制備納米纖維的噴絲裝置及紡絲裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種納米纖維的制備裝置，具體是利用高壓來(lái)制備納米纖維制備裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今是納米科技與納米材料飛速發(fā)展的時(shí)代，而納米纖維是納米材料的重要組成元素，因此如何開(kāi)發(fā)新的制備納米材料的技術(shù)，創(chuàng)造新產(chǎn)品是研宄者們?cè)诩{米纖維制造技術(shù)上不斷追求的目標(biāo)。雖然目前已經(jīng)有很多紡絲方法在制備納米纖維上具有很大的潛力優(yōu)勢(shì)，但是也存在著很多問(wèn)題。靜電紡絲作為一種簡(jiǎn)單地便于工業(yè)化生產(chǎn)的制備納米纖維材料的方法，得到了廣泛的關(guān)注，但是靜電紡絲也存在其局限性和問(wèn)題。主要有以下幾個(gè)方面的問(wèn)題:
[0003]第一:電紡絲需要很高的電壓和對(duì)溶液的導(dǎo)電性有一定的要求，一般的靜電紡絲所需要的電壓都在一萬(wàn)伏以上，通常我們實(shí)驗(yàn)中所用的電壓都一般在一萬(wàn)五千伏至兩萬(wàn)伏左右。高壓電源需要對(duì)儀器的維護(hù)安全等有著更高的要求。第二:電紡絲的產(chǎn)率低，即使改進(jìn)了的大面積紡絲，也不能滿(mǎn)足工業(yè)化生產(chǎn)所需要的高效益回報(bào)。為了擴(kuò)展傳統(tǒng)紡織工業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域，進(jìn)一步推進(jìn)納米纖維產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)，加速紡織科技與產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，因此發(fā)展一種新的，不需要高電壓，對(duì)溶液的導(dǎo)電性能沒(méi)有要求，可以工業(yè)化生產(chǎn)的制備納米纖維的方法是十分重要的。
[0004]因此，開(kāi)發(fā)一種對(duì)溶液沒(méi)有限制、安全并且產(chǎn)量高的納米纖維的制備裝置是十分緊迫的任務(wù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種操作方便、安全且對(duì)可紡溶液無(wú)導(dǎo)電要求的噴絲裝置及具有該噴絲裝置的紡絲裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0007]一種制備納米纖維的噴絲裝置，其特征在于:包括一噴管，在該噴管內(nèi)設(shè)置有拉法爾管形內(nèi)孔，在該拉法爾管形內(nèi)孔的喉部連通有進(jìn)液口，拉法爾管形內(nèi)孔的一端為噴絲口，在法爾管形內(nèi)孔的另一端為進(jìn)氣口 ；在所述噴絲口設(shè)置有噴絲網(wǎng)。
[0008]所述噴絲網(wǎng)的目數(shù)一般在300至500目。
[0009]一種制備納米纖維的紡絲裝置，其特征在于:包括給氣裝置、輸氣管、注液裝置、注液管、噴絲裝置以及接收裝置，所述噴絲裝置包括一噴管，在該噴管內(nèi)設(shè)置有拉法爾管形內(nèi)孔，在該拉法爾管形內(nèi)孔的喉部連通有進(jìn)液口，拉法爾管形內(nèi)孔的一端為噴絲口，在法爾管形內(nèi)孔的另一端為進(jìn)氣口，在所述噴絲口設(shè)置有噴絲網(wǎng)。
[0010]所述噴絲網(wǎng)的目數(shù)一般在300至500目網(wǎng)的孔徑為。
