本實(shí)用新型涉及一種靜電紡絲裝置，具體涉及一種制取絲素納米纖維絲及纖維紗的紡絲裝置。

背景技術(shù)：

靜電紡絲就是高分子流體靜電霧化的特殊形式，此時霧化分裂出的物質(zhì)不是微小液滴，而是聚合物微小射流，可以運(yùn)行相當(dāng)長的距離，最終固化成纖維。

至今為止，靜電紡絲技術(shù)已經(jīng)成為制備納米纖維最為簡單、有效的方式。靜電紡納米纖維因為具有高比表面積，高孔隙率，優(yōu)良的力學(xué)性能等優(yōu)勢，已經(jīng)在過濾吸附，生物組織工程，生物醫(yī)學(xué)，個體防護(hù)等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。其中，絲素納米纖維因為具有良好的生物相容性，被廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，但是運(yùn)用靜電紡絲技術(shù)制備絲素納米纖維時，因為絲素濃度過大，經(jīng)常存在針頭堵塞的問題，紡絲效率低下。而現(xiàn)階段在科研等領(lǐng)域?qū)τ诮z素纖維有著較大需求，現(xiàn)有裝置幾乎不可能有效制造出大量的絲素納米纖維。

此外，仿生支架材料中的納米纖維結(jié)構(gòu)大都為不同類型的纖維氈，大都存在力學(xué)性能差，難以重復(fù)加工等問題。納米纖維紗中的纖維將沿著紗的軸向平行排列，相對于纖維氈具有較好的力學(xué)性能，而且可利用機(jī)織或針織技術(shù)加工成不同形式的結(jié)構(gòu)材料，但傳統(tǒng)技術(shù)難以大量制備纖維紗，無法滿足工業(yè)需求。

因此，鑒于以上問題，有必要提出一種新型的紡絲裝置，用來有效生產(chǎn)絲素納米纖維絲及纖維紗，避免制備過程中針頭堵塞的問題，提高生產(chǎn)效率，以滿足現(xiàn)有工業(yè)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實(shí)用新型提供了一種制取絲素納米纖維絲及纖維紗的紡絲裝置，通過采用金屬棱錐體的噴頭，并在噴頭的頂部及棱邊上設(shè)置噴孔，使得纖維絲最大程度的向外噴出，有效提高纖維絲成型率，通過結(jié)合吹風(fēng)槍的設(shè)置，吹動纖維絲由外向內(nèi)聚攏，大量成型纖維紗，滿足工業(yè)需求。

根據(jù)本實(shí)用新型的目的提出的一種制取絲素納米纖維絲的紡絲裝置，包括纖維發(fā)生器與纖維接收器，所述纖維發(fā)生器包括噴頭以及容納紡絲液的儲液池，儲液池內(nèi)部紡絲液連接電源，所述噴頭為中空棱錐體，所述噴頭頂部以及至少一棱邊上設(shè)置有噴孔，所述噴頭內(nèi)部與儲液池連通；

所述纖維發(fā)生器還包括一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，通電后，所述紡絲液在該驅(qū)動機(jī)構(gòu)擠壓作用力下，在噴頭頂部以及棱邊位置處逐步壓縮后自噴孔向外噴薄出纖維絲，并收集在纖維接收器上。

優(yōu)選的，所述噴頭為金屬三棱錐結(jié)構(gòu)，所述噴頭的三條棱邊上均開設(shè)有噴孔。

優(yōu)選的，所述棱邊自上至下均勻的開設(shè)有噴孔。

優(yōu)選的，所述噴孔朝向纖維接收器的方向設(shè)置，且噴孔的中心線向噴頭的中心側(cè)靠攏。

優(yōu)選的，所述噴頭至少一側(cè)面為內(nèi)凹的曲面形式或至少一側(cè)面向噴頭中心側(cè)彎折，使得棱錐體底面各頂角的外角和大于360°。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括一注射器與驅(qū)動該注射器注射的流量泵，所述注射器前端與儲液池連接。

