全文摘要
本实用新型涉及一种多孔气泡静电纺丝装置，装置包括储液管、通过导液管与储液管连接的恒流供液装置、设置在储液管内的气泡发生器、通过导气管与气泡发生器连接的气泵及通过导线与储液管连接的高压静电发生器，气泡发生器具有上端部及下端部，上端部的横截面积小于下端部的横截面积，上端部上设置有若干个用以产生气泡的气孔，若干个气孔从圆心至圆周方向呈圆形均匀分布。由于气泡发生器的上端部的横截面积小于下端部的横截面积以使得气泡发生器形成泰勒锥，并在上端部上设置有若干个均匀分布的小孔，以使得在液面产生均匀分布的气泡，使得气泡呈一定规律破裂，从而使得制备所得的纳米纤维膜更为均匀，达到提高气泡产生效率及纺丝效率的效果。
主设计要求
1.一种多孔气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述装置包括储液管、通过导液管与所述储液管连接的恒流供液装置、设置在所述储液管内的气泡发生器、通过导气管与所述气泡发生器连接的气泵及通过导线与所述储液管连接的高压静电发生器，所述气泡发生器具有上端部及下端部，所述上端部的横截面积小于所述下端部的横截面积，所述上端部上设置有若干个用以产生气泡的气孔，若干个所述气孔从圆心至圆周方向呈圆形均匀分布。
设计方案
1.一种多孔气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述装置包括储液管、通过导液管与所述储液管连接的恒流供液装置、设置在所述储液管内的气泡发生器、通过导气管与所述气泡发生器连接的气泵及通过导线与所述储液管连接的高压静电发生器，所述气泡发生器具有上端部及下端部，所述上端部的横截面积小于所述下端部的横截面积，所述上端部上设置有若干个用以产生气泡的气孔，若干个所述气孔从圆心至圆周方向呈圆形均匀分布。
2.如权利要求1所述的多孔气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述气孔的直径范围为1-5mm。
3.如权利要求1所述的多孔气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述气泵上还设置有用于调节气流强度的控气阀。
4.如权利要求1所述的多孔气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述下端部上设置有通孔，所述导气管通过所述通孔与所述气泡发生器连接。
5.如权利要求4所述的多孔气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述导气管上还设置有用于防止纺丝液回流的防倒流装置。
6.如权利要求1所述的多孔气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述储液管由导电金属材料制成。
7.如权利要求6所述的多孔气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述储液管的一侧还设置有用于接收纤维的接收装置。
8.如权利要求7所述的多孔气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述接收装置的一端接地以与所述储液管之间形成电场。
9.如权利要求1所述的多孔气泡静电纺丝装置，其特征在于，所述多孔气泡静电纺丝装置还包括防溢液装置，所述防溢液装置设置有凹槽，所述储液管设置在所述凹槽内。
设计说明书
技术领域
本实用新型涉及一种多孔气泡静电纺丝装置，属于气泡静电纺丝领域。
背景技术
静电纺丝工艺，作为目前使用最为广泛的纳米纤维制造技术，其工作原理是利用高压静电场内的电场力克服纺丝溶液或者熔体的泰勒锥的表面张力并对发生电荷转移的纺丝液体进行拉伸细化而形成纳米纤维。由静电纺丝工艺制备的纤维具有纤维直径小，尺寸分布均匀等优异特点，但是，传统的单针纺具有一个非常致命的弱点--纺丝效率低，这也是导致静电纺丝无法大规模的应用于工业生产的主要原因。
随着人们对纳米材料的日渐重视，静电纺丝工艺已经无法满足人们的需求，一种可以批量制备纳米材料的新型纺丝方法走入大家的视线中--气泡静电纺。气泡静电纺丝作为具有高产丝率之称的纺丝方法，产量通常在0.3克\/小时，气泡静电纺丝也是在高压电场的环境下进行的，其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。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种使得气泡尺寸可控且使得气泡规律破裂、以使得制备所得的纤维直径分布均匀的多孔气泡静电纺丝装置。
为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种多孔气泡静电纺丝装置，所述装置包括储液管、通过导液管与所述储液管连接的恒流供液装置、设置在所述储液管内的气泡发生器、通过导气管与所述气泡发生器连接的气泵及通过导线与所述储液管连接的高压静电发生器，所述气泡发生器具有上端部及下端部，所述上端部的横截面积小于所述下端部的横截面积，所述上端部上设置有若干个用以产生气泡的气孔，若干个所述气孔从圆心至圆周方向呈圆形均匀分布。
进一步地，所述气孔的直径范围为1-5mm。
