一種多噴頭高壓靜電紡絲量產(chǎn)化設(shè)備均勻供液系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型提供一種供液系統(tǒng)，具體涉及一種用于多噴頭高壓靜電紡絲量產(chǎn)化設(shè)備的均勻供液系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前靜電紡絲已成為制備納米纖維最重要和最有效的方法，但是產(chǎn)量低是靜電紡絲技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)及應(yīng)用的最大的技術(shù)障礙。因?yàn)殪o電紡絲纖維的直徑在微米級以下，靜電紡絲單個(gè)噴頭的產(chǎn)量約是商業(yè)化運(yùn)行的高速熔紡工藝的千分之一；靜電紡絲量產(chǎn)化的另外一個(gè)工藝問題是噴頭的組裝，不僅要解決靜電紡絲噴頭之間電場相互干擾，還要解決靜電紡絲噴頭之間均勻供液的問題。提高高壓靜電紡絲的產(chǎn)量已迫在眉睫，國內(nèi)外有許多相關(guān)的研究都致力于實(shí)現(xiàn)靜電紡絲的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。目前國內(nèi)在靜電紡絲量產(chǎn)化問題上也實(shí)現(xiàn)了一些突破，中科院理化所研發(fā)的經(jīng)瑋雙向靜電紡絲制膜設(shè)備實(shí)現(xiàn)了國內(nèi)靜電紡絲量產(chǎn)化的突破，但是產(chǎn)量還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)化生產(chǎn)需求。美國、捷克、韓國和日本等走在前面，但方法各不相同，且關(guān)鍵技術(shù)保密。
[0003]目前國際上靜電紡絲量產(chǎn)化設(shè)備走在最前面的是捷克Elmarco公司研發(fā)的納米蜘蛛，但是納米蜘蛛也有其固有的缺陷，原因是紡絲過程中紡絲溶液分布不均勻，沒法生產(chǎn)均勻的納米纖維膜；中科院理化所研發(fā)的經(jīng)瑋雙向靜電紡絲制膜設(shè)備中，噴頭分布過于分散，產(chǎn)能太低。因此要實(shí)現(xiàn)靜電紡絲量產(chǎn)化，必須采用數(shù)以萬計(jì)的噴頭密集排列同時(shí)進(jìn)行靜電紡絲，才能實(shí)現(xiàn)靜電紡絲量產(chǎn)化以滿足工業(yè)化生產(chǎn)的需求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了解決【背景技術(shù)】中的不足，本實(shí)用新型的目的在于克服【背景技術(shù)】的缺陷，提供一種多噴頭高壓靜電紡絲量產(chǎn)化設(shè)備均勻供液系統(tǒng)，其目的是配備均勻供液系統(tǒng)使得從每個(gè)噴絲頭中噴射出來的紡絲溶液壓力相同、實(shí)現(xiàn)一個(gè)噴絲單元中所有噴絲頭噴射紡絲溶液的流量保持一致，以實(shí)現(xiàn)靜電紡絲的量產(chǎn)化生產(chǎn)。
[0005]為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:一種多噴頭高壓靜電紡絲量產(chǎn)化設(shè)備均勻供液系統(tǒng)，其特征在于:包括沿供液方向/依次設(shè)置的紡絲溶液配制裝置、紡絲溶液分配裝置、噴絲單元，所述紡絲溶液分配裝置包括紡絲溶液分配槽，所述分配槽上等間距的設(shè)置有一排分液口，連接所述分配槽首末兩端的設(shè)有一回流管，所述回流管靠近分配槽末端處設(shè)有一分液閥，所述分配槽內(nèi)設(shè)有能夠控制開啟或者關(guān)閉所述分液閥的壓力傳感器，所述噴絲單元包括與分配槽連接的噴絲管，所述噴絲管上配置有等間距設(shè)置的一排噴絲頭，所述噴絲管遠(yuǎn)離分配槽的一端設(shè)有泄壓口。
[0006]本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述紡絲溶液配制裝置包括通過帶有栗體的管道順次連接的用于初步配制紡絲溶液的第一攪拌釜、用于精確配制紡絲溶液的第二攪拌釜、用于穩(wěn)定供液的第三攪拌釜，所述第三攪拌釜的出液口通過帶有循環(huán)栗和流量計(jì)的管道連接至所述分配槽。
[0007]本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述噴絲單元為一個(gè)，其具有等間距設(shè)置的一排噴絲管，每根所述噴絲管上均配置有等間距設(shè)置的一排噴絲頭，每根所述噴絲管一一對應(yīng)的連接至所述分液口，每根所述噴絲管遠(yuǎn)離分液口的一端均設(shè)有泄壓口。
