一种静电纺丝头及静电纺丝设备

技术领域

本实用新型属于静电纺丝设备领域，尤其涉及一种静电纺丝头及静电纺丝设备。

背景技术

静电纺丝是在高压电场的电场力的作用下，将聚合物溶液(纺丝溶液)从纺丝头拉伸到接收装置上，从而制备纳米纤维的方法，目前，规模化制备静电纺丝的方法大概上面两种，一类为传统多针头排列，能快速简洁的提升产能，伴随而来的则是纺丝溶液在针头凝聚，堵针头使形成的纤维厚薄不均，并且针头之间的静电排斥现象既“边缘效应”十分严重，形成纤维膜的边缘需要切边处理浪费原料；另一类为各种无针头纺丝头，通过不同的纺丝头设计从而避免传统静电纺丝堵针头现象的出现，然而伴随而来的新问题则是：开放式喂液系统使得纺丝溶液挥发，前后浓度不一致，影响纤维质量，且喂液量不可控制，随机位点形成纺丝射流，导致制备的纤维直径分布较大均匀性差；纺丝时所需电压普遍较高，存在安全隐患。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型的目的之一在于提供一种无针式、且具有多样纺丝位点的静电纺丝头。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种静电纺丝头，包括安装筒和多个环形筒，所述安装筒竖向设置，且其一端的内孔处设有镂空的支撑件，多个所述环形筒均的一端均经所述安装筒远离所述支撑件的一端伸入到所述安装筒内，并与所述支撑件连接，所述环形筒的边缘处呈锯齿状，所述环形筒的每个齿尖处分别构成一个纺丝位点。

上述技术方案的有益效果在于：如此可由安装筒靠近支撑件的一端通入纺丝溶液，而纺丝溶液的液面达到环形筒的锯齿齿尖处，每个齿尖处在静电场的作用下会聚集液滴，而液滴最终形成丝状射出，此时多个环形筒上的多个齿尖形成多个纺丝位点，即该静电纺丝头能同时射出多根丝线。

上述技术方案中多个所述环形筒由外向内依次套设分布，且相邻两个所述环形筒之间具有环形间隙，位于最外侧所述环形筒的外壁与所述安装筒远离所述支撑件的一端密封连接。

上述技术方案的有益效果在于：如此使得环形筒的分布更加紧凑，从而可实现在更小的空间内局部更多的纺丝位点，这样使得静电纺丝头内的纺丝溶液能快速的更新，从而避免纺丝溶液中溶剂挥发而导致纺丝溶液浓度不均衡。

上述技术方案中相邻两个所述环形筒之间环形间隙的宽度为2mm以下。

上述技术方案的有益效果在于：如此使得其相邻两个环形筒之间的环形间隙小，一来进一步的提高纺丝位点的分布密度，另外使得环形间隙内的纺丝溶液更新更快，从而更进一步的避免溶剂的挥发。

上述技术方案中所述安装筒远离所述支撑件的一端呈喇叭形扩口，每个所述环形筒设有锯齿的一端也呈喇叭形扩口。

上述技术方案的有益效果在于：如此使得多个环形筒的上端呈花瓣形，从而使得每个环形筒上端锯齿的数量更多，纺丝位点的分布密度更大。

上述技术方案中多个所述环形筒的锯齿的齿尖处分布在一个凸球面上。

上述技术方案的有益效果在于：如此使得静电纺丝头内纺丝溶液的液面在握持力的作用下呈凸球面形，而每个纺丝位点均位于液面处，这样使得静电纺丝头供应来的纺丝溶液源源不断的在液面处更新，此时静电纺丝头也可倒立设置，此时静电纺丝头内的纺丝溶液的液面类似于一个悬挂的液滴。

