本發(fā)明涉及靜電紡絲設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種手持式納米顆粒噴射裝置。

背景技術(shù)：

靜電紡絲是一種直接、連續(xù)制備聚合物纖維的方法。靜電紡絲以其制造裝置簡單、紡絲成本低、可用的紡絲材料多、工藝可控等優(yōu)點，成為了制備納米纖維材料的主要方法之一。靜電紡絲具有設(shè)備簡單、操作方便、材料適用性強、可噴印溶液粘度高等優(yōu)點，因而在近些年得到了迅猛的發(fā)展。靜電紡絲通過施加靜電高壓作為紡絲溶液拉伸噴射的動力，靜電紡絲過程黏彈性溶液在外電場的作用下發(fā)生形變產(chǎn)生泰勒錐，并誘使溶液從泰勒錐尖射出。

目前應(yīng)用于靜電紡絲生產(chǎn)或研究的靜電紡絲設(shè)備主要可以分為單根纖維直寫與批量纖維生產(chǎn)兩種，單根纖維直寫關(guān)注點在于纖維的精確定位與沉積批量纖維制備主要關(guān)注纖維的較大面積應(yīng)用。但是靜電紡絲裝備由多種儀器或部件組合在一起使用，使用過程中調(diào)節(jié)參數(shù)多且繁雜，不易便攜。隨著靜電紡絲的運用范圍擴大，便攜簡易產(chǎn)生纖維的靜電紡絲裝置必然要適應(yīng)需求。如在野外作業(yè)、設(shè)備噴涂、課堂教學(xué)、收集板為絕緣物體等領(lǐng)域需要便攜、易產(chǎn)生纖維的靜電紡絲裝置。

而現(xiàn)有技術(shù)列舉的幾類手持式靜電紡絲裝置，其結(jié)構(gòu)在靜電紡絲過程中容易造成噴頭堵塞，且由于采用的電壓不穩(wěn)定，所以導(dǎo)致整個紡絲距離較短，纖維產(chǎn)率較低，實用性差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為此，需要提供一種手持式納米顆粒噴射裝置，纖維噴射均勻，紡絲效率高，紡絲距離長，纖維產(chǎn)率高，實用性強。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了手持式納米顆粒噴射裝置，包括絕緣腔體，所述絕緣腔體頂部設(shè)有金屬板，所述絕緣腔體上端部橫穿設(shè)有一導(dǎo)向氣管，所述導(dǎo)向氣管一端與高壓氣管相連，所述導(dǎo)向氣管位于絕緣腔體內(nèi)的部分設(shè)有一空隙，所述導(dǎo)向氣管另一端與納米顆粒噴嘴相連，所述絕緣腔體內(nèi)設(shè)有溶液槽用于存放紡絲溶液，所述溶液槽為嵌套設(shè)置在絕緣腔體的封閉殼體，所述封閉殼體能相對絕緣腔體內(nèi)壁上下移動，所述封閉殼體頂部開設(shè)有靜電噴霧噴嘴，所述封閉殼體底部為一擋板，擋板下設(shè)置有電動推拉桿，所述電動推拉桿推動擋板上下移動，從而實現(xiàn)封閉殼體沿絕緣腔體內(nèi)壁上下移動，所述溶液槽側(cè)壁通過高壓電源線與外部高壓電源電連接，所述絕緣腔體外側(cè)壁設(shè)置有把手，所述把手上設(shè)有電動推拉桿開關(guān)，用于啟動或關(guān)閉電動推拉桿。

進一步的，所述金屬板距離導(dǎo)向氣管10厘米。

進一步的，所述導(dǎo)向氣管中的空隙位于導(dǎo)向氣管的中部區(qū)域，且該間隙的軸向距離為5厘米。

進一步的，所述導(dǎo)向氣管靠近空隙的兩端分別設(shè)有支撐柱，所述支撐柱底部與封閉殼體頂部連接，所述支撐柱采用玻璃纖維管制作而成，其支撐柱的直徑≤5mm，這種直徑的設(shè)置不會對紡絲噴液的噴射方向造成影響，又具有良好的韌性及支撐力度。

