靜電紡絲分液器及靜電紡絲的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種靜電紡絲分液器及靜電紡絲機(jī)，該靜電紡絲分液器具有一封閉空間，該分液器為倒錐型結(jié)構(gòu)，包括：一錐型殼體具有一頂端開口設(shè)置在所述錐型殼體的頂點，以及一底端開口與該頂端開口相對；一墊圈，一篩網(wǎng)，以及一蓋體依次覆蓋在所述錐型殼體的底端開口，所述蓋體將所述墊圈及篩網(wǎng)密封在錐型殼體內(nèi)部；一進(jìn)液管設(shè)置在所述錐型殼體的頂點，并通過所述頂端開口與所述錐型殼體內(nèi)部的錐體空間連通；以及多個出液孔設(shè)置在所述蓋體。靜電紡絲機(jī)其包括一供液裝置，其包括一氣瓶，一儲液罐通過通氣管與所述氣瓶相連接，一計量泵過輸液管與所述儲液罐相連接，以及靜電紡絲分液器，其通過輸液管與所述計量泵相連接，所述計量泵用于控制進(jìn)入分液器中電紡液的質(zhì)量。
【專利說明】靜電紡絲分液器及靜電紡絲機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于紡織機(jī)械領(lǐng)域，涉及一種靜電紡絲分液器及靜電紡絲機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]靜電紡絲技術(shù)是A Formhals在1934年提出的一種制備連續(xù)納米纖維材料的方法。該技術(shù)是利用電場力將高聚物溶液在靜電場中形成射流，進(jìn)而拉伸成納米尺寸的絲，也就是納米纖維，該納米纖維在接收裝置上形成類似非織造布狀的納米纖維膜纖維氈。這種納米纖維膜具有良好的光學(xué)、電學(xué)、電磁學(xué)等方面的性質(zhì)，因而在電子光學(xué)、生物醫(yī)學(xué)、微納米器件等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用價值。目前，靜電紡絲已成為制取納米纖維，以及納米纖維膜最重要、最有效的方法。但靜電紡絲纖維的直徑較細(xì)，所以產(chǎn)量低，且提供牽伸離的電場容易受到干擾，阻礙了工業(yè)化的生產(chǎn)和應(yīng)用。Tomaszewksi等研究發(fā)現(xiàn)，針頭數(shù)量和產(chǎn)量呈線性相關(guān)。為了提高納米纖維的產(chǎn)量，使用多針頭進(jìn)行靜電紡是一種非常有效的方式。然而，多個針頭進(jìn)行靜電紡時，很難使得所述電紡液均勻進(jìn)入每個針頭，從而使得電紡針頭出絲不均勻。
[0003]基于以上因素，僅僅單純增加噴頭的數(shù)量并不能獲得高質(zhì)量的電紡納米纖維膜，因此嚴(yán)重制約了靜電紡絲技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，多針靜電紡的應(yīng)用未取得實質(zhì)性進(jìn)展。
實用新型內(nèi)容
[0004]有鑒于此，確有必要提供一種靜電紡絲分液器及靜電紡絲機(jī)，可以使電紡液均勻進(jìn)入多針頭的靜電紡絲機(jī)的每個電紡針頭。
[0005]一種靜電紡絲分液器，該分液器具有一封閉空間，該分液器為倒錐型結(jié)構(gòu)，包括:一錐型殼體具有一頂端開口設(shè)置在所述錐型殼體的頂點，以及一底端開口與該頂端開口相對；一墊圈，一篩網(wǎng)，以及一蓋體依次覆蓋在所述錐型殼體的底端開口，所述蓋體將所述墊圈及篩網(wǎng)密封在錐型殼體內(nèi)部；一進(jìn)液管設(shè)置在所述錐型殼體的頂點，并通過所述頂端開口與所述錐型殼體內(nèi)部的錐體空間連通；以及多個出液孔設(shè)置在所述蓋體。
[0006]一種靜電紡絲機(jī)，其包括:一供液裝置，包括一氣瓶，一儲液罐通過通氣管與所述氣瓶相連接，一計量泵過輸液管與所述儲液罐相連接，以及一如權(quán)利要求1至8所述的靜電紡絲分液器，通過輸液管與所述計量泵相連接，所述計量泵用于控制進(jìn)入分液器中電紡液的質(zhì)量；一電紡液成絲裝置，包括至少一個噴頭單元，該至少一個噴頭單元包括多個電紡針頭，該多個電紡針頭中的每一個通過一個倒液管與所述蓋體上的一個出液孔對應(yīng)相連；一纖維接收裝置與所述電紡液成絲裝置相對設(shè)置，用于接受在高壓電場中，由電紡液成絲裝置噴射出來的電紡液形成的納米纖維，從而獲得由該納米纖維形成的納米纖維膜；以及一高壓直流電源，用于給所述電紡液成絲裝置提供高壓直流電。
