CN208219024U - 一种离心静电纺丝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种离心静电纺丝装置，属于静电纺丝技术领域，包括离心纺丝喷头、设置于所述离心纺丝喷头上方的接收装置、驱动所述离心纺丝喷头的驱动机构以及用于使所述离心纺丝喷头和接收装置之间形成纺丝溶液所需电场的供电装置，所述离心纺丝喷头圆周径向间隔设有若干个出丝孔，所述离心纺丝喷头与纺丝溶液输送装置相连。本实用新型提供的离心静电纺丝装置，接收装置的平面结构使得所制成的纳米纤维膜均匀性好，接收装置设在离心纺丝喷头的上方并且接地，在离心力和电场力作用下拉伸从离心纺丝喷头的纺丝射流，有利于纺丝射流在向接收装置靠近过程中溶剂挥发、弯曲和拉伸，且其装置整体结构简易、易操作、工作效率高。

Description

一种离心静电纺丝装置

技术领域

本实用新型属于静电纺丝技术领域，更具体地说，是涉及一种离心静电纺丝装置。

背景技术

聚合物纳米纤维及其复合材料具有优异的高孔隙率、高比表面积以及良好的延展性等优点，因此受到了各个行业越来越多的关注。目前聚合物微纳米纤维制备技术主要包括模板聚合法、相分离法、自组装法和纺丝加工方法，其中纺丝加工法又包括熔喷法、静电纺丝法、离心纺丝法、双组分复合纺丝法等。

其中，离心纺丝是一种将聚合物熔体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制备超细纤维的传统纺丝技术，离心纺丝装置的特点在于它利用纺丝装置旋转产生的离心力进行纺丝，纺丝效率高。

专利“一种具旋转吸气的离心静电纺丝装置”(CN201610057282.8)提供了一种具旋转吸气的离心静电纺丝装置，由于结构上存在缺陷，使得接收装置上由纺丝射流演变而成的纳米纤维分布不均匀，所制成的纳米纤维膜均匀性不好。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种离心静电纺丝装置，以解决现有技术中纳米纤维在接收装置上分布不均匀，造成所制成的纳米纤维膜均匀性不好的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案在于，提供一种离心静电纺丝装置，包括离心纺丝喷头、设置于所述离心纺丝喷头上方的接收装置、驱动所述离心纺丝喷头的驱动机构以及用于使所述离心纺丝喷头和接收装置之间形成纺丝溶液所需电场的供电装置，所述离心纺丝喷头圆周径向间隔设有若干个出丝孔，所述离心纺丝喷头与纺丝溶液输送装置相连。

进一步地，所述离心纺丝喷头为鼓形；所述离心纺丝喷头包括容纳所述纺丝溶液的储液腔体和用于所述纺丝溶液进入所述储液腔体的通道，所述储液腔体内纺丝溶液由所述纺丝溶液输送装置输送。

进一步地，所述驱动机构包括电机、齿轮传动组件和驱动轴以及位于所述离心纺丝喷头底部的离心转轴，所述电机输出轴与所述驱动轴相连，所述驱动轴与所述离心转轴通过所述齿轮传动组件相连，所述齿轮传动组件位于所述离心转轴下部。

进一步地，所述离心转轴为中空管体，所述离心纺丝喷头内所述储液腔体的底部与所述离心转轴上端连通。

进一步地，所述纺丝溶液输送装置包括上料泵、进料管道以及储料仓，所述进料管道上设有液体流量调节阀，所述进料管道一端与所述储料仓连接、另一端与所述离心转轴下端连接。

进一步地，所述离心纺丝喷头外部还设有罩体，所述罩体上下贯通，所述罩体位于所述离心转轴上部。

进一步地，还包括进气装置，所述进气装置位于所述罩体下部，所述罩体与所述进气装置通过进气管道连接，所述进气管道上设有气体流量调节阀。

进一步地，所述罩体为上大下小的圆锥状，所述进气管道位于所述罩体下部延伸的直边段上，所述罩体的锥部对应所述离心纺丝喷头设置。

进一步地，所述进气装置为风机。

本实用新型提供的一种离心静电纺丝装置的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供的离心静电纺丝装置，接收装置的平面结构使得所制成的纳米纤维膜均匀性好，接收装置设在离心纺丝喷头的上方并且接地，在离心力和电场力作用下拉伸从离心纺丝喷头的纺丝射流，有利于纺丝射流在向接收装置靠近过程中溶剂挥发、弯曲和拉伸，且其装置整体结构简易、易操作、工作效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的离心静电纺丝装置的示意图；

