一種靜電紡絲設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種新的螺旋葉片納米纖維發(fā)生器和包含該螺旋葉片納米纖維發(fā)生器的靜電螺旋紡絲裝置，用于將粘性液體，如聚合物溶液，溶膠凝膠，顆粒懸浮物或熔融體，高效率加工成納米纖維或納米纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。螺旋葉片納米纖維發(fā)生器包括螺旋葉片和軸，螺旋葉片與軸連接。靜電螺旋紡絲裝置包含下列部分：螺旋葉片納米纖維發(fā)生器；與螺旋葉片納米纖維發(fā)生器相隔一定距離的對電極納米纖維收集器；裝儲用于紡絲的粘性液體的液體容器；和高電壓發(fā)生裝置，高壓電極的電極分別連接于螺旋葉片納米纖維發(fā)生器和對電極納米纖維收集器。與傳統(tǒng)的有針靜電紡絲技術(shù)相比，該技術(shù)適用于大規(guī)模生產(chǎn)納米纖維，而且生產(chǎn)的纖維更細更均勻。本發(fā)明提高生產(chǎn)效率3-5倍。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種靜電納米纖維發(fā)生器的重要部件，具體涉及一種靜電紡絲設(shè)備。 一種靜電紡絲設(shè)備

【背景技術(shù)】
[0002] 為了提高紡絲效率，最近無針靜電紡絲納米纖維生產(chǎn)技術(shù)開始出現(xiàn)。
[0003] 它的產(chǎn)量是針紡設(shè)備效率的幾十倍到上百倍，其紡絲質(zhì)量也有很大的提高。盡管 如此，其生產(chǎn)效率和目前生產(chǎn)微米纖維的熔噴技術(shù)相比還有一定的差距，還有進一步提高 效率降低成本的空間。
[0004] 因此本發(fā)明為了解決上述問題，使生產(chǎn)過程更加高效、環(huán)保和安全。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于，提供一種靜電紡絲設(shè)備，可以應(yīng)用在無針靜電納米纖維發(fā)生 裝置上，將螺旋葉片內(nèi)部和空心軸內(nèi)部的空氣通過各自的噴氣孔向設(shè)定的方向噴氣，噴出 的氣流加速將螺旋葉片尖端產(chǎn)生納米纖維帶向靜電紡絲設(shè)備收集器，從而進一步提高紡絲 效率降低生產(chǎn)成本，使該設(shè)備更適合規(guī)模化工業(yè)生產(chǎn)。
[0006] 本發(fā)明所需要解決的技術(shù)問題，可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：
[0007] -種靜電紡絲設(shè)備，其特征在于，包括：氣源、電場、供液裝置、收集裝置和空心紡 絲螺桿，所述氣源與空心紡絲螺桿連接，所述空心紡絲螺桿下方或兩旁設(shè)有供液裝置，其 中，所述空心紡絲螺桿由空心軸和螺旋葉片組成，所述空心軸采用金屬制成中空的筒狀結(jié) 構(gòu)，所述空心軸外設(shè)置螺旋葉片，所述空心軸靠近螺旋葉片根部的位置設(shè)置噴氣孔。
[0008] 所述空心紡絲螺桿與電場連接，所述電場與收集裝置連接。
[0009] 其中，所述空心軸的直徑為5?50mm，其內(nèi)設(shè)置中心軸。
[0010] 其中，所述螺旋葉片為變徑和等徑螺旋葉片組成，其螺距1〇?60mm，所述螺旋葉 片的厚度為1?3. 5mm。 toon] 其中，所述螺旋葉片為空心的，所述空心軸與螺旋葉片的內(nèi)部相連通，所述螺旋葉 片上頂端和兩側(cè)也設(shè)有噴氣孔。
[0012] 其中，所述空心軸靠近螺旋葉片根部的位置設(shè)有噴氣孔。
[0013] 其中，所述噴氣孔的直徑為0. 1?3mm ;所述噴氣孔與螺旋葉片根部之間的距離為 0. 5?15mm ;所述噴氣孔軸心與螺旋葉片的徑向的夾角為2?80°。
[0014] 其中，所述氣源與空心軸管路連接，所述氣源的氣體通過空心軸、螺旋葉片根部的 噴氣孔朝設(shè)定的角度向外噴氣，噴氣的角度與螺旋葉片之間的夾角角度為2?80°。
