全文摘要
本实用新型涉及一种球切面自由液面纺丝装置，属于静电纺丝领域。该球切面自由液面纺丝装置包括储液管、恒流供液装置、高压静电发生器和接收装置，恒流供液装置连接有输液管，输液管与储液管连通，高压静电发生器与储液管电连接，储液管包括支撑部和设置在支撑部上方的凹槽，接收装置设置在储液管的上方。本实用新型的有益之处在于，通过使用切面为球切面、或球切面与平面的结合、或球切面与锯齿面的凹槽盛放纺丝液，使通电后的储液管上的电荷分布更为集中，提高了电场力的利用率，实现能源的节约，可以最大化的减小纺丝液面的表面张力使其易于被静电场力克服，从而增加形成的泰勒锥的数量，提高静电纺丝的效率。
主设计要求
1.一种球切面自由液面纺丝装置，其特征在于：所述球切面自由液面纺丝装置包括储液管、恒流供液装置、高压静电发生器和接收装置，所述恒流供液装置连接有输液管，所述输液管与所述储液管连通，所述高压静电发生器与所述储液管电连接以使得盛放在储液管中的纺丝液在静电的作用下产生射流，所述储液管包括支撑部和设置在所述支撑部上方的凹槽，所述凹槽的切面为球切面、或球切面与平面的结合、或球切面与锯齿面的结合、或锯齿面，所述接收装置设置在所述储液管的上方以接收来自所述储液管的射流。
设计方案
1.一种球切面自由液面纺丝装置，其特征在于：所述球切面自由液面纺丝装置包括储液管、恒流供液装置、高压静电发生器和接收装置，所述恒流供液装置连接有输液管，所述输液管与所述储液管连通，所述高压静电发生器与所述储液管电连接以使得盛放在储液管中的纺丝液在静电的作用下产生射流，所述储液管包括支撑部和设置在所述支撑部上方的凹槽，所述凹槽的切面为球切面、或球切面与平面的结合、或球切面与锯齿面的结合、或锯齿面，所述接收装置设置在所述储液管的上方以接收来自所述储液管的射流。
2.根据权利要求1所述的球切面自由液面纺丝装置，其特征在于：所述球切面自由液面纺丝装置还包括设置在所述储液管下方的防溢液装置，所述储液管设置在防溢液装置内。
3.根据权利要求2所述的球切面自由液面纺丝装置，其特征在于：所述防溢液装置为收集桶。
4.根据权利要求3所述的球切面自由液面纺丝装置，其特征在于：所述收集桶为圆形桶。
5.根据权利要求1所述的球切面自由液面纺丝装置，其特征在于：所述接收装置包括收集板和连接在所述收集板上的接地导线。
6.根据权利要求5所述的球切面自由液面纺丝装置，其特征在于：所述收集板为矩形金属板。
7.根据权利要求1所述的球切面自由液面纺丝装置，其特征在于：所述高压静电发生器通过导线与所述储液管连接。
8.根据权利要求4所述的球切面自由液面纺丝装置，其特征在于：所述收集桶的直径大于所述储液管的直径。
9.根据权利要求1所述的球切面自由液面纺丝装置，其特征在于：所述储液管为铜管。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种球切面自由液面纺丝装置，属于静电纺丝领域。
背景技术
静电纺丝技术作为目前世界上使用最普遍的生产纳米纤维的方法。近几年来,由于纳米材料研究的迅速升温,激起了人们对静电纺丝进行深入研究的浓厚兴趣。与拉伸、相分离等方法相比,静电纺丝已成为制取纳米纤维最重要、最有效的方法。但静电纺丝产量低是该项技术从实验室走向产业化生产及应用的最大的技术障碍。
以高产丝率这一优点著称的气泡静电纺丝，作为一种新型的纺丝方法，其产量通常在0.3克\/小时，该方法不用传统喷丝头纺丝，而是在聚合物溶液在(熔体)中通入气体，在聚合物溶液(熔体)中形成气泡，使用静电力克服聚合物泡沫、膜的表面张力，而不是传统静电纺丝的泰勒锥的表面张力，使气泡、膜发生破裂，并在电场力的作用下被拉细至纳米数量级，形成纳米纤维。但因其产生的气泡尺寸不可控，气泡破裂规律不可寻，由此造成的纤维直径分布不均等缺点，使其同样不能被工业化使用。
自由液面静电纺丝作为新型的纺丝工艺，其纺丝原理与气泡静电纺丝相似，是利用高压电场所提供的静电力克服聚合物液面的表面张力，在聚合物液面形成泰勒锥，并进一步形成射流，射流在电场力的作用下被拉细成纳米纤维。因为这一过程中没有气泡的介入，故而克服了气泡静电纺气泡尺寸不可控，气泡破裂规律不可寻以及由此造成的纤维直径分布不均等缺点，同时还保存了气泡静电纺高产丝率的优点。但是传统自由液面静电纺丝对电场力有着较高的要求，一般使用的电压为50-70KV，因此存在着极大的安全隐患以及能源问题。
本实用新型的主要内容是对传统自由液面静电纺丝进行改进，以克服传统自由液面静电纺丝所需电压过大，存在安全隐患以及产量有待进一步提高等缺点。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够降低电压要求，提高纳米纤维的产量的球切面自由液面纺丝装置。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种球切面自由液面纺丝装置包括储液管、恒流供液装置、高压静电发生器和接收装置，所述恒流供液装置连接有输液管，所述输液管与所述储液管连通，所述高压静电发生器与所述储液管电连接以使得盛放在储液管中的纺丝液在静电的作用下产生射流，所述储液管包括支撑部和设置在所述支撑部上方的凹槽，所述凹槽的切面为球切面、或球切面与平面的结合、或球切面与锯齿面的结合、或锯齿面，所述接收装置设置在所述储液管的上方以接收来自所述储液管的射流。