[0007]與現(xiàn)有技術(shù)比較，本實用新型提供的靜電紡絲分液器，為倒錐型結(jié)構(gòu)，其錐型殼體的錐角為鈍角，當(dāng)電紡液進(jìn)入該分液器時，可以實現(xiàn)在分液器中存儲較少的電紡液，快速，均勻地把進(jìn)入分液器的電紡液進(jìn)行分液。從而提高了效率，減少了電紡液的浪費，也使得每個出液孔流出的電紡液的流量相同，從而提高了進(jìn)入多針頭電紡噴頭的電紡液的均勻性。【專利附圖】

【附圖說明】[0008]圖1為本實用新型實施例提供的靜電紡絲機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖2為本實用新型實施例提供的靜電紡絲機(jī)的分液器的剖視圖。
[0010]圖3為本實用新型實施例提供的靜電紡絲機(jī)的分液器的錐型殼體的剖視圖。
[0011]圖4為本實用新型實施例提供的靜電紡絲機(jī)的分液器的蓋體的俯視圖。
[0012]圖5為本實用新型實施例提供的靜電紡絲機(jī)的電紡液成絲裝置的俯視圖。
[0013]圖6為本實用新型實施例提供的靜電紡絲機(jī)的噴頭單元的底盤俯視圖。
[0014]圖7為本實用新型實施例提供的靜電紡絲機(jī)的另一種噴頭單元的底盤俯視圖。
[0015]圖8為本實用新型實施例提供的靜電紡絲機(jī)的噴頭單元的底盤上，某一排電紡針頭的分布請情況。
[0016]圖9為本實用新型實施例提供的靜電紡絲機(jī)的噴頭單元的底盤上，各排電紡針頭的中心電紡針頭的長度關(guān)系示意圖。
[0017]主要元件符號說明
[0018]氣瓶I
[0019]儲液罐2
[0020]計量泵3
[0021]分液器4
[0022]噴頭單元5
[0023]中心圓盤6
[0024]連接桿7
[0025]接受布8
[0026]滾筒9
[0027]供液裝置10
[0028]高壓直流電源11
[0029]電紡液成絲裝置20
[0030]纖維接收裝置30
[0031]錐型殼體40
[0032]進(jìn)液管41
[0033]墊圈42
[0034]篩網(wǎng)43
[0035]蓋體44
[0036]出液孔45
[0037]出液管46
[0038]底盤51
[0039]電紡針頭52
[0040]靜電紡絲機(jī)100
[0041]頂端開口401[0042]底端開口402
[0043]電紡針頭插孔512
[0044]中心515
[0045]進(jìn)液部521
[0046]出液部522
[0047]如下【具體實施方式】將結(jié)合上述附圖進(jìn)一步說明本實用新型。
【具體實施方式】
[0048]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步的闡述，參照附圖。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本實用新型講授的內(nèi)容后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本中請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
[0049]請參閱圖1，本實用新型實施例提供一種靜電紡絲機(jī)100，其包括一供液裝置10、一電紡液成絲裝置20、一纖維接收裝置30和一高壓直流電源11四個部分。所述供液裝置10用于向電紡液成絲裝置20提供電紡液。所述高壓直流電源11與所述電紡液成絲裝置20電連接，用于在電紡液成絲裝置20與所述纖維接收裝置30之間形成高壓電場，提供電紡過程中形成電紡電場需要的高壓。所述纖維接收裝置30用于接受在高壓電場中，由電紡液成絲裝置20噴射出來的電紡液形成的納米纖維，從而獲得由該納米纖維形成的納米纖維膜。
