CN114703552B - 一种升压对挤式离心纺丝喷头系统 - Google Patents

Abstract

一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，包括外筒体、内筒体与顶压盘，其中，外筒体中外筒侧围的内部开设有外筒内腔，外筒侧围的侧壁上开设有正对设置的左、右竖滑槽，外筒侧围的底部与外筒底盘相连接，外筒侧围的顶部正中设置有顶压盘；所述内筒体中内筒侧围的侧壁上连接有正对设置的左、右喷嘴，内筒侧围的顶部开口与顶压盘上下正对设置；左、右喷嘴均包括嘴侧围与嘴内腔，嘴侧围的一端与内筒侧围的侧壁相连接，嘴侧围的另一端穿经竖滑槽后，延伸至外筒体的外部，嘴侧围沿竖滑槽上下滑动，嘴内腔与内筒内腔相连通，且内筒侧围的顶部穿经顶部环隙后进行上下滑动。本设计不仅纺丝液的输送量可控，以提升纺丝质量，而且可调性较强，能丰富纺丝的种类。

Description

一种升压对挤式离心纺丝喷头系统

技术领域

本发明涉及一种离心纺丝装置，属于纳米纤维制造领域，尤其涉及一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，具体适用于对纺丝液的输送量进行控制，以提升纺丝质量。

背景技术

目前为止，制备纳米纤维的方法有许多种，如拉伸法、微相分离、模板合成、自组装、静电纺丝、离心纺丝等，其中，静电纺丝法具备操作简单的优点，但也存在制备过程中需要施加高压电场，成本高，安全问题需要额外关注，生产效率低等缺陷；而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，相比较传统的静电纺丝法，离心纺丝具备更高的生产效率。

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，纺丝头侧壁设有与所述空腔连通的喷丝孔，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。虽然该设计能够实现基本的离心纺丝以得到纤维，但其仍旧具有以下缺陷：

该设计随着纺丝的进行，空腔内的纺丝液会发生离心运动，该运动会导致纺丝液向上、向外甩出，并不在纺丝头内均匀分布，影响对喷丝孔的输送量，导致输送量波动较大，使得纺出的纤维粗细不一，甚至或发生断裂的情况。

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纺丝液的输送量不可控，降低纺丝质量的缺陷与问题，提供一种纺丝液的输送量可控，提升纺丝质量的升压对挤式离心纺丝喷头系统。

为实现以上目的，本发明的技术解决方案是：一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，所述系统包括外筒体、内筒体与顶压盘；

所述外筒体包括外筒侧围与外筒底盘，所述外筒侧围的内部开设有外筒内腔，外筒侧围的侧壁上开设有正对设置的左竖滑槽、右竖滑槽，外筒侧围的底部与外筒底盘的周边密封连接，外筒侧围的顶部开口的正中设置有顶压盘；

所述内筒体包括内筒侧围、内筒底盘、左喷嘴与右喷嘴，所述内筒侧围的内部开设有内筒内腔，所述内筒侧围的侧壁上连接有正对设置的左喷嘴、右喷嘴，内筒侧围的底部与内筒底盘的周边密封连接，内筒侧围的顶部开口与顶压盘上下正对设置；

所述左喷嘴、右喷嘴的结构一致，均包括嘴侧围及其内部开设的嘴内腔，所述嘴侧围的一端与内筒侧围的侧壁相连接，嘴侧围的另一端穿经左竖滑槽或右竖滑槽后，延伸至外筒体的外部，嘴侧围沿左竖滑槽或右竖滑槽进行上下滑动，且嘴内腔与内筒内腔相连通；

所述内筒侧围沿外筒侧围的内壁进行上下滑动，外筒侧围、内筒侧围、顶压盘的直径依次减小，所述外筒侧围的顶部开口与顶压盘之间夹成有顶部环隙，所述内筒侧围的顶部穿经顶部环隙后进行上下滑动。

