一种多功能离心纺丝设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明属于纺丝技术领域，特别涉及一种多功能离心纺丝设备。
【背景技术】
[0002]纳米纤维是具有直径低于几百个纳米以下的纤维材料。
[0003]纤维可按截面结构分为:单组分、双组分及多组分纤维；单组分纤维是指在其截面上是由一种材料或几种材料均匀混合构成的纤维；双组分纤维是指在其截面上是由两种不同组分的材料构成一定特殊区域结构关系的纤维；双组分和多组分纤维属于复合纤维的范畴。其中，每一组分可以是一种材料或几种材料的混合。按照两组分的结构关系，双组分纤维可分为:双边(也称为共轭)结构纤维、核-壳(也称同芯或同轴)结构纤维、海岛结构纤维、包尖纤维及分节纤维等等。
[0004]纳米纤维具有极高的比表面积、横纵比。如由纳米纤维织造的织物结构精细、有极高的孔隙度，优秀的柔韧性、吸附性、过滤性、粘合性、保温性及机械强度。这些独一无二的特性使纳米纤维有着微米纤维不具有的新颖性能，已被广泛地应用于多种领域，如高端纺织品、生物医学、水处理、能源、运输，电子等各种行业。近年来，科学家们发现，具有特殊截面结构的双组分或多组分复合微米纳米纤维结合两种不同性能的材料可以生产出许多单组分纤维不具备的全新的或比单组分纤维性能更加优良的微米纳米纤维。双组分或多组分复合微米纳米纤维作为多功能纳米纤维在许多重要高端领域，如，防护服，生物医学制品(组织支架结构，人造人体器官、敷伤材料，药物释放等)，膜材料、过滤介质、催化剂、电子产品、能源储藏，复合增强材料等领域具有更大的应用前景。
[0005]目前，传统纺织设备可以生产双组分微米纤维，但无法实现在一机上大批量、低成本生产多种结构的单组分、双组分和多组分纳米微米纤维。同时，传统技术中的纳米纤维纺丝装置主要是针头式静电纺丝法。简要地说，在针头式静电纺丝技术中，高压电源提供一高压，并将高压电源阳极与装有纺丝液的注射器的金属针头尖端连接，将高压电源阴极与具有导电性的收集装置相连并接地。高压电源通电时，在注射器针头与收集装置之间形成高压静电场，注射器中的纺丝液，被注入通电的金属针头，在高压静电场的作用下，克服表面张力，喷出针头，形成带电的连续射流，并朝收集装置加速喷射。在这个过程中，射流被迅速拉长变细，并随着溶剂的挥发而干燥，最终在收集装置上形成固体纳米纤维。但是针头式静电纺丝技术产量低，要求高电压，危险性高，成本高，同时受溶液浓度、粘性等性能影响较大，难以大批量生产。
【发明内容】
[0006]本发明所要解决的技术问题是提供一种多功能离心纺丝设备；该设备不需要高压静电场的参与，极大降低了能耗成本，且能够实现在一机上大批量、低成本生产多种结构的复合纳米微米纤维及同时生产它们的混合体；具有安全性能高、产量高、适应性广的特点。
[0007]为解决上述技术问题，本发明提供了一种多功能离心纺丝设备，包括:储液装置；用于储存纺丝液，所述储液装置中的储液空间由若干个转筒以同轴嵌套式的方式组成；所述若干个转筒至少包括:内转筒及外转筒；所述外转筒套设在所述内转筒的外围部位；所述外转筒与所述内转筒的中心竖轴均位于同一条直线L1上；送液装置；所述送液装置与所述储液装置相连通，用于输送所述纺丝液到所述储液装置；喷液装置；用于喷出所述纺丝液；所述喷液装置包括:至少一个喷道口组、与所述喷道口组数量相同的排放孔组及与所述排放孔组数量相同的喷道管组；所述喷道口组由一个内喷道口与一个外喷道口组成；所述排放孔组由一个内排放孔与一个外排放孔组成；所述喷道管组由一个用于输送纺丝液的管道中部及一个用于喷射纺丝液的管道尾部组成；所述内排放孔设置在所述内转筒的侧壁上；所述外排放孔设置在所述外转筒的侧壁上；所述内喷道口的一端与所述内排放孔相连通；所述内喷道口的另一端穿过所述外排放孔且置于所述外转筒的侧壁外部或者位于所述外转筒的侧壁上；所述外喷道口的一端与所述