顶平板63、中顶平板52、外底平板65、中底平板54两两相互平行。
所述外顶平板63、中顶平板52、外底平板65、中底平板54由上至下依次设置，外底平板65、中侧球围53的交接处的两端分别近外入口73、中底平板54设置；所述外顶平板63的中部开设有与外输料管1进行转动配合的外输料口10，外输料管1的外端位于外空心壳6的外部，外输料管1的内端穿经外输料口10后延伸至外容腔61的内部。
所述中侧球围53的外壁上设置有多根加强筋55，该加强筋55的顶端、底端分别与中顶平板52、中底平板54相连接。
所述中套体5为中空结构，中套体5的内部开设有中套气腔51，所述外转动管8的内部开设有与中套气腔51相通的外管内腔81，该外管内腔81的中部贯穿而过有内转动管4。
所述内转动管4的外端的内部嵌入有内堵塞41，所述内转动管4的外端的外部套装有外堵塞9，该外堵塞9与外转动管8的外端进行嵌入配合；所述外堵塞9上开设有分别位于内转动管4两旁的长进气腔91、长出气腔92，长进气腔91、长出气腔92的内端均与外管内腔81相通，长进气腔91、长出气腔92的外端均与外部环境相通；所述长出气腔92内设置有调气片93，该调气片93的顶端与管壁95上近长出气腔92、外管内腔81交接处的部位相连接，调气片93的底端远离长出气腔92、外管内腔81的交接处设置，调气片93的背面经弹性件94与管壁95相连接。
本发明的原理说明如下：
本发明由内至外依次包括内空心壳2、中套体5、外空心壳6，其中，内空心壳2、外空心壳6内分别开设有内容腔21、外容腔61以放置熔融体或溶液（外容腔61还可由外输料管1在线补充熔融体或溶液），当内空心壳2、外空心壳6被同轴的内转动管4、外转动管8同时驱动旋转时，内喷丝管3、外喷丝管7分别喷出芯纤维、皮纤维，且在喷出之后，芯纤维、皮纤维相互结合以得到皮芯结构的纺丝纤维。
此外，还可将中套体5设置为中空结构，以在纺丝的同时向中套气腔51中充入带有温度的气体，以对内容腔21、外容腔61中的熔融体或溶液进行加热，避免堵塞，确保纺丝的顺利进行。
实施例1：
参见图1至图7，一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，包括内空心壳2、内喷丝管3与内转动管4，所述内空心壳2的内部设置有内容腔21，内空心壳2的侧部与内喷丝管3的内端相连接，内空心壳2的底部与内转动管4的顶端相连接；所述离心纺丝喷头还包括中套体5、外空心壳6、外喷丝管7与外转动管8，所述内空心壳2的外部套装有中套体5，该中套体5的顶部、左侧部上共套装有同一个外空心壳6，该外空心壳6的内部设置有与中套体5相接触的外容腔61，外空心壳6的侧部与外喷丝管7的内端相连接，外喷丝管7的外端向外延伸，外喷丝管7的外端、内端分别为外喷口72、外入口73，内喷丝管3的外端、内端分别为内喷口32、内入口33，外容腔61依次经外入口73、外管腔71后与外喷口72相通，内容腔21依次经内入口33、内管腔31后与内喷口32相通；所述中套体5的底部与外转动管8的顶端相连接，外转动管8与贯穿其内部而过的内转动管4同轴设置，所述内喷丝管3的外端依次穿经中套体5、外容腔61、外喷丝管7后与外部环境相接触，且内喷丝管3的长度大于外喷丝管7的长度。
实施例2：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述内喷口32相对于外喷口72外凸出设置。所述外入口73、内入口33均为弧面结构，外入口73朝向内入口33的投影与内入口33所在的弧面位于同一个球面上。所述内喷丝管3、外喷丝管7的俯视结构均为外窄内宽的等腰梯形。
实施例3：
基本内容同实施例1，不同之处在于：
所述内空心壳2包括上下连接的内上球壳22、内下平板23，所述中套体5包括由上至下依次连接的中顶平板52、中侧球围53、中底平板54，所述外空心壳6包括依次连接的外竖平板62、外顶平板63、外侧弧围64、外底平板65，所述外竖平板62的底端与中顶平板52的顶面相连接，外底平板65的外端与外侧弧围64的底端相连接，外底平板65的内端与中侧球围53的外壁相连接，中底平板54与外转动管8的顶端垂直连接，且外顶平板63、中顶平板52、外底平板65、中底平板54两两相互平行。所述外顶平板63、中顶平板52、外底平板65、中底平板54由上至下依次设置，外底平板65、中侧球围53的交接处的两端分别近外入口73、中底平板54设置；所述外顶平板63的中部开设有与外输料管1进行转动配合的外输料口10，外输料管1的外端位于外空心壳6的外部，外输料管1的内端穿经外输料口10后延伸至外容腔61的内部。优选中侧球围53的外壁上设置有多根加强筋55，该加强筋55的顶端、底端分别与中顶平板52、中底平板54相连接。
实施例4：
基本内容同实施例3，不同之处在于：
所述中套体5为中空结构，中套体5的内部开设有中套气腔51，所述外转动管8的内部开设有与中套气腔51相通的外管内腔81，该外管内腔81的中部贯穿而过有内转动管4。优选内转动管4的外端的内部嵌入有内堵塞41，所述内转动管4的外端的外部套装有外堵塞9，该外堵塞9与外转动管8的外端进行嵌入配合；所述外堵塞9上开设有分别位于内转动管4两旁的长进气腔91、长出气腔92，长进气腔91、长出气腔92的内端均与外管内腔81相通，长进气腔91、长出气腔92的外端均与外部环境相通；所述长出气腔92内设置有调气片93，该调气片93的顶端与管壁95上近长出气腔92、外管内腔81交接处的部位相连接，调气片93的底端远离长出气腔92、外管内腔81的交接处设置，调气片93的背面经弹性件94与管壁95相连接
以上所述仅为本发明的较佳实施方式，本发明的保护范围并不以上述实施方式为限，但凡本领域普通技术人员根据本发明所揭示内容所作的等效修饰或变化，皆应纳入权利要求书中记载的保护范围内。