[0011]由給氣裝置給氣后氣體經(jīng)過(guò)輸氣管進(jìn)入到噴絲裝置的的噴絲管道內(nèi)，經(jīng)過(guò)噴絲管道往后運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入噴管的前段，在這一階段，氣體的運(yùn)動(dòng)遵循機(jī)械守恒定律，根據(jù)連續(xù)性方程，在時(shí)間Δ t內(nèi)，氣體入口流入和氣體出口流出的體積Δ V相同，AV = S1V1 At = S2V2 Δ t，即，氣體在剛進(jìn)入到噴絲管道內(nèi)，截面大處流速小，當(dāng)氣體在運(yùn)動(dòng)到窄喉處的過(guò)程中，截面變小，流速變大，因此氣流不斷加速。當(dāng)運(yùn)動(dòng)到窄喉處時(shí)，流速已經(jīng)超過(guò)了音速。這一結(jié)構(gòu)可使氣流的速度因噴絲截面積的變化而變化，使氣流從亞音速到音速，直至加速至跨音速。而跨音速的流體在運(yùn)動(dòng)時(shí)卻不再遵循“截面小處流速大，截面大處流速小”的原理，而是恰恰相反，截面越大，流速越快。由于在窄喉處的氣體速度很大，故該出的壓強(qiáng)很小，在該處設(shè)置有進(jìn)液口。在窄喉處的進(jìn)液口注入液體時(shí)，液體流的速度被進(jìn)一步加速，產(chǎn)生了巨大的推力，進(jìn)而這個(gè)推力來(lái)加速液體流使得液體流經(jīng)過(guò)后會(huì)在噴絲口附近高速霧化成許多微米大小的液滴。通常情況下，直徑較小的液體流動(dòng)形成的液滴直徑較小。同時(shí)由于噴絲口處的多孔設(shè)計(jì)，使得液滴再通過(guò)多孔結(jié)構(gòu)時(shí)由于與多孔的摩擦作用及前面氣體的強(qiáng)大推力使得液滴直接被拉伸為納米纖維。
[0012]發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):
[0013]1:紡絲時(shí)裝置對(duì)溶液的導(dǎo)電性能沒(méi)有要求，擴(kuò)展了可紡溶液的范圍。
[0014]2:制備納米纖維時(shí)裝置不需要高電壓，儀器安全問(wèn)題得到了保障。
[0015]3:噴絲裝置的設(shè)置可以手持，這樣在紡絲時(shí)操作方便簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本發(fā)明噴絲裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)的示意圖
[0017]圖2是本發(fā)明紡絲裝置的示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明噴絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0019]其中:1、給氣裝置；2、輸氣管；3、噴絲裝置；3.1、進(jìn)氣口 ；3.2、進(jìn)液口 ；3.3、噴絲口 ；3.4、噴管；3.5、拉法爾管形內(nèi)孔；3.6、噴絲網(wǎng)；4、注液管；5、注液裝置；6、接收裝置。
【具體實(shí)施方式】
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[0020]下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明:
[0021]如圖1所述，本發(fā)明噴絲裝置3包括一噴管3.4，在噴管3.4內(nèi)設(shè)置有拉法爾管形內(nèi)孔3.5，在拉法爾管形內(nèi)孔的喉部連通有進(jìn)液口 3.2，拉法爾管形內(nèi)孔的一端為噴絲口3.3，在法爾管形內(nèi)孔的另一端為進(jìn)氣口 3.1，在噴絲口安裝有噴絲網(wǎng).36。
[0022]所述噴絲網(wǎng)的目數(shù)一般在300至500目。
[0023]如圖2所示，本發(fā)明一種制備納米纖維的紡絲裝置，包括給氣裝置1、輸氣管2、噴絲裝置3、注液裝置4、注液管5以及接收裝置6，噴絲裝置3包括一噴管3.4，在噴管內(nèi)設(shè)置有拉法爾管形內(nèi)孔3.5，在該拉法爾管形內(nèi)孔的喉部連通有進(jìn)液口 3.2，拉法爾管形內(nèi)孔的一端為噴絲口 3.3，在法爾管形內(nèi)孔的另一端為進(jìn)氣口 3.1，在噴絲口安裝有噴絲網(wǎng)3.6。