[0015] 其中，所述空心軸內(nèi)設(shè)置管芯，所述管芯的截面為半圓形或者弧形結(jié)構(gòu)。
[0016] 進一步，所述管芯包括空心的管芯上部，和實心的管芯下部，所述管芯上部靠近空 心軸的軸心的位置設(shè)置，所述管芯下部靠近空心軸的內(nèi)壁的位置設(shè)置。
[0017] 其中，所述螺旋葉片是空心的，與空心軸管路連接，所述氣源內(nèi)的氣體通過空心 軸、螺旋葉片內(nèi)部，從螺旋葉片頂端和兩側(cè)的噴氣孔噴出，所述噴氣孔設(shè)置為圓形、方形、三 角形以及長方形，所述圓形的直徑為0. 1?3mm。
[0018] 本發(fā)明的有益效果：
[0019] 1、本發(fā)明的螺旋葉片為等徑和變徑螺旋葉片組成，中心軸為金屬空心管狀結(jié)構(gòu)。 A，在空心軸靠近螺旋葉片的根部設(shè)置噴氣孔。B，螺旋葉片為空心的，螺旋葉片頂端和兩側(cè) 設(shè)有噴氣孔。氣體通過A/B兩種方式向設(shè)定的角度噴出，加速將螺旋葉片尖端產(chǎn)生納米纖 維帶向靜電紡絲設(shè)備收集器，以上兩種方法均能將現(xiàn)有的螺旋式靜電紡絲設(shè)備效率再提高 3-5 倍。
[0020] 2、空心軸中設(shè)有半圓管芯，他是由一個封閉的半圓組成。在半圓內(nèi)部分上下兩部 分上半部分為空芯，下半部分為實芯，實芯部分是保證這個半圓的曲線部分在空芯軸轉(zhuǎn)動 時始終朝向下方，這樣能夠使得氣體在上半圓空心軸時能通過噴氣孔朝外噴，在下半圓時 氣體被半圓管芯阻擋而大大減少噴氣壓力和噴氣量，避免影響供液槽向螺旋葉供液。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1為本發(fā)明的簡單結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2A為空心紡絲螺桿的軸向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023] 圖2B為空心紡絲螺桿的徑向結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024] 圖3A為一種實施例管芯的徑向局部放大圖。
[0025] 圖3B為另一種實施例管芯的徑向局部放大圖。
[0026] 附圖標記：
[0027] 氣源1100、電場1200、供液裝置100、高壓電源200、收集裝置300、零電位接地 400、空心紡絲螺桿500、空心軸510、噴氣孔511、螺旋葉片520、中心軸530、管芯540、管芯 上部541、管芯下部542。

【具體實施方式】
[0028] 以下結(jié)合具體實施例，對本發(fā)明作進步說明。應(yīng)理解，以下實施例僅用于說明本發(fā) 明而非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0029] 實施例1
[0030] 如圖1所示，一種靜電紡絲設(shè)備，包括：氣源1100、電場1200、供液裝置100、高壓 電源200、收集裝置300、零電位接地400和空心紡絲螺桿500。
[0031] 氣源1100與空心紡絲螺桿500連接。氣源1100,是一種壓縮空氣通過半空心軸 510的上半圓的空芯部分從噴氣孔中511噴出，沿著螺旋葉片520根部順著螺旋葉片520的 變徑曲面，加速將螺旋葉片520尖端產(chǎn)生納米纖維帶向靜電紡絲設(shè)備。
[0032] 高壓電源200與供液裝置100連接，零電位接地400與收集裝置300連接，供液裝 置100與收集裝置300之間為電場1200，形成了高壓電源200在下方，零電位接地400在上 方的位置。
[0033] 空心紡絲螺桿500下方或兩旁設(shè)有供液裝置100,供液裝置100為槽型結(jié)構(gòu)?？招?紡絲螺桿500與電場1200連接，電場1200還與收集裝置300連接。
