一種具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，用于靜電紡絲技術(shù)領(lǐng)域，包括高壓供電裝置、紡絲電極和接收電極，紡絲電極呈圓盤狀，紡絲電極通過轉(zhuǎn)軸安裝于轉(zhuǎn)軸座上，紡絲電極具有銳利的外緣輪廓，高壓供電裝置可在紡絲電極和接收電極間形成產(chǎn)生射流所需的電場。本發(fā)明所設(shè)計的紡絲電極銳利的外緣輪廓形成尖端結(jié)構(gòu)，在尖端處具有電荷聚集效應(yīng)，能夠促進(jìn)誘導(dǎo)紡絲，降低紡絲電壓，解決無針靜電紡絲技術(shù)中存在的紡絲電壓較高的問題并進(jìn)一步提高纖維的生產(chǎn)質(zhì)量及產(chǎn)量；不存在傳統(tǒng)的針頭式靜電紡絲裝置容易出現(xiàn)的噴頭阻塞、難清理，陣列噴頭在紡絲過程中容易出現(xiàn)“邊緣效應(yīng)”現(xiàn)象等缺點；該裝置結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，便于工業(yè)化應(yīng)用。
【專利說明】
一種具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明用于靜電紡絲技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲
目.0
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲技術(shù)是一種利用靜電場力生產(chǎn)納米纖維的技術(shù)，其原理是:在高壓靜電場中，帶電聚合物溶液在電場力的作用下形成泰勒錐，當(dāng)電場力足夠大，使得帶電液滴克服自身表面張力形成帶電射流，最后在收集機構(gòu)上沉積固化成納米纖維結(jié)構(gòu)。
[0003]傳統(tǒng)的針頭式靜電紡絲裝置容易出現(xiàn)的噴頭阻塞、難清理，陣列噴頭在紡絲過程中容易出現(xiàn)“邊緣效應(yīng)”現(xiàn)象等缺點都影響了纖維質(zhì)量，紡絲效率及產(chǎn)量較低。相比于噴頭式靜電紡，無針式靜電紡具有產(chǎn)量高，紡絲設(shè)備簡單，生產(chǎn)成本較低等特點。
[0004]專利CN201510390839.5提出的一種無針靜電紡絲技術(shù)，其紡絲電極上的針尖結(jié)構(gòu)，能夠加強紡絲區(qū)域是的電場強度，降低紡絲電壓，提高纖維質(zhì)量，但陣列排布的針尖如果布置得不合理，容易造成針尖彼此電場的相互影響，削弱針尖上的電場強度，此外，陣列排布的針尖個數(shù)有限，難以增大紡絲面積，進(jìn)而提高產(chǎn)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述問題，本發(fā)明提供一種具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其提高了利用聚合物溶液制造納米纖維的效率和穩(wěn)定性。
[0006]本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，包括高壓供電裝置、紡絲電極和接收電極，所述紡絲電極呈圓盤狀，紡絲電極通過與其軸線重合的轉(zhuǎn)軸安裝于轉(zhuǎn)軸座上，所述紡絲電極具有銳利的外緣輪廓，高壓供電裝置與紡絲電極和接收電極導(dǎo)電連接并可在紡絲電極和接收電極間形成產(chǎn)生射流所需的電場。
[0007]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述紡絲電極的下方設(shè)有液槽，紡絲電極繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，紡絲電極的底部可浸沒于液槽內(nèi)的紡絲溶液中。
[0008]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，液槽的上方設(shè)有槽蓋，槽蓋和液槽緊密固定連接，槽蓋上開有槽口，紡絲電極通過所述槽口部分置于液槽內(nèi)，并與液槽內(nèi)的紡絲溶液接觸，槽蓋上設(shè)有刮片，刮片與紡絲電極間的間隙可調(diào)，通過調(diào)節(jié)間隙的大小進(jìn)而控制紡絲電極上紡絲溶液的厚度。