[0050]供液裝置10可以采用液壓供液系統(tǒng)或者機(jī)械供液系統(tǒng)，只要能夠提供均勻的電紡液即可。本實施例中，所述供液裝置10包括一氣瓶1、一儲液罐2、一計量泵3、以及一分液器4。所述氣瓶I通過通氣管與所述儲液罐2相連接，氣瓶I內(nèi)裝有高壓空氣。該氣瓶I提供均勻的氣流將儲液罐2中的電紡液通過一輸液管壓入到計量泵3中。該計量泵3通過另一輸液管與所述分液器4連接，該計量泵3可以定量的地將不同質(zhì)量份的電紡液輸入到所述分液器4中，用于可精確控制進(jìn)入所述電紡液成絲裝置20中電紡液的質(zhì)量。所述分液器4用于將電紡液分股，輸送至所述電紡液成絲裝置20。
[0051]請參見圖2，所述分液器4為一倒錐型結(jié)構(gòu)，具有一中空的椎體空間，用于容納所述電紡液。具體的，該分液器4包括一錐型殼體40、一進(jìn)液管41、一墊圈42、一篩網(wǎng)43、一蓋體44以及設(shè)置在所述蓋體44上的多個出液管46。
[0052]錐型殼體40可以為圓錐，也可為具有多個面的多棱錐。請參見圖3，所述錐型殼體40具有一頂端開口 401設(shè)置在所述錐型殼體40的頂點，以及一底端開口 402與該頂頂端開口相對。所述進(jìn)液管41設(shè)置在所述錐型殼體40的頂端開口 401，該進(jìn)液管41的直徑與所述頂端開口 401的直徑相同。所述墊圈42、篩網(wǎng)43以及所述蓋體44依次覆蓋在所述錐型殼體40的底端開口 402。所述墊圈42用于增強(qiáng)蓋體44的密封性，避免漏液。所述篩網(wǎng)43用于將電紡液中的雜質(zhì)濾除，使得從分液器4的出液孔45流出的電紡液純度較高。
[0053]所述錐型殼體40為硬質(zhì)材料制成，可以承擔(dān)一定的壓力。該錐型殼體40的材料可以為金屬或者石英玻璃。該錐型殼體40的高為0.1厘米至0.5厘米，該錐型殼體40的底端開口 402的直徑為5厘米至15厘米。該錐型殼體40的厚度不限。該錐型殼體40的頂角大于等于160度小于180度，優(yōu)選地，該錐型殼體40的錐角為大于等于160度且小于等于175度。由于該錐型殼體40的錐角在160度到180度之間，當(dāng)電紡液進(jìn)入該分液器4時，可以實現(xiàn)在分液器4中存儲較少的電紡液，快速，均勻地把進(jìn)入分液器4的電紡液進(jìn)行分液。從而，提高了效率，減少了電紡液的浪費，也使得每個出液孔45流出的電紡液的流量相同，從而提高了進(jìn)入多針頭電紡噴頭的電紡液的均勻性。
[0054]所述進(jìn)液管41設(shè)置在所述錐型殼體40的頂點，并通過所述頂端開口 401與所述錐型殼體40內(nèi)部的錐體空間連通，該進(jìn)液管41通過輸液管與計量泵3相互連接。定量的電紡液在壓力作用下，由計量泵3均勻通過輸液管到由進(jìn)液管41輸送至所述錐型殼體40的密閉空間內(nèi)。該進(jìn)液管41的直徑為0.1至0.5厘米。該進(jìn)液管41的材料與所述錐型殼體40相同，可以與所述錐型殼體40 —體成型形成，或者也可以通過膠粘劑粘合在所述錐型殼體40的頂點。該進(jìn)液管41還可為可選擇結(jié)構(gòu)，即，可直接采用輸液管連通所述計量泵3和所述分液器4。
[0055]所述墊圈42為環(huán)形并由具有一定厚度的柔性材料構(gòu)成。本實施例中，該墊圈42的材料為橡膠。該墊圈42的直徑范圍與所述錐型殼體40的底端開口 402的直徑一致。該墊圈42用于增強(qiáng)所述蓋體44對于所述錐型殼體40的底端開口 402的封閉性，避免使用過程中產(chǎn)生漏液。
[0056]所述篩網(wǎng)43設(shè)置于所述墊圈42與所述蓋體44之間，該篩網(wǎng)43具有多個網(wǎng)孔。網(wǎng)孔的直徑在20微米至200微米之間，用于過濾掉電紡液中的雜質(zhì)，從而防止該電紡液在使用時堵塞噴頭，從而影響獲得的納米纖維的直徑的均勻性。該篩網(wǎng)43的材料可以是金屬或者非金屬，其目數(shù)不限制，可以根據(jù)不同電紡液調(diào)整。該篩網(wǎng)43的直徑與所述錐型殼體40的底端開口 402的直徑一致。本實施例中，該篩網(wǎng)43為金屬銅網(wǎng)，目數(shù)為200。