所述顶压盘的底面与内筒体正对设置，顶压盘的顶面与顶支撑轴的底端相连接。

所述外筒侧围上位于左竖滑槽上方、下方的部位分别为外上封闭侧围与外下封闭侧围，且左竖滑槽、外下封闭侧围的交接处高于外筒底盘设置。

所述嘴侧围与内筒侧围的交接处靠近内筒底盘设置；所述嘴侧围与内筒底盘之间的距离小于嘴侧围与内筒侧围的顶部之间的距离。

所述嘴侧围的横截面为矩形；所述嘴内腔的两端分别设置有出液口与进液内口，所述出液口依次经嘴内腔、进液内口后与内筒内腔相连通，嘴内腔的直径沿出液口至进液内口的方向逐渐增大。

所述嘴内腔中依次设置有出液口、进液内口与进液外口，所述嘴内腔的直径沿出液口至进液内口的方向逐渐增大，进液外口的横截面为矩形，进液外口的直径与进液内口的直径相同。

所述嘴侧围与内筒底盘之间的距离小于进液外口的直径。

所述内筒底盘的顶面与内筒内腔相接触，外筒底盘的底面与旋转轴的顶端相连接，旋转轴的底端向下延伸。

所述顶压盘的内部开设有压盘内腔，该压盘内腔与外部热气源相互连通；所述顶压盘的制作材料为导热材料。

所述内筒底盘的底部与限位弹簧的顶端相连接，该限位弹簧的底端与外筒底盘的顶部相连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明一种升压对挤式离心纺丝喷头系统中，主要包括外筒体、内筒体与顶压盘，其中，外筒体内的外筒侧围的内部开设有外筒内腔，外筒侧围的侧壁上开设有正对设置的左竖滑槽、右竖滑槽，外筒侧围的底部与外筒底盘的周边密封连接，外筒侧围的顶部开口的正中设置有顶压盘；同时，内筒侧围的内部开设有内筒内腔以搁置纺丝液，内筒侧围的侧壁上连接有正对设置的左喷嘴、右喷嘴，内筒侧围的顶部开口与顶压盘上下正对设置；所述左喷嘴、右喷嘴的结构一致，均包括嘴侧围及其内部开设的嘴内腔，所述嘴侧围的一端与内筒侧围的侧壁相连接，嘴侧围的另一端穿经左竖滑槽或右竖滑槽后，延伸至外筒体的外部，嘴侧围沿左竖滑槽或右竖滑槽进行上下滑动，嘴内腔与内筒内腔相连通，应用中，当外筒体、内筒体静止时，纺丝液装在内筒内腔中，不会溢出，而当开始纺丝时，驱动外筒体转动以带动其内设置的内筒体一并转动，在离心力的作用下，左喷嘴、右喷嘴分别沿左竖滑槽、右竖滑槽进行对应的向上运动，伴随该上行，纺丝液被顶压盘、内筒底盘从上、下两个方向一并对挤，从而消除离心运动对纺丝液输送的负面影响，确保纺丝液向左喷嘴、右喷嘴输送的充沛，且尽量一直充沛，从而提升离心纺丝的质量，使其粗细尽量一致，不因纺丝液的不足发生断裂。因此，本发明的纺丝液的输送量可控，以提升纺丝质量。

2、本发明一种升压对挤式离心纺丝喷头系统中，顶压盘的初始位置位于外筒侧围的顶部开口的正中，随着纺丝操作的进行，顶压盘的位置既可以保持不变，也可以逐步向下推动（沿内筒侧围的内壁），还可以自转，从而实现各种对挤效果，在确保纺丝液向左喷嘴、右喷嘴输送充沛的基础上，实现各种不同的纺丝效果。因此，本发明的可调性较强，能丰富纺丝的种类。

3、本发明一种升压对挤式离心纺丝喷头系统中，嘴内腔中依次设置有出液口、进液内口与进液外口，其中，嘴内腔的直径沿出液口至进液内口的方向逐渐增大，进液外口的横截面为矩形，进液外口的直径与进液内口的直径相同，应用时，该设计既能进一步确保纺丝液输送的充沛，又能加快纺丝液的输送速度，提高纺丝质量，此外，当嘴侧围与内筒底盘之间的距离小于进液外口的直径时，能够在最大程度上保证纺丝液的充沛输出，且能最大程度上利用纺丝液，不产生浪费。因此，本发明不仅纺丝效果较好，而且原料利用率较高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是本发明中内筒体的立体结构示意图。