優(yōu)選的，所述纖維接收器為接收滾筒。

優(yōu)選的，所述纖維接收器為多組平行電極組成的旋轉(zhuǎn)格柵機(jī)構(gòu)，所述格柵機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動設(shè)置形成所述接收滾筒，纖維沉積于所述格柵機(jī)構(gòu)的外周上。

一種制取絲素納米纖維紗的紡絲裝置，采用所述的紡絲裝置，所述噴頭外側(cè)與各棱邊對應(yīng)位置處設(shè)置有吹風(fēng)槍，吹風(fēng)槍朝向噴頭頂部吹出氣流，自噴孔噴出的多束纖維絲經(jīng)吹風(fēng)槍吹向噴頭頂部位置處聚攏形成纖維紗，并收集在纖維接收器上。

優(yōu)選的，所述吹風(fēng)槍通過一支架固定，所述吹風(fēng)槍向噴頭中心側(cè)傾斜設(shè)置，所述支架的高度可調(diào)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型公開的制取絲素納米纖維絲及纖維紗的紡絲裝置的優(yōu)點(diǎn)是：

通過采用金屬棱錐體的噴頭，并在噴頭的頂部及棱邊上設(shè)置噴孔，使得紡絲液導(dǎo)電效果達(dá)到最佳狀態(tài)，并結(jié)合驅(qū)動機(jī)構(gòu)使得紡絲液在噴頭頂部與棱邊處進(jìn)一步擠壓收縮，使得纖維絲最大程度的向外噴出，纖維絲生產(chǎn)效率高。有效解決了傳統(tǒng)技術(shù)中針頭堵塞的問題。

棱錐體的各棱邊均對應(yīng)設(shè)置吹風(fēng)槍，吹風(fēng)槍吹動纖維絲由外向內(nèi)聚攏，使纖維絲最終聚合成紗，大量成型纖維紗，滿足工業(yè)需求。

此外，通過采用接收滾筒收集纖維，接收滾筒垂直設(shè)置于噴頭的正上方，對纏繞在一起的納米纖維紗能夠起到卷繞、拉伸作用，進(jìn)一步加強(qiáng)了絲素纖維的平行效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實(shí)用新型實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為制取纖維絲的紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為制取纖維紗的紡絲裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為噴頭與吹風(fēng)槍配置的俯視圖。

圖4、5為噴頭的俯視圖。

圖中的數(shù)字或字母所代表的相應(yīng)部件的名稱：

1、纖維發(fā)生器 2、纖維接收器

11、噴頭 12、儲液池 13、噴孔 14、電源 15、注射器 16、流量泵 17、吹風(fēng)槍 18、支架

具體實(shí)施方式

正如背景技術(shù)部分所述，絲素納米纖維因為具有良好的生物相容性，被廣泛應(yīng)用在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，但是運(yùn)用靜電紡絲技術(shù)制備絲素納米纖維時，因為絲素濃度過大，經(jīng)常存在針頭堵塞的問題，紡絲效率低下。且納米纖維紗中的纖維沿著紗的軸向平行排列，相對于纖維氈具有較好的力學(xué)性能，但傳統(tǒng)技術(shù)難以大量制備纖維紗，無法滿足工業(yè)需求。

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供了一種制取絲素納米纖維絲及纖維紗的紡絲裝置，通過采用金屬棱錐體的噴頭，并在噴頭的頂部及棱邊上設(shè)置噴孔，使得纖維絲最大程度的向外噴出，有效提高纖維絲成型率，通過結(jié)合吹風(fēng)槍的設(shè)置，吹動纖維絲由外向內(nèi)聚攏，大量成型纖維紗，滿足工業(yè)需求。

