[實用新型]一種蓮蓬電紡噴頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420364625.1
• 申請日: 2014-07-03
• 公開（公告）號: CN203960405U
• 公開（公告）日: 2014-11-26
• 發(fā)明（設計）人: 鄭煜銘;鄭志燁;陳澍;王進興
• 申請（專利權）人: 福建省貝思達環(huán)保投資有限公司;中國科學院城市環(huán)境研究所
• 主分類號: D01D4/02
• 分類號: D01D4/02;D01D4/06;D01D5/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及靜電紡絲技術領域，具體涉及一種蓮蓬電紡噴頭。

背景技術

納米纖維在空氣過濾、水體污染物去除和生物醫(yī)學等方面都有著很好的應用前景，并開始商業(yè)化運用。靜電紡絲作為一種新興的納米纖維噴射制造技術，因其設備簡單、操作方便、成本低，而且原料來源廣泛，在眾多的納米纖維制造技術中顯現(xiàn)出很多優(yōu)點，已經(jīng)成為納米纖維的主流制備技術，得到大范圍的推廣。

如何提高納米纖維的生產(chǎn)效率且增強纖維的均勻性是靜電紡絲制造技術領域的重點和難點。目前，傳統(tǒng)靜電紡絲所采用的單根紡絲噴嘴僅能產(chǎn)生一束射流，產(chǎn)量只有0.02g/h左右，生產(chǎn)效率非常低，難以滿足納米纖維工業(yè)化、商業(yè)化生產(chǎn)應用的需求。因此批量化進行電紡納米纖維的高效噴射制造，已經(jīng)成為了靜電紡絲技術和電紡納米纖維產(chǎn)業(yè)化應用的關鍵。多紡絲噴嘴進行靜電紡絲噴射是提高納米纖維噴射效率最常采用的方法。但是，靜電紡絲噴射過程需要在導體紡絲噴嘴上施加高壓電場，各個帶電噴嘴或射流之間將產(chǎn)生相互的電荷排斥和電場抑制，無法保證多射流的正常穩(wěn)定噴射，多數(shù)噴嘴受電場抑制而無法產(chǎn)生射流噴射；噴嘴無法正常穩(wěn)定噴射，容易產(chǎn)生液滴滴落，破壞了納米纖維膜的均勻性；同時射流相互排斥，也容易引導射流產(chǎn)生波動而影響了射流噴射的穩(wěn)定性和納米纖維的均勻性。再者，從噴嘴處產(chǎn)生的紡絲射流攜帶有大量的自由電荷，射流間排斥力大射流密度難以增大，射流密度小于0.5根每平方厘米。

受電場抑制干擾的作用，多噴嘴靜電紡絲噴射無法實現(xiàn)穩(wěn)定高效的噴射，并且納米纖維膜的均勻性也不容易保持，難以在批量化納米纖維噴射制造中進行推廣應用。增大紡絲噴嘴間的距離，有利于降低電荷排斥和電場抑制的影響，以促證多個紡絲噴嘴的長時間、穩(wěn)定噴射；但經(jīng)驗和理論計算表明，紡絲噴嘴間的距離需要大于5cm才能保證多紡絲射流的穩(wěn)定噴射；但隨著噴嘴間距的增大，紡絲射流密度將隨之減小，從而降低了電紡納米纖維噴射效率，嚴重影響了靜電紡絲批量化產(chǎn)量的提高，難以推廣應用。

針對批量化靜電紡絲納米纖維，已經(jīng)有了多種無針尖靜電紡絲技術，如滾筒電極、線電極、邊緣效應、氣泡式和誘導式等方法。但無針尖靜電紡絲噴射過程，溶液液面皆處于自由波動狀態(tài)，射流處于無約束可以在表面進行自由移動。射流從溶液自由表面的噴射產(chǎn)生，射流初始直徑變化很大、射流均勻性差別大；并且，紡絲射流不受約束易產(chǎn)生波動，射流直徑變化范圍大，嚴重影響了電紡納米纖維膜的均勻性和品質(zhì)。

發(fā)明內(nèi)容

解決上述技術問題，本實用新型提供了一種集成化、帶鞘氣約束的高密度靜電紡絲導體噴嘴，顯著提高了提高靜電紡絲射流密度和納米纖維噴射效率。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是，一種蓮蓬電紡噴頭，包括外殼體，所述外殼體底面為一弧面，所述外殼體頂面開設有溶液入口，所述外殼體內(nèi)部設有溶液通道，所述溶液通道的底面為弧面，所述溶液通道的底面均勻設置有復數(shù)個導體噴嘴，所述導體噴嘴伸出外殼體外部，形成噴射通道，溶液通道的底面還設有高壓電極，所述高壓電極與導電噴嘴電性連接，所述外殼體內(nèi)位于溶液通道下方區(qū)域設有導氣管，所述導氣管與外部輔助氣流發(fā)生器連通，所述導氣管上面和下面均設有供所述導體噴嘴穿過的上通孔和下通孔，所述導氣管下通孔孔徑大于導體噴嘴的外徑，該下通孔邊沿設有圍繞所述導體噴嘴周圍的引流筒，所述外殼體底面設有與引流筒底部配合的開孔。

進一步的，所述外殼體橫截面上小下大呈扇形，所述外殼體頂面為一平面，所述外殼體底面為一弧面，所述外殼體頂面開設有溶液入口，所述溶液入口與外部溶液供給裝置相連通。

進一步的，該溶液通道的內(nèi)壁為光滑過渡的雙曲線弧面，光滑過渡雙曲線弧面能夠減少溶液流動阻力，以保證溶液能順利流向?qū)w噴嘴。

更進一步的，所述溶液通道的底面為弧面，所述導體噴嘴呈向外發(fā)射狀態(tài)均勻分布在溶液通道底面上，這種設計使得所述導體噴嘴的噴口大致沿弧面分布，而非處于同一個水平面，從而避免了或降弱了多個紡絲導體噴嘴之間的電場干擾與抑制。

進一步的，所述導氣管的上表面和下表面均為弧面，所述上通孔與導體噴嘴緊密配合，以免氣流從該通孔內(nèi)向外泄露。

進一步的，所述開孔邊沿與引流筒邊沿密封配合連接。這能夠保證輔助氣流能夠最大化地被引流筒引流至導體噴嘴周圍，保證鞘層氣流通道的形成。