进一步地，所述球切面自由液面纺丝装置还包括设置在所述储液管下方的防溢液装置，所述储液管设置在防溢液装置内。通过防溢液装置的设置，可以对溢出储液管的纺丝液进行收集，降低纺丝液的浪费。
进一步地，所述防溢液装置为收集桶。
进一步地，所述收集桶为圆形桶。
进一步地，所述接收装置包括收集板和连接在所述收集板上的接地导线。
进一步地，所述收集板为矩形金属板。
进一步地，所述高压静电发生器通过导线与所述储液管连接。
进一步地，所述收集桶的直径大于所述储液管的直径。
进一步地，所述储液管为铜管。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型涉及的一种球切面自由液面纺丝装置，通过使用切面为球切面、或球切面与平面的结合、或球切面与锯齿面的凹槽盛放纺丝液，使通电后的储液管上的电荷分布更为集中，提高了电场力的利用率，实现能源的节约，可以最大化的减小纺丝液面的表面张力使其易于被静电场力克服，从而增加形成的泰勒锥的数量，提高静电纺丝的效率；可以通过改变凹槽的曲率，凹槽形状及深度来适用于不同的纺丝液；克服传统自由液面静电纺丝所需电压过大，存在安全隐患以及产量有待进一步提高等缺点。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本实用新型球切面自由液面纺丝装置的结构示意图。
图2为图1中凹槽的第一种切面示意图。
图3为图1中凹槽的第二种切面示意图。
图4为图1中凹槽的第三种切面示意图。
图5为图1中凹槽的第四种切面示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
请参见图1-图5，应用本实用新型的一种球切面自由液面纺丝装置包括储液管1、恒流供液装置2、高压静电发生器3和接收装置4，所述恒流供液装置2连接有输液管5，所述输液管5与所述储液管1连通，所述高压静电发生器3与所述储液管1电连接以使得盛放在储液管1中的纺丝液在静电的作用下产生射流6，所述储液管1包括支撑部11和设置在所述支撑部11上方的凹槽12，所述凹槽12的切面为球切面、或球切面与平面的结合、或球切面与锯齿面的结合、或锯齿面，所述接收装置4设置在所述储液管1的上方以接收来自所述储液管1的射流6。
在上述实施例中，所述球切面自由液面纺丝装置还包括设置在所述储液管1下方的防溢液装置7，所述储液管1设置在防溢液装置7内。通过防溢液装置7的设置，可以对溢出储液管1的纺丝液进行收集，降低纺丝液的浪费。防溢液装置7为收集桶。在实际使用过程中，收集桶为圆形桶，且收集桶的直径大于所述储液管1的直径。
在上述实施例中，所述接收装置4包括收集板41和连接在所述收集板41上的接地导线42，所述收集板41为矩形金属板。
在上述实施例中，高压静电发生器3通过导线8与储液管1连接，储液管1为铜管。
在具体使用过程中，纺丝液经过输液管5由恒流供液装置2被输送至由铜制成的储液管1中，与此同时，打开高压静电装置3，在静电场力的作用下纺丝液自由液面上的表面张力被克服，形成泰勒锥，泰勒锥的表面张力在静电场力的作用下被进一步克服产生射流，射流在高压电场内的静电力的作用下被拉细成丝，最终被接收在接收装置4上，形成纳米纤维膜。
综上所述，本实用新型涉及的一种球切面自由液面纺丝装置，通过使用切面为球切面、或球切面与平面的结合、或球切面与锯齿面的凹槽12盛放纺丝液，使通电后的储液管上的电荷分布更为集中，提高了电场力的利用率，实现能源的节约，可以最大化的减小纺丝液面的表面张力使其易于被静电场力克服，从而增加形成的泰勒锥的数量，提高静电纺丝的效率；可以通过改变凹槽12的曲率，凹槽12形状及深度来适用于不同的纺丝液；克服传统自由液面静电纺丝所需电压过大，存在安全隐患以及产量有待进一步提高等缺点。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920301960.X
申请日:2019-03-11
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209702918U
授权时间:20191129
主分类号:D01D5/00
专利分类号:D01D5/00
范畴分类:24A;
申请人:苏州大学
第一申请人:苏州大学
申请人地址:215006 江苏省苏州市相城区济学路8号
发明人:方月;徐岚;李思琦
第一发明人:方月
当前权利人:苏州大学
代理人:叶栋
代理机构:32295
代理机构编号:苏州谨和知识产权代理事务所(特殊普通合伙) 32295
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计