CN211921756U - 梯形球面多针头气泡纺丝装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种梯形球面多针头气泡纺丝装置，包括：储液池，用于放置纺丝溶液；气泵，向储液池内输送气体；高压供电装置，与储液池连接；导电装置，设置在储液池的上方且与储液池形成高压电场；接收装置，设置在储液池的一侧以接收制得的纤维，且与高压供电装置连接；于纺丝装置的高度方向上，储液池具有呈外凸球面状的顶部且其上设置有若干个与储液池的内部连通的针头。通过将储液池的顶部设置成外凸球面状，且顶部设置有若干个均匀分布且朝向所述顶部的中心倾斜设置的针头，使得通电后的针头上的电荷分布更为集中，提高了静电场力的利用率，达到节约能的效果，同时使更多纤维被收集在接收装置上，避免资源浪费。

Description

梯形球面多针头气泡纺丝装置

技术领域

本实用新型涉及一种梯形球面多针头气泡纺丝装置，属于静电纺丝技术领域。

背景技术

静电纺丝法是指聚合物溶液或熔体在静电场作用下进行喷射、拉伸而获得纳米级纤维的纺丝方法。目前，作为纳米纤维的基础，静电纺纤维已成为应用研究的热点。静电纺纳米纤维优势明显，主要体现在可纺原料广泛、结构可调、形貌多样、纤维比表面积大等方面。静电纺丝设备简单、技术操作简便，但传统的单针静电纺丝设备纺丝效率低，限制了纳米纤维的批量化生产。

新型的气泡静电纺丝方法是基于蜘蛛纺丝原理以及气泡动力学原理提出的。通过在自由液面上快速产生大量的气泡，并借助外力作用(高电压或强气流等方式)使得气泡破裂形成大量的射流进行纺丝，从而可以提高纺丝速率，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气泡尺寸不可控，气泡破裂规律不可寻，射流角度大且不稳定的问题，由此造成的纤维直径分布不均、均匀性取向性差，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。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种梯形球面多针头气泡纺丝装置，其获得纤维直径分布均匀且稳定，且能够节约能源和资源。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种梯形球面多针头气泡纺丝装置，包括：

储液池，用于放置纺丝溶液；

气泵，与所述储液池连接且用以向所述储液池内输送气体；

高压供电装置，与所述储液池连接；

导电装置，设置在所述储液池的上方且与所述储液池形成高压电场；

接收装置，设置在所述储液池的一侧以接收制得的纤维，且与所述高压供电装置连接；

于所述纺丝装置的高度方向上，所述储液池具有呈外凸球面状的顶部，所述顶部上设置有若干个与所述储液池的内部连通的针头。

进一步地，若干个所述针头均匀分布且朝向所述顶部的中心倾斜设置。

进一步地，所述储液池的横截面的形状呈梯形。

进一步地，所述储液池的材质为金属。

进一步地，所述导电装置包括导电环及与所述导电环连接的电源，所述导电环设置在所述储液池的上方。

进一步地，所述导电环的直径大于或等于所述顶部的直径。

进一步地，所述电源的正极与所述导电环连接，所述高压供电装置的负极与所述储液池连接。

进一步地，所述梯形球面多针头气泡纺丝装置还包括与所述储液池连接的供液装置，所述供液装置通过导液管与所述储液池连接。

本实用新型的有益效果在于：通过将储液池的顶部设置成外凸球面状，且顶部设置有若干个针头，使得通电后的针头上的电荷分布更为集中，从而使得静电场力对纺丝溶液的作用力达到利用最大化，且提高了静电场力的利用率，达到节约能量的效果；

若干个针头均匀分布且朝向顶部的中心倾斜设置，使得射流向内聚集，减少射流向外大面积的扩散，射流能够更多的被接收在接收装置上，减少浪费。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本实用新型的梯形球面多针头气泡纺丝装置的结构示意图。

图2为图1中的储液池的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

请参见图1及图2，本实用新型的一较佳实施例中的梯形球面多针头气泡纺丝装置，包括用于放置纺丝溶液的储液池2、通过导气管7与所述储液池2连接且用以向所述储液池2内输送气体的气泵6、设置在所述储液池2的上方且与所述储液池2形成高压电场的导电装置、及设置在所述储液池2的一侧以接收制得的纤维的接收装置10，其中，所述接收装置10接地11，所述储液池2的材质为金属。诚然，在其他实施例中，所述储液池2的材质也可为其他导电材料，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

在本实施例中，所述接收装置10为辊筒，可以更均匀的接收最终形成的纤维。诚然，在其他实施例中，所述接收装置10也可为其他，只要达到相应的技术效果即可，在此不做具体限定，根据实际情况而定。所述储液池2上开孔，所述导气管7通过孔洞伸入至储液池2内。为了防止储液池2内的溶液通过孔洞外溢，所述孔洞与导气管7之间还设置有密封件(未图示)，该密封件的材质为橡胶或其他，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

