CN204474806U - 一种射流可控的气泡静电纺丝装置 - Google Patents
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Abstract
一种射流可控的气泡静电纺丝装置，其包括料桶、设于料桶内的用以喷射气泡的喷头、与料桶连接的储液池、与喷头连接的高压供电装置、与喷头连接的气泵、接收装置、与接收装置连接的接地电极，所述气泡上方与接收装置之间设有导电环及给导电环供电的电源，所述导电环与喷头通相同种类的电流，所述导电环下方位于喷头的两侧设有鼓风装置，所述鼓风装置朝向喷头喷射气泡的方向吹风。本实用新型通过施加导电环并在下方吹风，使气泡静电纺的射流收敛，调节射流运动轨迹，改善气泡静电纺中存在的射流角度过大，射流不稳定的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及静电纺丝装置，尤其涉及一种射流可控的气泡静电纺丝装置。
背景技术
静电纺丝技术是目前世界上使用最普遍的生产纳米纤维的方法。静电纺丝技术具有操作简便、适用范围广、生产效率相对较高的优点，纺制出的纳米纤维具有纤维细，比表面积大，孔隙率高等特点，因此静电纺丝技术得到广泛的应用。
气泡静电纺是一种新型静电纺丝方法，该方法不用传统喷丝头纺丝，而是在聚合物溶液(熔体)中通入气体，吹出大量气泡，气泡在自由液面相当于无数个泰勒锥，这相当于多针头的静电纺丝，从而可以提高了纺丝速率，气泡静电纺在一定程度上可以实现纳米纤维的批量生产。但是，气泡静电纺存在射流角度大，射流不稳的问题，导致纺丝条件不容易控制，原料浪费，纺丝环境受污等问题，限制了其在工业化生产中的应用。
因此，针对上述技术问题，有必要提供一种射流可控的气泡静电纺丝装置，以解决现有技术中存在的问题。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种射流可控的气泡静电纺丝装置，通过在气泡上方加带电的导电环来使射流收敛，同时加辅助气流来进一步控制射流走向，用以解决静电纺丝过程中射流角度过大、射流不稳定的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种射流可控的气泡静电纺丝装置，其包括料桶、设于料桶内的用以喷射气泡的喷头、与料桶连接的储液池、与喷头连接的高压供电装置、与喷头连接的气泵、接收装置、与接收装置连接的接地电极，所述气泡上方与接收装置之间设有导电环及给导电环供电的电源，所述导电环与喷头通相同种类的电荷，所述导电环下方位于喷头的两侧设有鼓风装置，所述鼓风装置朝向接收装置向喷头喷射的气泡吹风。
优选的，在上述射流可控的气泡静电纺丝装置中，所述导电环与喷头均通正电荷。
优选的，在上述射流可控的气泡静电纺丝装置中，所述导电环由多个等间距排列的金属线圈组成。
优选的，在上述射流可控的气泡静电纺丝装置中，所述鼓风装置包括两个，该两个鼓风装置对称设置于喷头的两侧。
优选的，在上述射流可控的气泡静电纺丝装置中，所述鼓风装置的喷气方向与喷头喷射气泡的方向呈锐角。
优选的，在上述射流可控的气泡静电纺丝装置中，所述气泡静电纺丝装置设有调节接收装置与气泡之间距离的第一位置调节装置。
优选的，在上述射流可控的气泡静电纺丝装置中，所述气泡静电纺丝装置设有调节导电环相对接收装置与气泡位置的第二位置调节装置。
从上述技术方案可以看出，本实用新型实施例的射流可控的气泡静电纺丝装置通过施加导电环并在下方吹风，使气泡静电纺的射流收敛，调节射流运动轨迹，改善气泡静电纺中存在的射流角度过大，射流不稳定的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的有关本实用新型的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型射流可控的气泡静电纺丝装置的示意图。
其中：料桶1、喷头2、贮液池3、导电环4、高压供电装置5、电源6、鼓风装置7、气泵8、接收装置9、接地电极10。
具体实施方式
本实用新型公开了一种射流可控的气泡静电纺丝装置，通过在气泡上方加带电的导电环来使射流收敛，同时加辅助气流来进一步控制射流走向，用以解决静电纺丝过程中射流角度过大、射流不稳定的技术问题。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1所示，本实用新型公开的射流可控的气泡静电纺丝装置，其包括料桶1、设于料桶1内的用以喷射气泡的喷头2、与料桶1连接的储液池3、与喷头2连接的高压供电装置5、与喷头2连接的气泵8、接收装置9、与接收装置9连接的接地电极10。接收装置9为辊筒。高压供电装置5的负极连在辊筒上，使得辊筒带负电，带正电荷的射流下落至此，受到异性相吸的作用，并在旋转辊筒的带动下，有规律的卷绕在辊筒上；调节辊筒转速与纺丝速度吻合，可以进一步提高纤维有序度。气泡上方与接收装置9之间设有导电环4及给导电环4供电的电源6，导电环4与喷头2通相同种类的电荷，导电环4下方位于喷头2的两侧设有鼓风装置7，鼓风装置7朝向接收装置9向喷头2喷射的气泡吹风。本实用新型通过在气泡上方添加导电环4，加在导电环4上的电压产生比较规则的电场，所以气泡破裂产生的丝束被此电场束缚，使沉积在接收装置的纳米纤维的排列有一定程度的改观，这种方法可以将纤维收集到导电环4之内，很好的控制了纤维的飞行轨迹，并通过在导电环4下添加鼓风装置7，通过外力作用来进一步纠正丝束飞行方向，同时在风力牵伸作用下，纤维的机械性能得到加强。