上述技术方案中还包括环形的接收槽，所述环形筒的锯齿端朝上，所述接收槽围设在所述安装筒外壁的中部处，且其槽口朝上，所述接收槽的槽底壁上设有贯穿其的排液口。

上述技术方案的有益效果在于：如此使得静电纺丝头竖直设置时，接收槽可用以收集静电纺丝头边缘溢出的纺丝溶液。

上述技术方案中所述支撑件为“十”字形，其嵌入到所述安装筒的对应端内。

上述技术方案的有益效果在于：其结构简单，既能为环形筒提供支撑，又能为预留纺丝溶液的进料通道。

本实用新型的目的之二在于提供一种结构简单，且纺丝效率高的静电纺丝设备。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：一种静电纺丝设备，包括储液箱、供应泵和如上所述的静电纺丝头，所述储液箱用以装纳纺丝溶液，所述供应泵的进液口与所述储液箱内连通，所述供应泵的出液口与所述安装筒设有支撑件的一端连通。

上述技术方案的有益效果在于：如此由供应泵将储液箱内的纺丝溶液泵送至静电纺丝头，由静电纺丝头向接收器上源源不断的供应丝线，从而产出电纺膜。

上述技术方案中所述静电纺丝头设有多个，多个所述静电纺丝头设置于同一水平面上，且多个所述静电纺丝头的锯齿端朝向一致。

上述技术方案的有益效果在于：如此可由多个静电纺丝头同时向接收器源源不断的供应丝线，从而使得其生产效率更高。

上述技术方案中多个所述静电纺丝头成排分布或呈矩形阵列分布。上述技术方案的有益效果在于：如此使得电纺膜的厚薄分布均匀。

附图说明

图1为本实用新型实施例1所述静电纺丝头倒立状态下的立视图；

图2为本实用新型实施例1所述静电纺丝头树立状态下结构简图；

图3为本实用新型实施例1所述安装筒上设有接收槽的结构简图；

图4为本实用新型实施例2所述静电纺丝设备的结构简图；

图5为本实用新型实施例2所述静电纺丝设备的另一结构简图。

图中：1静电纺丝头、11安装筒、111接收槽、112排液口、12环形筒、13支撑件、2储液箱、3供应泵、4接收器、5高压电场模组、51负极板。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例1

如图1和图2所示，本实施例提供了一种静电纺丝头，包括安装筒11和多个环形筒12，所述安装筒11竖向设置，且其一端的内孔处设有镂空的支撑件13，多个所述环形筒12均的一端均经所述安装筒11远离所述支撑件13的一端伸入到所述安装筒11内，并与所述支撑件13连接，所述环形筒12的边缘处呈锯齿状，所述环形筒12的每个齿尖处分别构成一个纺丝位点，如此可由安装筒靠近支撑件的一端通入纺丝溶液，而纺丝溶液的液面达到环形筒的锯齿齿尖处，每个齿尖处在静电场的作用下会聚集液滴，而液滴最终形成丝状射出，此时多个环形筒上的多个齿尖形成多个纺丝位点，即该静电纺丝头能同时射出多根丝线。

上述技术方案中多个所述环形筒12由外向内依次套设分布，且相邻两个所述环形筒12之间具有环形间隙，位于最外侧所述环形筒12的外壁与所述安装筒11远离所述支撑件13的一端密封连接，如此使得环形筒的分布更加紧凑，从而可实现在更小的空间内局部更多的纺丝位点，这样使得静电纺丝头内的纺丝溶液能快速的更新，从而避免纺丝溶液中溶剂挥发而导致纺丝溶液浓度不均衡。

上述技术方案中相邻两个所述环形筒12之间环形间隙的宽度为2mm以下，如此使得其相邻两个环形筒之间的环形间隙小，一来进一步的提高纺丝位点的分布密度，另外使得环形间隙内的纺丝溶液更新更快，从而更进一步的避免溶剂的挥发。

