一种实心针头静电纺丝设备制造技术

本发明专利技术公开了一种实心针头静电纺丝设备，包括喷丝系统、纤维接收系统、供液系统、供电系统以及控制系统；所述喷丝系统包括多个喷丝头、用于固定多个喷丝头的导液固定管以及设置在每个喷丝头上的用于对喷丝头进行静电隔离的绝缘罩；其中，所述喷丝头包括喷丝头主体、位于喷丝头主体一端的连接座以及位于喷丝头主体另一端的多个实心针头，所述喷丝头主体内设有供液腔，所述连接座内设有与供液腔连通的进液管，所述实心针头的一端伸入供液腔内，另一端伸出喷丝头主体，每个实心针头与喷丝头主体间设有间隙；所述导液固定管内设有储液腔。该设备既能避免纺丝针头静电排斥，又能让纺丝针头以较小的间距排列，以获得更好的静电纺丝产品。

An electrostatic spinning equipment for solid needles

The invention discloses a solid needle electrostatic spinning device, including a wire spray system, a fiber receiving system, a liquid supply system, a power supply system, and a control system. The shotcrete system comprises a plurality of spinneres, a guide pipe for fixing a plurality of shothead heads, and a statics set on each spinneret for a spinneret. An electrical isolating insulating cover consists of a wire head body, a connecting seat at the main end of the spinneret and a plurality of solid needles located at the other end of the main body of the spinneret. The main body of the spinneret is provided with a liquid feeding chamber, the connecting seat is provided with an inlet pipe connected with the liquid supply cavity, and one end of the solid needle. The nozzle is extended into the liquid supply cavity, and the other end extends the main body of the spinneret. There is a gap between each solid needle and the main body of the spinneret, and a liquid storage cavity is arranged in the liquid guiding fixing pipe. The device can avoid electrostatic rejection of spinning needles, and allow spinning needles to be arranged at a relatively small distance to obtain better electrospinning products.