Claims (10)
1.一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，包括内空心壳(2)、内喷丝管(3)与内转动管(4)，所述内空心壳(2)的内部设置有内容腔(21)，内空心壳(2)的侧部与内喷丝管(3)的内端相连接，内空心壳(2)的底部与内转动管(4)的顶端相连接，其特征在于：
所述离心纺丝喷头还包括中套体(5)、外空心壳(6)、外喷丝管(7)与外转动管(8)，所述内空心壳(2)的外部套装有中套体(5)，该中套体(5)的顶部、左侧部上共套装有同一个外空心壳(6)，该外空心壳(6)的内部设置有与中套体(5)相接触的外容腔(61)，外空心壳(6)的侧部与外喷丝管(7)的内端相连接，外喷丝管(7)的外端向外延伸，外喷丝管(7)的外端、内端分别为外喷口(72)、外入口(73)，内喷丝管(3)的外端、内端分别为内喷口(32)、内入口(33)，外容腔(61)依次经外入口(73)、外管腔(71)后与外喷口(72)相通，内容腔(21)依次经内入口(33)、内管腔(31)后与内喷口(32)相通；
所述中套体(5)的底部与外转动管(8)的顶端相连接，外转动管(8)与贯穿其内部而过的内转动管(4)同轴设置，所述内喷丝管(3)的外端依次穿经中套体(5)、外容腔(61)、外喷丝管(7)后与外部环境相接触，且内喷丝管(3)的长度大于外喷丝管(7)的长度。
2.根据权利要求1所述的一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，其特征在于：所述内喷口(32)相对于外喷口(72)外凸出设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，其特征在于：所述外入口(73)、内入口(33)均为弧面结构，外入口(73)朝向内入口(33)的投影与内入口(33)所在的弧面位于同一个球面上。
4.根据权利要求3所述的一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，其特征在于：所述内喷丝管(3)、外喷丝管(7)的俯视结构均为外窄内宽的等腰梯形。
5.根据权利要求3所述的一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，其特征在于：所述内入口(33)近内空心壳(2)的底部设置，所述外入口(73)近外空心壳(6)的底部设置。
6.根据权利要求1或2所述的一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，其特征在于：所述内空心壳(2)包括上下连接的内上球壳(22)、内下平板(23)，所述中套体(5)包括由上至下依次连接的中顶平板(52)、中侧球围(53)、中底平板(54)，所述外空心壳(6)包括依次连接的外竖平板(62)、外顶平板(63)、外侧弧围(64)、外底平板(65)，所述外竖平板(62)的底端与中顶平板(52)的顶面相连接，外底平板(65)的外端与外侧弧围(64)的底端相连接，外底平板(65)的内端与中侧球围(53)的外壁相连接，中底平板(54)与外转动管(8)的顶端垂直连接，且外顶平板(63)、中顶平板(52)、外底平板(65)、中底平板(54)两两相互平行。
7.根据权利要求6所述的一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，其特征在于：所述外顶平板(63)、中顶平板(52)、外底平板(65)、中底平板(54)由上至下依次设置，外底平板(65)、中侧球围(53)的交接处的两端分别近外入口(73)、中底平板(54)设置；所述外顶平板(63)的中部开设有与外输料管(1)进行转动配合的外输料口(10)，外输料管(1)的外端位于外空心壳(6)的外部，外输料管(1)的内端穿经外输料口(10)后延伸至外容腔(61)的内部。
8.根据权利要求6所述的一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，其特征在于：所述中侧球围(53)的外壁上设置有多根加强筋(55)，该加强筋(55)的顶端、底端分别与中顶平板(52)、中底平板(54)相连接。
9.根据权利要求6所述的一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，其特征在于：所述中套体(5)为中空结构，中套体(5)的内部开设有中套气腔(51)，所述外转动管(8)的内部开设有与中套气腔(51)相通的外管内腔(81)，该外管内腔(81)的中部贯穿而过有内转动管(4)。
10.根据权利要求9所述的一种纺出皮芯结构纤维的离心纺丝喷头，其特征在于：所述内转动管(4)的外端的内部嵌入有内堵塞(41)，所述内转动管(4)的外端的外部套装有外堵塞(9)，该外堵塞(9)与外转动管(8)的外端进行嵌入配合；所述外堵塞(9)上开设有分别位于内转动管(4)两旁的长进气腔(91)、长出气腔(92)，长进气腔(91)、长出气腔(92)的内端均与外管内腔(81)相通，长进气腔(91)、长出气腔(92)的外端均与外部环境相通；所述长出气腔(92)内设置有调气片(93)，该调气片(93)的顶端与管壁(95)上近长出气腔(92)、外管内腔(81)交接处的部位相连接，调气片(93)的底端远离长出气腔(92)、外管内腔(81)的交接处设置，调气片(93)的背面经弹性件(94)与管壁(95)相连接。
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