一种惰性气体控制流量的静电纺丝装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及静电纺丝技术领域，具体涉及一种惰性气体控制流量的静电纺丝装置。为了解决采用活塞式注射器进行纺丝溶液推送时，存在纺丝溶液输送不稳定的问题，本实用新型专利技术公开了一种惰性气体控制流量的静电纺丝装置。该静电纺丝装置，包括注射器、纺丝针管、高压直流电源和接收屏，其中，所述注射器采用惰性气体推进结构，所述注射器的一端与纺丝针管连通，另一端与推进气源连接。采用本实用新型专利技术的静电纺丝装置进行静电纺丝时，利用推进气源作为纺丝溶液的推进动力，可以解决采用油润滑活塞进行纺丝溶液推进时存在的溶液间断不稳定喷射，从而提高对纺丝溶液推进输送的稳定性和连续性。

【技术实现步骤摘要】
一种惰性气体控制流量的静电纺丝装置
本技术涉及静电纺丝
，具体涉及一种惰性气体控制流量的静电纺丝装置。
技术介绍
静电纺丝是一种特殊的纤维制造工艺，聚合物溶液或熔液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，从而产生纳米级直径的聚合物细丝。目前，在进行静电纺丝过程使用的静电纺丝设备通常主要包括注射器、纺丝针管、高压直流电源和接收屏等三个部分。其中，纺丝针管的一端与注射器连接，另一端与高压直流电源的正极相连接，接收屏与高压直流电源的负极相连接，高压直流电源提供静电纺丝过程所需要的电场力。纺丝溶液通过注射器进入纺丝针管中，在自身重力和挤压力的共同作用下从针头口处流出形成带电液滴，纺丝溶液在表面张力以及高压电场下所受电场力的综合作用下被撕裂形成锥形，当高压直流电源输出的电压达到并超过某一临界电压Vc后，带电的液滴纺丝溶液就会形成喷射流并落到接收屏上，形成最终的纺丝。其中，在现有的静电纺丝设备中，注射器通常采用油润滑式活塞推进结构，但是由于油润滑活塞因润滑油的黏度而附带在活塞运动过程中的阻力问题，出现纺丝溶液输送不稳定而导致纺丝断断续续，影响最终静电纺丝的效果。
技术实现思路
为了解决采用活塞式注射器进行纺丝溶液推送时，存在纺丝溶液输送不稳定的问题，本技术提出了一种惰性气体控制流量的静电纺丝装置。该静电纺丝装置，包括注射器、纺丝针管、高压直流电源和接收屏，其中，所述注射器采用惰性气体推进结构，所述注射器的一端与纺丝针管连通，另一端与推进气源连接。优选的，所述推进气源与所述注射器之间采用可拆卸连接。进一步优选的，所述推进气源与所述注射器之间采用螺纹密封连接。优选的，所述注射器中与所述推进气源连接的一端沿与竖直方向成小于60度夹角的方向设置。优选的，在所述的推进气源与所述注射器之间设有流量控制针阀。优选的，在所述推进气源与所述注射器之间设有0～5kpa的压力表。进一步优选的，所述推进气源采用氩气。采用本技术提供的静电纺丝装置进行静电纺丝操作时，具有以下有益效果：1、在本技术的静电纺丝装置中，通过设置推进气源并与注射器进行连接，从而将推进气源输出的推动气体作为对纺丝溶液进行推进输出的动力。这样，利用推进气体对纺丝溶液恒压接触推动，可以避免采用油润滑活塞恒定运动而引起的溶液间断不稳定喷射，从而对纺丝溶液输出连续稳定的推动力，保证纺丝溶液由注射器到纺丝针管整个输送过程的连续稳定，进而形成连续稳定的纺丝，提高纺丝的成型质量和静电纺丝效果。2、在本技术的静电纺丝装置中，通过在推进气源与注射器之间设置流量控制针阀和压力控制阀，分别实现对推进气源输出推进气体的流量控制和压力控制，从而实现对纺丝溶液输出量的控制以及对纺丝溶液输出稳定性的控制，最终保证静电纺丝的效果。附图说明图1为本技术惰性气体控制流量的纺丝装置的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本技术的技术方案进行详细介绍。