CN204825269U - 生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器，分别与气流输入单元及气流输出单元连接，交变射流发生器包括管状组合件与控制管件组合件动作的控制单元，管件组合件包括空管和芯子，空管上设有多个交变射流输出口，芯子套设在空管内，芯子的上部转动时堵住部分交变射流输出口，空管上端为与气流输入单元连接的供应气流输入口，多个交变射流输出口分别与气流输出单元连接，控制单元包括变频调速马达与PC控制机，变频调速马达连接芯子，带动芯子转动，PC控制机与变频调速马达连接。本实用新型生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器为机械自动式，价格相对便宜，交变频率可调节控制，交变频率范围宽。

Description

生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器

技术领域

本实用新型属于微纳米纤维的制作领域，尤其是涉及一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器。

背景技术

液喷非织造纺丝成网技术是一种新型纺丝成网技术。该技术以聚合物溶液为原料，运用高速空气射流对从喷丝孔挤出的聚合物溶液细流进行冲击，使溶液细流直径迅速减小，同时溶剂快速挥发，成为微纳米纤维，凝聚在接收装置上形成纤维网。液喷非织造纺丝成网技术产生于2009年，是介于熔喷非织造纺丝成网技术和静电纺丝成网技术之间的技术。对于一些不能用熔喷技术纺丝的聚合物，如熔点较高或高温下容易降解的聚合物，液喷技术可以进行纺丝；液喷纺丝技术可以根据产量的要求增加纺丝头的数量，容易进行产业化推广。目前，液喷非织造纺丝成网技术所制得的最终纤维直径为微纳米级，介于熔喷技术纤维和静电纺丝技术纤维直径之间。在液喷非织造纺丝成网技术中，按照空气射流的特点，分为两种技术形式，环形射流作用形式和双槽气流作用形式。环形气流作用形式，是指高速空气射流只有一股，该股射流环绕着聚合物细流；双槽气流作用形式，是指高速空气射流分为两股，对称分布在聚合物细流的两边。在双槽气流的液喷非织造纺丝成网技术中，由于高速空气射流的非稳定特性，使得两股空气射流冲击聚合物溶液细流时不完全稳定，而使溶液细流产生一定的不稳定性鞭动。液喷技术实践表明，溶液细流的一定程度的不稳定性鞭动，有利于溶液细流的进一步细化。如果将两股空气射流形式设计成非连续交替变化形式，通过改变空气射流交替变化频率来控制溶液细流的鞭动程度，当空气射流的交变频率和溶液细流鞭动的固有频率相近或相同时，达到共振作用，空气射流冲击拉伸细化溶液细流的程度达到最大，从而得到符合设计要求的进一步细化的最终纤维。交变射流与连续稳定气流最大的区别是气流方向交替变化，这种变化气流具有节约空气动力能源、改变气流作用形式和提高气流作用效果的优点。

交流气流就是交替变化喷射方向的气流，其一个重要参数指标是空气交替变化频率。从交变射流特点可知它至少是两个通道的气流或两股气流构成。交变射流的特征如图1所示(横坐标为时间，纵坐标为流量)：先是一个通道(如图1中b曲线所示)以最大的流量(或速度)流出气体，另一个通道(如图1中a曲线所示)暂时关闭，经过一定时间后，有最大流量的通道逐渐减小，流量减小，而暂时关闭的那个通道逐渐打开并开始流出气体，随着开口逐渐变大而变大；再过一定时间后，正在减小流量的通道再暂时关闭，流量为零，正在增大流量的通道口达到最大值，流量达到最大值。再过一定时间后，流量最大的通道口逐渐减小，流量逐渐减小，而暂时关闭的通道开始打开口，并逐渐增大，其流量也逐渐增加；再过一定时间后，正在减小流量的通道再暂时关闭，流量为零，正在增大流量的通道口达到最大值，流量达到最大值。如此方式循环重复下去，两个出口流量之和总保持一个常数值。交变射流与连续稳定气流最大的区别是气流方向交替变化，这种变化气流具有节约空气动力能源、改变气流作用形式和提高气流作用效果的优点。一般采用交变电磁换向阀控制产生交变射流，其主要特点是由电驱动电磁换向阀产生交变射流，电气化程度高，但是这种电磁换向阀价格昂贵。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器，分别与气流输入单元及气流输出单元连接，所述的交变射流发生器包括管状组合件与控制管件组合件动作的控制单元，所述的管件组合件包括空管和芯子，所述的空管上设有多个交变射流输出口，所述的芯子套设在空管内，芯子的上部转动时堵住部分交变射流输出口，所述的空管上端为与气流输入单元连接的供应气流输入口，多个交变射流输出口分别与气流输出单元连接，所述的控制单元包括变频调速马达与PC控制机，所述的变频调速马达连接芯子，带动芯子转动，所述的PC控制机与变频调速马达连接。

优选地，所述的交变射流输出口开设有两个。

所述的芯子为上部是半圆柱体、下部是完整圆柱体的结构，其下部的完整圆柱体与空管的内腔直径相同。或者，所述的芯子为整个的半圆柱体结构，芯子的圆柱面转动时能够挡住交变射流输出口。

再或者，所述的芯子为斜面圆柱体结构。

所述的芯子为实心结构或空心结构。

所述的气流输入单元包括空气源和压力表，作用是提供持续一定的压力的空气源。

生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器作用是将连续和常压的空气射流分成两股(也可以设计分成多股)输出，这输出的两股(或多股)呈一定的频率交替改变方向。