下面將通過具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1

請參見圖1，一種制取絲素納米纖維絲的紡絲裝置，該紡絲裝置包括纖維發(fā)生器1與纖維接收器2，纖維發(fā)生器1包括噴頭11以及容納紡絲液的儲液池12，噴頭內(nèi)部與儲液池連通，液池內(nèi)部紡絲液連接電源；儲液池中的紡絲液可輸送至噴頭內(nèi)進(jìn)行紡絲處理，該噴頭為中空棱錐體，噴頭頂部以及至少一棱邊上設(shè)置有噴孔13。該噴頭為金屬材質(zhì)，本實(shí)施例中優(yōu)選采用銅質(zhì)材料。采用銅質(zhì)噴頭，不僅使紡絲液導(dǎo)電效果達(dá)到最佳狀態(tài)，而且通過結(jié)合棱錐形式的結(jié)構(gòu)使得紡絲液在至噴頭頂部及棱邊時得到進(jìn)一步壓縮加強(qiáng)，有助于纖維最大程度快速的向外噴出，避免出現(xiàn)堵塞噴頭的問題，大量成型纖維絲。

纖維發(fā)生器還包括一驅(qū)動機(jī)構(gòu)，通電后，紡絲液在該驅(qū)動機(jī)構(gòu)擠壓作用力下，在噴頭頂部以及棱邊位置處逐步壓縮后自噴孔向外噴薄出纖維絲，并收集在纖維接收器上。

本實(shí)施例中優(yōu)選噴頭為中空的三棱錐結(jié)構(gòu)，噴頭的三條棱邊上均開設(shè)有噴孔。優(yōu)選的，棱邊自上至下均勻的開設(shè)有噴孔。通過大量噴孔的設(shè)置可同一時間成型出大量纖維束。多個噴孔的設(shè)置相比傳統(tǒng)納米纖維的生產(chǎn)裝置紡絲效率得到大大提升。其中噴頭除采用三棱錐結(jié)構(gòu)外，還可為四棱錐或五棱錐或多棱錐等形式。經(jīng)試驗得出，三棱錐結(jié)構(gòu)形式較其他結(jié)構(gòu)形式簡單，且棱邊角度較小，壓縮效果較好，因此，通常選擇采用三棱錐形式。

此外，噴頭棱邊的傾斜角度設(shè)計有助于纖維自下向上運(yùn)動過程中纖維絲的平行度，同時也為后續(xù)更好的纏繞成紗提供基礎(chǔ)。

優(yōu)選的，噴孔朝向纖維接收器的方向設(shè)置，且噴孔的中心線向噴頭的中心側(cè)靠攏。噴孔的設(shè)置形式對于纖維絲噴出的方向有一個導(dǎo)向作用，通過將噴孔朝向纖維接收器設(shè)置，使得纖維束進(jìn)一步的向中間靠攏，避免纖維束過于發(fā)散而影響收集，同時為下一步聚攏形成纖維紗做準(zhǔn)備。

本實(shí)施例中驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括一注射器15與驅(qū)動該注射器注射的流量泵16，注射器15前端與儲液池12連接。通過調(diào)節(jié)流量泵的大小推動注射器，注射器在流量泵的推力下推動紡絲液在噴頭內(nèi)向上噴出。驅(qū)動機(jī)構(gòu)可以為任意能夠給予紡絲液擠壓作用力的結(jié)構(gòu)，具體形式不做限制。

其中，纖維接收器為接收滾筒。接收滾筒轉(zhuǎn)動設(shè)置，連續(xù)旋轉(zhuǎn)的接收滾筒垂直放置于噴頭上方，相比傳統(tǒng)靜電紡絲技術(shù)而言，對納米纖維絲具有很好的拉伸作用，進(jìn)一步的加強(qiáng)了絲素纖維的平行效果。而且在成型纖維紗后，接收滾筒對纏繞在一起的納米纖維紗能夠起到卷繞，拉伸，平行的效果，提高纖維紗的質(zhì)量。

優(yōu)選的，纖維接收器為多組平行電極組成的旋轉(zhuǎn)格柵機(jī)構(gòu)，格柵機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動設(shè)置形成所述接收滾筒，纖維沉積于格柵機(jī)構(gòu)的外周上。

