CN112030240B - 一种便携式静电纺丝设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种便携式静电纺丝设备，其包括注射筒体、推杆、封堵部件和单向节流部件。其中，推杆为空心结构，推杆的第二前端密封安装有单向节流部件。当第一腔体内的纺丝液用完，向外拉动推杆以增大第一腔体容积，从推杆上取下封堵部件，经推杆第二后端开口向推杆空心腔中注入纺丝液，空心腔内介质压力增大，单向节流部件开启，纺丝液由推杆空心腔进入第一腔体，实现纺丝液的注入或更换，操作简便；此外，还方便向推杆中加入消炎药等药粉，纺丝液注入时将药粉带入第一内腔，带有药粉的纺丝沉积在伤口上利于伤口消炎愈合；静电纺丝设备体积小，方便携带；使用时，方便随着患者伤口形状移动纺丝设备，根据伤口形状纺丝，实现伤口愈合。

Description

一种便携式静电纺丝设备
技术领域
本发明涉及静电纺丝技术领域，具体涉及一种便携式静电纺丝设备。
背景技术
静电纺丝法是制备一维微纳米纤维最简单高效的方法之一，与传统纳米材料制备技术相比，具有加工装置简单、原料来源广泛、纺丝成本低廉、可规模化制备等优势，近年来受到国内外的广泛研究报道。采用静电纺丝技术加工制备的微纳米纤维具有高比表面积、较大的长径比(即长度/直径)以及独特的物理化学性质等优良特性，在生物组织工程、创伤敷料、过滤防护、药物缓释、柔性器件等领域展现出极大的应用潜力。静电纺丝法原理为：在高压电场作用下，纺丝喷头处的聚合物溶液或熔体受到静电场力的作用而喷射出去，形成射流，射流在下落过程中发生劈裂和拉伸，同时溶剂挥发，形成微纳米纤维固化成型并沉积在收集极上。
现有技术存在一种便携式静电纺丝设备，如中国专利文献CN102776583B中公开的一种便携式手持静电纺丝装置，其包括注射筒体、推杆、针头。其中，推杆的前端和后端上分别固定有塞头和按压头，推杆的前端伸入注射筒体内，塞头密封且可滑动地设在注射筒体内壁上，塞头与注射筒体上靠近针头的部分之间围成供静电纺丝溶液放置的第一腔体，按压头位于注射筒体外。该静电纺丝设备在使用时，只需对按压头施加压力，以推动塞头朝向针头方向移动，即可将第一腔体内的纺丝液经针头注射出去。
但是，上述的便携式手持静电纺丝装置，当注射筒体内的纺丝液用完或需要更换纺丝液时，均需先拆下注射筒体内的推杆和塞头，之后将纺丝液从注射筒体的后端入口处注入注射筒体内腔中，再将推杆和塞头整体安装在注射筒体内，才能够开始下一次的静电纺丝工序，导致该静电纺丝设备注入纺丝液操作十分不便。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中的便携式静电纺丝装置在向注射筒体内注入纺丝液时，操作不便的缺陷。
为此，本发明提供一种静电纺丝设备，包括
注射筒体，其第一前端开口用于供针头安装；
推杆，其具有空心腔，及与所述空心腔连通的第二前端开口、第二后端开口；
所述推杆的第二前端密封可滑动地设在所述注射筒体内，并与靠近所述第一前端开口处的注射筒体部分之间围成第一腔体；
封堵部件，可拆卸地设在所述第二后端开口上；
单向节流部件，密封安装在所述第二前端开口内，初始处于截断所述第一腔体和所述空心腔的关闭状态；在受所述空心腔内介质的压力时，可由所述关闭状态向连通第一腔体和空心腔的开启状态的切换。
可选地，上述的静电纺丝设备，所述单向节流部件为单向阀。
可选地，上述的静电纺丝设备，所述单向阀螺纹配合在所述第二前端开口上。
可选地，上述的静电纺丝设备，所述单向节流部件包括
沿所述推杆周向布置的至少三个挡片，任一所述挡片具有固定端和自由端，所述固定端密封安装在所述推杆的第二前端上，所述自由端朝向所述推杆的中心线向内倾斜聚集；
任意相邻的两个所述挡片的相邻端相互压合，所有所述挡片在所述推杆的第二前端处围成朝向所述针头凸出的第二腔体。
可选地，上述的静电纺丝设备，所述挡片的固定端密封且可翻转地设在所述第二前端开口上；或者