图2为驱动机构原理图；

其中，图中各附图标记：

1、离心纺丝喷头；2、供电装置；3、驱动机构；31、电机；32、齿轮传动组件；33、驱动轴；34、离心转轴；4、接收装置；5、罩体；6、出丝孔；7、进气装置；8、进气管道；9、气体流量调节阀；10、液体流量调节阀；11、储料仓；12、纺丝溶液输送装置；13、进料管道；14、上料泵。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1至图2，现对本实用新型提供的离心静电纺丝装置进行说明。所述离心静电纺丝装置，包括离心纺丝喷头1、设置于所述离心纺丝喷头1上方的接收装置4、驱动所述离心纺丝喷头1的驱动机构3以及用于使所述离心纺丝喷头1和接收装置4之间形成纺丝溶液所需电场的供电装置2，所述离心纺丝喷头1圆周径向间隔设有若干个出丝孔6，所述离心纺丝喷头1与纺丝溶液输送装置12相连。

本实用新型提供的一种离心静电纺丝装置的有益效果在于：与现有技术相比，接收装置的平面结构使得所制成的纳米纤维膜均匀性好，接收装置设在离心纺丝喷头的上方并且接地，在离心力和电场力作用下拉伸从离心纺丝喷头的纺丝射流，有利于纺丝射流在向接收装置靠近过程中溶剂挥发、弯曲和拉伸，且其装置整体结构简易、易操作、工作效率高。本实用新型中高压电源通过弹簧与不断旋转的离心纺丝喷头连接，接收装置为位于离心纺丝喷头上方的导电接收网，主要用来接收纳米纤维，导电接收网安装在金属支架上，支架接地，从而在接收装置与离心纺丝喷头之间形成高压静电场。

作为进一步的优化，所述离心纺丝喷头1为鼓形；所述离心纺丝喷头1包括容纳所述纺丝溶液的储液腔体和用于所述纺丝溶液进入所述储液腔体的通道，所述储液腔体内纺丝溶液由所述纺丝溶液输送装置12输送。

本实用新型中鼓形的腔体就是容纳纺丝溶液的储液腔体，通道指的是在鼓形的底部下端正中心开孔，开孔直径与纺丝溶液输送装置12出口的管径配合，从而使得纺丝溶液进入鼓形腔体内，现有技术中是从离心纺丝喷头1上部进纺丝溶液。

作为进一步的优化，所述驱动机构3包括电机31、齿轮传动组件32和驱动轴33以及位于所述离心纺丝喷头1底部的离心转轴34，所述电机31输出轴与所述驱动轴33相连，所述驱动轴33与所述离心转轴34通过所述齿轮传动组件32相连，所述齿轮传动组件32位于所述离心转轴34下部。

本实用新型中驱动轴33和齿轮传动组件32中的主动齿轮是同轴转动，从动齿轮与离心转轴34是同轴转动；当电机31带动驱动轴33和驱动轴33上的主动齿轮转动时，与主动齿轮啮合的从动齿轮就会跟着转动，从而离心转轴34就会做圆周运动，以上就是整个驱动机构3的运动过程及动力来源。离心纺丝喷头1固定在离心转轴34上端，随之做圆周运动，从而达到了将离心纺丝喷头1储液腔体中的纺丝溶液离心甩出目的；齿轮传动组件32可以是普通齿轮，也可以为锥齿轮；驱动机构3也可为其他形式，只要能达到带动离心纺丝喷头1转动即可。

作为进一步的优化，所述离心转轴34为中空管体，所述离心纺丝喷头1内所述储液腔体的底部与所述离心转轴34上端连通。

本实用新型中离心转轴34既是带动离心纺丝喷头1动力源，又是向离心纺丝喷头1腔体内输送纺丝溶液的管道，节省材料，节约空间，使得整个装置整体更加紧凑。

作为进一步的优化，所述纺丝溶液输送装置12包括上料泵14、进料管道13以及储料仓11，所述进料管道13上设有液体流量调节阀10，所述进料管道13一端与所述储料仓11连接、另一端与所述离心转轴34下端连接。