与现有技术相比，本实用新型生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器为机械自动式，价格相对便宜，交变频率可调节控制，交变频率范围宽。尤其适应交变频率范围宽且频率可调节的场合。本实用新型具有成本低廉、交变频率变化范围大和操作方便等优点。

附图说明

图1为交变射流示意图，其中，a、b为交替变化方向和流量的空气射流；

图2为交变射流发生器使用时结构示意图；

图3为交变射流发生器主视结构示意图；

图4为交变射流发生器侧视结构示意图；

图5为交变射流发生器俯视结构示意图；

图6为空管的主视结构示意图；

图7为空管的左视结构示意图；

图8为空管的右视结构示意图；

图9为空管的俯视结构示意图；

图10为芯子的主视结构示意图；

图11为芯子的侧视结构示意图；

图12为芯子的俯视结构示意图；

图13为液喷非织造纺丝单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器，如图2所示，分别与气流输入单元1及气流输出单元4连接，交变射流发生器包括管状组合件2与控制管件组合件2动作的控制单元3，管件组合件2包括空管21和芯子22，空管21上设有多个交变射流输出口23，芯子22套设在空管21内，芯子22的上部转动时堵住部分交变射流输出口23，空管21上端为与气流输入单元连接的供应气流输入口24，多个交变射流输出口23分别与气流输出单元4连接，控制单元3包括变频调速马达32与PC控制机31，变频调速马达32连接芯子22，带动芯子22转动，PC控制机31与变频调速马达32连接。气流输入单元1包括空气源11和压力表12，作用是提供持续一定的压力的空气源11。

参考图3-图9，本实施例中，空管21上的交变射流输出口23开设有两个。

参考图10-12，芯子22为上部是半圆柱体、下部是完整圆柱体的结构，其下部的完整圆柱体与空管21的内腔直径相同。

另外，芯子22也可以为整个的半圆柱体结构或斜面圆柱体结构，芯子22的侧面转动时能够挡住交变射流输出口23。

本实施例中，芯子22为实心结构或空心结构。

生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器作用是将连续和常压的空气射流分成两股(也可以设计分成多股)输出，这输出的两股(或多股)呈一定的频率交替改变方向。

本实施例中，变频调速马达32带动芯子22相对空管21转动，使交变射流输出口23发生交替的封闭与打开过程，实现流出气流的交变变化。

本实施例的交变射流发生器实际操作过程如下：

首先，根据交变频率需要设计变频调速马达的转速，将速度值输入PC控制机。然后，打开气流输入单元、管件组合件和变频调速马达，则可从气流输出单元得到相应频率的交变射流。如果要改变空气交变频率，只需要停机，将对应马达转速值输入PC机，重新开机即可。

本实施例中，气流输出单元4即为液喷非织造纺丝单元。如图13所示，液喷非织造纺丝单元4包括溶液压力推动装置41、溶液储存腔42、空气射流槽43及纺丝接收成网装置44，溶液储存腔42用于存储聚合物溶液接，溶液储存腔42下方开设喷丝孔45，溶液压力推动装置41与溶液储存腔42连接，推动溶液储存腔42内溶液由喷丝孔45喷出，空气射流槽43设置在喷丝孔45周围，且与交变射流输出口23连接，纺丝接收成网装置44设置在喷丝孔45下方，溶液细流从喷丝孔45被挤出，喷出的溶液细流在交变射流冲击拉伸下，凝聚到纺丝接收成网装置44上形成纤维网。

实施例2

交变射流频率为1Hz的交变射流。

先将60转/分钟的速度值输入PC控制机，然后打开气流输入单元、管件组合件和变频调速马达，则可从气流输出单元得到1Hz频率的交变射流。

实施例3

交变射流频率为10Hz的交变射流。

先将600转/分钟的速度值输入PC控制机，然后打开气流输入单元、管件组合件和变频调速马达，则可从气流输出单元得到10Hz频率的交变射流。

实施例4

交变射流频率为100Hz的交变射流。

先将6000转/分钟的速度值输入PC控制机，然后打开气流输入单元、管件组合件和变频调速马达，则可从气流输出单元得到100Hz频率的交变射流。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器，分别与气流输入单元及气流输出单元连接，其特征在于，所述的交变射流发生器包括管状组合件与控制管件组合件动作的控制单元，所述的管件组合件包括空管和芯子，所述的空管上设有多个交变射流输出口，所述的芯子套设在空管内，芯子的上部转动时堵住部分交变射流输出口，所述的空管上端为与气流输入单元连接的供应气流输入口，多个交变射流输出口分别与气流输出单元连接，所述的控制单元包括变频调速马达与PC控制机，所述的变频调速马达连接芯子，带动芯子转动，所述的PC控制机与变频调速马达连接。

2.根据权利要求1所述的一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器，其特征在于，所述的交变射流输出口开设有两个。

3.根据权利要求1所述的一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器，其特征在于，所述的芯子为上部是半圆柱体、下部是完整圆柱体的结构，其下部的完整圆柱体与空管的内腔直径相同。

4.根据权利要求1所述的一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器，其特征在于，所述的芯子为整个的半圆柱体结构，芯子的圆柱面转动时能够挡住交变射流输出口。

5.根据权利要求1所述的一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器，其特征在于，所述的芯子为斜面圆柱体结构。

6.根据权利要求1所述的一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器，其特征在于，所述的芯子为实心结构或空心结构。

7.根据权利要求1所述的一种生产微纳米纤维的液喷非织造纺丝装置的交变射流发生器，其特征在于，所述的气流输入单元包括空气源和压力表。