CN112725908A - 一种便携式溶液喷射纺丝装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了一种便携式溶液喷射纺丝装置,包括高压气罐和纺丝溶液注射器;所述高压气罐包括罐体和气罐开关,所述罐体用于容纳压缩气体,所述气罐开关用于打开所述罐体,使所述压缩气体在所述罐体的开口处喷出;所述纺丝溶液注射器包括注射器本体和推进器,所述注射器本体和所述推进器组成容置腔用于容纳纺丝溶液,当所述推进器相对所述注射器本体运动时,所述容置腔的体积发生变化,进而将所述纺丝溶液在所述注射器本体的开口处射出或吸入。本申请实施例提供的技术方案利用小型高压气罐来替代传统的高压气源,体积小,重量轻,便于随身携带,使用更加方便。

Description

一种便携式溶液喷射纺丝装置
技术领域
本申请涉及溶液喷射纺丝技术领域,特别是涉及一种便携式溶液喷射纺丝装置。
背景技术
近些年来,纳米纤维因其优良的特性广泛应用于生物医学、过滤、催化、能源、食品工程等领域,因此促进了纳米纤维制备技术的发展。其中静电纺丝技术是一种被研究者所熟知的可以直接、连续制备纳米纤维的方法,其原理就是通过电场力对聚合物溶液或者熔体进行拉伸细化,从而得到纳米纤维。另外,溶液喷射纺丝是近些年来兴起的一种制备纳米纤维的新技术,其原理是通过高速气流对溶液细流进行拉伸细化,随着溶剂的挥发以及固化最终得到纳米纤维。溶液喷射纺丝技术和静电纺丝技术相比:溶液喷射纺丝的效率更高;溶液喷射纺丝不需要高压电场,操作更加简单和安全,具有良好的工业化前景;静电纺丝的收集极一般是导电材料,但是溶液喷射纺丝可以将纤维直接沉积到任何材料表面。
现有技术中,溶液喷射纺丝中的高压气源通常通过高压气泵产生,溶液喷射纺丝设备庞大且复杂,无法实现便携式应用。
发明内容
本申请实施例中提供了一种便携式溶液喷射纺丝装置,以利于解决现有技术中溶液喷射纺丝设备庞大且复杂,无法实现便携式应用的问题。
本申请实施例提供了一种便携式溶液喷射纺丝装置,包括高压气罐和纺丝溶液注射器;
所述高压气罐包括罐体和气罐开关,所述罐体用于容纳压缩气体,所述气罐开关用于打开所述罐体,使所述压缩气体在所述罐体的开口处喷出;
所述纺丝溶液注射器包括注射器本体和推进器,所述注射器本体和所述推进器组成容置腔用于容纳纺丝溶液,当所述推进器相对所述注射器本体运动时,所述容置腔的体积发生变化,进而将所述纺丝溶液在所述注射器本体的开口处射出或吸入。
优选地,所述罐体为圆柱形罐体,所述圆柱形罐体的直径小于或等于7cm,所述圆柱形罐体的高度小于或等于22cm。
优选地,所述罐体的开口处设有喷射管,所述注射器本体的开口处设有注射管。
优选地,所述注射管包括一体成型的第一管体和第二管体,所述第一管体和所述第二管体的角度小于或等于180°,所述第一管体的开口用于连接所述注射器本体的开口,所述第二管体用于***所述喷射管,且所述第二管体的开口端伸出所述喷射管的开口端。
优选地,所述喷射管设有定位孔或定位标记,所述第二管体用于从所述定位孔或定位标记处***所述喷射管。
优选地,所述喷射管的直径为2-3.5mm,所述注射管的第二管体的直径为0.3-0.7mm,所述第二管体的开口端伸出所述喷射管的开口端的距离为2-3mm。
优选地,所述喷射管包括喷射外管和内套管,所述内套管包括第一开口和第二开口,所述内套管嵌设在所述喷射外管的内部,且所述内套管的第一开口伸出所述喷射外管的开口端,所述内套管的第二开口端在所述喷射外管的侧壁处形成第二开口,所述第二开口处内套管的外壁和所述喷射外管的侧壁密封。
优选地,所述内套管的第一开口端与所述喷射外管同轴设置。
优选地,所述罐体用于容纳压强为0.4-1.0MPa的压缩气体。
本申请实施例提供的技术方案利用小型高压气罐来替代传统的高压气源,体积小,重量轻,便于随身携带,使用更加方便。尤其适用于户外医疗领域,通过选择合适的前躯体溶液,将静电纺丝技术应用于伤口敷料的制备中,能及时的对伤口进行保护,加速伤口血液凝固和愈合,操作简单,方便实用。
附图说明
为了更清楚地说明本申请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,对于本领域普通技术人员而言,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为本申请实施例提供的一种溶液喷射纺丝装置的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种溶液喷射纺丝装置的结构示意图;
图3为本申请实施例提供的一种喷射管的局部结构示意图;
图4为本申请实施例提供的一种扫描电子显微镜照片示意图;
图中的符号表示为:100-高压气罐,101-罐体,102-气罐开关,103-喷射管,1031-喷射外管,1032-内套管,1033-内套管的第一开口,1034-内套管的第二开口,200-纺丝溶液注射器,201-注射器本体,202-推进器,203-注射管,2031-第一管体,2032-第二管体。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护的范围。