本实用新型中进料管道13出口端与离心转轴34下端连接，入口端与储料仓11出料口连接，液体流量调节阀10设在靠近储料仓11附近；液体流量调节阀10方便控制进料管道13中纺丝溶液的流量；还可以在储料仓11上设置液位计，方便了解储料仓11中纺丝溶液的储存量。

作为进一步的优化，所述离心纺丝喷头1外部还设有罩体5，所述罩体5上下贯通，所述罩体5位于所述离心转轴34上部。

本实用新型中罩体5是围绕在出丝孔6周围的，可以起到聚拢从出丝孔6中喷出的纺丝射流的作用。

作为进一步的优化，还包括进气装置7，所述进气装置7位于所述罩体5下部，所述罩体5与所述进气装置7通过进气管道8连接，所述进气管道8上设有气体流量调节阀9。

本实用新型中进气装置7向罩体5内部提供热空气，使得从出丝孔6中喷出的纺丝射流中的液体更快挥发，而且还能进一步拉伸纺丝射流，液体挥发后形成的纳米纤维直径更加纤细，有助于纳米纤维更快的着床于接收装置上。

作为进一步的优化，所述罩体5为上大下小的圆锥状，所述进气管道8位于所述罩体5下部延伸的直边段上，所述罩体5的锥部对应所述离心纺丝喷头1设置。

本实用新型中离心纺丝喷头1位于罩体5中上部、且与罩体5同轴心，罩体5延伸的直边段上设有与进气管道8配合的开孔；罩体5上大下小的结构，使得从下部进入的热空气在上升过程分散的更快，有助于纺丝射流中液体的挥发。

作为进一步的优化，所述进气装置7为风机。

本实用新型中风机提供的气体是热空气，而现有技术中是专门设了加热装置来保持纺丝溶液的正常纺丝温度，在达到相同目的的提前下，还节约了空间和成本，风机出风口与进气管道8入口端相连。

凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种离心静电纺丝装置，其特征在于，包括离心纺丝喷头(1)、设置于所述离心纺丝喷头(1)上方的接收装置(4)、驱动所述离心纺丝喷头(1)的驱动机构(3)以及用于使所述离心纺丝喷头(1)和接收装置(4)之间形成纺丝溶液所需电场的供电装置(2)，所述离心纺丝喷头(1)圆周径向间隔设有若干个出丝孔(6)，所述离心纺丝喷头(1)与纺丝溶液输送装置(12)相连。

2.根据权利要求1所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述离心纺丝喷头(1)为鼓形；所述离心纺丝喷头(1)包括容纳所述纺丝溶液的储液腔体和用于所述纺丝溶液进入所述储液腔体的通道，所述储液腔体内纺丝溶液由所述纺丝溶液输送装置(12)输送。

3.根据权利要求2所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述驱动机构(3)包括电机(31)、齿轮传动组件(32)和驱动轴(33)以及位于所述离心纺丝喷头(1)底部的离心转轴(34)，所述电机(31)输出轴与所述驱动轴(33)相连，所述驱动轴(33)与所述离心转轴(34)通过所述齿轮传动组件(32)相连，所述齿轮传动组件(32)位于所述离心转轴(34)下部。

4.根据权利要求3所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述离心转轴(34)为中空管体，所述离心纺丝喷头(1)内所述储液腔体的底部与所述离心转轴(34)上端连通。

5.根据权利要求3所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述纺丝溶液输送装置(12)包括上料泵(14)、进料管道(13)以及储料仓(11)，所述进料管道(13)上设有液体流量调节阀(10)，所述进料管道(13)一端与所述储料仓(11)连接、另一端与所述离心转轴(34)下端连接。

6.根据权利要求3所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述离心纺丝喷头(1)外部还设有罩体(5)，所述罩体(5)上下贯通，所述罩体(5)位于所述离心转轴(34)上部。

7.根据权利要求6所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，还包括进气装置(7)，所述进气装置(7)位于所述罩体(5)下部，所述罩体(5)与所述进气装置(7)通过进气管道(8)连接，所述进气管道(8)上设有气体流量调节阀(9)。

8.根据权利要求7所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述罩体(5)为上大下小的圆锥状，所述进气管道(8)位于所述罩体(5)下部延伸的直边段上，所述罩体(5)的锥部对应所述离心纺丝喷头(1)设置。

9.根据权利要求7所述的离心静电纺丝装置，其特征在于，所述进气装置(7)为风机。