[0009]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述高壓供電裝置的一極通過電纜線與接收電極連接起來，另一極通過電纜線與設(shè)置在液槽上的高壓接頭連接起來，所述接收電極和紡絲電極間設(shè)有擋板，所述擋板于紡絲電極的上方區(qū)域設(shè)有尺寸可調(diào)的開口。
[0010]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，還包括液栗和液箱，所述液槽上設(shè)有進(jìn)液口，通過進(jìn)液管將液箱、液栗、進(jìn)液口依次連接起來，液栗能夠為紡絲過程提供穩(wěn)定持續(xù)的供液，所述液槽上設(shè)有出液口，出液口與液箱通過出液管連接。
[0011]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，液槽的兩側(cè)均設(shè)有轉(zhuǎn)軸座，轉(zhuǎn)軸的兩端通過軸承安裝于轉(zhuǎn)軸座上，轉(zhuǎn)軸為絕緣軸，還包括可驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的電機，電機固定在電機座上，電機的輸出端與轉(zhuǎn)軸間設(shè)有傳動機構(gòu)。
[0012]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述傳動機構(gòu)包括同步帶與同步輪，或者鏈輪與鏈條，或者絕緣聯(lián)軸器。
[0013]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述紡絲電極的外緣輪廓截面呈三角形或拋物線形或單支雙曲線形或曳物線形。
[0014]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有多個直徑相同的紡絲電極，各紡絲電極等間距均勻分布。
[0015]進(jìn)一步作為本發(fā)明技術(shù)方案的改進(jìn)，所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有多個紡絲電極，各紡絲電極等間距均勻分布，轉(zhuǎn)軸上多個紡絲電極的直徑從中間沿兩側(cè)逐漸減小。
[0016]本發(fā)明的有益效果:
1、本發(fā)明所設(shè)計的紡絲電極銳利的外緣輪廓形成尖端結(jié)構(gòu)，在尖端處具有電荷聚集效應(yīng)，能夠促進(jìn)誘導(dǎo)紡絲，降低紡絲電壓，解決無針靜電紡絲技術(shù)中存在的紡絲電壓較高的問題并進(jìn)一步提高纖維的生產(chǎn)質(zhì)量及產(chǎn)量；
2、不存在傳統(tǒng)的針頭式靜電紡絲裝置容易出現(xiàn)的噴頭阻塞、難清理，陣列噴頭在紡絲過程中容易出現(xiàn)“邊緣效應(yīng)”現(xiàn)象等缺點；
3、該裝置結(jié)構(gòu)簡單，加工容易，便于工業(yè)化應(yīng)用。
【附圖說明】
[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)主視圖；
圖3是圖2中A-A處剖視圖；
圖4是本發(fā)明外緣輪廓呈三角形的紡絲電極截面示意圖；
圖5是本發(fā)明外緣輪廓呈曳物線形的紡絲電極截面示意圖；
圖6是本發(fā)明外緣輪廓呈拋物線形或單支雙曲線形的紡絲電極截面示意圖；
圖7是本發(fā)明轉(zhuǎn)軸上設(shè)有多個直徑相同的紡絲電極結(jié)構(gòu)示意圖；
圖8是本發(fā)明轉(zhuǎn)軸上設(shè)有多個直徑依次遞減的紡絲電極結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0018]參照圖1至圖8，其顯示出了本發(fā)明之較佳實施例的具體結(jié)構(gòu)。以下將詳細(xì)說明本發(fā)明各元件的結(jié)構(gòu)特點，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)時，是以圖1所示的結(jié)構(gòu)為參考描述，但本發(fā)明的實際使用方向并不局限于此。