相关技术中,溶液喷射纺丝中的高压气源通常通过高压气泵产生,而高压气泵结构复杂且通常需要连接电源,不易于携带或使用。例如,在医疗领域,可能需要在野外采用溶液喷射纺丝制备伤口辅料,以便对伤口进行保护,加速伤口血液凝固和愈合。但是,采用高压气泵这种大型设备显然不适合野外作业。基于此,本申请实施例提供了一种便携式的溶液喷射纺丝装置,以下进行详细说明。
参见图1,为本申请实施例提供的一种溶液喷射纺丝装置的结构示意图。如图1所示,本申请实施例提供的便携式溶液喷射纺丝装置包括高压气罐100和纺丝溶液注射器200;所述高压气罐100包括罐体101和气罐开关102,所述罐体101用于容纳压缩气体,所述气罐开关102用于打开所述罐体101,使所述压缩气体在所述罐体101的开口处喷出;所述纺丝溶液注射器200包括注射器本体201和推进器202,所述注射器本体201和所述推进器202组成容置腔用于容纳纺丝溶液,当所述推进器202相对所述注射器本体201运动时,所述容置腔的体积发生变化,进而将所述纺丝溶液在所述注射器本体201的开口处射出或吸入。
具体地,所述罐体101的开口处设有喷射管103,所述注射器本体201的开口处设有注射管203。使用时,用户一边按压气罐开关102,一边推进纺丝溶液注射器200的推进器202,使得喷射管103喷射出高速气流,注射管203内流出纺丝溶液,纺丝溶液在高速气流的作用下,进行拉伸细化,随着溶剂的挥发以及固化最终得到纳米纤维。
可理解,在进行溶液喷射纺丝时,纺丝溶液注射器200的注射管203的开口需要位于高压气罐100的喷射管103的开口处,使得高速气流可以与纺丝溶液发生作用。相反,若高速气流不能吹到纺丝溶液,显然无法进行呢溶液喷射纺丝,或者纺丝效果理想。为了便于操作,本申请实施例还对注射管203进行了改进。
参见图2,为本申请实施例提供的另一种溶液喷射纺丝装置的结构示意图。如图2所示,所述注射管203包括一体成型的第一管体2031和第二管体2032,所述第一管体2031和所述第二管体2032的角度小于或等于180°,所述第一管体2031的开口用于连接所述注射器本体201的开口,所述第二管体2032用于***所述喷射管103,且所述第二管体2032的开口端伸出所述喷射管103的开口端。
具体地,注射管203可以为刚性针头,喷射管103可以为塑料软管,使用时,用户可以将刚性针头的第二管体2032部分***塑料软管,且设置合适的角度,使得第二管体2032与喷射管103同轴,以达到更好的纺丝效果。在一种可选实施例中,所述第一管体2031和所述第二管体2032的角度为135°。
另外,为了便于用户使用,可以在喷射管103上设置定位孔或定位标记,使用时,用户将所述第二管体2032从所述定位孔或定位标记处***所述喷射管103,即可使得喷射管103和注射管203获得合适的配合位置,操作方便。可理解,当喷射管103上设有定位孔时,定位孔的大小应当与所述注射管203的外径相匹配,避免使用时气流在该定位孔处漏出,此时喷射管103既可以为刚性管也可以为柔性软管。当喷射管103上设置定位标记时,该喷射管103应该为软管,注射管203为刚性管,以便于注射管203将喷射管103在定位标记处刺穿。
在一种可选实施例中,所述喷射管103的直径a为2-3.5mm,所述注射管203的第二管体2032的直径b为0.3-0.7mm,所述第二管体2032的开口端伸出所述喷射管103的开口端的距离c为2-3mm。优选地,所述喷射管103的直径a为2.8mm,所述注射管203的第二管体2032的直径b为0.51mm,所述第二管体2032的开口端伸出所述喷射管103的开口端的距离c为2.5mm。
在一种可选实施例中,所述罐体101为圆柱形罐体,所述圆柱形罐体的直径小于或等于7cm,所述圆柱形罐体101的高度小于或等于22cm。所述罐体101用于容纳压强为0.4-1.0MPa的压缩气体。可理解,本领域技术人员可以根据实际需要对罐体101的形状、大小以及容纳的压缩气体的压强进行设置,本申请对其不作具体限定。但是,为了溶液喷射纺丝装置的便携性,该罐体101不宜设置的过大。
为了进一步提高溶液喷射纺丝装置的易操作性。在一种可选实施例中,在喷射管103内集成内套管1032。参见图3,为本申请实施例提供的一种喷射管103的局部结构示意图。如图3所示,所述喷射管103包括喷射外管1031和内套管1032,所述内套管1032包括第一开口和第二开口,所述内套管1032嵌设在所述喷射外管1031的内部,且所述内套管1032的第一开口1033伸出所述喷射外管1031的开口端,所述内套管1032的第二开口1034端在所述喷射外管1031的侧壁处形成第二开口,所述第二开口处内套管1032的外壁和所述喷射外管1031的侧壁密封。
使用时,用户仅需将注射管203***内套管1032的第二开口1034,纺丝溶液经过第二开口流入内套管1032,在内套管1032的第一开口1033处流出,操作简单,便于纺丝溶液和高速气流获得稳定的配合位置。
优选地,内套管1032靠近第一开口处的部分与所述喷射外管1031同轴设置,以便获得更好的纺丝效果。
可以理解,在图3所示的喷射管103中,内套管1032即相当于图2所示的实施例中的第二管体2032,图3所示实施例中内套管1032的具体参数可以参见图2所示的实施例中的第二管体2032,在此不再赘述。