图4是图3的剖视图。

图5是图4的侧视图。

图6是本发明的立体结构示意图。

图7是本发明中外筒体的侧视图。

图8是本发明中压盘内腔的结构示意图。

图中：顶支撑轴1、外筒体2、外筒侧围21、外上封闭侧围211、外下封闭侧围212、外筒底盘22、外筒内腔23、左竖滑槽24、右竖滑槽25、顶部环隙26、内筒体3、内筒侧围31、内筒底盘32、内筒内腔33、左喷嘴34、右喷嘴35、嘴侧围36、嘴内腔37、出液口371、进液内口372、进液外口373、顶压盘4、压盘内腔41、旋转轴5、限位弹簧7。

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—图8，一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，所述系统包括外筒体2、内筒体3与顶压盘4；

所述外筒体2包括外筒侧围21与外筒底盘22，所述外筒侧围21的内部开设有外筒内腔23，外筒侧围21的侧壁上开设有正对设置的左竖滑槽24、右竖滑槽25，外筒侧围21的底部与外筒底盘22的周边密封连接，外筒侧围21的顶部开口的正中设置有顶压盘4；

所述内筒体3包括内筒侧围31、内筒底盘32、左喷嘴34与右喷嘴35，所述内筒侧围31的内部开设有内筒内腔33，所述内筒侧围31的侧壁上连接有正对设置的左喷嘴34、右喷嘴35，内筒侧围31的底部与内筒底盘32的周边密封连接，内筒侧围31的顶部开口与顶压盘4上下正对设置；

所述左喷嘴34、右喷嘴35的结构一致，均包括嘴侧围36及其内部开设的嘴内腔37，所述嘴侧围36的一端与内筒侧围31的侧壁相连接，嘴侧围36的另一端穿经左竖滑槽24或右竖滑槽25后，延伸至外筒体2的外部，嘴侧围36沿左竖滑槽24或右竖滑槽25进行上下滑动，且嘴内腔37与内筒内腔33相连通；

所述内筒侧围31沿外筒侧围21的内壁进行上下滑动，外筒侧围21、内筒侧围31、顶压盘4的直径依次减小，所述外筒侧围21的顶部开口与顶压盘4之间夹成有顶部环隙26，所述内筒侧围31的顶部穿经顶部环隙26后进行上下滑动。

所述顶压盘4的底面与内筒体3正对设置，顶压盘4的顶面与顶支撑轴1的底端相连接。

所述外筒侧围21上位于左竖滑槽24上方、下方的部位分别为外上封闭侧围211与外下封闭侧围212，且左竖滑槽24、外下封闭侧围212的交接处高于外筒底盘22设置。

所述嘴侧围36与内筒侧围31的交接处靠近内筒底盘32设置；所述嘴侧围36与内筒底盘32之间的距离小于嘴侧围36与内筒侧围31的顶部之间的距离。

所述嘴侧围36的横截面为矩形；所述嘴内腔37的两端分别设置有出液口371与进液内口372，所述出液口371依次经嘴内腔37、进液内口372后与内筒内腔33相连通，嘴内腔37的直径沿出液口371至进液内口372的方向逐渐增大。

所述嘴内腔37中依次设置有出液口371、进液内口372与进液外口373，所述嘴内腔37的直径沿出液口371至进液内口372的方向逐渐增大，进液外口373的横截面为矩形，进液外口373的直径与进液内口372的直径相同。