【技术实现步骤摘要】
一种实心针头静电纺丝设备
本专利技术涉及一种静电纺丝设备，具体涉及一种实心针头静电纺丝设备。
技术介绍
纳米纤维是指纤维直径介于几十纳米到几百纳米范围内的超细纤维，与普通纤维相比，具有比表面积高、高孔隙率等特性，由纳米纤维堆积而成的具有三维立体多孔结构的纳米纤维膜材料具有孔径小、孔隙率高、连通性好、堆积密度可控等优点，因此能够作为纳米科学和技术的基本构筑基元；而通过静电纺丝方法进行纳米纤维的生产过程中，不但能够对纤维直径、纤维形貌、纤维结构进行调控，还能较容易地通过使用功能化聚合物或添加功能性化学物质来得到具有不同功能的功能性纳米纤维，由于该功能性纳米纤维具有众多的优异性能，因此目前已成功地应用到过滤、催化剂或酶载体、组织工程、药物释放、传感器、能源储存、纺织服装等领域中。现有的静电纺丝装置中，为了提高生产效率，通常设有多个针喷丝头，工作时，多个针喷丝头同时进行静电纺丝任务，由于各针喷丝头都带电，各带点的针喷丝头都会产生静电场，因此多个针喷丝头产生的多个静电场间会相互干扰，使得从针喷丝头喷出的纳米纤维无规则地弯曲排列，导致纺丝不均匀，纺丝的质量大打折扣；并且，喷射时还会出现纳米纤维向外偏斜，从而无法被承接到接收基布上的情况。为了克服上述问题，申请公布号为CN106119995A的专利申请文件公开了一种实心针喷丝头静电纺丝装置，该装置包括供液系统、实心针喷丝头喷丝系统、升降系统、供电系统、接收系统以及控制系统，其中，所述实心针喷丝头喷丝系统由实心针喷丝头、金属丝导线、绝缘导液棒、支撑板、喷丝喷丝头储液盒组成，所述绝缘导液棒轴心有中心孔，孔径与实心针喷丝头针身直径相等，所述实心针喷丝头插入绝缘导液棒中心孔中；所述支撑板的中间位置开有等间距排列的N行通孔，孔径与绝缘导液棒的中间圆柱直径相等，所述绝缘导液棒设置在支撑板上的通孔中；所述喷丝喷丝头储液盒的底部开有等间距排列的N行圆锥沉喷丝头孔，孔径与绝缘导液棒中间圆柱直径相等，顶部开槽，开槽外形尺寸与支撑板外形尺寸相等，所述支撑板置于喷丝喷丝头储液盒的开槽中，支撑板与升降系统连接，所述绝缘导液棒底部圆锥穿过喷丝喷丝头储液盒底部圆锥沉喷丝头通孔，并紧密接触。工作时，升降系统驱动支撑板向上运动，使得绝缘导液棒与圆锥沉喷丝头部分之间的间隙增大，从而使得液滴沿着绝缘导液棒底部圆锥流出，液滴在电场的激发下产生泰勒锥，形成纳米纤维。由于该装置中每个实心针喷丝头都设置在绝缘导向棒内，因此能够明显地减弱了静电排斥的干扰，使得纺丝更加均匀、纺丝效果更加好。但该装置在实际生产中存在以下问题：由于实心针喷丝头置于绝缘导液棒内，绝缘导液棒的直径相对于实心针喷丝头大很多，因此导致实心针喷丝头的排布间距较大，当某些生产工艺要求实心针喷丝头以更小的间距排列时，现有的上述装置就无法做到。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种实心针头静电纺丝设备，该设备既能避免纺丝针头静电排斥，又能让纺丝针头以较小的间距排列，以获得更好的静电纺丝产品。本专利技术解决上述技术问题的技术方案是：一种实心针头静电纺丝设备，包括喷丝系统、纤维接收系统、供液系统、供电系统以及控制系统；所述喷丝系统包括多个喷丝头、用于固定多个喷丝头的导液固定管以及设置在每个喷丝头上的用于对喷丝头进行静电隔离的绝缘罩；其中，所述喷丝头包括喷丝头主体、位于喷丝头主体一端的用于与导液固定管连接的连接座以及位于喷丝头主体另一端的从喷丝头主体中延伸出来的多个实心针头，其中，所述绝缘罩包围在实心针头外，所述喷丝头主体内设有供液腔，所述连接座内设有与供液腔连通的进液管，所述实心针头的一端伸入供液腔内，另一端伸出喷丝头主体，每个实心针头与喷丝头主体间设有间隙；所述导液固定管内设有储液腔，该储液腔的腔壁上设有进液口和与每个喷丝头进液管一一导通的多个出液口；所述纤维接收系统包括接收基布、位于接收基布两端的放卷辊和收卷辊、用于驱动收卷辊运动的收卷辊驱动机构以及用于驱动接收基布上下运动的升降驱动机构；所述供液系统包括高压瓶和储液盒，其中，所述高压瓶和储液盒之间通过输气管连接，所述储液盒通过输液管和导液固定管的进液口连通；所述供电系统包括高压直流电源，该高压直流电源的正极通过导线与每个喷丝头中的实心针头连接，所述接收基布接地；所述控制系统与收卷辊驱动机构以及升降驱动机构的控制端连接。本专利技术的一个优选方案，其中，所述供液腔内设有用于驱动实心针头上下运动的浮板密封圈，多个实心针头固定在该浮板密封圈上，当供液腔内的聚合物纺丝液未充满时，浮板密封圈与供液腔的腔壁接触；当供液腔内充满聚合物纺丝液时，浮板密封圈与供液腔的腔壁脱离接触。上述结构适用于喷丝头向下喷丝的场合，其好处在于：当整个静电设备处于工作状态时，供液腔内充满聚合物纺丝液，浮板密封圈在浮力的作用下(此时浮板密封圈的浮力大于浮板密封圈以及实心针头的重力)与供液腔的腔壁脱离接触，将实心针头与喷丝头主体间的间隙打开，从而使得聚合物纺丝液能够通过该间隙流出，进行正常的喷丝作业；而当整个静电设备处于非工作状态时，由供液腔内的聚合物纺丝液内缺少补给，因此浮板密封圈在重力的作用下(此时浮板密封圈的浮力小于浮板密封圈以及实心针头的重力)与供液腔的腔壁接触，将实心针头与喷丝头主体间的间隙密封关闭，从而能够防止聚合物纺丝液从供液腔中流出造成污染浪费。本专利技术的一个优选方案，其中，所述喷丝头的连接座为螺杆，所述导液固定管设有与螺杆配合的螺孔。所述喷丝头通过螺杆与螺孔配合的方式实现与喷丝头固定件之间的连接，从而使得喷丝头具有安装更换方便、密封性好的优点。优选地，所述收卷辊驱动机构包括电机、与收卷辊同轴设置的主动带轮以及与放卷辊同轴设置的从动带轮，其中，所述电机的输出轴通过联轴器或输送带与主动带轮连接，所述从动带轮与主动带轮通过传送带连接。工作时，电机的输出轴转动带动主动带轮转动，进而一方面带动与主动带轮同轴的和收卷辊转动，另一方面带动与主动带轮通过传送带连接的从动带轮转动，从而带动放卷辊转动，实现接收布基的收放任务。优选地，所述输气管上设有气体流量调节阀和压力表。工作时，可以利用气体流量调节阀来控制储液箱内压力的大小，当压力较大时，聚合物纺丝液的流速大，单位时间内的供液量多，当压力较小时，聚合物纺丝液的流速小，单位时间内的供液量少，从而能够根据实际需求进行调节。优选地，所述导液固定管为圆柱形的空心密封管，该空心密封管的内腔构成所述储液腔，所述进液口设置在空心密封管的一端面上，所述出液口设置在空心密封管的圆柱面上。由于空心密封管的内腔面为圆柱面，因此能够对聚合物纺丝液起到汇聚作用，这样，聚合物纺丝液经过汇聚到底部后再从设置在圆柱面的出液口中流出，从而使液体更加顺利地流入到喷丝头中；并且，圆柱形的空心密封管也便于对其内腔进行清洗。优选地，所述导液固定管为矩形盒，该矩形盒的内腔构成所述储液腔。这样设置的目的在于，矩形盒的表面为平面结构，既能够在横向上设置喷丝头，又能够在纵向上设置喷丝头，从而能够根据实际需求合理安排喷丝头的数量和排列方式。优选地，所述喷丝头主体为圆柱体，所述实心针头在喷丝头主体上沿圆周方向排列，且沿径向分成多组。优选地，所述绝缘罩为中空的圆柱结构，该绝缘罩的端部通过螺纹连接结构连接在所述喷丝头主体上。优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种实心针头静电纺丝设备，其特征在于，包括喷丝系统、纤维接收系统、供液系统、供电系统以及控制系统；所述喷丝系统包括多个喷丝头、用于固定多个喷丝头的导液固定管以及设置在每个喷丝头上的用于对喷丝头进行静电隔离的绝缘罩；其中，所述喷丝头包括喷丝头主体、位于喷丝头主体一端的用于与导液固定管连接的连接座以及位于喷丝头主体另一端的从喷丝头主体中延伸出来的多个实心针头，其中，所述绝缘罩包围在实心针头外，所述喷丝头主体内设有供液腔，所述连接座内设有与供液腔连通的进液管，所述实心针头的一端伸入供液腔内，另一端伸出喷丝头主体，每个实心针头与喷丝头主体间设有间隙；所述导液固定管内设有储液腔，该储液腔的腔壁上设有进液口和与每个喷丝头进液管一一导通的多个出液口；所述纤维接收系统包括接收基布、位于接收基布两端的放卷辊和收卷辊、用于驱动收卷辊运动的收卷辊驱动机构以及用于驱动接收基布上下运动的升降驱动机构；所述供液系统包括高压瓶和储液盒，其中，所述高压瓶和储液盒之间通过输气管连接，所述储液盒通过输液管和导液固定管的进液口连通；所述供电系统包括高压直流电源，该高压直流电源的正极通过导线与每个喷丝头上的实心针头连接，所述接收基布接地；所述控制系统与收卷辊驱动机构以及升降驱动机构的控制端连接。...