[0034] 如圖2A和圖2B所示，空心紡絲螺桿500由空心軸510和螺旋葉片520組成，空 心軸510為一根中空的空芯軸，空心軸510采用金屬制成中空的管狀結(jié)構(gòu)，其直徑在5? 50mm〇
[0035] 空心軸510外設(shè)置螺旋葉片520,螺旋葉片520固定在空心軸510上，并隨著該空 心軸510轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。空心軸510靠近螺旋葉片520根部的位置設(shè)置噴氣孔511。
[0036] 如圖2A和圖2B所示，該空心軸510沿著螺旋葉片520根部，順著螺旋葉片520變 徑曲面有一排噴氣孔511。噴氣孔511與噴氣孔511之間的距離為1?50mm。噴氣孔511 與螺旋葉片520根部之間的距離為0. 5?15mm之間。噴氣孔511軸心與螺旋葉片520的 徑向的夾角為2?80°。
[0037] 螺旋葉片520由等徑和變徑螺旋葉片組成，其螺距5?45mm，螺旋葉片520的厚度 為 L 5 ?3. 5mm η
[0038] 空心軸510與螺旋葉片520的內(nèi)部相連通，螺旋葉片為空心的，520上也設(shè)有噴氣 孔511。噴氣孔511設(shè)置為圓形，圓形的直徑為0.1?3mm。螺旋葉片520是空心的，與空 心軸510管路連接，氣源1100內(nèi)的氣體通過空心軸510、螺旋葉片520內(nèi)部，從螺旋葉片520 頂端和兩側(cè)的噴氣孔511噴出。
[0039] 噴氣孔511的直徑為0. 5?1. 5mm ;噴氣孔511與螺旋葉片520根部之間的距離 為0. 5?15mm之間；噴氣孔511軸心與螺旋葉片520的徑向的夾角為2?80°。
[0040] 氣源1100與空心軸510管路連接，氣源1100內(nèi)的氣體通過空心軸510由噴氣孔 511朝外噴氣，由于噴氣孔的設(shè)置，使得噴氣氣流的角度與螺旋葉片520之間的夾角角度為 2 ?80°。
[0041] 帶由噴氣孔511的空心軸510,作為螺旋葉片520的軸，也可以在空心軸510內(nèi)設(shè) 置半圓管芯540。
[0042] 如圖3A所示，管芯540的截面為半圓形結(jié)構(gòu)?？招妮S510內(nèi)設(shè)置中心軸530。
[0043] 螺旋葉片520由等徑和變徑螺旋葉片組成，其螺距為5?45mm，螺旋葉片520的厚 度為 1.5 ?3. 5mm。圖 2A 中，R1 為 2-80°。
[0044] 空心軸510與螺旋葉片520的空心內(nèi)部相連通，螺旋葉片520上也設(shè)有噴氣孔 511。
[0045] 空心軸510中的半圓管芯540,是由一個封閉的半圓組成。管芯540包括空心的管 芯上部541，和實心的管芯下部542。
[0046] 管芯上部541靠近空心軸510的軸心的位置設(shè)置，管芯下部542靠近空心軸510 的內(nèi)壁的位置設(shè)置。實心部分是保證這個半圓的曲線部分在空心軸510轉(zhuǎn)動時始終朝向下 方，這樣能夠使得氣體在上半圓空心軸510時能通過噴氣孔511朝外噴，在下半圓時氣體被 半圓管芯540阻擋而大大減少噴氣壓力和噴氣量，避免影響供液裝置100向螺旋葉片520 供液。
[0047] 空心軸510加入了管芯540后，氣源1100由外部進到空心軸510的上半部分即空 心部分，并通過空心軸510上的噴氣孔511或通過空心螺旋葉片520的噴氣孔511向上方 向噴出，加速將螺旋葉片尖端產(chǎn)生納米纖維帶向靜電紡絲設(shè)備收集器，使紡絲效率在現(xiàn)有 基礎(chǔ)上再提高3-5倍。
[0048] 實施例2
[0049] 如圖3B所示，管芯540的截面為優(yōu)弧結(jié)構(gòu)?？招妮S510內(nèi)通氣部分為劣弧結(jié)構(gòu)。
[0050] 空心軸510內(nèi)不設(shè)置中心軸530,在空心軸510嵌入式連接。噴氣孔511方形。其 余同實施例1。
