CN112981557B - 一种水车式气泡纺丝装置 - Google Patents

一种水车式气泡纺丝装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112981557B
CN112981557B CN202110177961.XA CN202110177961A CN112981557B CN 112981557 B CN112981557 B CN 112981557B CN 202110177961 A CN202110177961 A CN 202110177961A CN 112981557 B CN112981557 B CN 112981557B
Authority
CN
China
Prior art keywords
liquid storage
storage tanks
receiving
spinning
bubble
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110177961.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN112981557A (zh
Inventor
刘福娟
殷妮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou University
Original Assignee
Suzhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou University filed Critical Suzhou University
Priority to CN202110177961.XA priority Critical patent/CN112981557B/zh
Publication of CN112981557A publication Critical patent/CN112981557A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112981557B publication Critical patent/CN112981557B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/12—Stretch-spinning methods
    • D01D5/14—Stretch-spinning methods with flowing liquid or gaseous stretching media, e.g. solution-blowing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Spinning Methods And Devices For Manufacturing Artificial Fibers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种水车式气泡纺丝装置，包括：用于盛装纺丝溶液的储液池；喷丝部件，包括水车式支架、多个储液槽、第一动力源，水车式支架设于储液池上方，第一动力源与水车式支架连接并驱动水车式支架绕轴心旋转，多个储液槽围设在水车式支架的周向，水车式支架旋转时可带动储液槽从储液池内盛装纺丝溶液，储液槽内设有气泡发生组件，储液槽外设有喷气组件，喷气组件用于向储液槽的开口处喷射气流；接收部件，包括接收基材和接收滚筒，接收基材用于接收纳米丝，接收滚筒用于对接收基材进行收卷。本发明水车式气泡纺丝装置采用水车式支架，可以实现不间断连续纺丝，便于实现大批量连续化生产。该气泡纺丝装置具有结构合理，生产效率高的优点。