進一步的，所述靜電噴霧噴嘴的周圍設(shè)有塑料絕緣外殼。

區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，上述技術(shù)方案的有益效果如下：

本發(fā)明通過對整個手持式靜電方式裝置結(jié)構(gòu)的改進，設(shè)置了能相對絕緣腔體上下移動的溶液槽，且在溶液槽底部設(shè)置一電動推拉桿，在電動推拉桿的推動作用下，推動溶液槽上下運動，進而溶液槽的溶液也隨之運動，在靜電噴霧噴嘴處形成液滴，在高壓電場的作用下，朝金屬板方向噴射帶電的霧化納米顆粒，高壓氣管接通高壓氣體，在有空隙的導(dǎo)向氣管的空隙處存在壓差，帶動納米顆粒向納米顆粒噴嘴方向運動，最終納米顆粒從納米顆粒噴嘴處噴射出來。本發(fā)明提高了噴霧沉積的效率。

附圖說明

圖1為本實施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記說明：1絕緣腔體、2金屬板、3導(dǎo)向氣管、4納米顆粒噴嘴、5靜電噴霧噴嘴、6溶液槽、7高壓電源線、8電動推拉桿、9電動推拉桿開關(guān)、10手把、11高壓氣管、12擋板、13支撐柱。

具體實施方式

為詳細說明技術(shù)方案的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合具體實施例并配合附圖詳予說明。

實施例1：

請參閱圖1，本實施例1的手持式納米顆粒噴射裝置，包括絕緣腔體1，所述絕緣腔體1可以為腔體高5~15cm；腔體橫截面可以是圓形、橢圓形、長方形或正方形；橫截面直徑、邊長10~20cm。所述絕緣腔體1內(nèi)頂部設(shè)有金屬板2，所述絕緣腔體1內(nèi)上端部橫穿設(shè)有一導(dǎo)向氣管3，所述導(dǎo)向氣管3一端與高壓氣管11相連，所述金屬板距離導(dǎo)向氣管10厘米。所述導(dǎo)向氣管3采用玻璃纖維管，具有較高的機械強度，不易發(fā)生變形。導(dǎo)電氣管3位于絕緣腔體1內(nèi)的部分設(shè)有一空隙31，所述導(dǎo)向氣管3中的空隙31位于導(dǎo)向氣管的中部區(qū)域，所述空隙31的大小可通過調(diào)節(jié)導(dǎo)向氣管3在絕緣腔體1內(nèi)的長度確定。本實施例中，空隙31的軸向距離為設(shè)5厘米，可保證納米顆粒順利通過空隙31，并在高壓氣管11輸送的高速氣流的定向推動作用下從納米顆粒噴嘴4高效噴射。所述導(dǎo)向氣管3另一端與納米顆粒噴嘴4相連，所述絕緣腔體1內(nèi)設(shè)有溶液槽6用于存放紡絲溶液，所述溶液槽6為嵌套設(shè)置在絕緣腔體1的封閉殼體，所述封閉殼體能相對絕緣腔體1內(nèi)壁上下移動，所述封閉殼體頂部開設(shè)有靜電噴霧噴嘴5，所述封閉殼體底部為一擋板12，擋板12下設(shè)置有電動推拉桿8，所述電動推拉桿8推動擋板12上下移動，從而實現(xiàn)封閉殼體沿絕緣腔體1內(nèi)壁上下移動，所述溶液槽6側(cè)壁通過高壓電源線7與外部高壓電源電連接，高壓電源線7帶有插頭，直接與外部高壓電源電連接。所述高壓電源線外接直流高壓電源、脈沖高壓電源或交流高壓電源；直流高壓電源電壓500~50000v可調(diào)；脈沖高壓電壓電源電壓值500~20000v可調(diào)，供電頻率10~1000hz可調(diào)，電壓偏置0~10000v；交流高壓電源輸出電壓波形可以但不限于是方波、正弦波、三角波等，輸出電壓頻率10~1000hz可調(diào)，輸出電壓幅值200~10000v可調(diào)。所述絕緣腔體1外側(cè)壁設(shè)置有把手10，所述把手上設(shè)有電動推拉桿開關(guān)9，用于啟動或關(guān)閉電動推拉桿8。