所述挡片采用弹性材料制成，所述挡片的固定端固定在所述第二前端开口上。
可选地，上述的静电纺丝设备，所述挡片呈扇形花瓣状。
可选地，上述的静电纺丝设备，所述推杆的第二前端端部上成型有径向向外凸出的环形凸台，所述环形凸台的外壁一周上套设有环形胶塞；所述第二前端通过所述环形胶塞与所述注射筒体的内壁密封滑动连接；
所述单向节流部件密封安装在所述环形凸台的内孔上。
可选地，上述的静电纺丝设备，所述注射筒体和所述推杆均呈空心圆柱状，所述推杆的外径大于或等于所述注射本体的半径。
可选地，上述的静电纺丝设备，所述第二后端伸出所述注射筒体的第一后端开口外，所述封堵部件卡接在所述第二后端开口上。
可选地，上述的静电纺丝设备，还包括向所述针头提供电场的电场组件；及设在所述封堵部件上背向所述针头的一端外壁上的控制开关，所述控制开关用于控制所述电场组件的开启或关闭。
本发明技术方案，具有如下优点：
1.本发明提供的静电纺丝设备，推杆为空心结构，其具有空心腔，推杆的第二端密封且可滑动地设置在注射筒体内，推杆的第二前端密封安装有单向节流部件，封堵部件可拆卸地密封设在推杆的第二后端开口上。
当注射筒体第一腔体内的纺丝液用完或者需要更换纺丝液时，背向第一腔体向外拉动推杆以增大第一腔体容积，将封堵部件从推杆上取下，经推杆第二后端开口向推杆空心腔中注入纺丝液，空心腔内介质压力增大，单向节流部件开启，纺丝液由推杆空心腔进入第一腔体，实现纺丝液的注入或更换，操作简便；此外，还方便向推杆中加入消炎药等药粉，纺丝液注入时将药粉带入第一内腔，带有药粉的纺丝沉积在伤口上利于伤口消炎愈合；静电纺丝设备体积小，方便携带；使用时，方便依据患者伤口形状移动纺丝设备，根据伤口形状纺丝，实现伤口愈合。
2.本发明提供的静电纺丝设备，注射筒体和推杆均为空心圆柱状，推杆的外径大于注射本体的半径，操作人员按压推杆时与推杆接触面积大，推杆强度高，受力稳定，按压过程中推杆不会晃动，纺丝液流量均匀稳定，静电纺丝质量高。推杆外壁面上设有多个等间距分布的沿推杆轴向延伸的加强凸筋，加强凸筋滑动抵接在注射筒体上，进一步增加推杆的稳定性。
3.本发明提供的静电纺丝设备，环形凸台周向外壁面上套设有环形胶塞，环形胶塞与注射筒体的内壁形成密封结构，且环形胶塞可相对注射筒体滑动，环形胶塞在向下推动推杆进行纺丝时防止纺丝液经推杆与注射筒体之间缝隙泄露进入推杆的空心腔中，影响纺丝效果；环形胶塞中部具有与环形凸台的内孔和推杆第二前端开口连通的通孔，在实现与注射筒体滑动密封的同时不影响纺丝液从推杆内注入第一腔体。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1中所提供的便携式静电纺丝设备的结构示意图；
图2为实施例2中单向节流部件的示意图；
图3为2中单向节流部件开启时的示意图；
附图标记说明：
1、注射筒体；2、针头；3、推杆；31、环形凸台；4、封堵部件；5、单向节流部件；51、挡片；61、电池盒；62、高压直流逆变器；71、金属片；72、压接开关。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1
本实施例提供一种静电纺丝设备，如图1所示，其包括注射筒体1、推杆3、封堵部件4和单向节流部件5。
其中，注射筒体1靠近针头2的一端为第一前端，不锈钢针头2安装在注射筒体1的第一前端开口上。推杆3为空心结构，其具有空心腔，空心腔贯穿推杆3轴向设置，推杆3靠近针头2的一端为第二前端，背向针头2的一端为第二后端，空心腔在推杆3的两端分别形成第二前端开口和第二后端开口。
注射筒体1和推杆3均为空心圆柱状，推杆3的外径大于注射本体的半径，操作人员按压推杆3时与推杆3接触面积大，推杆3强度高，受力稳定，按压过程中推杆3不会晃动，纺丝液流量均匀稳定，静电纺丝质量高。推杆3外壁面上设有多个等间距分布的沿推杆3轴向延伸的加强凸筋，加强凸筋滑动抵接在注射筒体1上，进一步增加推杆3的稳定性。