如圖2、3所示，本實(shí)用新型還公開了一種制取絲素納米纖維紗的紡絲裝置，采用上述制取絲素納米纖維絲的紡絲裝置，此外，在噴頭11外側(cè)與各棱邊對應(yīng)位置處設(shè)置有吹風(fēng)槍17，吹風(fēng)槍17朝向噴頭頂部吹出氣流，噴出的多束纖維絲經(jīng)吹風(fēng)槍吹向噴頭頂部處聚攏形成纖維紗，并收集在纖維接收器上。

由于本實(shí)施例優(yōu)選采用三棱錐結(jié)構(gòu)形式的噴嘴，因此底部配有環(huán)繞三棱錐一周的三組吹風(fēng)槍，每組吹風(fēng)槍設(shè)置于一支架18上，可以隨意調(diào)節(jié)高度與旋轉(zhuǎn)角度，并且吹風(fēng)槍氣流溫度可以隨意調(diào)節(jié)，方便探索最佳紡絲條件使絲素纖維最快最好纏繞成紗。

該吹風(fēng)槍向噴頭中心側(cè)傾斜設(shè)置，便于將噴孔處噴出的纖維絲盡可能的吹向中心側(cè)，使得纖維絲纏繞成紗，具體傾斜角度根據(jù)需要設(shè)定。

本實(shí)用新型的工作原理如下：

紡絲過程中紡絲液經(jīng)注射器推入棱錐式的噴頭內(nèi)，調(diào)節(jié)流量泵流量大小，打開高壓電源，調(diào)節(jié)電壓大小，使噴頭四周能夠噴出均勻的納米纖維絲，調(diào)節(jié)吹風(fēng)槍角度與吹風(fēng)槍氣流大小使絲素納米纖維絲在向上運(yùn)動過程中在吹風(fēng)槍作用下向內(nèi)聚攏纏繞成紗，得到最理想的紗線最終卷繞在接收滾筒上。

實(shí)施例2

請參見圖4，其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于，噴頭的至少一個側(cè)面為內(nèi)凹的曲面形式，通過將側(cè)面內(nèi)凹形成曲面，可保證紡絲液在棱邊處進(jìn)一步的壓縮，保證自噴孔噴出的纖維絲呈噴射狀，速度較快，同時結(jié)合轉(zhuǎn)動設(shè)置的接收滾筒，便于收集大量的有序的絲素納米纖維。

實(shí)施例3

請參見圖5，其余與實(shí)施例1相同，不同之處在于，至少一側(cè)面向噴頭中心側(cè)彎折，使得棱錐體底面各頂角abc的外角和大于360°。一般的棱錐底面各邊角的外角和為360°，在彎折后，使得底面各頂角的內(nèi)角收縮變小，進(jìn)一步的起到收縮擠壓紡絲液的作用，使得紡絲液自噴孔中噴射出。

本實(shí)用新型公開了一種制取絲素納米纖維絲的紡絲裝置，通過采用金屬棱錐體的噴頭，并在噴頭的頂部及棱邊上設(shè)置噴孔，使得紡絲液導(dǎo)電效果達(dá)到最佳狀態(tài)，并結(jié)合驅(qū)動機(jī)構(gòu)使得紡絲液在噴頭頂部與棱邊處進(jìn)一步擠壓收縮，使得纖維絲最大程度的向外噴出，纖維絲生產(chǎn)效率高。有效解決了傳統(tǒng)技術(shù)中針頭堵塞的問題。

棱錐體的各棱邊均對應(yīng)設(shè)置吹風(fēng)槍，吹風(fēng)槍吹動纖維絲由外向內(nèi)聚攏，使纖維絲最終聚合成紗，大量成型纖維紗，滿足工業(yè)需求。

此外，通過采用接收滾筒收集纖維，接收滾筒垂直設(shè)置于噴頭的正上方，對纏繞在一起的納米纖維紗能夠起到卷繞、拉伸作用，進(jìn)一步加強(qiáng)了絲素纖維的平行效果。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實(shí)用新型。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實(shí)用新型的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本實(shí)用新型將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。