所述梯形球面多针头气泡纺丝装置还包括与所述储液池2连接的高压供电装置5，同时所述高压供电装置5的负极与所述接收装置10连接。

为了能够使得整体装置持续纺丝，所述梯形球面多针头气泡纺丝装置还包括与所述储液池2连接的供液装置3，所述供液装置3通过导液管4与所述储液池2连接。供液装置3与储液池2的连接方式同气泵6与所述储液池2的连接方式，在此不做赘述。

所述导电装置包括导电环8及与所述导电环8连接的电源9，所述导电环8设置在所述储液池2的上方且设置在接收装置10的下方。所述电源9的正极与所述导电环8连接，所述高压供电装置5的负极与所述接收装置10连接，进而使得导电环8与接收装置10、储液池2之间形成高压电场，射流在高压电场的作用力下被拉伸成细丝最终被接收在接收装置10上。

于所述纺丝装置的高度方向上，所述储液池2具有呈外凸球面状的顶部，所述顶部上设置有若干个与所述储液池2的内部连通的针头1，储液池2内的纺丝液面位于针头1内。将顶部设置成外凸球面状的目的在于：可以使通电后的针头1上的电荷分布更为集中，从而使静电场力对纺丝溶液的作用力达到利用最大化，并且提高电场力的利用率，实现了节约能源。在本实施例中，若干个所述针头1均匀分布且朝向所述顶部的中心倾斜设置，均匀设置可以减小气泡与气泡之间的影响，从而使得液面产生均匀分布的气泡，同时也达到了控制气泡尺寸的技术效果，减小了针头1喷丝的杂乱性，且可以使得最终收集的纳米纤维膜更为均匀，进一步提高了纺丝效率。将针头1朝向顶部的中心倾斜设置可以使得射流更多地向内部聚集，减小射流向外部大面积扩散的可能性，以使得接收装置10尽可能的接收到更多的纳米纤维，减少浪费。其中，所述导电环8的直径大于或等于所述顶部的直径，以使得射流在导电环8的作用下被拉伸成丝后落在接收装置10上。所述储液池2的横截面的形状呈梯形，更有利于在液面上形成泰勒锥，且便于连续供液。

本实用新型还提供了一种梯形球面多针头气泡纺丝方法，采用如上所述的梯形球面多针头气泡纺丝装置，所述方法包括：

将纺丝溶液放置于储液池2内且纺丝溶液的液面位于顶部的针头1中；

打开高压供电装置5及气泵6，调节所述气泵6的气流速度以使得纺丝溶液内产生气泡，所述气泡到达纺丝液面后破裂以形成射流；

同时打开导电装置以使得所述导电装置与所述接收装置10之间形成高压电场，所述射流在高压电场的作用下被拉伸成纤维直至所述纤维被接收在接收装置10上。

其中，所述纺丝温度为20℃-25℃，所述纺丝湿度为50％-55％。诚然，在其他实施例中，纺丝温度及纺丝湿度的范围也可为其他，在此不做具体限定，根据实际情况而定。

综上所述：通过将储液池2的顶部设置成外凸球面状，且顶部设置有若干个针头1，使得通电后的针头1上的电荷分布更为集中，从而使得静电场力对纺丝溶液的作用力达到利用最大化，且提高了静电场力的利用率，达到节约能的效果；

若干个针头1均匀分布且朝向顶部的中心倾斜设置，使得射流向内聚集，减少射流向外大面积的扩散，射流能够更多的被接收在接收装置10上，减少浪费。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种梯形球面多针头气泡纺丝装置，其特征在于，包括：

储液池，用于放置纺丝溶液；

气泵，与所述储液池连接且用以向所述储液池内输送气体；

高压供电装置，与所述储液池连接；

导电装置，设置在所述储液池的上方且与所述储液池形成高压电场；

接收装置，设置在所述储液池的一侧以接收制得的纤维，且与所述高压供电装置连接；

于所述纺丝装置的高度方向上，所述储液池具有呈外凸球面状的顶部，所述顶部上设置有若干个与所述储液池的内部连通的针头。

2.如权利要求1所述的梯形球面多针头气泡纺丝装置，其特征在于，若干个所述针头均匀分布且朝向所述顶部的中心倾斜设置。

3.如权利要求1所述的梯形球面多针头气泡纺丝装置，其特征在于，所述储液池的横截面的形状呈梯形。

4.如权利要求1所述的梯形球面多针头气泡纺丝装置，其特征在于，所述储液池的材质为金属。

5.如权利要求1所述的梯形球面多针头气泡纺丝装置，其特征在于，所述导电装置包括导电环及与所述导电环连接的电源，所述导电环设置在所述储液池的上方。

6.如权利要求5所述的梯形球面多针头气泡纺丝装置，其特征在于，所述导电环的直径大于或等于所述顶部的直径。

7.如权利要求5所述的梯形球面多针头气泡纺丝装置，其特征在于，所述电源的正极与所述导电环连接，所述高压供电装置的负极与所述储液池连接。

8.如权利要求1所述的梯形球面多针头气泡纺丝装置，其特征在于，所述梯形球面多针头气泡纺丝装置还包括与所述储液池连接的供液装置，所述供液装置通过导液管与所述储液池连接。

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