Description

一种水车式气泡纺丝装置
技术领域
本发明涉及气泡纺丝技术领域，特别涉及一种水车式气泡纺丝装置。
背景技术
纳米纤维材料在环境卫生、生物医学、能源安全、信息科技、国防军事等领域具有广阔的应用前景。目前，静电纺丝技术被认为是制备不同直径、不同形貌的微纳米纤维最有效的方法，并被广泛应用。但是由于静电纺丝过程中使用的高压电源具有潜在危险，且鞭动射流不稳定，其制备的微纳米纤维通常无规堆积，纤维膜力学性能差。何吉欢等在《气泡纺技术及其纳米纤维的工业化生产》一文中提出，从环保和成本角度出发，气流气泡纺丝方法更安全便捷。利用具有一定速度、温度的气流代替电场力的作用，克服气泡的表面张力，通过气流的作用使气泡快速破裂，破裂的碎片在气流作用下被拉伸细化成微/纳米纤维。
现有的气泡纺丝装置大多结构不合理，导致纺丝效率低。因此，有必要提供一种新的气泡纺丝装置来解决上述问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构合理、纺丝效率高的水车式气泡纺丝装置。
为了解决上述问题，本发明提供了一种水车式气泡纺丝装置，包括：
储液池，用于盛装纺丝溶液；
喷丝部件，包括水车式支架、多个储液槽、第一动力源，所述水车式支架设于所述储液池上方，所述第一动力源与水车式支架连接并驱动所述水车式支架绕轴心旋转，所述多个储液槽围设在所述水车式支架的周向，所述水车式支架旋转时可带动所述储液槽从所述储液池内盛装纺丝溶液，所述储液槽内设有气泡发生组件，所述储液槽外设有喷气组件，所述喷气组件用于向所述储液槽的开口处喷射气流；
接收部件，包括接收基材和接收滚筒，所述接收基材用于接收纳米丝，所述接收滚筒用于对所述接收基材进行收卷。
作为本发明的进一步改进，所述喷气组件包括围设于所述储液槽开口的多个喷气口，所述喷气口通过第二气管与气源连接，所述多个喷气口喷射的气流向所述储液槽的开口上方聚拢。
作为本发明的进一步改进，所述储液槽通过可调支架与所述水车式支架连接，所述可调支架与第二动力源连接，所述第二动力源通过调节所述可调支架来调节所述储液槽的开口方向。
作为本发明的进一步改进，所述第二动力源实时调节所述储液槽的开口方向，使得当前储液槽在喷丝时的开口朝向所述接收基材。
作为本发明的进一步改进，所述喷丝部件还包括监测组件，所述监测组件包括相机，所述相机与上位机电连接，每个储液槽对应一个相机，所述相机实时获取所述储液槽的位置，所述上位机根据获取的储液槽的位置信息调节所述可调支架。
作为本发明的进一步改进，所述气泡发生组件和喷气组件均与上位机连接，所述上位机根据当前储液槽所处的位置调节所述气泡发生组件和喷气组件的工作状态。
作为本发明的进一步改进，所述接收部件还包括夹持组件，所述夹持组件将所述接收基材夹持并形成与所述水车式支架形状配合的弧形接收部。
作为本发明的进一步改进，所述夹持组件包括若干夹持滚轮组，每个夹持滚轮组包括两个相互配合的夹持滚轮，每个夹持滚轮组中的两个夹持滚轮相互配合将所述接收基材的侧边夹持。
作为本发明的进一步改进，所述气泡发生组件包括气泡发生器，所述气泡发生器通过第一气管与气源连接。
作为本发明的进一步改进，所述储液槽旋转至所述水车式支架的底部时完全浸没在所述储液槽池的纺丝溶液中。
本发明的有益效果：
本发明水车式气泡纺丝装置采用水车式支架，可以实现不间断连续纺丝，便于实现大批量连续化生产。该气泡纺丝装置具有结构合理，生产效率高的优点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1是本发明优选实施例中水车式气泡纺丝装置的示意图；
图2是本发明优选实施例中储液槽和气源在一个旋转周期内的工作状态示意图；
图3是本发明优选实施例中储液槽的结构示意图一；
图4是本发明优选实施例中储液槽的结构示意图二。
标记说明：11、储液池；12、纺丝溶液；21、接收基材；211、弧形接收部；212、水平接收部；22、接收滚筒；23、夹持滚轮；31、水车式支架；32、储液槽；33、轴心；34、气泡发生器；35、第一气管；36、第二气管；37、可调支架。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1所示，为本发明优选实施例中的水车式气泡纺丝装置，其包括储液池11、喷丝部件和接收部件。
储液池11用于盛装纺丝溶液12；喷丝部件包括水车式支架31、多个储液槽32、第一动力源，所述水车式支架31设于所述储液池11上方，所述第一动力源与水车式支架31连接并驱动所述水车式支架31绕轴心33旋转，所述多个储液槽32围设在所述水车式支架31的周向，所述水车式支架31旋转时可带动所述储液槽32从所述储液池11内盛装纺丝溶液12，所述储液槽32内设有气泡发生组件，所述储液槽32外设有喷气组件，所述喷气组件用于向所述储液槽32的开口处喷射气流；接收部件包括接收基材21和接收滚筒22，所述接收基材21用于接收纳米丝，所述接收滚筒22用于对所述接收基材21进行收卷。
可选的，所述第一动力源为电机；纺丝溶液12为非挥发性溶液；接收基材21为熔喷布。
可选的，所述喷气组件喷射的气流为具有特定速度和温度的气流，其速度和温度可以根据需要进行调节。
工作时，所述气泡发生组件产生气泡，气泡被所述喷气组件喷射的气流冲击破裂，瞬间纺丝液滴被高速气流拉伸细化，形成纳米丝，接收基材21将所述纳米丝接收，并由接收滚筒22收卷。
本发明水车式气泡纺丝装置采用水车式支架，可以实现不间断连续纺丝，便于实现大批量连续化生产。该气泡纺丝装置具有结构合理，生产效率高的优点。
在一些实施例中，所述喷气组件包括围设于所述储液槽32开口的多个喷气口，所述喷气口通过第二气管36与气源连接，所述多个喷气口喷射的气流向所述储液槽32的开口上方聚拢。保证产生均匀稳定的纳米丝。
可选的，所述气泡发生组件包括气泡发生器34，所述气泡发生器34通过第一气管35与气源连接。
在一些实施例中，所述储液槽32通过可调支架37与所述水车式支架31连接，所述可调支架37与第二动力源连接，所述第二动力源通过调节所述可调支架37来调节所述储液槽32的开口方向。可选的，所述第二动力源为电机或气缸等结构。
如图2所示，在一些实施例中，所述第二动力源实时调节所述储液槽32的开口方向，使得当前储液槽32在喷丝时的开口朝向所述接收基材21，以保证喷丝效果，同时保证储液槽32中的纺丝溶液12在一个旋转周期内不会流出。进一步的，所述第二动力源与上位机连接，由上位机实时调节所述第二动力源。
在一些实施例中，所述喷丝部件还包括监测组件，所述监测组件包括相机，所述相机与上位机电连接，每个储液槽32对应一个相机，所述相机实时获取所述储液槽32的位置，所述上位机根据获取的储液槽32的位置信息调节所述可调支架37。
在一些实施例中，所述气泡发生组件和喷气组件均与上位机连接，所述上位机根据当前储液槽32所处的位置调节所述气泡发生组件和喷气组件的工作状态。如图2所示，可选的，在一个旋转周期内，储液槽32在喷丝结束到从储液池11中出来的过程中，所述气泡发生组件和喷气组件不工作，所述气源停止输气；储液槽32从储液池11中出来到喷丝结束的过程中，所述气泡发生组件和喷气组件工作，所述气源输气，有效实现节能，降低成本。
在一些实施例中，所述接收部件还包括夹持组件，所述夹持组件将所述接收基材21夹持并形成与所述水车式支架31形状配合的弧形接收部211和水平接收部212，弧形接收部211可以有效保证储液槽32的喷丝效率和接收基材21的利用率，进而大幅提升装置的纺丝效率。
可选的，所述夹持组件包括若干夹持滚轮组，每个夹持滚轮组包括两个相互配合的夹持滚轮23，每个夹持滚轮组中的两个夹持滚轮23相互配合将所述接收基材21的侧边夹持，保证接收基材21稳定向前传输。
可选的，所述储液槽32旋转至所述水车式支架31的底部时完全浸没在所述储液槽32池的纺丝溶液12中，保证对纺丝溶液12的充分利用，便于吹气口吹破纺丝气泡，进而保证纺丝效果。
可选的，储液槽32的横截面积为1-400cm2；所述接收基材21与储液槽32开口的间距控制在12-25cm；所述储液槽32数量为4-100。
如图3-4所示，所述储液槽32可以是圆柱体、长方体等形状中的任意一种或组合。
以上实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (7)