[0019]本發(fā)明提供了一種具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，參照圖1、圖2和圖3，包括高壓供電裝置201、紡絲電極401和接收電極101，所述紡絲電極401呈圓盤狀，紡絲電極401為導(dǎo)電材質(zhì)，紡絲電極401的厚度為0.lmm-20mm，優(yōu)選lmm-10mm，直徑為5-500mm，優(yōu)選為10-200mm，紡絲電極401通過與其軸線重合的轉(zhuǎn)軸402安裝于轉(zhuǎn)軸座404上，所述紡絲電極401具有銳利的外緣輪廓，銳利的外緣輪廓使得紡絲所需電壓低，能耗小，纖維的質(zhì)量較好，產(chǎn)量更高;所述紡絲電極401的外緣輪廓可為多種形式，圖4-圖6所示為三種優(yōu)選結(jié)構(gòu)，即截面呈三角形或拋物線形或單支雙曲線形或曳物線形。接收電極101為導(dǎo)電材質(zhì)，其可為平板或圓柱。用來接收從紡絲電極401上噴射出來的納米纖維，接收電極1I設(shè)置在紡絲電極401的下方。所述紡絲電極401的下方設(shè)有液槽307，紡絲電極401繞轉(zhuǎn)軸402旋轉(zhuǎn)時，紡絲電極401的底部可浸沒于液槽307內(nèi)的紡絲溶液中。所述高壓供電裝置201采用高壓靜電發(fā)生器，所述高壓供電裝置201的一極通過電纜線202與接收電極101連接起來，另一極通過電纜線202與設(shè)置在液槽307上的高壓接頭203連接起來，高壓供電裝置201可在紡絲電極401和接收電極101間形成產(chǎn)生射流所需的電場。
[0020]參照圖1，所述接收電極101和紡絲電極401間設(shè)有擋板102，所述擋板102于紡絲電極401的上方區(qū)域設(shè)有尺寸可調(diào)的開口，開口可根據(jù)不同的工藝要求調(diào)節(jié)紡絲區(qū)域，從而實現(xiàn)紡絲過程的可控性。
[0021 ]參見圖1、圖2，還包括液栗304和液箱301，所述液槽上設(shè)有進(jìn)液口，通過進(jìn)液管將液箱、液栗、進(jìn)液口依次連接起來，液栗能夠為紡絲過程提供穩(wěn)定持續(xù)的供液，所述液槽上設(shè)有出液口，出液口與液箱通過出液管連接。通過液栗304及進(jìn)液管302將液箱301中的紡絲溶液定量的輸送到液槽307，并通過出液管303將溶液回流到液槽307去，從而實現(xiàn)持續(xù)穩(wěn)定的循環(huán)供液，保證了溶液性質(zhì)前后的穩(wěn)定性。此外，液槽307的上方設(shè)有槽蓋308，槽蓋308和液槽307緊密固定連接，槽蓋308上開有槽口，紡絲電極401通過所述槽口部分置于液槽307內(nèi)，并與液槽307內(nèi)的紡絲溶液接觸，從而實現(xiàn)液槽307的相對密封，避免液槽307中的紡絲溶液與空氣發(fā)生接觸。此外，槽蓋308上設(shè)有刮片，刮片與紡絲電極401間的間隙可調(diào)，通過調(diào)節(jié)間隙的大小進(jìn)而控制紡絲電極上紡絲溶液的厚度。
[0022]液槽307的兩側(cè)均設(shè)有轉(zhuǎn)軸座404，轉(zhuǎn)軸402的兩端通過軸承403安裝于轉(zhuǎn)軸座404上，轉(zhuǎn)軸402為絕緣軸，還包括可驅(qū)動轉(zhuǎn)軸402轉(zhuǎn)動的電機501，電機501固定在電機座502上，電機501的輸出端與轉(zhuǎn)軸402間設(shè)有傳動機構(gòu)503。所述傳動機構(gòu)503包括同步帶與同步輪，或者鏈輪與鏈條，或者絕緣聯(lián)軸器等多種形式。
[0023]所述紡絲電極401可為單個圓盤的形式，也可為多個圓盤并列設(shè)置的形式，如圖7所示，所述轉(zhuǎn)軸402上設(shè)有多個直徑相同的紡絲電極401，各紡絲電極401等間距均勻分布。如圖8所示，所述轉(zhuǎn)軸402上設(shè)有多個紡絲電極401，各紡絲電極401等間距均勻分布，轉(zhuǎn)軸402上多個紡絲電極401的直徑從中間沿兩側(cè)逐漸減小。
[0024]工作時，紡絲電極401有一部分浸沒在液槽307的紡絲溶液中，當(dāng)高壓靜電發(fā)生器201啟動時，紡絲電極401通過紡絲溶液與高壓接頭203與高壓靜電發(fā)生器201的一極導(dǎo)通，并在紡絲電極401與接收電極101之間產(chǎn)生高壓就靜電場。紡絲電極401在傳動機構(gòu)503帶動下作旋轉(zhuǎn)運動，當(dāng)紡絲電極401附著有紡絲溶液的區(qū)域運動至圓盤頂部位置時，在電場力的作用下形成泰勒錐，當(dāng)電場力增大到一定程度時，形成帶電射流，最終沉積在接收電極1I上。由于紡絲電極401上的尖端結(jié)構(gòu)具有尖端電荷聚集效應(yīng)，更容易產(chǎn)生電荷聚集，因而該結(jié)構(gòu)的紡絲電極401所需要的紡絲電壓較低，能耗較低。