[0051] 在另外實施例中，也可以螺旋葉片520不設(shè)置噴氣孔511。噴氣孔511三角形或長 方形。其余同實施例1。以上對本發(fā)明的【具體實施方式】進行了說明，但本發(fā)明并不以此為 限，只要不脫離本發(fā)明的宗旨，本發(fā)明還可以有各種變化。
【權(quán)利要求】
1. 一種靜電紡絲設(shè)備，其特征在于，包括：氣源（1100)、電場（1200)、供液裝置（100)、 收集裝置（300)和空心紡絲螺桿（500)， 所述氣源（1100)與空心紡絲螺桿（500)連接， 所述空心紡絲螺桿（500)下方或兩旁設(shè)有供液裝置（100)， 其中，所述空心紡絲螺桿（500)由空心軸（510)和螺旋葉片（520)組成，所述空心軸 (510)采用金屬制成中空的筒狀結(jié)構(gòu)，所述空心軸（510)外設(shè)置螺旋葉片（520)，所述空心 軸（510)靠近螺旋葉片（520)根部的位置設(shè)置噴氣孔（511)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于：所述空心軸（510)的直徑為5? 50mm，其內(nèi)設(shè)置中心軸（530)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于：所述螺旋葉片（520)為變徑和 等徑螺旋葉片組成，其螺距10?60mm，所述螺旋葉片（520)的厚度為1?3. 5mm。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于：所述螺旋葉片（520)為空心的， 所述空心軸（510)與螺旋葉片（520)的內(nèi)部相連通，所述螺旋葉片（520)頂端和兩側(cè)設(shè)有 噴氣孔（511)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于：所述噴氣孔（511)是圓的、 方的、三角的多邊形的以及細長方形的，直徑為〇. 1?3mm ;所述噴氣孔（511)與螺旋葉片 (520)根部之間的距離為0. 5?15mm ;所述噴氣孔（511)軸心與螺旋葉片（520)的徑向的 夾角為2?80°。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于：所述氣源（1100)與空心軸 (510) 管路連接，所述氣源（1100)內(nèi)的氣體通過空心軸（510)、螺旋葉片根部的噴氣孔 (511) 朝設(shè)定的角度向外噴氣，噴氣的角度與螺旋葉片（520)之間的夾角角度為2?80°。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于：所述空心軸（510)內(nèi)設(shè)置管芯 (540)，所述管芯（540)的截面為半圓形或者弧形結(jié)構(gòu)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于：所述管芯（540)包括空心的管 芯上部（541)，和實心的管芯下部（542)，所述管芯上部（541)靠近空心軸（510)的軸心的 位置設(shè)置，所述管芯下部（542)靠近空心軸（510)的內(nèi)壁下側(cè)的位置設(shè)置。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的靜電紡絲設(shè)備，其特征在于：所述螺旋葉片（520)是空心的， 與空心軸（510)管路連接，所述氣源（1100)內(nèi)的氣體通過空心軸（510)、螺旋葉片（520)內(nèi) 部，從螺旋葉片（520)頂端和兩側(cè)的噴氣孔（511)噴出，所述噴氣孔（511)設(shè)置為圓形、方 形、三角形以及長方形，所述圓形的直徑為〇. 1?3mm。
【文檔編號】D01D13/00GK104099679SQ201410364083
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月29日
【發(fā)明者】趙曙光 申請人:上海云同納米科技中心(普通合伙)