[0024]所述噴絲網(wǎng)的目數(shù)一般在300至500目。
[0025]本發(fā)明紡絲裝置在使用時(shí)，首先打開(kāi)給氣裝置I的開(kāi)關(guān)，氣體進(jìn)入經(jīng)過(guò)輸氣管2進(jìn)入到噴絲裝置3的噴絲管道內(nèi)，然后打開(kāi)注液裝置5的開(kāi)關(guān)，液體通過(guò)注液管4被注入到噴絲裝置3的噴絲管到內(nèi)部，在噴絲管內(nèi)部氣流經(jīng)過(guò)內(nèi)部的窄喉時(shí)速度突然變大，此時(shí)在窄喉處的進(jìn)液口 3.2有液體注入，氣體的速度變大之后，進(jìn)而這個(gè)推力來(lái)加速液體流使得液體流經(jīng)過(guò)后會(huì)在噴絲口 3.3附近高速霧化成許多微米大小的液滴。通常情況下，直徑較小的液體流動(dòng)形成的液滴直徑較小。同時(shí)由于噴絲網(wǎng)3.6的多孔設(shè)計(jì)，使得液滴再通過(guò)多孔結(jié)構(gòu)時(shí)由于與多孔的摩擦作用及前面氣體的強(qiáng)大推力使得液滴直接被拉伸為納米纖維。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種制備納米纖維的噴絲裝置，其特征在于:包括一噴管，在該噴管內(nèi)設(shè)置有拉法爾管形內(nèi)孔，在該拉法爾管形內(nèi)孔的喉部連通有進(jìn)液口，拉法爾管形內(nèi)孔的一端為噴絲口，在法爾管形內(nèi)孔的另一端為進(jìn)氣口 ；在所述噴絲口設(shè)置有噴絲網(wǎng)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備納米纖維的噴絲裝置，其特征在于:所述噴絲網(wǎng)的目數(shù)一般在300至500目。3.一種制備納米纖維的紡絲裝置，其特征在于:包括給氣裝置、輸氣管、注液裝置、注液管、噴絲裝置以及接收裝置，所述噴絲裝置包括一噴管，在該噴管內(nèi)設(shè)置有拉法爾管形內(nèi)孔，在該拉法爾管形內(nèi)孔的喉部連通有進(jìn)液口，拉法爾管形內(nèi)孔的一端為噴絲口，在法爾管形內(nèi)孔的另一端為進(jìn)氣口，在所述噴絲口設(shè)置有噴絲網(wǎng)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備納米纖維的紡絲裝置，其特征在于:所述噴絲網(wǎng)的目數(shù)一般在300至500目。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種制備納米纖維的噴絲裝置及紡絲裝置，其中噴絲裝置包括一噴管，在該噴管內(nèi)設(shè)置有拉法爾管形內(nèi)孔，在該拉法爾管形內(nèi)孔的喉部連通有進(jìn)液口，拉法爾管形內(nèi)孔的一端為噴絲口，在法爾管形內(nèi)孔的另一端為進(jìn)氣口；在所述噴絲口設(shè)置有噴絲網(wǎng)；所述噴絲網(wǎng)的目數(shù)一般在300至500目。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明紡絲裝置對(duì)溶液的導(dǎo)電性能沒(méi)有要求，擴(kuò)展了可紡溶液的范圍。制備納米纖維時(shí)裝置不需要高電壓，儀器安全問(wèn)題得到了保障；噴絲裝置的設(shè)置可以手持，這樣在紡絲時(shí)操作方便簡(jiǎn)單。
【IPC分類(lèi)】D01D5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN104947208
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510382451
【發(fā)明人】何春輝, 司娜, 李學(xué)偉, 李雅, 蔡娟娟, 陳柔羲
【申請(qǐng)人】南通百博絲納米科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年9月30日
【申請(qǐng)日】2015年7月2日