进一步地，所述气泵上还设置有用于调节气流强度的控气阀。
进一步地，所述下端部上设置有通孔，所述导气管通过所述通孔与所述气泡发生器连接。
进一步地，所述导气管上还设置有用于防止纺丝液回流的防倒流装置。
进一步地，所述储液管由导电金属材料制成。
进一步地，所述储液管的一侧还设置有用于接收纤维的接收装置。
进一步地，所述接收装置的一端接地以与所述储液管之间形成电场。
进一步地，所述多孔气泡静电纺丝装置还包括防溢液装置，所述防溢液装置设置有凹槽，所述储液管设置在所述凹槽内。
本实用新型的有益效果在于：由于气泡发生器的上端部的横截面积小于下端部的横截面积以使得气泡发生器形成泰勒锥，并在上端部上设置有若干个均匀分布的气孔，可以实现气泡连续单个的产生，以使得在液面产生均匀分布的气泡，同时也达到了控制气泡尺寸的效果，从而使得制备所得的纳米纤维膜更为均匀，达到提高气泡产生效率及纺丝效率的效果。
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为本实用新型的一实施例所示的多孔气泡静电纺丝装置。
图2为图1中的气泡发生器的俯视图。
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至图2，本实用新型的一较佳实施例中的多孔气泡静电纺丝装置包括储液管7、通过导液管8与所述储液管7连接的恒流供液装置9、设置在所述储液管7内的气泡发生器6、通过导气管4与所述气泡发生器6连接的气泵1及通过导线13与所述储液管7连接的高压静电发生器14，所述储液管7由导电金属材料制成，所述导电金属材料包括铜、铁等。在本实施例中，所述储液管7的制作材料为铜。
所述储液管7的一侧还设置有用于接收纤维的接收装置11，所述接收装置11为接收板11，所述接收装置11的一端接地10以与所述储液管7之间形成电场。气泡15破裂后的射流16在电场的作用下更容易且更有序的收集在所述接收板11上。
在本实施例中，所述气泡发生器6设置在所述储液管7的底部。所述气泡发生器6具有上端部61、下端部62及用于连接所述上端部61及下端部62的连接部63，所述连接部63为中空结构，且所述连接部63的竖直方向的横切面为梯形。所述下端部62的横截面积与所述储液管7的内表面横截面积相等。所述上端部61的横截面积小于所述下端部62的横截面积，所述上端部61上设置有若干个用以产生气泡15的气孔64，若干个所述气孔64从圆心至圆周方向呈圆形均匀分布。请参见图2，具体的，所述上端部61的圆心位置设置有一个气孔64，然后第二圈设置有十二个气孔64，最外围设置有二十个气孔64。这样设置的目的可以在最大程度上使得液面上的气泡15分布均匀，从而使得收集的纳米纤维膜更均匀。诚然，在其他实施例中，所述气孔64的个数也可为其他个，在此不做具体限定。在本实施例中，所述气孔64的直径范围为1-5mm，在此范围内，可以实现气泡15连续单个的产生，从而达到控制所述气泡15尺寸的效果，使得制备所得的纳米纤维膜更为均匀。
所述气泵1上还设置有用于调节气流强度的控气阀2，通过所述控气阀2调节所述气泵1的气流强度，从而控制所述气泡15产生的速度，以此控制纺丝速度。所述气泡发生器6的下端部62上设置有通孔，相应的，所述储液管7的底部也设置有小孔，所述导气管4依次通过所述小孔及通孔与所述气泡发生器6连接。为了防止储液管7内的纺丝液12从气孔64流入至气泵1内，所述导气管4上还设置有用于防止纺丝液12回流的防倒流装置5。
所述多孔气泡静电纺丝装置还包括防溢液装置3，所述防溢液装置3设置有凹槽，所述储液管7设置在所述凹槽内。所述防溢液装置3的底部设置有孔洞，所述导气管4依次通过所述孔洞、小孔及通孔与所述气泡发生器6连接。
所述多孔气泡15纺丝装置的工作过程为：所述恒定供液装置将纺丝液12输送至储液管7中，同时打开气泵1并调节气流大小，气流经导气管4输送至气泡发生器6内，并由气孔64吹出以在纺丝液12中形成气泡15，所述气泡15逐渐上升，到达纺丝液12面时破裂，由气泡15破裂时产生的气泡15碎片以及射流16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11上，形成纳米纤维膜。
综上所述：由于气泡发生器6的上端部61的横截面积小于下端部62的横截面积以使得气泡发生器6形成泰勒锥，并在上端部61上设置有若干个均匀分布的气孔64，可以实现气泡15连续单个的产生，以使得在液面产生均匀分布的气泡15，同时也达到了控制气泡15尺寸的效果，从而使得制备所得的纳米纤维膜更为均匀，达到提高气泡15产生效率及纺丝效率的效果。
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:CN201920092104.8
申请日:2019-01-21
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:32(江苏)
授权编号:CN209468530U
授权时间:20191008
主分类号:D01D 5/00
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)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计