推杆3的第二前端端面上成型有环形凸台31，环形凸台31沿径向向推杆3外延伸，环形凸台31的内孔与推杆3第二前端开口等大且连通。推杆3第二前端与注射筒体1内壁围成第一腔体，纺丝液位于第一腔体内。环形凸台31周向外壁面上套设有环形胶塞，环形胶塞与注射筒体1的内壁形成密封结构，且环形胶塞可相对注射筒体1滑动，环形胶塞在向下推动推杆3进行纺丝时防止纺丝液经推杆3与注射筒体1之间缝隙泄露进入推杆3的空心腔中，导致纺丝液流量不稳定，影响纺丝效果；环形胶塞中部具有与环形凸台31的内孔和推杆3第二前端开口连通的通孔，在实现于注射筒体1滑动密封的同时不影响纺丝液从推杆3内注入第一腔体。
单向节流部件5为单向阀，单向阀螺纹配合在推杆3的第二前端和环形凸台31的内壁面上。
推杆3的第二后端位于推杆3外，封堵部件4上设有多个卡扣，推杆3上设有与之对应的卡槽，封堵部件4通过卡扣卡接在推杆3上，封堵部件4和推杆3卡接配合，拆卸和安装封堵部件4十分简便，方便从推杆3中注入纺丝液和更换纺丝液。封堵部件4背向推杆3的一端设有朝向推杆3凹陷的弧形槽，方便操作人员按压推杆3，提高舒适性。
静电纺丝设备还包括电场组件和控制开关。电场组件包括电池盒61、高压直流逆变器62，控制开关包括金属片71和压接开关72。电池盒61和高压直流逆变器62设置在注射筒体1外侧壁上，电池盒61内的电池为高压直流逆变器62供电。封堵部件4弧形槽的槽底具有一平面，压电开关设置在弧形槽的槽底，金属片71设置在压电开关顶面上。高压直流逆变器62的正极与不锈钢针头2连通，高压直流逆变器62的负极与金属片71电连接，压电开关通过导线连接电池盒61，压电开关用于控制电源的开关。
使用时，手握静电纺丝设备，将其置于距离收集极5-10厘米处，收集极为金属箔或者人体皮肤等非绝缘物质，纺丝液置于第一腔体中，按压金属片71，推杆3推动纺丝液流出，纺丝液无法经单向阀反向流入推杆3；同时压电开关接通，高压直流逆变器62产生的高电压传递到不锈钢针头2上，使针尖处产生高压，从针头2喷出纳米纤维沉积在收集极上；纺丝完毕后，停止按压金属片71，压电开关断开，纺丝溶液停止流出，纺丝结束。
第一腔体内的纺丝液用完或者需要更换时，无需拆卸推杆3，只需将封堵部件4从推杆3上取下，经推杆3第二后端开口向推杆3空心腔中注入纺丝液，空心腔内介质压力增大，单向阀开启，纺丝液由推杆3空心腔进入第一腔体，实现纺丝液的注入或更换，操作简便。
此外，还方便向推杆3中加入消炎药等药粉，纺丝液注入时将药粉带入第一内腔，带有药粉的纺丝沉积在伤口上利于伤口消炎愈合；静电纺丝设备体积小，方便携带；使用时，方便根据患者伤口形状移动纺丝设备，根据伤口形状纺丝，实现伤口愈合。
作为实施例1的第一个可替换实施方式，封堵部件4还可以螺纹连接在推杆3上。
作为实施例1的第二个可替换实施方式，注射筒体1和推杆3还可以为其它形状，比如，注射筒体1为空心长方体，或者推杆3为空心长方体，或者注射筒体1和推杆3均为空心长方体，只要推杆3能够安装在注射筒体1中，并且推杆3的第二前端与注射筒体1内壁形成滑动密封即可。作为变形，推杆3的第二前端上还可以不套设环形胶塞，推杆3第二前端采用密封材料直接一体成型在推杆3上。
实施例2
本实施例提供一种静电纺丝设备，参见图2和图3，其与实施例1的不同之处在于，单向节流部件5包括多个挡片51，挡片51呈扇形花瓣状，任一挡片51具有固定端和自由端，挡片为刚性材料制成，挡片的固定端铰接在环形凸台31的端面上，挡片的自由端朝向推杆3的中心线向内倾斜聚集，任意相邻的两个挡片51的相邻端相互压合，多个挡片51相互压合围设成闭合花苞状，在推杆3的第二前端形成朝向针头2凸出的第二腔体。