1.一种水车式气泡纺丝装置，其特征在于，包括：
储液池，用于盛装纺丝溶液；
喷丝部件，包括水车式支架、多个储液槽、第一动力源，所述水车式支架设于所述储液池上方，所述第一动力源与水车式支架连接并驱动所述水车式支架绕轴心旋转，所述多个储液槽围设在所述水车式支架的周向，所述水车式支架旋转时可带动所述储液槽从所述储液池内盛装纺丝溶液，所述储液槽内设有气泡发生组件，所述储液槽外设有喷气组件，所述喷气组件用于向所述储液槽的开口处喷射气流；
接收部件，包括接收基材和接收滚筒，所述接收基材用于接收纳米丝，所述接收滚筒用于对所述接收基材进行收卷；
所述储液槽通过可调支架与所述水车式支架连接，所述可调支架与第二动力源连接，所述第二动力源通过调节所述可调支架来调节所述储液槽的开口方向；
所述喷丝部件还包括监测组件，所述监测组件包括相机，所述相机与上位机电连接，每个储液槽对应一个相机，所述相机实时获取所述储液槽的位置，所述上位机根据获取的储液槽的位置信息调节所述可调支架；
所述喷气组件包括围设于所述储液槽开口的多个喷气口，所述喷气口通过第二气管与气源连接，所述多个喷气口喷射的气流向所述储液槽的开口上方聚拢。
2.如权利要求1所述的水车式气泡纺丝装置，其特征在于，所述第二动力源实时调节所述储液槽的开口方向，使得当前储液槽在喷丝时的开口朝向所述接收基材。
3.如权利要求1所述的水车式气泡纺丝装置，其特征在于，所述气泡发生组件和喷气组件均与上位机连接，所述上位机根据当前储液槽所处的位置调节所述气泡发生组件和喷气组件的工作状态。
4.如权利要求1所述的水车式气泡纺丝装置，其特征在于，所述接收部件还包括夹持组件，所述夹持组件将所述接收基材夹持并形成与所述水车式支架形状配合的弧形接收部。
5.如权利要求4所述的水车式气泡纺丝装置，其特征在于，所述夹持组件包括若干夹持滚轮组，每个夹持滚轮组包括两个相互配合的夹持滚轮，每个夹持滚轮组中的两个夹持滚轮相互配合将所述接收基材的侧边夹持。
6.如权利要求1所述的水车式气泡纺丝装置，其特征在于，所述气泡发生组件包括气泡发生器，所述气泡发生器通过第一气管与气源连接。
7.如权利要求1所述的水车式气泡纺丝装置，其特征在于，所述储液槽旋转至所述水车式支架的底部时完全浸没在所述储液池的纺丝溶液中。
CN202110177961.XA 2021-02-08 2021-02-08 一种水车式气泡纺丝装置 Active CN112981557B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110177961.XA CN112981557B (zh) 2021-02-08 2021-02-08 一种水车式气泡纺丝装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110177961.XA CN112981557B (zh) 2021-02-08 2021-02-08 一种水车式气泡纺丝装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112981557A CN112981557A (zh) 2021-06-18
CN112981557B true CN112981557B (zh) 2022-05-13

