无针头式静电纺丝装置制造方法
【专利摘要】一种无针头式静电纺丝装置，由喷丝头、接收电极、高压电源、储存聚合物溶液的溶液罐、废液槽、基材及其卷绕系统等组成；或者由喷丝头、接收电极、高压电源、储存聚合物熔融体的储液罐、废液槽、基材及其卷绕系统，以及加热装置及其电加热控制装置等组成。其喷丝头采用狭缝型喷丝头；由左、右半片喷丝头紧密贴合通过螺纹联接件紧固一体构成；或者由左、右两片喷丝头构件与夹在二者之间的均流栅栅板夹片构成。采用狭缝型喷丝头，便于拆装与清洗，可连续高效地生产纳米纤维，大大提高纺丝效率；既可用于聚合物溶液的静电纺丝，也可用于聚合物熔融体的静电纺丝。
【专利说明】无针头式静电纺丝装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及高压静电纺丝领域，特别是一种用于连续高效生产纳米纤维的无针头式静电纺丝装置。
【背景技术】
[0002]目前，静电纺丝技术是制备纳米纤维的主流技术。早在1934年Anton Fomhals就在专利中公开了单针头的高压静电场纺丝装置。但这种单针头纺丝装置效率极低，制备纳米纤维的产能只有0.0Of0.01g/h。为了提高纺丝效率，后继者开发了多针头式静电纺丝装置，如专利 200910031948.2,200610157106.8、W02005073441A1 所公开，通常是将数十甚至数百个单个的针头组合到一起进行静电纺丝。多针头静电纺丝装置的纺丝效率可提高到
0.fl.0g/h。但由于针头易发生堵塞，清洗维护工作非常繁琐，所以也没有很好地解决产业化问题。近些年，相继有人提出无针头静电纺丝技术，采用金属滚筒、金属球、金属圆盘、螺旋线圈等结构的喷丝头，用以作为生成泰勒锥并引发静电纺丝过程的喷丝装置。尤其以捷克ELMARC0公司开发研制的“纳米蜘蛛” W02012/139533 Al技术最为便捷高效。其使用固定的金属线型电极作为喷丝装置，金属线型电极穿过涂液装置上的小孔，涂液装置通过其机械结构实现往复运动，并将聚合物溶液涂抹至金属线型电极上，金属线型电极上的聚合物溶液在静电场的作用下形成自由分布的泰勒锥并发生喷丝现象。其纺丝宽度可达1.5米，纺丝效率可达到f5g/min。但是，由于其设备结构原因，只能对聚合物溶液进行静电纺丝。其使用的聚合物溶液质量浓度通常为l(T20%wt，在静电纺丝过程中会有大量的溶剂挥发，形成大量的对人体及环境有害的有机废气。
【发明内容】
[0003]为了克服现有技术针头式静电纺丝装置针头易堵塞、清洗困难的不足，以及金属线型电极喷丝装置不能对聚合物溶液进行静电纺丝的不足，本实用新型提供一种无针头式静电纺丝装置，它不仅拆卸方便、便于清洗、克服针头式纺丝头易堵塞、清洗困难的缺点，而且可以实现针对聚合物熔融体的静电纺丝，克服金属线型电极只能对聚合物溶液进行静电纺丝、纺丝过程有大量溶剂挥发形成对人体有害污染环境的有机废气的不足。
[0004]本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是:
[0005]无针头式静电纺丝装置的第一种方案，是由喷丝头、接收电极、高压电源、用于储存聚合物溶液的溶液罐、废液槽、基材及其卷绕系统等组成。
[0006]a.喷丝头、位于喷丝头正上方的接收电极分别通过高压电缆与高压电源的正、负极连接。
[0007]b.用于储存聚合物溶液的溶液罐通过供液泵、供液单向阀、供液管路与喷丝头连接，构成供液回路。
[0008]c.位于喷丝头底部、收集溢出聚合物溶液的废液槽，通过废液泵、废液单向阀、废液管路与废液罐连接，构成废液回收回路。[0009]d.基材通过由放卷辊、收卷辊、导向辊构成的卷绕系统，水平穿过喷丝头与接收电极之间，并可连续运行。
[0010]其喷丝头采用狭缝型喷丝头；由左半片喷丝头、右半片喷丝头紧密贴合，并通过螺纹联接件紧固一体构成。左、右两半片喷丝头为顶部呈由外侧向内倾斜的尖锐锥形且齐平的金属板状构件，二者对接后在狭缝型喷丝头顶端构成狭长开口，在狭长开口下面构成狭缝型喷丝头内部的空腔；空腔包括上部的狭缝、中部的液体流道及其均流栅、底部的储液腔；储液腔与狭缝型喷丝头底部的进液孔联通。