所述靜電噴霧噴嘴5的周圍設(shè)有塑料絕緣外殼（未示意）。

本發(fā)明的工作原理如下：

本發(fā)明通過對整個手持式靜電方式裝置結(jié)構(gòu)的改進，設(shè)置了能相對絕緣腔體1上下移動的溶液槽6，且在溶液槽6底部設(shè)置一電動推拉桿8，在電動推拉桿8的推動作用下，推動溶液槽6上下運動，進而溶液槽6的溶液也隨之運動，在靜電噴霧噴嘴5處形成液滴，在高壓電場的作用下，朝金屬板2方向噴射帶電的霧化納米顆粒，高壓氣管11接通高壓氣體，在有空隙的導(dǎo)向氣管3的空隙處存在壓差，帶動納米顆粒向納米顆粒噴嘴4方向運動，最終納米顆粒從納米顆粒噴嘴4處噴射出來。

微納顆粒從靜電噴霧噴嘴5處噴射出來后，在靜電場力的作用下將朝金屬板2運動；霧化納米顆粒在朝金屬板2運動的過程中會經(jīng)過導(dǎo)向氣管3的空隙31；氣管3中的氣流將攜帶霧化后的顆粒進入到氣管的出氣端，將霧化納米顆粒傳送至納米顆粒噴嘴4，完成納米顆粒的定向傳送與噴射。

當(dāng)溶液槽6溶液從靜電噴霧噴嘴5噴射后，溶液槽6中的溶液減少會產(chǎn)生空隙從而影響了后續(xù)溶液的噴射，為了保證噴射的持續(xù)穩(wěn)定，電動推拉桿8推動溶液槽6下部的擋板12向上運動，以保證溶液的供給。電動推拉桿8的作用主要是控制溶液槽6底部擋板的向上或向下運動，霧化噴射時消耗溶液，溶液槽6底部在推拉桿的作用下向上運動以保證溶液持續(xù)供給、維持穩(wěn)定霧化，避免溶液槽6出現(xiàn)真空區(qū)域；霧化噴射完成后，電動推拉桿8需要往下拉溶液槽6底部，以便新溶液的注入。霧化噴射時需要電動推拉桿8向上緩慢移動，以維持射流的穩(wěn)定霧化，電動推拉桿8的移動速度為0.1~10mm/s；電動推拉桿8能夠快速移動，以便溶液的快速注入，移動速度10~50mm/s。

本實施例中的靜電紡絲溶液是采用高分子溶液、生物材料溶液等黏彈性溶液，本發(fā)明主要針對生物醫(yī)療、生物組織構(gòu)建、表面修復(fù)、器件部件在線修復(fù)等領(lǐng)域的應(yīng)用需求；手持式靜電紡絲的優(yōu)勢在于可以方便地在指定的位置進行納米纖維的沉積噴印與表面結(jié)構(gòu)成型，可以方便納米纖維在結(jié)構(gòu)修復(fù)與表面組織構(gòu)建方面的應(yīng)用，提高表面修復(fù)的均勻性成與構(gòu)建的效率，克服了現(xiàn)有靜電紡絲設(shè)備移動不便難以實現(xiàn)納米纖維定位沉積控制的目標(biāo)。

本實施例主要是針對于納米顆粒的便攜式可控噴射覺積，采用了帶有空隙31的氣管3，當(dāng)靜電霧化納米顆粒噴射經(jīng)過氣管空隙31時，納米顆粒將被氣體傳輸至納米顆粒噴嘴4處，實現(xiàn)霧化納米顆粒的傳輸；再者，導(dǎo)向氣管3對氣體起到了很的聚集運輸作用，可以控制納米顆粒在沉積過程中被集中于特定區(qū)域，從而提高了噴霧沉積的效率。

實施例2：

參考圖2所示，本實施例2的基本結(jié)構(gòu)與實施例1的結(jié)構(gòu)相同，不同之處在于，本實施例2中，所述導(dǎo)向氣管3靠近空隙31的兩端分別設(shè)有支撐柱13，所述支撐柱13底部與封閉殼體頂部連接，所述支撐柱13采用玻璃纖維管制作而成，其支撐柱的直徑≤5mm，這種直徑的設(shè)置不會對紡絲噴液的噴射方向造成影響，又具有良好的韌性及支撐力度。

需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者終端設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者終端設(shè)備中還存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超過”等理解為不包括本數(shù)；“以上”、“以下”、“以內(nèi)”等理解為包括本數(shù)。

盡管已經(jīng)對上述各實施例進行了描述，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例做出另外的變更和修改，所以以上所述僅為本發(fā)明的實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍之內(nèi)。