[實用新型]一種批量電紡裝置

有效

• 申請號: 201921259254.X
• 申請日: 2019-08-06
• 公開（公告）號: CN210560895U
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 施淵吉
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術學院
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 趙青霞

本實用新型公開了一種批量電紡裝置，包括溶液槽、噴頭、計量泵、儲液箱、驅動系統、纖維沉積器、三維運動平臺和高壓電源；所述噴頭設置于溶液槽內，該噴頭包括旋轉針和若干個環形限流圈；所述環形限流圈與旋轉針同軸安裝，且環形限流圈沿旋轉針軸向等距設置；所述旋轉針的下端伸出溶液槽外，并與驅動系統連接；所述溶液槽依次與計量泵和儲液箱連通；所述纖維沉積器設置于噴頭的上方，通過三維運動平臺改變纖維沉積器在工作范圍內的位置；所述高壓電源與纖維沉積器電性連接，所述溶液槽、紡絲液及噴頭接地。本實用新型利用韋森堡效應和毛細現象對噴頭進行供液，解決現有技術中纖維制造產量低、噴頭容易堵塞等問題。

技術領域

本實用新型屬于靜電紡絲技術領域，具體涉及一種批量電紡裝置。

背景技術

靜電紡絲技術作為納米纖維制造技術的一種，因其技術簡單、可紡材料多樣等優點得到廣泛應用。靜電紡絲裝置主要包括高壓電源、噴頭以及收集裝置等，高壓電源使噴頭與收集裝置間產生高壓電場，此時噴頭口懸掛液滴的表面會聚集電荷，液滴逐漸形成泰勒錐并向收集裝置噴射，隨著射流鞭動、拉伸、劈裂等過程，最終以納米纖維形式沉積于收集裝置。

傳統靜電紡絲技術利用單根針尖作為噴絲頭，電液耦合過程中產生單根射流，其產量不理想；另外，當紡絲液粘度較大，紡絲針頭容易堵塞，造成電紡中斷。因此，單針頭電紡的產量通常為0.02g/h，無法滿足批量電紡納米纖維膜的產量要求。對此，電紡領域研究員對批量電紡裝置進行了研究。

Elmarco公司采用圓柱形旋轉電極對紡絲液進行供液，其紡絲產量得到有效提升，并申請了世界專利(WO2005024101)。此外，氣泡批量電紡、滾筒電極批量電紡、線電極批量電紡等技術均能較好地解決傳統紡絲頭容易堵塞、難以清洗的問題，形成多股超細射流，從而提高紡絲效率。

實用新型內容

實用新型目的：本實用新型目的在于針對現有技術的不足，提供一種紡絲頭不容易堵塞、易于清洗、能夠形成多股超細射流、提高紡絲效率的批量電紡裝置。

技術方案：本實用新型的目的通過下述技術方案實現：

一種批量電紡裝置，包括溶液槽、噴頭、計量泵、儲液箱、驅動系統、纖維沉積器、三維運動平臺和高壓電源；

所述噴頭設置于溶液槽內，該噴頭包括旋轉針和若干個環形限流圈；所述環形限流圈與旋轉針同軸設置，且環形限流圈沿旋轉針軸向等距設置；所述旋轉針的下端伸出溶液槽外，并與驅動系統連接；所述溶液槽依次與計量泵和儲液箱連通；所述纖維沉積器設置于噴頭的上方，通過三維運動平臺改變纖維沉積器在工作范圍內的位置；所述高壓電源與纖維沉積器電性連接，所述溶液槽、紡絲液及噴頭接地。

所述驅動系統設置于溶液槽下方，包括旋轉電機、聯軸器和電機控制器；所述旋轉電機的輸出軸通過聯軸器與噴頭傳動連接，所述噴頭由驅動系統驅動，繞自身軸線轉動；旋轉電機與電機控制器電性連接。

所述溶液槽內設置有至少一個噴頭，且所述噴頭均勻排列于溶液槽內。

所述旋轉針的外表面直徑為1μm～1mm，長度為50μm～1cm。

所述環形限流圈的內徑為100μm～2mm，寬度為300μm～5mm，其截面為矩形。

所述纖維沉積器與噴頭頂部的間距為5mm～100cm。

采用本實用新型提供的一種批量電紡裝置制備納米纖維膜的制備方法，包括如下步驟：

1)將配制好的紡絲液存入儲液箱；

2)設定計量泵的供液速度，將紡絲液泵入溶液槽；

3)設定旋轉電機的轉速，帶動旋轉針繞自身軸線自轉，使得紡絲液爬升至噴頭頂部；