[0011]或者，狭缝型喷丝头由左、右两片喷丝头构件，与夹在左、右两片喷丝头构件之间的栅板夹片紧密贴合，并通过螺纹联接件紧固一体构成。栅板夹片上有均流栅的栅条。左、右两片喷丝头构件与栅板夹片三者构成狭缝型喷丝头内部的空腔。由左、右两片喷丝头构件对接构成喷丝头顶端的狭长开口，或者由左、右两片喷丝头构件与栅板夹片三者共同构成该狭长开口。
[0012]无针头式静电纺丝装置的另一种方案，是由喷丝头、接收电极、高压电源、用于储存聚合物熔融体的储液罐、废液槽、基材及其卷绕系统，以及加热装置及其电加热控制装置等组成。
[0013]a.喷丝头通过接地线与大地相连；喷丝头、位于喷丝头正上方的接收电极分别通过高压电缆与高压电源的正、负极相连接。
[0014]b.用于储存聚合物熔融体的储液罐，其顶部通过压缩空气管道与压缩空气源相连接；储液罐底部的出口通过供液管路与喷丝头连接，构成聚合物熔融体的供液回路。
[0015]c.储液罐配置有储液罐加热装置；供液管配置有供液管加热装置。
[0016]d.位于喷丝头底部、用于收集溢出的聚合物熔融体的废液槽，与储液罐之间通过废液泵、废液回收管相连，构成废液回收回路。
[0017]e.喷丝头和废液槽配置有喷丝头及废液槽加热装置，该加热装置与废液管加热装置、储液罐加热装置、供液管加热装置，共同与电加热控制装置相连接，构成加热系统。
[0018]f.基材通过由放卷辊、收卷辊、导向辊构成的卷绕系统，水平穿过喷丝头与接收电极之间，并可连续运行。
[0019]其喷丝头同样是采用狭缝型喷丝头；狭缝型喷丝头的构成与“无针头式静电纺丝装置的第一种方案”的完全相同，在此不再重复。
[0020]本实用新型的有益效果是:
[0021]①相对于单针头或多针头式静电纺丝装置而言，狭缝型喷丝头纺丝便于拆卸、清洗方便、纺丝效率高、结构简单。并且避免多针头体系各针头间相互干扰的问题，大大提高纺丝效率。
[0022]②相对于金属线型电极静电纺丝装置而言，狭缝型喷丝头不仅可以对聚合物溶液进行静电纺丝，而且可以实现对聚合物的熔融体进行静电纺丝。并且，使得整个静电纺丝过程可以实现连续不间断的运行。克服了金属线型电极只能对聚合物溶液进行静电纺丝，以及聚合物溶液静电纺丝存在的不足:纺丝过程有大量溶剂挥发，形成大量对人体有害污染环境的有机废气。
【专利附图】
【附图说明】[0023]图1:本实用新型用于聚合物溶液的静电纺丝装置的构成示意图。
[0024]图2:本实用新型用于聚合物熔融体的静电纺丝装置的构成示意图。
[0025]图3、4:狭缝型喷丝头一种结构示意图的轴侧图、轴测爆炸视图。
[0026]图5?7:狭缝型喷丝头一种结构示意图的主视、俯视、侧视图。
[0027]图8?10:图5的A-A剖视图、图6的K局放视图、图13的L局放视图。
[0028]图11?13:图7的B-B剖视图、图8的C-C剖视图、图5的D向视图。
[0029]图14?16:狭缝型喷丝头另一种结构示意图的轴测爆炸视图及主、侧视图。
[0030]图17?19:狭缝型喷丝头另一种结构示意图图15的E-E剖视图、图16的F-F剖视图、图17的G-G剖视图。
[0031]图20:狭缝型喷丝头第三种结构的示意图爆炸3D视图。
[0032]图21、22:狭缝型喷丝头第三种结构示意图的主视、侧视图。
[0033]图23?25:狭缝型喷丝头第三种结构示意图图21的H-H剖视图、图22的1_1剖视图、图23的J-J剖视图。
[0034]图26:狭缝型喷丝头第三种结构的栅板夹片的结构示意图。
[0035]图27、28:狭缝型喷丝头第四种结构左、右两片喷丝头构件的结构示意图。
[0036]图29:狭缝型喷丝头第四种结构的内嵌栅板夹片的结构示意图。
[0037]图30:保温式喷丝头与废液槽加热装置的结构示意图轴测爆炸视图。