[0057]請參見圖4，所述蓋體44用于封閉所述錐型殼體40的底端開口 402，該蓋體44外圍設(shè)置有螺紋凹槽。該錐型殼體40的底端開口 402設(shè)置有與之相對應(yīng)的外螺紋。從而，蓋體44可以旋轉(zhuǎn)封閉所述錐型殼體40的底端開口 402。該蓋體44上設(shè)置有多個出液孔45貫穿所述蓋體44，該出液孔45可以插入出液管46，在壓力的作用下，錐型殼體40中盛放的電紡液可以從該出液管46流出，輸送給所述電紡液成絲裝置20。該出液孔45的直徑為
0.2毫米至2毫米?？梢岳斫?，該出液孔45的數(shù)目可以根據(jù)需要調(diào)整，不同的蓋體44也可以具有不同的出液孔45數(shù)目。每一個出液孔45插設(shè)有一個出液管46，該出液管46具有開關(guān)閥門，可以控制電紡液是否流出。使用時，每個出液管46可以跟一根倒液管相連，從而將電紡液輸送給所述電紡液成絲裝置20的一個電紡針頭?？梢愿鶕?jù)電紡的需要，換用具有不同數(shù)目的出液孔45的蓋體44，只要保證出液孔45的數(shù)目大于等于電紡液成絲裝置20中電紡針頭的數(shù)目即可?？梢岳斫?，所述蓋體44與所述錐型殼體40的封閉方式不限于此，還可以通過密封釘將蓋體44與所述錐型殼體40密封在一起。本實施例中，該多個出液孔45在蓋體44上均勻排列，并形成多個同軸設(shè)置的正六邊形，該多個正六邊形的邊上的相鄰的出液孔45之間的距離相等。可以理解，該多個出液孔45的排列方式可以有多種，只要均勻分布在所述蓋體44上即可。
[0058]由于所述分液器4為倒錐型結(jié)構(gòu)，使用時，電紡液由該設(shè)置在分液器4的錐型殼體40的頂點的進(jìn)液管41進(jìn)入，分液器4的蓋體44有若干出液孔45，每一個出液孔45設(shè)置有一個出液管46。該分液器4的倒錐型的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了精確控制每個出液管46的電紡液的流量一致，從而使得不同電紡針頭獲得的納米纖維的直徑一致，獲得的納米纖維膜比較均勻。使用時，該分液器4的進(jìn)液管41到出液孔45的方向與重力方向相反，從而可確保電紡液由下至上充滿所述分液器4，然后在壓力作用下從出液管46均勻流出。該電紡分液器4可以配合多個電紡針頭的電紡設(shè)備使用，該電紡設(shè)備中的電紡針頭的長度可以相同，也可以不同。
[0059]請參閱圖5，所述電紡液成絲裝置20包括一中心圓盤6、多個噴頭單元5以及多個連接桿7。所述多個噴頭單元5通過所述多個連接桿7與所述中心圓盤6固定，并環(huán)繞該中心圓盤6對稱設(shè)置。該多個連接桿7的一端固定于所述中心圓盤6的圓周上，可以通過粘結(jié)劑粘結(jié)在一起，或者當(dāng)該連接桿7與所述中心圓盤6均為金屬時，可以焊接在一起，更進(jìn)一步的該連接桿7還可以與所述中心圓盤6 —體成型獲得。
[0060]該多個連接桿7可以和所述中心圓盤在一個平面內(nèi)，或者與所述中心圓盤所在平面成一定-45度至+45度的角度。所述多個連接桿7中，每兩個相鄰的兩個連接桿7之間夾角相等。的當(dāng)該多個連接桿7和所述中心圓盤6在一個平面內(nèi)時,該多個連接桿7的延長線過所述中心圓盤6的圓心，并將該中心圓盤6的等分為多個面積相等的扇形。所述多個噴頭單元5的圓心分別到所述中心圓盤6的距離可以相等也可以不等。由于該多個連接桿7的延長線過所述中心圓盤6的圓心，并將該中心圓盤6的等分為多個面積相等的扇形，該多個噴頭單元5均勻的分布在中心圓盤6的周圍，平衡了電場的分布，又增大了電紡液成絲裝置20的噴射面積，從而可以實現(xiàn)大規(guī)模的制造纖維薄膜。