结合图1所示，本技术惰性气体控制流量的纺丝装置包括注射器1、纺丝针管2、高压直流电源3、接收屏4和推进气源5。注射器1的一端与纺丝针管2连通，另一端与推进气源5连接，纺丝针管2的另一端与高压直流电源3的正极相连接，接收屏4与高压直流电源3的负极相连接。其中，推进气源5中的推进气体选用与纺丝溶液不发生化学反应的惰性气体，这样可以避免纺丝溶液与推进气体接触时发生化学反应而变质，从而保证最终获得纺丝的质量。同样，在其他实施例中，也可以根据纺丝溶液种类的不同，选用其他惰性气体作为推进气体。此时，通过高压直流电源3在纺丝针管2和接收屏4之间产生电场力，注射器1中的纺丝溶液在推进气源5输出推进气体的推动作用下进入纺丝针管2，并且纺丝溶液在自身重力和气体压力的共同作用下从针头口处流出形成带电液滴，而纺丝溶液在表面张力以及电场力的综合作用下被撕裂形成锥形，当高压直流电源3输出的电压达到并超过某一临界电压Vc后，带电的液滴纺丝溶液就会形成喷射流并落到接收屏4上，形成最终的纺丝。优选的，在本实施例中，推进气源5与注射器1之间采用可拆卸式连接，以便于在使用过程中随时向注射器1中添加纺丝溶液。进一步优选的，在本实施例中，推进气源5与注射器1之间采用螺纹密封连接，这样不仅可以保证推进气源5与注射器1之间拆装的便捷性，而且可以保证两者之间气密封性，保证对纺丝溶液输送过程的稳定性。同样，在其他实施例中，推进气源5与注射器1之间也可以采用其他可拆卸式连接方式，例如卡扣式。此外，在本实施例中，注射器1采用竖直固定设置，并且使注射器1中与推进气源5连接的一端沿与竖直方向成小于60度夹角的方向设置。此时，利用推进气源5中推进气体与纺丝溶液之间的密度差，不仅可以在向注射器1中添加纺丝溶液时，随着纺丝溶液沿注射器1内壁的下滑直接将注射器1中的气体进行排出，避免纺丝溶液中有气体的混入，而且可以在推进气源5对注射器1中的纺丝溶液进行推进输送时，使推进气体始终位于纺丝溶液的上方，从而避免推进气体穿过纺丝溶液进入纺丝针管2而造成纺丝溶液的间断，这样可以进一步提高对纺丝溶液推送的连续稳定性以及最终获得纺丝的质量。结合图1所示，本技术的静电纺丝装置中还设有压力控制阀6、压力表7和流量控制针阀8，并且串联分布在推进气源5和注射器1之间。其中，在本实施例中，压力控制阀6选用减压阀，这样在压力控制阀6和压力表7的配合作用下，可以对推进气源5输出的推进气体压力进行调节和自动控制，从而对纺丝溶液的输送速度进行调整以及对纺丝溶液的推动作用力进行稳定，实现对纺丝溶液连续稳定输出的有效控制。此外，通过流量控制针阀8可以对推进气源5输出的推进气体体积进行控制，这样再根据注射器1的截面积即可获得推进气体对纺丝溶液的推进距离，从而实现对纺丝溶液输出量的控制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种惰性气体控制流量的静电纺丝装置，包括注射器、纺丝针管、高压直流电源和接收屏，其特征在于，所述注射器采用惰性气体推进结构，所述注射器的一端与纺丝针管连通，另一端与推进气源连接。

【技术特征摘要】
1.一种惰性气体控制流量的静电纺丝装置，包括注射器、纺丝针管、高压直流电源和接收屏，其特征在于，所述注射器采用惰性气体推进结构，所述注射器的一端与纺丝针管连通，另一端与推进气源连接。2.根据权利要求1所述的静电纺丝装置，其特征在于，所述推进气源与所述注射器之间采用可拆卸连接。3.根据权利要求2所述的静电纺丝装置，其特征在于，所述推进气源与所述注射器之间采用螺纹密封连接。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏玉鹏，赵飞云，马文，张蒋虎，王海燕，王姝，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：甘肃,62