【技术特征摘要】
1.一种实心针头静电纺丝设备，其特征在于，包括喷丝系统、纤维接收系统、供液系统、供电系统以及控制系统；所述喷丝系统包括多个喷丝头、用于固定多个喷丝头的导液固定管以及设置在每个喷丝头上的用于对喷丝头进行静电隔离的绝缘罩；其中，所述喷丝头包括喷丝头主体、位于喷丝头主体一端的用于与导液固定管连接的连接座以及位于喷丝头主体另一端的从喷丝头主体中延伸出来的多个实心针头，其中，所述绝缘罩包围在实心针头外，所述喷丝头主体内设有供液腔，所述连接座内设有与供液腔连通的进液管，所述实心针头的一端伸入供液腔内，另一端伸出喷丝头主体，每个实心针头与喷丝头主体间设有间隙；所述导液固定管内设有储液腔，该储液腔的腔壁上设有进液口和与每个喷丝头进液管一一导通的多个出液口；所述纤维接收系统包括接收基布、位于接收基布两端的放卷辊和收卷辊、用于驱动收卷辊运动的收卷辊驱动机构以及用于驱动接收基布上下运动的升降驱动机构；所述供液系统包括高压瓶和储液盒，其中，所述高压瓶和储液盒之间通过输气管连接，所述储液盒通过输液管和导液固定管的进液口连通；所述供电系统包括高压直流电源，该高压直流电源的正极通过导线与每个喷丝头上的实心针头连接，所述接收基布接地；所述控制系统与收卷辊驱动机构以及升降驱动机构的控制端连接。2.根据权利要求1所述的实心针头静电纺丝设备，其特征在于，所述供液腔内设有用于驱动实心针头上下运动的浮板密封圈，多个实心针头固定在该浮板密封圈上，当供液腔内的聚合物纺丝液未充满时，浮板密封圈与供液腔的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈柔羲，程建华，
申请(专利权)人：华南协同创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44