[0061]優(yōu)選地，所述電紡液成絲裝置20的連接桿7包括多個第一連接桿和多個第二連接桿，第一連接桿和多個第二連接桿的長度不同，該多個第一連接桿和多個第二連接桿交替設(shè)置，共同將中心圓盤6的等分為多個面積相等的扇形。因此，所述多個噴頭單元5的圓心分別到所述中心圓盤6的圓心的距離可以分成兩種，一個是第一間距La，另一個是第二間距Lb,且所述第一間距La大于等于所述第二間距Lb。環(huán)繞所述中心圓盤6，所述多個噴頭單元5到所述中心圓盤6的距離排列規(guī)律是，La, Lb, La, Lb, La, Lb,…，即第一間距La與第二間距Lb交替排列。通過所述多個噴頭單元5的圓心分別到所述中心圓盤6的距離，長短交替排列，可以更好的調(diào)整電場的分布，并進(jìn)一步增大了電紡液成絲裝置20的噴射面積，從而可以實現(xiàn)大規(guī)模的制造纖維薄 膜。
[0062]第一間距La的長度為5-180厘米，所述第一間距La與所述第二間距Lb的差值為5-100厘米，優(yōu)選地，本實施例中5-10厘米。本實施例中所述第一間距LaS 10厘米，第二間距Lb為5厘米。本實施例中，所述電紡液成絲裝置20包括一個中心圓盤6，6個噴頭單元5，以及6個連接桿7。相鄰的連接桿7之間的角度為60度。所述中心圓盤6為直徑在I厘米至5厘米的具有一定厚度的圓盤，用于固定所述多個噴頭單元5，并且通過所述中心圓盤6的移動來控制所述多個噴頭單兀5的移動。該中心圓盤6為導(dǎo)電金屬材料構(gòu)成,從而可以與所述高壓直流電源11電連接，以提供電紡過程中所需的的電場。本實施例中，中心圓盤6材料為316L不銹鋼，厚度為1.2cm，直徑為13cm。
[0063]所述多個連接桿7為導(dǎo)電材料構(gòu)成，可以使得所述多個噴頭單元5與所述中心圓盤6的電位相同。該多個連接桿7的長度可以對應(yīng)上述第一間距La與第二間距Lb分成兩類，一類的長度對應(yīng)于上述第一間距La，另一類長度對應(yīng)于上述第二間距Lb。該連接桿7的直徑為I毫米至2毫米，長度為5-180cm。本實施例中，該連接桿7為直徑I毫米的銅金屬桿，長桿長度為19cm,短桿長度為13cm。
[0064]本實用新型的電紡液成絲裝置20中，所述多個噴頭單元5環(huán)繞所述中心圓盤6設(shè)置，該多個噴頭單元5分別到該中心圓盤6的距離長短交替排列，使得該多個噴頭單元5與纖維接收裝置30之間的電場十分均勻，有利于噴頭單元5噴射出直徑一致的納米纖維，從而可以獲得高質(zhì)量的納米纖維膜。本實用新型實施例中，通過中心圓盤6以及多個連接桿7給所述多個噴頭單元5提供了支撐，并且將高壓直流電源11與多個噴頭單元5電連接?？梢岳斫?，給所述多個噴頭單元5提供支撐，并且環(huán)繞一個中心(中心圓盤6的中心)具有上述分布的實施方式可以有很多種，并不局限本實用新型上述實施例所述。只要該多個噴頭單元5可以實現(xiàn)本實用新型所述的分布方式，并通有高壓直流電就可以實現(xiàn)本案的發(fā)明目的。
[0065]請參見圖6至圖8，所述電紡液成絲裝置20中的多個噴頭單元5中的每一個噴頭單元5都包括一底盤51，以及設(shè)置在底盤51的多個電紡針頭52。具體地，該底盤51設(shè)置有多個電紡針頭插孔512，該多個電紡針頭插孔512為通孔。每一個電紡針頭插孔512中對應(yīng)設(shè)置有一個電紡針頭52。每個電紡針頭52都具有一個進(jìn)液部521以及出液部522，該進(jìn)液部521以及出液部522分別突出與所述底盤51的相對的兩個表面。所述進(jìn)液部521通過倒液管與所述分液器4中的一個出液管46相連通，從而可以將電紡液從分液器4中通過倒液管輸入電紡針頭52。所述多個電紡針頭52的長度可以相同，也可以不相同。本實施例中，所有電紡針頭52的進(jìn)液部521長度相同，而電紡針頭52的出液部522的長度根據(jù)電紡針頭插孔512在所述底盤51上分布的位置不同而不同。從而實現(xiàn)了底盤51上不同電紡針頭52的出液部522的長度的分布。通過調(diào)整底盤51上不同電紡針頭52的排列及長度的分布，解決了由于多針靜電紡針頭之間電場相互干擾產(chǎn)生電場畸變導(dǎo)致的靜電紡射流不穩(wěn)定、滴液等問題，顯著改善了紡絲纖維質(zhì)量。[0066]該底盤51的材質(zhì)為具有一定厚度的金屬導(dǎo)電材料，如，銅，鐵，金，銀等，其直徑為2至15厘米，厚度為0.5厘米至3厘米。本實施例中，所述底盤51的厚度為1.2cm，直徑為11cm。該底盤51上的多個電紡針頭插孔512,分成有多排分布設(shè)置在底盤51上,各排所在直線平行等間隔設(shè)置，排的數(shù)目為2m+l，其中m為正整數(shù)。上述2m+l排電紡針頭512各排電紡針頭512所在的線段具有相同的垂直平分線。相鄰排電紡針頭插孔512所在直線之間