需要指出的是,本申请实施例对纺丝溶液注射器200内的纺丝溶液不作限制。本领域技术人员可以根据实际需要进行相应的配置。例如,选取纺丝溶液为10wt%的聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB)的乙醇溶液,先将1克PVB粉末与9克无水乙醇混合,然后室温下磁力搅拌2小时,再静置0.5小时,获得均匀透明的10wt%的PVB静电纺丝前躯体溶液。
使用时,将纺丝溶液注射器200的注射管203(相当于注射器的针头)取下,拉动纺丝溶液注射器200的推进器202抽取一定量配置好的10wt%PVB溶液,安装好注射管203,将装置置于距离收集极(任选平板面)20-40厘米处,用手轻压纺丝溶液注射器200的推进器202,纺丝溶液在压力作用下沿注射管203流出,同时用手指按住高压气罐100的气罐开关102,从而在注射管203的端部形成喷丝,使纤维固化沉积于收集极上,整个纺丝过程稳定,PVB纤维的产率较高。
图4为本申请实施例提供的一种扫描电子显微镜照片示意图,该扫描电子显微镜照片为采用铝箔收集的PVB纳米纤维的扫描电子显微镜照片,照片显示纳米纤维连续无间断且粗细比较均匀,与传统的溶液喷射纺丝装置制备的纳米纤维区别小,纺丝效果好。
本申请实施例提供的技术方案利用小型高压气罐来替代传统的高压气源,体积小,重量轻,便于随身携带,使用更加方便。尤其适用于户外医疗领域,通过选择合适的前躯体溶液,将静电纺丝技术应用于伤口敷料的制备中,能及时的对伤口进行保护,加速伤口血液凝固和愈合,操作简单,方便实用。
当然,本申请实施例对便携式溶液喷射纺丝装置应用领域不作限制,例如还可以应用于化妆面膜、美容等。
需要说明的是,在本文中,诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上所述仅是本发明的具体实施方式,使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其,对于终端实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述的比较简单,相关之处参见方法实施例中的说明即可。
以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (9)

1.一种便携式溶液喷射纺丝装置,其特征在于,包括高压气罐和纺丝溶液注射器;
所述高压气罐包括罐体和气罐开关,所述罐体用于容纳压缩气体,所述气罐开关用于打开所述罐体,使所述压缩气体在所述罐体的开口处喷出;
所述纺丝溶液注射器包括注射器本体和推进器,所述注射器本体和所述推进器组成容置腔用于容纳纺丝溶液,当所述推进器相对所述注射器本体运动时,所述容置腔的体积发生变化,进而将所述纺丝溶液在所述注射器本体的开口处射出或吸入。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述罐体为圆柱形罐体,所述圆柱形罐体的直径小于或等于7cm,所述圆柱形罐体的高度小于或等于22cm。
3.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述罐体的开口处设有喷射管,所述注射器本体的开口处设有注射管。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述注射管包括一体成型的第一管体和第二管体,所述第一管体和所述第二管体的角度小于或等于180°,所述第一管体的开口用于连接所述注射器本体的开口,所述第二管体用于***所述喷射管,且所述第二管体的开口端伸出所述喷射管的开口端。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述喷射管设有定位孔或定位标记,所述第二管体用于从所述定位孔或定位标记处***所述喷射管。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述喷射管的直径为2-3.5mm,所述注射管的第二管体的直径为0.3-0.7mm,所述第二管体的开口端伸出所述喷射管的开口端的距离为2-3mm。
7.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,所述喷射管包括喷射外管和内套管,所述内套管包括第一开口和第二开口,所述内套管嵌设在所述喷射外管的内部,且所述内套管的第一开口伸出所述喷射外管的开口端,所述内套管的第二开口端在所述喷射外管的侧壁处形成第二开口,所述第二开口处内套管的外壁和所述喷射外管的侧壁密封。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述内套管的第一开口端与所述喷射外管同轴设置。
9.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述罐体用于容纳压强为0.4-1.0MPa的压缩气体。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210430

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