所述嘴侧围36与内筒底盘32之间的距离小于进液外口373的直径。

所述内筒底盘32的顶面与内筒内腔33相接触，外筒底盘22的底面与旋转轴5的顶端相连接，旋转轴5的底端向下延伸。

所述顶压盘4的内部开设有压盘内腔41，该压盘内腔41与外部热气源相互连通；所述顶压盘4的制作材料为导热材料。

所述内筒底盘32的底部与限位弹簧7的顶端相连接，该限位弹簧7的底端与外筒底盘22的顶部相连接。

本发明的原理说明如下：

本发明中当左喷嘴34、右喷嘴35分别沿左竖滑槽24、右竖滑槽25进行对应的向上运动时，由于内筒内腔33较深，其内部设置的纺丝液并不会甩出，且当上行一小段距离后，内筒侧围31就会被顶压盘4封住，更能避免纺丝液的甩出；除此之外，还可以在旋转之初，就使得内筒侧围31穿经顶部环隙26而过，从而使得运行之初，内筒侧围31就会被顶压盘4封住。

实施例1：

参见图1—图8，一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，所述系统包括外筒体2、内筒体3与顶压盘4；所述外筒体2包括外筒侧围21与外筒底盘22，所述外筒侧围21的内部开设有外筒内腔23，外筒侧围21的侧壁上开设有正对设置的左竖滑槽24、右竖滑槽25，外筒侧围21的底部与外筒底盘22的周边密封连接，外筒侧围21的顶部开口的正中设置有顶压盘4；所述内筒体3包括内筒侧围31、内筒底盘32、左喷嘴34与右喷嘴35，所述内筒侧围31的内部开设有内筒内腔33，所述内筒侧围31的侧壁上连接有正对设置的左喷嘴34、右喷嘴35，内筒侧围31的底部与内筒底盘32的周边密封连接，内筒侧围31的顶部开口与顶压盘4上下正对设置；所述左喷嘴34、右喷嘴35的结构一致，均包括嘴侧围36及其内部开设的嘴内腔37，所述嘴侧围36的一端与内筒侧围31的侧壁相连接，嘴侧围36的另一端穿经左竖滑槽24或右竖滑槽25后，延伸至外筒体2的外部，嘴侧围36沿左竖滑槽24或右竖滑槽25进行上下滑动，且嘴内腔37与内筒内腔33相连通；所述内筒侧围31沿外筒侧围21的内壁进行上下滑动，外筒侧围21、内筒侧围31、顶压盘4的直径依次减小，所述外筒侧围21的顶部开口与顶压盘4之间夹成有顶部环隙26，所述内筒侧围31的顶部穿经顶部环隙26后进行上下滑动。优选顶压盘4的底面与内筒体3正对设置，顶压盘4的顶面与顶支撑轴1的底端相连接。

实施例2：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述外筒侧围21上位于左竖滑槽24上方、下方的部位分别为外上封闭侧围211与外下封闭侧围212，且左竖滑槽24、外下封闭侧围212的交接处高于外筒底盘22设置。所述嘴侧围36与内筒侧围31的交接处靠近内筒底盘32设置；所述嘴侧围36与内筒底盘32之间的距离小于嘴侧围36与内筒侧围31的顶部之间的距离。

实施例3：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述嘴侧围36的横截面为矩形；所述嘴内腔37中依次设置有出液口371、进液内口372与进液外口373，所述嘴内腔37的直径沿出液口371至进液内口372的方向逐渐增大，进液外口373的横截面为矩形，进液外口373的直径与进液内口372的直径相同。优选嘴侧围36与内筒底盘32之间的距离小于进液外口373的直径。

实施例4：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述顶压盘4的内部开设有压盘内腔41，该压盘内腔41与外部热气源相互连通；所述顶压盘4的制作材料为导热材料。

应用时，外部热气源直接流入压盘内腔41，再通过顶压盘4对纺丝液进行加热，确保其流动性。

实施例5：

基本内容同实施例1，不同之处在于：

所述内筒底盘32的底部与限位弹簧7的顶端相连接，该限位弹簧7的底端与外筒底盘22的顶部相连接。应用时，限位弹簧7能避免内筒体3上升过高，产生干涉。

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 (7)

1.一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，其特征在于：所述系统包括外筒体（2）、内筒体（3）与顶压盘（4）；

所述外筒体（2）包括外筒侧围（21）与外筒底盘（22），所述外筒侧围（21）的内部开设有外筒内腔（23），外筒侧围（21）的侧壁上开设有正对设置的左竖滑槽（24）、右竖滑槽（25），外筒侧围（21）的底部与外筒底盘（22）的周边密封连接，外筒侧围（21）的顶部开口的正中设置有顶压盘（4）；

所述内筒体（3）包括内筒侧围（31）、内筒底盘（32）、左喷嘴（34）与右喷嘴（35），所述内筒侧围（31）的内部开设有内筒内腔（33），所述内筒侧围（31）的侧壁上连接有正对设置的左喷嘴（34）、右喷嘴（35），内筒侧围（31）的底部与内筒底盘（32）的周边密封连接，内筒侧围（31）的顶部开口与顶压盘（4）上下正对设置；

所述左喷嘴（34）、右喷嘴（35）的结构一致，均包括嘴侧围（36）及其内部开设的嘴内腔（37），所述嘴侧围（36）的一端与内筒侧围（31）的侧壁相连接，嘴侧围（36）的另一端穿经左竖滑槽（24）或右竖滑槽（25）后，延伸至外筒体（2）的外部，嘴侧围（36）沿左竖滑槽（24）或右竖滑槽（25）进行上下滑动，且嘴内腔（37）与内筒内腔（33）相连通；

所述内筒侧围（31）沿外筒侧围（21）的内壁进行上下滑动，外筒侧围（21）、内筒侧围（31）、顶压盘（4）的直径依次减小，所述外筒侧围（21）的顶部开口与顶压盘（4）之间夹成有顶部环隙（26），所述内筒侧围（31）的顶部穿经顶部环隙（26）后进行上下滑动；

所述顶压盘（4）的底面与内筒体（3）正对设置，顶压盘（4）的顶面与顶支撑轴（1）的底端相连接；

所述内筒底盘（32）的顶面与内筒内腔（33）相接触，外筒底盘（22）的底面与旋转轴（5）的顶端相连接，旋转轴（5）的底端向下延伸；

所述内筒底盘（32）的底部与限位弹簧（7）的顶端相连接，该限位弹簧（7）的底端与外筒底盘（22）的顶部相连接；

纺丝时，驱动外筒体（2）转动以带动其内设置的内筒体（3）一并转动。

2.根据权利要求1所述的一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，其特征在于：所述外筒侧围（21）上位于左竖滑槽（24）上方、下方的部位分别为外上封闭侧围（211）与外下封闭侧围（212），且左竖滑槽（24）、外下封闭侧围（212）的交接处高于外筒底盘（22）设置。

3.根据权利要求1所述的一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，其特征在于：所述嘴侧围（36）与内筒侧围（31）的交接处靠近内筒底盘（32）设置；所述嘴侧围（36）与内筒底盘（32）之间的距离小于嘴侧围（36）与内筒侧围（31）的顶部之间的距离。

4.根据权利要求1所述的一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，其特征在于：所述嘴侧围（36）的横截面为矩形；所述嘴内腔（37）的两端分别设置有出液口（371）与进液内口（372），所述出液口（371）依次经嘴内腔（37）、进液内口（372）后与内筒内腔（33）相连通，嘴内腔（37）的直径沿出液口（371）至进液内口（372）的方向逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，其特征在于：所述嘴内腔（37）中依次设置有出液口（371）、进液内口（372）与进液外口（373），所述嘴内腔（37）的直径沿出液口（371）至进液内口（372）的方向逐渐增大，进液外口（373）的横截面为矩形，进液外口（373）的直径与进液内口（372）的直径相同。

6.根据权利要求5所述的一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，其特征在于：所述嘴侧围（36）与内筒底盘（32）之间的距离小于进液外口（373）的直径。

7.根据权利要求1所述的一种升压对挤式离心纺丝喷头系统，其特征在于：所述顶压盘（4）的内部开设有压盘内腔（41），该压盘内腔（41）与外部热气源相互连通；所述顶压盘（4）的制作材料为导热材料。