优选的，所述环形筒上每个锯齿的高度为1mm左右。

上述技术方案中所述安装筒11远离所述支撑件13的一端呈喇叭形扩口，每个所述环形筒12设有锯齿的一端也呈喇叭形扩口，如此使得多个环形筒的上端呈花瓣形，从而使得每个环形筒上端锯齿的数量更多，纺丝位点的分布密度更大。

上述技术方案中多个所述环形筒12的锯齿的齿尖处分布在一个凸球面上，如此使得静电纺丝头内纺丝溶液的液面在握持力的作用下呈凸球面形，而每个纺丝位点均位于液面处，这样使得静电纺丝头供应来的纺丝溶液源源不断的在液面处更新，此时静电纺丝头也可倒立设置，此时静电纺丝头内的纺丝溶液的液面类似于一个悬挂的液滴。

如图3所示，上述技术方案中还包括环形的接收槽111，所述环形筒12的锯齿端朝上，所述接收槽111围设在所述安装筒11外壁的中部处，且其槽口朝上，所述接收槽111的槽底壁上设有贯穿其的排液口112，如此使得静电纺丝头竖直设置时，接收槽可用以收集静电纺丝头边缘溢出的纺丝溶液。

上述技术方案中所述支撑件13为“十”字形，其嵌入到所述安装筒11的对应端内，其结构简单，既能为环形筒提供支撑，又能为预留纺丝溶液的进料通道。

所述供应泵可采用蠕动泵，其流量稳定。

所述静电纺丝头的安装筒、支撑件和接收槽均为不锈钢材质，所述环形筒可采用马口铁材质制成。

实施例2

如图4和图5所示，本实施例提供了一种静电纺丝设备，包括储液箱2、供应泵3和如实施例1所述的静电纺丝头1，所述储液箱2用以装纳纺丝溶液，所述供应泵3的进液口与所述储液箱2内连通，所述供应泵3的出液口与所述安装筒11设有支撑件13的一端连通，如此由供应泵将储液箱内的纺丝溶液泵送至静电纺丝头，由静电纺丝头向接收器上源源不断的供应丝线，从而产出电纺膜，当然还包括接收器4和高压电场模组5，所述接收器与所述静电纺丝头间隔设置，且所述静电纺丝头的纺丝位点均朝向所述接收器，所述供应泵供应纺丝溶液的流量与静电纺丝头纺丝时消耗纺丝溶液的消耗量一致，从而使得静电纺丝头内纺丝溶液的液面保持稳定，所述高压电场模组属于现有技术，其包括正极和负极板51，所述负极板设置在所述接收器远离所述静电纺丝头的一侧，所述高压电场模组的正极与静电纺丝头电连接，其使得静电纺丝头及纺丝溶液带正电荷，而负极板带负电荷，此时二者之间形成静电场，由于尖端效应的存在，此时电荷会在纺丝位点处聚集，从而使得纺丝位点处的纺丝溶液的电荷密度更高，从而使得纺丝位点处的纺丝溶液在电场的作用下呈丝线状射向接收器，所述接收器和高压电场模组(用以提供高压直流电)均为现有技术。

上述技术方案中所述静电纺丝头1设有多个，多个所述静电纺丝头1设置于同一水平面上，且多个所述静电纺丝头1的锯齿端朝向一致，如此可由多个静电纺丝头同时向接收器源源不断的供应丝线，从而使得其生产效率更高，当静电纺丝头的纺丝位点均朝上时，此时多个收集槽可以集成为一体，所述收集槽上的排液口与所述储液箱内连通。

上述技术方案中多个所述静电纺丝头1成排分布或呈矩形阵列分布，如此使得电纺膜的厚薄分布均匀。

应该指出，上述详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

同时，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在......之上”、“在......上方”、“在......上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。

例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在......上方”可以包括“在......上方”和“在......下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上所述而顺畅地实施本实用新型；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本实用新型的等效实施例；同时，凡依据本实用新型的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本实用新型的技术方案的保护范围之内。