[0025]當(dāng)然，本發(fā)明創(chuàng)造并不局限于上述實施方式，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本發(fā)明精神的前提下還可作出等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其特征在于:包括高壓供電裝置、紡絲電極和接收電極，所述紡絲電極呈圓盤狀，紡絲電極通過與其軸線重合的轉(zhuǎn)軸安裝于轉(zhuǎn)軸座上，所述紡絲電極具有銳利的外緣輪廓，高壓供電裝置與紡絲電極和接收電極導(dǎo)電連接并可在紡絲電極和接收電極間形成產(chǎn)生射流所需的電場。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其特征在于:所述紡絲電極的下方設(shè)有液槽，紡絲電極繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)時，紡絲電極的底部可浸沒于液槽內(nèi)的紡絲溶液中。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其特征在于:液槽的上方設(shè)有槽蓋，槽蓋和液槽緊密固定連接，槽蓋上開有槽口，紡絲電極通過所述槽口部分置于液槽內(nèi)，并與液槽內(nèi)的紡絲溶液接觸，槽蓋上設(shè)有刮片，刮片與紡絲電極間的間隙可調(diào)，通過調(diào)節(jié)間隙的大小進(jìn)而控制紡絲電極上紡絲溶液的厚度。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其特征在于:所述高壓供電裝置的一極通過電纜線與接收電極連接起來，另一極通過電纜線與設(shè)置在液槽上的高壓接頭連接起來，所述接收電極和紡絲電極間設(shè)有擋板，所述擋板于紡絲電極的上方區(qū)域設(shè)有尺寸可調(diào)的開口。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其特征在于:還包括液栗和液箱，所述液槽上設(shè)有進(jìn)液口，通過進(jìn)液管將液箱、液栗、進(jìn)液口依次連接起來，液栗能夠為紡絲過程提供穩(wěn)定持續(xù)的供液，所述液槽上設(shè)有出液口，出液口與液箱通過出液管連接。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其特征在于:液槽的兩側(cè)均設(shè)有轉(zhuǎn)軸座，轉(zhuǎn)軸的兩端通過軸承安裝于轉(zhuǎn)軸座上，轉(zhuǎn)軸為絕緣軸，還包括可驅(qū)動轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的電機，電機固定在電機座上，電機的輸出端與轉(zhuǎn)軸間設(shè)有傳動機構(gòu)。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其特征在于:所述傳動機構(gòu)包括同步帶與同步輪，或者鏈輪與鏈條，或者絕緣聯(lián)軸器。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其特征在于:所述紡絲電極的外緣輪廓截面呈三角形或拋物線形或單支雙曲線形或曳物線形。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有多個直徑相同的紡絲電極，各紡絲電極等間距均勻分布。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有尖端結(jié)構(gòu)盤狀電極靜電紡絲裝置，其特征在于:所述轉(zhuǎn)軸上設(shè)有多個紡絲電極，各紡絲電極等間距均勻分布，轉(zhuǎn)軸上多個紡絲電極的直徑從中間沿兩側(cè)逐漸減小。
【文檔編號】D01D5/00GK105970310SQ201610465935
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】黃澤峰, 朱自明, 陳新度, 王晗, 夏遠(yuǎn)祥, 溫尊偉, 梅晨, 江傳玉, 王新力
【申請人】佛山輕子精密測控技術(shù)有限公司