的距離是I d0該電紡針頭插孔512在底盤51上的分布規(guī)律如下:中間排電紡針頭插孔
2
512的數(shù)量為，η個，η為偶數(shù)。該η個電紡針頭插孔512相對于一個對稱中心515對稱分布，平均分布在所述對稱中心515的兩側(cè)。其中，每一側(cè)相鄰的電紡針頭插孔512之間的距離為d。所述對稱中心515與其相鄰的電紡針頭插孔512之間的距離為d，或者d / 2。過所述對稱中心515的中間排電紡針頭512所在線段的垂直平分線，也是其他2m排電紡針頭512所在線段的垂直平分線。
[0067]在垂直于所述中間排電紡針頭插孔512所在直線的方向上,相對于該直徑對稱分布有2m排電紡針頭插孔512，即，所述中間排電紡針頭插孔512所在直線兩側(cè)分別分布有m排電紡針頭插孔512，且這兩側(cè)的m排電紡針頭插孔512相對于中間排電紡針頭插孔512所在直線對稱設(shè)置。所述m排電紡針頭插孔512中，每排中相鄰的電紡針頭插孔512之間的距離為d。沿著遠(yuǎn)離該中間排電紡針頭插孔512的方向，定義第1，2，3，…m排電紡針頭插孔512。當(dāng)所述對稱中心515與其相鄰的電紡針頭插孔512之間的距離為d時，m小于等于η,第m排電紡針頭插孔512分布有n_m+l個電紡針頭插孔512 ;當(dāng)所述對稱中心515與其相鄰的電紡針頭插孔512之間的距離為d / 2時，m小于等于n-1，第m排電紡針頭插孔512分布有n-m個電紡針頭插孔512。
[0068]在一個實施例中，所述對稱中心515與所述底盤51的圓心重合，所述中間排電紡針頭插孔512設(shè)置在底盤51的直徑D上。請參見圖6，在一個實施例中，過對稱中心515的直徑D上分布有4個電紡針頭插孔512。相對于對稱中心515對稱的一側(cè)相鄰的電紡針頭插孔512之間的距離為d，對稱中心515到相鄰的電紡針頭插孔512的距離為d。相對于直徑D對稱分布有4排電紡針頭插孔512。直徑D分割的半圓上有2排電紡針頭插孔512，第I排電紡針頭插孔512有4個，且電紡針頭插孔512之間的距離為d。第2排電紡針頭插孔512有3個。
[0069]請參見圖7，在另外一個實施例中，過對稱中心515的直徑D上分布有6個電紡針頭插孔512，相對于對稱中心515對稱的一側(cè)的相鄰的電紡針頭插孔512之間的距離為d，中心到相鄰的電紡針頭插孔512的距離為d / 2。相對于直徑D對稱分布有6排電紡針頭插孔512，每一排中相鄰的電紡針頭插孔512之間的距離為d。直徑D分割的半圓上有3排電紡針頭插孔512。第I排電紡針頭插孔512有5個，第2排電紡針頭插孔512有4，第3排電紡針頭插孔有3個。
[0070]在所述底盤51上，所述多個電紡針頭52的的長度的分布具有特殊的規(guī)律，具體如下:
[0071]對于每一排電紡針頭52，當(dāng)電紡針頭52數(shù)為奇數(shù)時，中間的一根長度最長，這里定義中間的最長的這根電紡針頭52為中心針頭，遠(yuǎn)離中心針頭的電紡針頭52長度逐漸減小，并且關(guān)于中間針頭對稱分布，同一排中相鄰的電紡針頭52之間的長度差為AL ；
[0072]對于每一排電紡針頭52，當(dāng)電紡針頭52數(shù)為偶數(shù)時，中間兩根電紡針頭52的長度一致，且為這一排中最長的電紡針頭52，離中心針頭的電紡針頭52長度逐漸減小，并且關(guān)于中間針頭對稱分布，同一排中相鄰的電紡針頭52之間的長度差為AL ；
[0073]沿著垂直于上述選定的半徑D，且朝向所述底盤51中心515的方向上，各排中心電紡針頭52的長度逐漸變短，相鄰的兩排之間的中心電紡針頭52的長度差為AL。