[0038]图中:1_狭缝型喷丝头或简称喷丝头、2-接收电极、3-高压电源GYDY、4_溶液罐、
5-废液罐、6-废液槽、7-基材、8-纺丝箱、9-储液罐、11-高压电源正极、21-负极高压电缆、41-供液泵GYB、气动隔膜泵、42-供液单向阀、43-供液管路、51-废液泵FYB、气动隔膜泵、52-废液单向阀、53-废液管路、71放卷辊、72-收卷辊、73-导向辊、90-电加热控制装置JRKZ、91-储液罐加热装置、92-压缩空气管道、93-下出口、94-供液管、95-供液管加热装置、96-喷丝头及废液槽保温加热装置、97-废液回收泵FYB’ ,98-废液管加热装置、99-废液管、101-单面导流式左半片喷丝头、102-单面导流式右半片喷丝头、103-螺栓、104-液体流道、105-均流栅、106-储液腔、107-狭缝、108-狭长开口、109-定位孔、110-螺孔、111-进液孔、120-接地线、121-大地、201-双面导流式左半片喷丝头、202-双面导流式右半片喷丝头、301-栅板夹片式左片喷丝头构件、302-栅板夹片式右片喷丝头构件、303-栅板夹片、304-栅条、305-内嵌式左片喷丝头构件、306-定位柱、307-内嵌式右片喷丝头构件、308-内嵌式栅板夹片、309-内嵌式栅板夹片定位孔、601-安装台、602-左侧壁、603-右侧壁、604-端盖、605-金属支架、606-平台、607-开孔、608-废液槽底部、609-排液孔、610-圆孔、611-加热棒。
【具体实施方式】
[0039]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
[0040]实施例1:
[0041]在图1中示出本实用新型针对聚合物溶液进行静电纺丝的无针头式静电纺丝装置的构成。它由狭缝型喷丝头1、接收电极2、高压电源GYDY(3)、用于储存聚合物溶液的溶液罐4、废液槽6、基材7及其卷绕系统等组成。
[0042]1.狭缝型喷丝头I通过正极高压电缆11与高压电源3的正极连接；由高压电源3提供正极性高压。
[0043]位于喷丝头正上方的接收电极2通过负极高压电缆21与高压电源3的负极连接；由高压电源3提供负极性高压。
[0044]2.用于静电纺丝的聚合物溶液的储存在溶液罐4中。溶液罐4通过供液泵GYB(41)、供液单向阀42、供液管路43与狭缝型喷丝头I连接，共同构成供液回路。供液泵41采用气动隔膜泵；供液管路43采用聚四氟乙烯管。
[0045]3.在静电纺丝过程中，狭缝型喷丝头I中溢出的聚合物溶液如果没有完全用尽，会进入安装于喷丝头I底部的废液槽6。
[0046]收集溢出而未用尽的聚合物溶液的废液槽6，通过废液泵FYB(51)、废液单向阀52与废液管路53与废液罐5连接，共同构成废液回收回路。废液泵51采用气动隔膜泵；废液管路53采用聚四氟乙烯管。
[0047]4.基材7通过由放卷辊71、导向辊73、收卷辊72构成的卷绕系统，水平穿过喷丝头I与接收电极2之间，并可连续运行。
[0048]工作原理:
[0049]1.高压电源GYDY(3)工作时，狭缝型喷丝头I作为正电极，接收电极2作为负电极，在正负电极之间会形成自下而上的高压静电场E。
[0050]2.聚合物溶液通过供液回路被送至喷丝头1，并会在喷丝头最顶端的狭长开口108溢出。此时在纺丝箱8内建立起高压静电场E，聚合物溶液会在电场力的作用下，在喷丝头I的狭长开口 108处形成密集且均匀排布的无数个泰勒锥。
[0051]3.当高压静电场E的电场强度超过一个阈值，聚合物溶液就会克服表面张力的作用，在泰勒锥的顶端发生喷射，并形成无数细小的射流。
[0052]4.聚合物溶液的射流在高压静电场中自下而上喷射，在这一过程中伴随有拉伸、鞭动及劈裂现象发生，并随着聚合物溶液射流中的溶剂成分逐渐挥发，最终形成亚微米甚至纳米尺寸的纤维。
[0053]5.最终形成的纳米纤维会沉积在靠近接收电极2并位于其下方的基材7上。基材7由卷绕系统卷绕收卷辊72上，且连续运行。
[0054]狭缝型喷丝头的结构:
[0055]①单面导流式左右不对称的狭缝型喷丝头:
[0056]在图3?13中示出狭缝型喷丝头的一种结构，即单面导流式左右不对称狭缝型喷丝头的结构。该狭缝型喷丝头由单面导流式左右不对称的左半片喷丝头101、右半片喷丝头102紧密贴合，并通过螺纹联接件即螺栓103紧固一体构成。左、右两半片喷丝头101、102为顶部呈由外侧向内倾斜的尖锐锥形且齐平的金属板状构件，二者对接后在狭缝型喷丝头I顶端构成狭长开口 108，在狭长开口 108的下面构成喷丝头内部的空腔。空腔包括上部的狭缝107、中部的液体流道104及其间隔液体流道104的均流栅105、底部的储液腔106。储液腔106与喷丝头I底部的进液孔111联通。
[0057]左、右两半片喷丝头101、102为左、右不对称结构。其中一件半片喷丝头，即左半片喷丝头101的接合面上有数条沿横向相间均布的栅条和数道纵向凹槽；另一件半片喷丝头，即右半片喷丝头102的接合面为平面。左、右两半片喷丝头101、102对接后，左半片喷丝头101均流栅栅条的顶面与另一半片喷丝头102的平面接合面紧密对接构成均流栅105，而纵向凹槽构成液体流道104。因两半片喷丝头只有左半片喷丝头101上有液体流道104，故称单面导流式喷丝头。
[0058]图6、9示出该狭缝型喷丝头顶端狭长开口 108的结构。狭缝型喷丝头的狭长开口108及空腔上部狭缝107的宽度在0.05?2mm之间；喷丝头的长度L为200mnT2000mm。空腔上部是狭缝107，狭缝107的宽度与狭长开口 108的宽度相同。
[0059]图4、11示出均流栅105的结构。均流栅栅条为数条沿横向相间均布在液体流道104的凸台。均流栅的栅条沿静电纺丝液流向的断面形状为水滴形，其形状还可以是瓜子形、长三角形、带尖顶的长条矩形和棱形等形状；除了可以有尖顶，其它有棱角部位要有圆弧过渡。当液体从储液腔106向狭长开口 108流动时，均流栅105起到使流体均匀分布的作用。均流栅105的数量随着喷丝头长度的增加而增加，可以是数十甚至数百个。
[0060]液体流道104下部是储液腔106，可以加工成方形、半圆、弧形或梯形等的槽。储液腔106的宽度为狭缝宽度的数十倍，在5mnT20mm范围。储液腔106下部开有圆形进液孔111。
[0061]图10、13示出该狭缝型喷丝头底部进液孔111的位置。该例的进液孔111位于左半片喷丝头101的底部。进液孔111可以位于喷丝头I两片中任意一块的底部，或者在两片底部各加工一个对称的半圆形孔，拼接成一个圆孔。进液孔111与外部供液回路相连，当纺丝原液从进液孔111进入喷丝头I后，首先会充满储液腔106，用以保证进入液体流道104的纺丝原液压力均匀。进液孔111的个数根据喷丝头I的长度可以是两个或若干个。其余有:定位孔109:不通透的圆孔，安装固定喷丝头I用；螺孔110:安装螺栓103用。
[0062]左、右两半片喷丝头的两块上端尖锐的金属板，可以采用不锈钢、合金类或是经过表面处理的铸铁制造。加工可以铸造成型，也可以是通过铣削、激光雕刻等工艺加工。
[0063]②双面导流式左右对称的狭缝型喷丝头:
[0064]在图14?19中示出狭缝型喷丝头的另一种结构，即双面导流式左右对称狭缝型喷丝头的结构。它由双面导流式呈左右对称的左、右两半片喷丝头201、202紧密贴合，并通过螺栓103紧固一体构成。
[0065]左、右两半片喷丝头201、202的接合面上，分别有呈左右对称的数条沿横向相间均布的均流栅的栅条，栅条之间是纵向凹槽；左、右两半片喷丝头201、202对接后，均流栅的栅条顶面对接成均流栅105，纵向凹槽构成液体流道104。两半片喷丝头上均有液体流道104，故称双面导流式喷丝头。
[0066]左、右两半片喷丝头201、202以左右对称的结构，对接后在狭缝型喷丝头顶端构成狭长开口 108，在狭长开口 108的下面构成喷丝头内部的空腔。
[0067]左、右两半片喷丝头201、202的储液腔106，在两半片喷丝头下部各加工成一个半圆柱状的槽，拼接成一个圆柱状的槽。
[0068]左、右两半片喷丝头201、202的进液孔111，在两半片喷丝头底部各加工两个对称的半圆形孔，拼接成两个圆孔。
[0069]其余与单面导流式左右不对称狭缝型喷丝头相同。
[0070]③栅板夹片式狭缝型喷丝头:
[0071]在图20?26中示出狭缝型喷丝头的第三种结构一一栅板夹片式狭缝型喷丝头的结构。它由呈左右对称的左、右两片喷丝头构件301、302，与夹在左、右两片喷丝头构件301、302之间的栅板夹片303紧密贴合，通过螺栓103紧固一体构成。左、右两片喷丝头构件301、302与栅板夹片303三者共同构成狭缝型喷丝头顶端的狭长开口 108和内部的空腔；空腔包括上部的狭缝107、中部的液体流道104及其均流栅105、底部的储液腔106。
[0072]在栅板夹片303上加工数条沿横向相间均布的栅条304，作为均流栅的栅条。栅条304之间间隔的底部与储液腔沟通。栅板夹片303的两端和底部的周边上有螺栓103的固定孑U
[0073]栅板夹片303的厚度决定了狭长开口 108及狭缝的宽度，该宽度在0.05~2mm之间。
[0074]左、右两片喷丝头构件301、302以栅板夹片303呈左右对称结构。左、右两片喷丝头构件的底部各有一对成左右对称的近似的半圆形孔，与栅板夹片303拼接成一个圆孔，即进液孔。同样，左、右两片喷丝头构件的储液腔为近似的半圆柱状的槽，与栅板夹片303拼接成一个圆柱状槽。储液腔与栅板夹片的栅条304的底部间隔沟通，以连通液体流道。
[0075]图26中的双点划线为储液腔的位置。其余与上述两种狭缝型喷丝头相同。
[0076]④内嵌栅板夹片式狭缝型喷丝头:
[0077]在图27~29中示出狭缝型喷丝头的第四种结构一一简称内嵌式狭缝型喷丝头的结构。它由呈左右对称内嵌式左、右两片喷丝头构件305、307，与夹在内嵌式左、右两片喷丝头构件305、307之间的内嵌栅板夹片308紧密贴合，通过螺栓103紧固一体构成。
[0078]内嵌式左片喷丝头构件305和右片喷丝头构件307为左右对称结构；二者的顶端对接构成狭缝型喷丝头I的狭长开口 108。内嵌式左、右两片喷丝头构件305、307的接合面上有凹槽，凹槽内嵌装内嵌栅板夹片308。内嵌式左、右两片喷丝头构件305、307与内嵌栅板夹片308三者构成狭缝型喷丝头内部的空腔。
[0079]在图27、28中的双点划线为内嵌栅板夹片308在内嵌式左、右两片喷丝头构件305、307上的安放位置即凹槽位置。左片喷丝头构件305上有定位柱306。
[0080]在内嵌式栅板夹片308上加工有数条沿横向相间均布的栅条304，作为均流栅的栅条。内嵌栅板夹片308嵌装于左、右两片喷丝头构件305、307的凹槽内，栅条304与左、右两片喷丝头构件305、307凹槽的底面构成均流栅，内嵌栅板夹片308的两端及底部不露出嗔丝头。
[0081 ] 栅条304的底部由内嵌栅板夹片308的底边连接。内嵌栅板夹片308的栅板夹片底边处在储液腔106的位置上，使栅板夹片底边不阻碍纺丝液的流通。
[0082]内嵌栅板夹片308上有定位孔309，与左半片喷丝头构件305上的定位柱306相对应。二者为栅板夹片308定位。
[0083]内嵌栅板夹片308的厚度略大于狭长开口及空腔狭缝的宽度，该宽度在0.05^2mm之间。储液腔106部位的间距要远大于内嵌栅板夹片308的厚度。
[0084]实施例2:
[0085]在图2中示出针对聚合物熔融体进行静电纺丝的无针头式静电纺丝装置的组成。它由狭缝型喷丝头1、接收电极2、高压电源GYDY(3)、储存聚合物熔融体的储液罐9、废液槽 6、基材7及其卷绕系统，以及加热装置及其电加热控制装置JRKZ(90)等组成。
[0086]1.狭缝型喷丝头I通过接地线120与大地121相连。接收电极2通过负极高压电缆21接至高压电源GYDY(3)，由高压电源3提供负极性高压。[0087]2.用于静电纺丝的聚合物熔融体储存在储液罐9中。储液罐9顶部通过压缩空气管道92，与压缩空气源相连接；储液罐9底部的出口 93，通过供液管路94与喷丝头连接，构成聚合物熔融体的供液回路。压缩空气以设定好的压力进入储液罐9，并将储液罐9中的聚合物熔融体通过位于储液罐9底部的出口 93压出，并通过供液管路94送入狭缝型喷丝头I ;狭缝型喷丝头I通过接地线120与大地121相连。
[0088]储液罐9配备有独立的加热装置91，以保证聚合物熔融体不会凝固，储液罐通过接地线120与大地121相连。供液管路94采用金属管；供液管路配置有单独的供液管加热器95，以保证聚合物熔融体在输送的过程中不会凝固。
[0089]3.在静电纺丝过程中，狭缝型喷丝头I中溢出的聚合物熔融体如果没有完全用尽，会进入安装于喷丝头I底部的废液槽6。狭缝型喷丝头I及位于其底部的废液槽6共同使用一套加热装置96，以保障聚合物熔融体在经过喷丝头I及废液收集过程中不会凝固，喷丝头I与废液槽6通过接地线120与大地121连接。
[0090]废液槽6与储液罐9相连，由废液泵FYB ’ (97)、废液管99构成连接它们的废液回收回路。废液回收回路的金属管94均配置有单独的加热装置98，以保障聚合物熔融体在回收进入储液罐9的过程中不会凝固，废液回收管路中的废液泵97及金属管94通过接地线120与大地121相连。废液泵97通常采用齿轮泵；废液管99采用金属管。
[0091]4.狭缝型喷丝头I及废液槽6配有保温式喷丝头和废液槽加热装置96。该加热装置与废液管加热装置95、储液罐加热装置91、供液管加热装置95，共同与电加热控制装置90连接，由电加热控制装置90控制，构成加热系统。
[0092]5.基材7通过由放卷辊71、导向辊73、收卷辊72构成的卷绕系统，水平穿过喷丝头I与接收电极2之间，并连续运行。
[0093]对于聚合物熔融体进行静电纺丝的狭缝型喷丝头，是将其与废液槽组合在一起，并配置具有加热以及具隔热保温、绝缘功能的保温加热装置，即构成保温式喷丝头与废液槽加热装置96。
[0094]在图30中示出保温式喷丝头与废液槽加热装置96的结构。
[0095]保温式喷丝头与废液槽加热装置96由保温外壳、金属支架605、平台606、狭缝型喷丝头1、加热棒611、废液槽608等构成。保温外壳由左、右两件侧壁602、603和一件端盖604三部分构成。保温外壳的上述三部分由底部的金属支架605环绕固定。保温外壳内有其上安放狭缝型喷丝头的平台606 ;平台606下部有安置进液管的孔607，平台两侧有用于收集喷丝头中溢流出的废液的废液槽608。废液槽底部608有排液孔609，排液孔609与外部的排液回路相连接；保温外壳的端盖604上有左右两排、6?8个圆孔610，圆孔内插有给喷丝头I加热用的加热棒611。保温外壳由轻质耐火材料浇注。轻质耐火材料,如:硅酸盐，铝酸盐，硅藻，膨胀珍珠岩等均可采用。
[0096]工作原理:与实施例1基本相同。不同在于:
[0097]①储液罐9是储存聚合物熔融体的，储液罐9及供液管需配加热装置，供液管采用
金属管。
[0098]②喷丝头、废液槽、废液管均需要配置加热装置，采用金属管作废液管，并与加热控制装置构成加热系统。为静电纺丝的聚合物熔融体加热、保温。
[0099]③供液系统不同:压缩空气以设定好的压力进入储液罐9上端，将储液罐9中的聚合物熔融体通过位于储液罐9底部的出口 93压出，并通过金属管94送入狭缝型喷丝头1，狭缝型喷丝头I通过接地线120与大地121连接。
[0100] 本实施例聚合物熔融体的静电纺丝装置的喷丝头，与实施例1相同，是采用无针头式喷丝头，即狭缝型喷丝头。狭缝型喷丝头可以是:单面导流式左右不对称的、双面导流式左右对称的、栅板夹片式的，以及内嵌栅板夹片式的狭缝型喷丝头。采用狭缝型喷丝头可实现聚合物熔融体的静电纺丝。
【权利要求】
1.一种无针头式静电纺丝装置，包括喷丝头、接收电极、高压电源、用于储存聚合物溶液的溶液罐、废液槽、基材及其卷绕系统； a.喷丝头、位于喷丝头正上方的接收电极分别通过高压电缆与高压电源的正、负极连接； b.用于储存聚合物溶液的溶液罐通过供液泵、供液单向阀、供液管路与喷丝头连接，构成供液回路； c.位于喷丝头底部、收集溢出聚合物溶液的废液槽，通过废液泵、废液单向阀、废液管路与废液罐连接，构成废液回收回路； d.基材通过由放卷辊、收卷辊、导向辊构成的卷绕系统，水平穿过喷丝头与接收电极之间，并可连续运行； 其特征在于:所说的喷丝头是狭缝型喷丝头(I);由左半片喷丝头、右半片喷丝头紧密贴合，并通过螺纹联接件紧固一体构成；左、右两半片喷丝头为顶部呈由外侧向内倾斜的尖锐锥形且齐平的金属板状构件，二者对接后在狭缝型喷丝头(I)顶端构成狭长开口(108)，在狭长开口(108)的下面构成狭缝型喷丝头(I)内部的空腔；空腔包括上部的狭缝(107)、中部的液体流道(104)及其均流栅(105)、底部的储液腔(106);储液腔(106)与狭缝型喷丝头(I)底部的进液孔(111)联通； 或者，狭缝型喷丝头(I)由左、右两片喷丝头构件，与夹在左、右两片喷丝头构件之间的栅板夹片紧密贴合，并通过螺纹联接件紧固一体构成；栅板夹片上有均流栅的栅条；左、右两片喷丝头构件与栅板夹片三者构成喷丝头内部的空腔；由左、右两片喷丝头构件对接构成喷丝头顶端的狭长开口(108)，或者由左、右两片喷丝头构件与栅板夹片三者共同构成该狭长开口 (108) ο
2.一种无针头式静电纺丝装置，包括喷丝头、接收电极、高压电源、用于储存聚合物熔融体的储液罐、废液槽、基材及其卷绕系统，以及加热装置及其电加热控制装置； a.喷丝头通过接地线与大地相连；喷丝头、位于喷丝头正上方的接收电极分别通过高压电缆与高压电源的正、负极相连接； b.用于储存聚合物熔融体的储液罐，其顶部通过压缩空气管道与压缩空气源相连接；储液罐底部的出口通过供液管路与喷丝头连接，构成聚合物熔融体的供液回路； c.储液罐配置有储液罐加热装置；供液管配置有供液管加热装置； d.位于喷丝头底部、用于收集溢出的聚合物熔融体的废液槽，与储液罐之间通过废液泵、废液回收管相连，构成废液回收回路； e.喷丝头和废液槽配置有喷丝头与废液槽加热装置，该加热装置与废液管加热装置、储液罐加热装置、供液管加热装置，共同与电加热控制装置相连接，构成加热系统； f.基材通过由放卷辊、收卷辊、导向辊构成的卷绕系统,水平穿过喷丝头与接收电极之间，并可连续运行； 其特征在于:所说的喷丝头是狭缝型喷丝头(I);由左半片喷丝头、右半片喷丝头紧密贴合，并通过螺纹联接件紧固一体构成；左、右两半片喷丝头为顶部呈由外侧向内倾斜的尖锐锥形且齐平的金属板状构件，二者对接后在狭缝型喷丝头(I)顶端构成狭长开口(108)，在狭长开口(108)的下面构成喷丝头内部的空腔；空腔包括上部的狭缝(107)、中部的液体流道(104)及其均流栅(105)、底部的储液腔(106);储液腔(106)与喷丝头⑴底部的进液孔(111)联通； 或者，狭缝型喷丝头(I)由左、右两片喷丝头构件，与夹在左、右两片喷丝头构件之间的栅板夹片紧密贴合，并通过螺纹联接件紧固一体构成；栅板夹片上有均流栅的栅条；左、右两片喷丝头构件与栅板夹片三者构成喷丝头内部的空腔；由左、右两片喷丝头构件对接构成喷丝头顶端的狭长开口(108)，或者由左、右两片喷丝头构件与栅板夹片三者共同构成该狭长开口 (108) ο
3.根据权利要求1或2所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于:所说的左、右两半片喷丝头为单面导流式呈左右不对称的左、右两半片喷丝头(101、102);其中一件半片喷丝头(101)的接合面上有数条沿横向相间均布的均流栅栅条和纵向凹槽，另一件半片喷丝头(102)的接合面为平面；均流栅栅条的接合面与另一半片喷丝头(102)的平面紧密对接构成均流栅(105)，而纵向凹槽构成液体流道(104)。
4.根据权利要求1或2所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于:所说的左、右两半片喷丝头为双面导流式呈左右对称的左、右两半片喷丝头(201、202);左、右两半片喷丝头(201、202)的接合面上分别有呈左右对称的数条沿横向相间均布的均流栅的栅条，栅条之间是纵向凹槽；左、右两半片喷丝头(201、202)对接后，均流栅的栅条顶面对接成均流栅(105)，纵向凹槽构成液体流道(104)。
5.根据权利要求1或2所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于:所说的左、右两片喷丝头构件是呈左右对称的左、右两片喷丝头构件(301、302);左、右两片喷丝头构件(301,302)与二者之间的栅板夹片(303)紧密贴合，并通过螺纹联接件紧固一体构成狭缝型喷丝头；左、右 两片喷丝头构件(301、302)与栅板夹片(303)三者共同构成狭长开口(108)和内部的空腔；所说的栅板夹片上有均流栅的栅条，是栅板夹片(303)上有数条沿横向相间均布的栅条(304);栅条(304)之间间隔的底部与储液腔沟通；栅板夹片(303)的两端和底部的周边上有螺纹联接件的固定孔。
6.根据权利要求1或2所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于:所说的左、右片喷丝头构件是呈左右对称的内嵌式左、右两片喷丝头构件(305、307);所说的栅板夹片是内嵌栅板夹片(308);内嵌式左、右两片喷丝头构件(305、307)与夹在二者之间的内嵌栅板夹片(308)紧密贴合，通过螺纹联接件紧固一体构成狭缝型喷丝头(I);内嵌式左、右两片喷丝头构件(305、307)的接合面内有凹槽，凹槽内嵌装内嵌栅板夹片(308);内嵌式左、右两片喷丝头构件(305、307)与内嵌栅板夹片(308)三者构成狭缝型喷丝头内部的空腔； 所说的栅板夹片上有均流栅的栅条，是内嵌栅板夹片(308)上有数条沿横向相间均布的栅条(304)，栅条(304)的底部由栅板夹片底边连接，栅板夹片底边处在储液腔(106)的位置上；内嵌栅板夹片(308)上有定位孔(309)，与内嵌式左、右半片喷丝头构件(305)上的定位柱(306)相对应。
7.根据权利要求1或2所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于:所说的狭缝型喷丝头的狭长开口(108)及空腔上部狭缝(107)的宽度在0.05~2mm之间；狭缝型喷丝头的长度 L 为 200mm~2000mm。
8.根据权利要求1或2所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于:所说的均流栅的栅条沿静电纺丝液流向的断面形状为水滴形。
9.根据权利要求2所述的无针头式静电纺丝装置，其特征在于:所说的喷丝头与废液槽加热装置，为保温式喷丝头与废液槽加热装置(96);它包括由轻质耐火材料浇注的保温外壳；保温外壳由左、右两件侧壁(602、603)和一件端盖(604)三部分构成；保温外壳的三部分由底部的金属支架(605)环绕固定保温外壳(6)内有平台(606);平台(606)上安放有狭缝型喷丝头(1)，平台(606)下部有安置进液管的孔(607);平台两侧有废液槽(608)，废液槽(608)底部有排 液孔(609)，排液孔(609)与外部的排液回路相连接；保温外壳的端盖(604)上有左右两排圆孔(610)，圆孔内插有给狭缝型喷丝头(1)加热用的加热棒(611)。
【文档编号】D01D5/00GK203754858SQ201420031385
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年1月18日 优先权日:2014年1月18日
【发明者】马昭, 郅立鹏, 吕林强 申请人:青岛中科华联新材料有限公司