外排放孔相连通；所述外喷道口置于所述外转筒的侧壁外部且包围所述内喷道口的另一端；所述管道中部的一端分别与所述内喷道口的另一端、所述外喷道口的另一端连接；所述管道中部的另一端与所述管道尾部的一端连接；驱动装置；用于驱动所述储液装置进行旋转，所述驱动装置与所述储液装置的底部联接；所述驱动装置与外界电源输出设备连接；集丝装置；用于收集纳米微米纤维，所述集丝装置设置在所述喷液装置外围部位；其中，所述驱动装置通过与外界电源输出设备连接驱动所述储液装置进行旋转，所述送液装置输送的所述纺丝液被灌入所述储液装置中的每一个转筒内，并依次经过所述排放孔组、所述喷道口组及所述管道中部且由所述管道尾部的另一端喷出，最终实现由所述集丝装置收集纳米微米纤维。
[0008]可选的，当所述喷液装置中所述排放孔组、所述喷道口组及所述喷道管组的数量均是若干个时；若干个所述排放孔组分布在所述内转筒、所述外转筒侧壁的同一层圆周上，若干个所述喷道口组分布在所述内转筒、所述外转筒侧壁的同一层圆周上，以及，若干个所述喷道管组分布在所述内转筒、所述外转筒侧壁的同一层圆周上，或者，当所述喷液装置中所述排放孔组、所述喷道口组及所述喷道管组的数量均是若干个时；若干个所述排放孔组分布在所述内转筒、所述外转筒侧壁的若干层圆周上，若干个所述喷道口组分布在所述内转筒、所述外转筒侧壁的若干层圆周上，以及，若干个所述喷道管组分布在所述内转筒、所述外转筒侧壁的若干层圆周上。
[0009]可选的，还包括:壳体；所述壳体包括:外罩及隔离板；所述隔离板固定在所述外罩中下层部位处，且通过所述隔离板将所述外罩分为上隔离层及下隔离层；所述储液装置置于所述上隔离层中；所述驱动装置置于所述下隔离层中。
[0010]可选的，所述储液装置还包括:密封板；所述内转筒及所述外转筒以同轴嵌套式的方式进行分布，且所述内转筒的底部及所述外转筒的底部分别与所述密封板的上表面固定连接；所述直线L1与所述密封板的上表面相互垂直；所述内转筒及所述外转筒的内部空间相互隔离；所述驱动装置与所述密封板的下表面连接，并通过外接电源输出设备进而驱动所述内转筒、所述外转筒及所述密封板实现同轴转动；所述送液装置分别与所述内转筒、外转筒相连通；
[0011]所述外排放孔与所述内排放孔呈同轴排列，且所述外排放孔的孔径大于所述内排放孔的孔径；所述内喷道口、所述外喷道口的中心轴均在直线L2上；且所述直线L2与所述直线L1呈夹角α分布；其中，0° < α <180°。
[0012]可选的，所述驱动装置包括:电机、转速控制器及轴承连接器；所述电机与所述转速控制器连接；所述电机依次通过其内设轴承、所述轴承连接器与所述密封板下表面固定连接；所述电机和/或所述转速控制器与外界电源输出设备连接；以及，所述送液装置包括:第一输液器、第一输液管、第二输液器及第二输液管；所述第一输液器通过所述第一输液管与所述内转筒相通；所述第二输液器通过所述第二输液管与所述外转筒相连通；以及，所述集丝装置包括:分布在喷液装置外围部位的收集板及用于支撑所述收集板的支撑座；所述支撑座上设置有若干条滑槽，所述收集板通过安装在不同的所述滑槽上实现调节所述收集板与所述外转筒的相对距离。
[0013]可选的，当由所述收集板收集的纳米微米纤维是由所述内转筒中的纺丝液组成时；所述管道中部由第一内通道及第一外通道构成，所述管道尾部由一个中空通道构成，且所述第一外通道处于密封状态，所述第一内通道的一端与所述内排放孔相连通，另一端与所述中空通道相连通；所述内转筒中的纺丝液依次经由所述内排放孔、所述第一内通道且由所述中空通道的末端喷出；或者，当由所述收集板收集的纳米微米纤维是由所述外转筒中的纺丝液组成时；所述管道中部由第一内通道及第一外通道构成，所述管道尾部由一个中空通道构成，且所述第一内通道处于密封状态，所述第一外通道的一端与所述外排放孔相连通，另一端与所述中空通道相连通；所述外转筒中的纺丝液依次经由所述外排放孔、所