[0074]由于所有電紡針頭52的進(jìn)液部521相等，所以上述電紡針頭52之間的長度差為AL就是所述電紡針頭52的出液部522的差值。上述長度差Λ L的范圍在0.1至2厘米之間。每個底盤51有1-50根電紡針頭52,針頭為金屬管,如金、銀、銅、鐵等。針頭管內(nèi)徑為
0.1-2厘米，針頭管外徑為2-5厘米，長度為l_30cm，針頭間距為0.l-10cm。在一個實施例中，電紡針頭52為316L不銹鋼管,管外徑為3cm,內(nèi)徑為2cm,最短長度的針頭為3cm。
[0075]當(dāng)所述噴頭單元5通過連接桿7與所述中心圓盤6連接時,該連接桿7過的延長線過所述對稱中心515，并且平分所述中間排電紡針頭52所在的直線。在所有排電紡針頭52中，具有最長中心針頭的那一排電紡針頭52距離中心圓盤6最近，這樣設(shè)置，進(jìn)一步平衡了電場分布。所述噴頭單元5中，所述多個電紡針頭52的內(nèi)徑、長度、間距、排列方式通過上述技術(shù)方案合理設(shè)置，解決了由于多針靜電紡針頭之間電場相互干擾產(chǎn)生電場畸變導(dǎo)致的靜電紡射流不穩(wěn)定、滴液等問題，顯著改善了紡絲纖維質(zhì)量。
[0076]圖8為本實用新型的一個實施例中，底盤51上的某一排電紡針頭52的分布情況。該排共有5個電紡針頭52等間隔設(shè)置，其中，中心的電紡針頭52長度最長，相鄰的電紡針頭52長度依次減少。圖9為本實用新型的一個實施例中，相鄰各排的中心電紡針頭52的長度關(guān)系不意圖。從圖9可以看到，相鄰各排的中心電紡針頭52依次減小，聞度差為相等。在應(yīng)用時，圖9中具有最長的中心電紡針頭52的那一排電紡針頭52最靠近中心圓盤6。
[0077]所述纖維接收裝置30與所述電紡液成絲裝置20相對間隔設(shè)置，該纖維接收裝置30與所述電紡液成絲裝置20之間具有高電場。該纖維接收裝置30包括兩個滾筒9，接受布8和抽風(fēng)裝置60。該接受布8可以為金屬絲或者導(dǎo)電的柔性材料構(gòu)成。兩個滾筒9置于接受布8的兩端，兩個滾筒9的轉(zhuǎn)動軸平行設(shè)置。兩個滾筒9的轉(zhuǎn)動帶動接受布8在水平方向左右運動，電紡絲可以均勻的落在接受布8上。實際使用時，所述接受布8設(shè)置與所述電紡液成絲裝置20下方，與噴頭單元5相對設(shè)置。在所述接受布8在水平方向左右運動的同時，該電紡液成絲裝置20可以在在水平面內(nèi)以中心圓盤為中心自轉(zhuǎn)，其可以左轉(zhuǎn)一圖后，再右轉(zhuǎn)一圈，或者在120度至360度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。電紡液成絲裝置20還可以在垂直于所述接受布8運動的方向上往復(fù)運動。
[0078]其中滾筒9的直徑為10-200mm，接受布8的寬度在10_200cm。抽風(fēng)裝置60置于接受布8之下，減小了噴絲的范圍，使得電紡絲更均勻的落在接受布8上，有利于形成均一厚度的纖維薄膜。
[0079]應(yīng)用實例I
[0080]當(dāng)以PAA為電紡溶液，使用本實用新型的靜電紡絲機(jī)100進(jìn)行紡絲時。電紡溶液注入供液裝置10的儲液罐2中，計量泵3轉(zhuǎn)速控制在IOr / min，供液裝置10將電紡溶液輸送到各個電紡針頭52上。將高壓直流電源11的電壓調(diào)到65kv，接受布8以0.5m / min的速度平動，并與噴頭單元5的往復(fù)運動相配合，噴頭單元5與接受布8的距離為70cm。
[0081]應(yīng)用實例2
[0082]以PVDF為電紡液進(jìn)行電紡，調(diào)整計量泵3轉(zhuǎn)速為15r / min,高壓直流電源11電壓調(diào)到50kv,接受布8以0.5m / min的速度運動，噴頭單元5與接受布8的距離調(diào)整為85cm。
[0083]應(yīng)用實例3
[0084]以PEO為電紡液進(jìn)行電紡，調(diào)整計量泵3轉(zhuǎn)速為22r / min，高壓直流電源11電壓加到75kv,接受布8以1.0m / min的速度運動，噴頭單元5與接受布8的距離調(diào)整為IlOcm0可以理解，為了進(jìn)一步提高電紡得到的纖維膜的均勻性，所述噴頭單元5可以在垂直于所述接受布8運動的方向上往復(fù)運動。