Family

ID=76392551

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110177961.XA Active CN112981557B (zh) 2021-02-08 2021-02-08 一种水车式气泡纺丝装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112981557B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203007507U (zh) * 2012-06-25 2013-06-19 威程(天津)科技有限公司 一种批量化纳米纤维电纺丝装置
CN103305933A (zh) * 2013-06-25 2013-09-18 苏州大学 一种旋转多孔静电纺丝装置
CN103361747A (zh) * 2013-08-05 2013-10-23 苏州大学 一种旋转薄膜气泡静电纺丝装置
CN103774251A (zh) * 2014-01-29 2014-05-07 美克霾纳米科技（苏州）有限公司 一种通过多针滚筒高压静电喷丝生产纳米纤维无纺布的装置
CN105908266A (zh) * 2016-05-31 2016-08-31 广东工业大学 一种可控气泡形态的气泡静电纺丝装置及方法
CN108411383A (zh) * 2018-04-24 2018-08-17 东华大学 一种多孔球形静电纺丝喷头及其纺丝方法
CN108532004A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 苏州大学 一种摩天轮式气泡针纺装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8337742B2 (en) * 2007-09-25 2012-12-25 The University Of Akron Bubble launched electrospinning jets

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203007507U (zh) * 2012-06-25 2013-06-19 威程(天津)科技有限公司 一种批量化纳米纤维电纺丝装置
CN103305933A (zh) * 2013-06-25 2013-09-18 苏州大学 一种旋转多孔静电纺丝装置
CN103361747A (zh) * 2013-08-05 2013-10-23 苏州大学 一种旋转薄膜气泡静电纺丝装置
CN103774251A (zh) * 2014-01-29 2014-05-07 美克霾纳米科技（苏州）有限公司 一种通过多针滚筒高压静电喷丝生产纳米纤维无纺布的装置
CN105908266A (zh) * 2016-05-31 2016-08-31 广东工业大学 一种可控气泡形态的气泡静电纺丝装置及方法
CN108532004A (zh) * 2018-04-23 2018-09-14 苏州大学 一种摩天轮式气泡针纺装置
CN108411383A (zh) * 2018-04-24 2018-08-17 东华大学 一种多孔球形静电纺丝喷头及其纺丝方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"气泡纺技术及其纳米纤维的工业化生产";何吉欢等;《纺织学报》;20181215;第39卷(第12期);第175-180页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN112981557A (zh) 2021-06-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103668488B (zh) 纤维喷射装置
CN105350088A (zh) 一种超声多孔气泡静电纺丝装置
CN103305933B (zh) 一种旋转多孔静电纺丝装置
CN104831370B (zh) 螺旋气流辅助静电纺丝装置
CN102828259A (zh) 一种锯齿式无针头静电纺丝装置
CN102586902B (zh) 一种负气压静电纺丝方法和装置
CN203583025U (zh) 一种静电纺丝装置
CN203583028U (zh) 一种纳米纤维制备装置
CN105442064A (zh) 一种制备三维纤维支架的气泡静电纺丝装置
CN102978723A (zh) 涡流式气泡纺丝装置
CN203451655U (zh) 一种旋转多孔静电纺丝装置
CN103993370B (zh) 一种琴弦式静电纺丝装置及方法
CN104862799A (zh) 一种磁纺制备石墨烯/聚合物有序微纳米复合纤维的方法
CN204474806U (zh) 一种射流可控的气泡静电纺丝装置
CN104358029A (zh) 一种利用静电纺丝制备微纳波纹结构的方法及装置
CN112981557B (zh) 一种水车式气泡纺丝装置
CN214422790U (zh) 一种水车式气泡纺丝装置
CN102660784B (zh) 气泡静电纺丝装置
CN102061530A (zh) 离心式静电纺丝装置
CN103361747A (zh) 一种旋转薄膜气泡静电纺丝装置
CN1899700A (zh) 一种静电喷雾装置
CN105442065A (zh) 一种大量制备三维纳米纤维支架的离心气电纺装置
CN1887441A (zh) 静电喷雾装置
CN105220244A (zh) 一种规模化无溶剂电纺制备光固化材料微纳米纤维的方法
CN205821539U (zh) 一种具有尖端结构盘状电极静电纺丝装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant