CN201141055Y - 一种纳米纤维的静电纺丝装置 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，贮液池液面处设有一微孔网，靠近贮液池的底面设有至少一个喷气管，喷气管在贮液池底部一端与气泵相连，在每个喷气管的正中央设有一根尖端金属电极，尖端金属电极在贮液池下底面附近与静电发生器相连，金属罩与贮液池顶端相连，金属罩在靠近贮液池顶端的地方设有至少两个与金属罩相切、且与贮液池底面呈斜向上的喷气孔，金属罩的开口正上方设有由电机带动旋转的金属圆盘电极，金属圆盘电极底端低于金属罩顶端并在椭圆口内。本实用新型的优点是使用相对较低的电压和气流配合，生产效率高，可实现纳米纤维及其纱线的规模化生产，完全能满足工业应用和日常用品等对纳米纤维及其纱线的需求。

Description

一种纳米纤维的静电纺丝装置
技术领域
本实用新型涉及一种纳米纤维的静电纺丝装置，尤其涉及一种生产纳米纤维及其纱线的静电纺丝装置，属于纺丝纺织、材料技术领域。
背景技术
静电纺丝技术是生产纳米纤维的最简单最直接的方法之一。目前，世界各国的研究机构和生产企业普遍使用的静电纺丝方法主要是单喷头针筒式或多喷头针筒式的纺丝装置。这种纺丝装置的主要缺点是需要较高的静电压，即从几千伏到几十万伏静电压、生产效率十分低下、且纤维只能以无纺布的形式收集。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种使用较低的电压实现大批量纳米纤维和纳米纤维纱生产的纳米纤维静电纺丝装置
为实现以上目的，本实用新型的技术方案是提供一种纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，由贮液池、喷气管、尖端金属电极、静电发生器、气泵、微孔金属网、喷气孔、射流、螺旋气流、金属圆盘电极、金属罩组成，贮液池液面处设有一微孔网，靠近贮液池的底面设有至少一个喷气管，喷气管在贮液池底部一端与气泵相连，在每个喷气管的正中央设有一根尖端金属电极，尖端金属电极在贮液池下底面附近与静电发生器相连，金属罩与贮液池顶端相连，金属罩在靠近贮液池顶端的地方设有至少两个与金属罩相切、且与贮液池底面呈斜向上20°-50°角的喷气孔，金属罩的开口正上方设有由电机带动旋转的金属圆盘电极，该金属圆盘电极接地，金属圆盘电极底端低于金属罩顶端并在椭圆口内。
本实用新型的贮液池内注入溶液，气泵向喷气管持续不停地供气，在气压的作用下使得贮液池内微孔网上形成无数鞋钉状凸起液泡，静电发生器使金属电极顶端形成尖端放电，接地的金属圆盘通过接地电极接地形成负极，与溶液中金属尖端电极之间形成静电场，同时，液体内部自由电荷在静电作用下被极化，被极化的电荷将集中在凸起液泡顶端，形成泰勒锥，由于静电力的作用，从泰勒锥顶端有极细的液体形成射流喷出，射向金属接收极板，由于金属罩上喷气孔的作用，在纺丝区形成螺旋形涡流，中心为负压，射流在喷气涡流的作用下被加捻成纱并沉积在接收圆盘上，形成大量的纳米纤维，在电机带动下，圆盘旋转将纳米纤维和纱线源源不断带离纺丝区并卷装成品，该装置可满足大批量生产纳米纤维及其纱线的要求，由于与金属罩相切且斜向上的喷管喷出的气压不能太高，因此使用相对较低的电压和气流配合，可实现纳米纤维及其纱线的规模化生产。
本实用新型的优点是使用相对较低的电压和气流配合，生产效率高，可实现纳米纤维及其纱线的规模化生产，完全能满足工业应用和日常用品等对纳米纤维及其纱线的需求。
附图说明
图1为一种纳米纤维的静电纺丝装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
实施例
如图1所示，为一种纳米纤维的静电纺丝装置结构示意图，所述的一种生产纳米纤维及纱线的静电纺丝装置由贮液池1、喷气孔2、尖端金属电极3、静电发生器4、气泵5、微孔金属网6、喷气孔8、金属圆盘11和金属罩12组成。
贮液池1，为其顶部呈开口的桶状结构，池体可以由玻璃或绝缘塑料制成，与纺丝液不发生化学和物理反应，纺丝前，首先向贮液池1内注入纳米溶液，所加液量应高于贮液池内喷气管2的顶部。贮液池1液面处装有一微孔网6，靠近贮液池1的底面装有一个或多个玻璃或绝缘材料制成的空心喷气孔2，喷气孔2在贮液池底部与气泵5相连，形成向上的喷气孔，在每个空心喷气管2的正中央放置一根顶部为尖端的金属电极3，金属电极3在贮液池下底面附近与静电发生器4相连，金属罩12与贮液池1顶端相连，金属罩12的内径与贮液池1外径相同且顶端为半椭球状，椭球的顶端有椭圆状开口，金属罩12在靠近贮液池1顶端的地方有4个与金属罩相切的喷气孔8，喷气孔8与贮液池1底面呈斜向上30度角，目的是形成向上的螺旋形气流10，金属罩12的顶端有一由电机带动旋转的金属圆盘电极11，该电极接地，圆盘11底端稍低于金属罩顶端并在椭圆口内。
工作时，由气泵5向喷气管2持续不停的供气，在气压的作用下使得贮液池内微孔网上形成无数鞋钉状凸起液泡7，打开静电发生器4，在金属电极3顶端形成尖端放电，与在贮液池上部的金属圆盘电极11间形成电场，同时，液体内部自由电荷在静电作用下被极化，被极化的电荷将集中在凸起液泡顶端，形成泰勒锥，由于静电力的作用，从泰勒锥顶端有极细的液体形成射流9喷出，射向金属接收极板11，此时，由于金属罩上喷气孔的作用，在纺丝区形成螺旋形涡流，中心为负压，射流在喷气涡流的作用下被加捻成纱并沉积在接收圆盘11上，形成大量的纳米纤维，在电机带动下，圆盘旋转将纳米纤维和纱线源源不断带离纺丝区并卷装成品。该装置可满足大批量生产纳米纤维及其纱线的要求。

Claims (3)

1.一种纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，由贮液池(1)、喷气管(2)、尖端金属电极(3)、静电发生器(4)、气泵(5)、微孔金属网(6)、喷气孔(8)、金属圆盘电极(11)、金属罩(12)组成，贮液池(1)液面处设有一微孔网(6)，靠近贮液池(1)的底面设有至少一个喷气管(2)，喷气管(2)在贮液池底部一端与气泵(5)相连，在每个喷气管(2)的正中央设有一根尖端金属电极(3)，尖端金属电极(3)在贮液池下底面附近与静电发生器(4)相连，金属罩(12)与贮液池(1)顶端相连，金属罩(12)在靠近贮液池(1)顶端的地方设有至少两个与金属罩(12)相切、且与贮液池(1)底面呈斜向上20°-50°角的喷气孔(8)，金属罩(12)的开口正上方设有由电机带动旋转的金属圆盘电极(11)，该金属圆盘电极(11)接地，金属圆盘电极(11)底端低于金属罩顶端并在椭圆口内。
2.根据权利要求1所述的一种纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述的贮液池(1)为一顶部呈开口状的圆筒状贮液池。
3.根据权利要求1所述的一种纳米纤维的静电纺丝装置，其特征在于，所述的金属罩(12)的内径与贮液池(1)外径相同且顶端为椭圆开口。
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