[0085]另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本實用新型精神內(nèi)作其它變化，當(dāng)然這些依據(jù)本實用新型精神所作的變化，都應(yīng)包含在本實用新型所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種靜電紡絲分液器，該分液器具有一封閉空間，其特征在于，該分液器為倒錐型結(jié)構(gòu)，包括: 一錐型殼體具有一頂端開口設(shè)置在所述錐型殼體的頂點，以及一底端開口與該頂端開口相對； 一墊圈，一篩網(wǎng)，以及一蓋體依次覆蓋在所述錐型殼體的底端開口，所述蓋體將所述墊圈及篩網(wǎng)密封在錐型殼體內(nèi)部； 一進(jìn)液管設(shè)置在所述錐型殼體的頂點，并通過所述頂端開口與所述錐型殼體內(nèi)部的錐體空間連通；以及 多個出液孔設(shè)置在所述蓋體。
2.如權(quán)利要求1所述的靜電紡絲分液器，其特征在于，所述錐型殼體的錐角為鈍角，所述錐角為160度至180度。
3.如權(quán)利要求1所述的靜電紡絲分液器，其特征在于，所述錐型殼體的錐角為160度至175 度。
4.如權(quán)利要求1所述的靜電紡絲分液器，其特征在于，所述錐型殼體為金屬材料制成。
5.如權(quán)利要求1所述的靜電紡絲分液器，其特征在于，所述篩網(wǎng)設(shè)置于所述墊圈與所述蓋體之間，該篩網(wǎng)具有多個網(wǎng)孔，網(wǎng)孔的直徑在20微米至200微米之間。
6.如權(quán)利要求4所述的靜電紡絲分液器，其特征在于，所述篩網(wǎng)為金屬材料制成。
7.如權(quán)利要求1所述的靜電紡絲分液器，其特征在于，所述蓋體上的每個出液孔插設(shè)有一個出液管，該出液管具有開關(guān)閥門。
8.如權(quán)利要求1所述的靜電紡絲分液器，其特征在于，所述錐型殼體為圓錐體或棱錐體。
9.一種靜電紡絲機(jī)，其包括: 一供液裝置，包括一氣瓶，一儲液罐通過通氣管與所述氣瓶相連接，一計量泵過輸液管與所述儲液罐相連接，以及一如權(quán)利要求1至8任一所述的靜電紡絲分液器，通過輸液管與所述計量泵相連接，所述計量泵用于控制進(jìn)入分液器中電紡液的質(zhì)量； 一電紡液成絲裝置，包括至少一個噴頭單元，該至少一個噴頭單元包括多個電紡針頭，該多個電紡針頭中的每一個通過一個倒液管與所述蓋體上的一個出液孔對應(yīng)相連； 一纖維接收裝置與所述電紡液成絲裝置相對設(shè)置，用于接受在高壓電場中，由電紡液成絲裝置噴射出來的電紡液形成的納米纖維，從而獲得由該納米纖維形成的納米纖維膜；以及 一高壓直流電源，用于給所述電紡液成絲裝置提供高壓直流電。
10.如權(quán)利要求9所述的靜電紡絲機(jī)，其特征在于，該電紡液成絲裝置包括: 一個中心圓盤； 多個連接桿與所述中心圓盤連接，并自所述中心圓盤向外延伸，相鄰的兩個連接桿的延長線所成的角度相等，當(dāng)多個連接桿的長度不同時，該多個連接桿包括多個第一連接桿和多個第二連接桿，該多個第一連接桿和第二連接桿交替設(shè)置；以及 多個噴頭單元，每個噴頭單元通過一個上述連接桿與所述中心圓盤連接，當(dāng)多個連接桿的長度不同時，所述多個噴頭單元的圓心至所述中心圓盤的中心的距離為，第一間距和第二間距，每個噴頭單元包括多個電紡針頭。
【文檔編號】D01D5/00GK203498512SQ201320348451
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年6月18日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月18日
【發(fā)明者】楊穎 , 劉琦, 劉芬, 梁幸幸, 黎忠孝 申請人:清華大學(xué), 張家港智電可再生能源與儲能技術(shù)研究所有限公司