CN210945872U - 一种提高射流稳定性的静电纺丝机喷头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种提高射流稳定性的静电纺丝机喷头，包括可喷出静电纺丝原料的针管，以及套接于针管外的针套，所述针套包括接触段和稳定段，所述针套通过接触段与针管管口附近区域固定连接，所述针管的出口位于稳定段内，所述稳定段为薄壁回转体，其薄壁的截面为向外鼓起的曲线，所述稳定段的出口的直径小于所述针管的出口的直径。由于针管的出口位于针套的稳定段内，使得静电纺丝原料从针管喷出时，其周边的气流环境被针套所限制，有效隔绝了大部分的外界气流影响。同时，由于静电纺丝从针套的出口喷出时会带动针套内少量的气体一同离开，因此会从外界吸入等量的其他补充，且补充进入针套内的气流会沿针套内壁回流。
Description
技术领域
本实用新型涉及经静电丝技术领域，特别涉及一种提高射流稳定性的静电纺丝机喷头。
背景技术
静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔体在强电场中进行喷射纺丝。在电场作用下，针头处的液滴会由球形变为圆锥形(即“泰勒锥”)，并从圆锥尖端延展得到纤维细丝。这种方式可以生产出纳米级直径的聚合物细丝。
现有针对静电纺丝的研究通常集中在如何通过调节溶液浓度、电流的影响、电压的大小、溶液流量的大小来控制泰勒锥的形成及保持稳定。
发明内容
本技术方案旨在提供一种提高射流稳定性的静电纺丝机喷头，其通过改变喷头的造型，使其形成一个半封闭的环境，可以有效降低外界环境对聚合物溶液的影响，令喷头喷出的聚合物溶液能够快速形成稳定的泰勒锥。
一种提高射流稳定性的静电纺丝机喷头，包括可喷出静电纺丝原料的针管，以及套接于针管外的针套，所述针套包括接触段和稳定段，所述针套通过接触段与针管管口附近区域固定连接，所述针管的出口位于稳定段内，所述稳定段为薄壁回转体，其薄壁的截面为向外鼓起的曲线，所述稳定段的出口的直径小于所述针管的出口的直径。
优选地，所述针管的出口直径为D1，所述稳定段的出口直径为D2,所述D1与D2的比值为(5～10):1。
优选地，所述稳定段与所述接触段之间设有密封隔板，所述稳定段的母线从密封隔板向其出口方向依次由一段圆弧和一段直线组成。进一步，所述所述圆弧的圆心角大于90°。
优选地，所述针管由连接段和注射段组成，所述连接段为直管构件，直径为D3，所述注射段为圆锥台管件，D3＞D1。
进一步，所述接触段通过加强筋与注射段固定连接。
本公开具有以下优点：
由于针管的出口位于针套的稳定段内，使得静电纺丝原料从针管喷出时，其周边的气流环境被针套所限制，有效隔绝了大部分的外界气流影响。同时，由于静电纺丝从针套的出口喷出时会带动针套内少量的气体一同离开，因此会从外界吸入等量的其他补充，且补充进入针套内的气流会沿针套内壁回流。
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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。
图1是实施例1所述静电纺丝机喷头的结构示意图；
图2是实施例2所述静电纺丝机喷头的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本实用新型的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本实用新型的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本实用新型的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本实用新型保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。
实施例1：如图1所示，一种提高射流稳定性的静电纺丝机喷头，包括可喷出静电纺丝原料的针管100，以及套接于针管100外的针套200，所述针套200包括接触段210和稳定段220，所述针套200通过接触段210与针管100管口附近区域固定连接，所述针管100的出口位于稳定段220内，所述稳定段220为薄壁回转体，其薄壁的截面为向外鼓起的曲线。由于静电纺丝纤维从针套200射出时会带动少量靠近静电纺丝纤维的气体从针套200内离开，而薄壁的截面设计为向外鼓起的曲线是为了提供一定的空间，使得被带动离开针套200的气体与补充进针套200内的气体之间能够留有足够间距，避免出现紊流，令稳定段220内能够形成平稳的环流。
所述针管100的出口直径为D1，所述稳定段的出口直径为D2,所述D1与D2的比值为5.5:1。所述稳定段220与所述接触段210之间设有密封隔板230，所述稳定段220的母线从密封隔板230向其出口方向依次由一段120°的圆弧和一段直线组成，该直线与稳定段220出口的中线形成41°的夹角。由于针管100的管口位于稳定段220内，且稳定段220提供了充足的空间，使得聚合物溶液能够在稳定段220内形成泰勒锥，并且由其圆锥尖端延展得到静电纺丝纤维，因此针套200的出口D2可以远小于D1。但是由于被静电纺丝纤维带出的气体，以及从外界向针套200内补充的气体均由针套200的出口处进、出因此D1与D2的比值不能过小，避免在该出口处产生紊流。
进一步，所述针管100由连接段110和注射段120组成，所述连接段110为直管构件，直径为D3，所述注射段120为圆锥台管件，D3＞D1。所述接触段210通过加强筋与注射段120固定连接。
实施例2：如图2所示，其与实施例1的主要区别在于稳定段220’的设计。所述所述稳定段220’的母线从密封隔板230向其出口方向依次由一段183°的圆弧和一段直线组成，该圆弧靠近与直线连接之处还设有气流入口240，该直线与稳定段220’出口的中线形成30°的夹角。外界的气体可以从气流入口240进入稳定段220’，然后随静电纺丝纤维喷出时从稳定段220’的出口离开。由于外界气体不再从稳定段220’的出口进入，因此D1与D2的比值可以调整为9:1。
以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (6)
1.一种提高射流稳定性的静电纺丝机喷头，其特征在于，包括可喷出静电纺丝原料的针管，以及套接于针管外的针套，所述针套包括接触段和稳定段，所述针套通过接触段与针管管口附近区域固定连接，所述针管的出口位于稳定段内，所述稳定段为薄壁回转体，其薄壁的截面为向外鼓起的曲线，所述稳定段的出口的直径小于所述针管的出口的直径。
2.根据权利要求1所述的提高射流稳定性的静电纺丝机喷头，其特征在于，所述针管的出口直径为D1，所述稳定段的出口直径为D2,所述D1与D2的比值为(5～10):1。
3.根据权利要求1所述的提高射流稳定性的静电纺丝机喷头，其特征在于，所述稳定段与所述接触段之间设有密封隔板，所述稳定段的母线从密封隔板向其出口方向依次由一段圆弧和一段直线组成。
4.根据权利要求3所述的提高射流稳定性的静电纺丝机喷头，其特征在于，所述圆弧的圆心角大于90°。
5.根据权利要求1所述的提高射流稳定性的静电纺丝机喷头，其特征在于，所述针管由连接段和注射段组成，所述连接段为直管构件，直径为D3，所述注射段为圆锥台管件，D3＞D1。
6.根据权利要求5所述的提高射流稳定性的静电纺丝机喷头，其特征在于，所述接触段通过加强筋与注射段固定连接。
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