本实用新型的导电环4可以有多个等间距排列的金属线圈组成，通过电源6带上等量的正电荷，接收装置9与气泡或导电环4之间距离可以通过位置调节装置调节。具体的，气泡静电纺丝装置设有调节接收装置9与气泡之间距离的第一位置调节装置。气泡静电纺丝装置设有调节导电环4相对接收装置9与气泡位置的第二位置调节装置。
如图1所示，在本实用新型的一个实施方式中，导电环4与喷头2均通电荷。利用同种电荷相互排斥，使射流的喷射角度减小，起到稳定射流的作用。在其他实施方式中，当然也可以根据实际的装置设置，导电环4与喷头2可以均通负电荷，只要满足同种电荷既可以。
如图1所示，所述鼓风装置7包括两个，该两个鼓风装置7对称设置于喷头2的两侧，所述鼓风装置7的喷气方向与喷头2喷射气泡的方向呈锐角。虽然在图1中是显示有两个鼓风装置7，但是在其他实施方式中，可以根据实际的使用情况进行添加，目的即是通过鼓风装置7向上吹风，射流在机械外力作用下，射流方向得到收敛，同时牵伸力使纤维机械性能得到加强。
本实用新型的射流可控的气泡静电纺丝装置的工作原理是：聚合物在料桶1内，通过喷头2伸入溶液中在溶液中吹气，在料桶1的出口处吹出气泡，高压供电装置5正极连接的金属电极伸入到料桶1内的溶液中，电源6正极连接在导电环4上，接收装置9与高压供电装置5的负极相连，并通过接地电源线10接地，打开高压供电装置5的开关，在喷丝2和接收装置9之间形成了一个电场，使气泡破裂产生的一个个小液滴在高压的作用下形成丝束射流，射流经过摆动、蒸发、细化过程，并受到带同种电荷导电环的排斥作用，相对稳定地摆动，最后喷射在接收装置9上形成纳米纤维。
本实用新型实施例的射流可控的气泡静电纺丝装置通过施加导电环并在下方吹风，使气泡静电纺的射流收敛，调节射流运动轨迹，改善气泡静电纺中存在的射流角度过大，射流不稳定的问题。
本实用新型的有益效果是：在气泡上方添加导电环，加在导电环上的电压产生比较规则的电场，所以气泡破裂产生的丝束被此电场束缚，使沉积在接收装置的纳米纤维的排列有一定程度的改观，这种方法可以将纤维收集到导电环之内，很好的控制了纤维的飞行轨迹，在导电环下添加鼓风装置，通过外力作用来进一步纠正丝束飞行方向，同时在风力牵伸作用下，纤维的机械性能得到加强。
对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (7)
1.一种射流可控的气泡静电纺丝装置，其包括料桶(1)、设于料桶(1)内的用以喷射气泡的喷头(2)、与料桶(1)连接的储液池(3)、与喷头(2)连接的高压供电装置(5)、与喷头(2)连接的气泵(8)、接收装置(9)、与接收装置(9)连接的接地电极(10)，其特征在于：所述气泡上方与接收装置(9)之间设有导电环(4)及给导电环(4)供电的电源(6)，所述导电环(4)与喷头(2)通相同种类的电荷，所述导电环(4)下方位于喷头(2)的两侧设有鼓风装置(7)，所述鼓风装置(7)朝向接收装置(9)向喷头(2)喷射的气泡吹风。
2.根据权利要求1所述的射流可控的气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述导电环(4)与喷头(2)均通正电荷。
3.根据权利要求1所述的射流可控的气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述导电环(4)由多个等间距排列的金属线圈组成。
4.根据权利要求1所述的射流可控的气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述鼓风装置(7)包括两个，该两个鼓风装置(7)对称设置于喷头(2)的两侧。
5.根据权利要求1所述的射流可控的气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述鼓风装置(7)的喷气方向与喷头(2)喷射气泡的方向呈锐角。
6.根据权利要求1所述的射流可控的气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述气泡静电纺丝装置设有调节接收装置(9)与气泡之间距离的第一位置调节装置。
7.根据权利要求1所述的射流可控的气泡静电纺丝装置，其特征在于：所述气泡静电纺丝装置设有调节导电环(4)相对接收装置(9)与气泡位置的第二位置调节装置。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN105442064A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-03-30 | 广东工业大学 | 一种制备三维纤维支架的气泡静电纺丝装置 |
| CN105926058A (zh) * | 2016-07-18 | 2016-09-07 | 苏州大学 | 一种漏斗式喷气纺丝装置 |
| CN106367820A (zh) * | 2016-12-02 | 2017-02-01 | 苏州大学 | 一种气泡静电纺丝装置 |
| CN109589850A (zh) * | 2018-12-12 | 2019-04-09 | 江苏大学 | 一种高压静电辐射式微气泡发生装置 |
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