使用时，纺丝液位于第一腔体内，推动推杆3，多个挡片51的自由端聚集在推杆3的中心线处，第二腔体闭合，挡片51向前推动纺丝液，纺丝液从针头2流出实现纺丝；纺丝液使用完，取下推杆3上的封堵部件4，向推杆3内注入纺丝液，纺丝液在推杆3内聚集，第二腔体压力逐渐增大并挤开挡片51，挡片51绕环形凸台31向外转动，第二腔体打开，纺丝液由推杆3流入第一腔体，纺丝液注好后，将封堵部件4卡接在推杆3上，按压封堵部件4推动推杆3即可实现下一次纺丝。
作为实施例2的第一个可替换实施方式，挡片还可以采用弹性材料制成，此时将挡片的固定端固定在环形凸台31的端面上，纺丝时，多个挡片51闭合，第二腔体封闭；向推杆3内注入纺丝液时，挡片51的自由端被挤开实现注液。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种静电纺丝设备，其特征在于，包括
注射筒体(1)，其第一前端开口用于供针头(2)安装；
推杆(3)，其具有空心腔，及与所述空心腔连通的第二前端开口、第二后端开口；
所述推杆(3)的第二前端密封可滑动地设在所述注射筒体(1)内，并与靠近所述第一前端开口处的注射筒体(1)部分之间围成第一腔体；
封堵部件(4)，可拆卸地设在所述第二后端开口上；
单向节流部件(5)，密封安装在所述第二前端开口内，初始处于截断所述第一腔体和所述空心腔的关闭状态；在受所述空心腔内介质的压力时，可由所述关闭状态向连通第一腔体和空心腔的开启状态切换；
所述推杆(3)的第二前端端部上成型有径向向外凸出的环形凸台(31)，所述环形凸台(31)的外壁一周上套设有环形胶塞；所述第二前端通过所述环形胶塞与所述注射筒体(1)的内壁密封滑动连接；
所述单向节流部件(5)密封安装在所述环形凸台(31)的内孔上。
2.根据权利要求1所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述单向节流部件(5)为单向阀。
3.根据权利要求2所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述单向阀螺纹配合在所述第二前端开口上。
4.根据权利要求1所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述单向节流部件(5)包括
沿所述推杆(3)周向布置的至少三个挡片(51)，任一所述挡片(51)具有固定端和自由端，所述固定端密封安装在所述推杆(3)的第二前端上，所述自由端朝向所述推杆(3)的中心线向内倾斜聚集；
任意相邻的两个所述挡片(51)的相邻端相互压合，所有所述挡片(51)在所述推杆(3)的第二前端处围成朝向所述针头(2)凸出的第二腔体。
5.根据权利要求4所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述挡片的固定端密封且可翻转地设在所述第二前端开口上；或者
所述挡片采用弹性材料制成，所述挡片的固定端固定在所述第二前端开口上。
6.根据权利要求4或5所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述挡片(51)呈扇形花瓣状。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述注射筒体(1)和所述推杆(3)均呈空心圆柱状，所述推杆(3)的外径大于或等于所述注射筒体的半径。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的静电纺丝设备，其特征在于，所述第二后端伸出所述注射筒体(1)的第一后端开口外，所述封堵部件(4)卡接在所述第二后端开口上。
9.根据权利要求8所述的静电纺丝设备，其特征在于，还包括向所述针头(2)提供电场的电场组件；及设在所述封堵部件(4)上背向所述针头(2)的一端外壁上的控制开关，所述控制开关用于控制所述电场组件的开启或关闭。
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