[0008]本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述噴絲單元為對稱設(shè)置在所述紡絲溶液分配裝置四周的偶數(shù)個(gè)，每個(gè)所述噴絲單元均具有等間距設(shè)置的一排噴絲管，每根所述噴絲管上均配置有等間距設(shè)置的一排噴絲頭，一排所述的分液口通過多通連接管連接至偶數(shù)個(gè)所述的噴絲單元的偶數(shù)排噴絲管，每根所述噴絲管遠(yuǎn)離分液口的一端均設(shè)有泄壓
□ ο
[0009]本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括每根所述噴絲管與分液口之間均設(shè)有軟管。
[0010]本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括其還包括用于收集所述噴絲頭處未噴出的紡絲溶液的廢液收集槽，所述廢液收集槽設(shè)置在所述泄壓口的正下方，所述廢液收集槽還通過帶有收集栗的管道連接至所述第一攪拌釜。
[0011]本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述第一攪拌釜、第二攪拌釜、第三攪拌釜內(nèi)均設(shè)有電動(dòng)攪拌器，三者的外壁均設(shè)置有水浴加熱或者水浴降溫裝置。
[0012]本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括連接所述第三攪拌釜和分配槽的管道外壁設(shè)有保溫層。
[0013]本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述第一攪拌釜的出液口、第二攪拌釜的出液口處均設(shè)有過濾網(wǎng)。
[0014]本實(shí)用新型一個(gè)較佳實(shí)施例中，進(jìn)一步包括所述噴絲頭噴射的紡絲溶液壓力為100 ?100000Pao
[0015]本實(shí)用新型的有益之處在于:本實(shí)用新型的一種多噴頭高壓靜電紡絲量產(chǎn)化設(shè)備均勻供液系統(tǒng)，通過一體化設(shè)置的紡絲溶液配制裝置、分配裝置和噴絲單元，能夠完成紡絲溶液的配制、均勻分配，實(shí)現(xiàn)同時(shí)給數(shù)以萬計(jì)的噴絲頭均勻供液，使得從數(shù)以萬計(jì)的噴絲頭中噴射出來的紡絲溶液同壓同流量，以實(shí)現(xiàn)靜電紡絲的量產(chǎn)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0017]圖1是本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2時(shí)本實(shí)用新型第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖中:1、紡絲溶液配制裝置，101、第一攪拌釜，102、第二攪拌釜，103、第三攪拌釜，12、攪拌電機(jī)，13、攪拌葉輪，14、流量計(jì)；
[0020]2、紡絲溶液分配裝置，21、分液口，22、分配槽，23、軟管，24、回流管，25、分液閥，26、壓力傳感器；
[0021]3、噴絲單元，31、支架，32、噴絲管，33、噴絲頭，34、泄壓口，35、分液連接管(三通管)；
[0022]4、廢液收集槽，41、廢液收集槽出液口；
[0023]5、栗，6、閥門，7、管道。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本實(shí)用新型方案，并使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合實(shí)施例及實(shí)施例附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0025]實(shí)施例一
[0026]如圖1所示，本實(shí)用新型提供一種多噴頭高壓靜電紡絲量產(chǎn)化設(shè)備均勻供液系統(tǒng)，包括沿供液方向依次設(shè)置的紡絲溶液配制裝置1、紡絲溶液分配裝置2、一個(gè)噴絲單元3和用于收集廢液的廢液收集槽4。
[0027]其中，紡絲溶液配制裝置1包括順次連接的第一攪拌釜101、第二攪拌釜102、第三攪拌釜103，每個(gè)攪拌釜配置一個(gè)或幾個(gè)進(jìn)料口、一個(gè)出液口、設(shè)置在出液口處的過濾網(wǎng)，、一個(gè)廢液口、一臺(tái)電動(dòng)攪拌器、以及設(shè)置在攪拌釜外壁的水浴加熱或者水浴降溫裝置，水浴加熱或者水浴降溫裝置確保攪拌釜內(nèi)的溫度始終保持設(shè)定的溫度值，穩(wěn)定紡絲溶液的溫度值；電動(dòng)攪拌器具有攪拌電機(jī)12和伸入攪拌釜內(nèi)的攪拌葉輪13。在第一攪拌釜101中初步配制紡絲溶液，配制過程中，為了避免紡絲溶液分相或者沉淀，啟動(dòng)攪拌電機(jī)12帶動(dòng)攪拌葉輪13攪動(dòng)，初步配制好的紡絲溶液經(jīng)出液口處的過濾網(wǎng)過濾后通過栗5栗入第二攪拌釜102 ;在第二攪拌釜102內(nèi)，配制設(shè)定參數(shù)值的紡絲溶液，保證紡絲溶液具有特定的粘度、電導(dǎo)率等參數(shù)，配制過程中，為了避免紡絲溶液分相或者沉淀，啟動(dòng)攪拌電機(jī)12帶動(dòng)攪拌葉輪13攪動(dòng)，按照設(shè)定參數(shù)值配制好的紡絲溶液經(jīng)出液口處的過濾網(wǎng)過濾后通過栗5栗入第三攪拌釜103，通過流量計(jì)14控制流量；存儲(chǔ)在第三攪拌釜103內(nèi)的紡絲溶液可以集中的給紡絲溶液分配裝置2穩(wěn)定供液，同時(shí)，為了避免紡絲溶液分相或者沉淀，啟動(dòng)攪拌電機(jī)12帶動(dòng)攪拌葉輪13攪動(dòng)。生產(chǎn)過程中根據(jù)需要，可以調(diào)整水浴裝置的水浴溫度來調(diào)節(jié)紡絲溶液的溫度值，水浴調(diào)溫更均衡穩(wěn)定，確保攪拌釜內(nèi)不同區(qū)域的紡絲溶液溫度都在預(yù)設(shè)參數(shù)值范圍內(nèi)。
[0028]所述紡絲溶液分配裝置2包括通過管道7與第三攪拌釜103連接的紡絲溶液分配槽22，所述分配槽22上等間距的設(shè)置有一排分液口 21，優(yōu)選分液口 21之間間隔2?10cm設(shè)置，連接所述分配槽22首末兩端的設(shè)有一回流管24，所述回流管24靠近分配槽22末端處設(shè)有一分液閥25，所述分配槽22內(nèi)設(shè)有能夠控制開啟或者關(guān)閉所述分液閥25的壓力傳感器26。壓力傳感器26實(shí)時(shí)監(jiān)測分配槽22內(nèi)的紡絲溶液壓力值，當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，壓力傳感器26控制開啟分液閥25，紡絲溶液部分從分配槽22末端流出經(jīng)回流管24通過循環(huán)栗重新栗入分配槽22的首端，確保分配槽22內(nèi)的紡絲溶液壓力值始終維持在設(shè)定的壓力值范圍內(nèi)，給噴絲單元3均勻供液。為了確保從第三攪拌釜103中流入分配槽22的紡絲溶液的溫度穩(wěn)定在參數(shù)值上，優(yōu)選在連接兩者的管道外壁設(shè)置保溫層(未圖示)。
[0029]所述噴絲單元3具有等間距設(shè)置的一排噴絲管32，優(yōu)選每個(gè)噴絲管32之間間隔2?10cm設(shè)置，一排的噴絲管32等距離水平放置在支架31上，每根噴絲管32上均配置有等間距設(shè)置的一排噴絲頭33，優(yōu)選每個(gè)噴絲頭33之間間隔2?10cm設(shè)置，噴絲頭33通過螺紋或者卡扣固定在水平放置的噴絲管32上，保證噴絲頭33的噴口垂直朝上設(shè)置，每根所述噴絲管32—一對應(yīng)的連接至所述分液口 21，每根所述噴絲管32遠(yuǎn)離分液口 21的一端均設(shè)有泄壓口 34，泄壓口 34的孔徑控制在0.3?0.8微米范圍內(nèi)，泄壓口 34用于釋放噴絲管32內(nèi)的部分壓力，保持噴絲管32上方每個(gè)噴絲頭33的壓力都保持一定，壓力值控制在100?lOOOOOPa范圍內(nèi)。當(dāng)噴絲管32內(nèi)的壓力達(dá)到一定值時(shí)，噴絲管32內(nèi)的紡絲溶液均勻的向每個(gè)噴絲頭33供液，噴絲頭33尖端的紡絲溶液在高壓電場作用下開始牽伸分裂形成納米纖維，隨后沉積咋接受屏上形成納米纖維膜。
[0030]噴絲管32設(shè)置在噴絲單元3的支架31上，為了實(shí)現(xiàn)連接關(guān)系，優(yōu)選在每根噴絲管32與每個(gè)分液口 21之間設(shè)有軟管23，軟管23采用PE、PP、PTFE等耐腐蝕的塑料材質(zhì)，在安裝過程中分液口 21的高度必須高于噴絲頭33的頂端，保證紡絲溶液能夠更順暢的從分液口 21流入噴絲管32內(nèi)。
[0031]實(shí)際生產(chǎn)過程中，流經(jīng)噴絲頭33的紡絲溶液并沒有完全牽伸形成纖維膜，沒有牽伸成功的紡絲溶液在重力的作用下滴落，本實(shí)用新型的設(shè)置在泄壓口 34正下方的廢液收集槽4收集滴落的紡絲溶液，同時(shí)從泄壓口 34中滴落的紡絲溶液也一并被收集在廢液收集槽4中，廢液收集槽4的出液口 41又通過帶有收集栗的管道7連接至所述第一攪拌釜101，形成廢液回收利用系統(tǒng)。
[0032]實(shí)施例二
[0033]為了提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)量，如圖2所示，本實(shí)用新型第二實(shí)施例中的均勻供液系統(tǒng)具有:沿供液方向依次設(shè)置的紡絲溶液配制裝