一种均流式静电纺丝装置

本技术涉及静电纺丝，具体为一种均流式静电纺丝装置。

背景技术：

1、现有的静电纺丝装置中，常在形成射流的毛细管外再增加一同轴的套管，如图1所示，毛细管1和套管2下端口相平齐，套管2的上端口封闭且固定在毛细管1侧壁上，套管2侧壁上开设一与套管2流道相连通的外接口。进行静电纺丝时，毛细管1上端口与聚合物熔体相连通，套管2外接口与外接高速气流相连通，毛细管1中的熔体液滴在高压静电场作用下形成射流自毛细管1下端口向下喷射的同时，套管2下端口也向下喷出高速气流，纤维射流在气流场和静电场的共同作用下能够得到充分的拉伸细化，有利于提高纳米纤维成品的质量；以上结构也可以用于同轴静电纺丝场景，将另一聚合物熔体自套管2的外接口送入，高压静电场作用下，毛细管1下端口和套管2下端口均形成向下喷射的纤维射流，喷射过程中两种纤维射流缠绕、汇合、固化后即可得到复合纳米纤维。

2、不论应用于以上何种场景，上述静电纺丝装置均存在套管内物质流速、压力不均的缺陷，因外接口位于套管侧壁上，靠近外接口位置处的物质可以直接向下输送至套管2下端口，远离外接口位置处的物质则是由靠近外接口位置处流动填充而来再向下输送至套管2下端口，导致套管流道同一高度环状面上靠近外接口位置处的物质流速、压力要大于远离外接口位置处的物质流速、压力，该差异向下传递至套管2下端口，使得环绕套管2下端口不同位置处流出物质的流速、压力情况不一，该缺陷会对纳米纤维成品质量的稳定性造成不良影响。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种均流式静电纺丝装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种均流式静电纺丝装置，包括毛细管和套管，所述毛细管和套管均为两端开口的中空管，套管套设于毛细管之外，套管下端口与毛细管下端口相平齐，套管上端口高度小于毛细管上端口高度，套管靠近上端口的外侧壁上固定设置有圆状底盘，底盘上罩设固定有下端开口，顶面贯穿固定在毛细管靠近上端口的外侧壁上的圆筒状内筒，底盘上还罩设固定有下端开口，顶面贯穿固定在毛细管靠近上端口的外侧壁上的圆筒状外筒，外筒、内筒、毛细管和套管同轴设置，内筒位于外筒内腔之中，外筒与内筒之间形成均流腔，内筒与毛细管外侧壁之间形成过渡腔，内筒顶面环绕毛细管开设有若干下泄孔，均流腔与过渡腔通过下泄孔相连通，外筒侧壁上设置有与均流腔相贯通的外接螺口，外接螺口高度小于内筒高度。

3、优选的，所述下泄孔位于底盘正上方的内筒顶面上。

4、优选的，所述内筒顶面中心孔内侧壁和毛细管外侧壁上设置有相匹配的螺纹结构，所述外筒顶面中心孔内侧壁和毛细管外侧壁上设置有相匹配的螺纹结构，所述底盘边缘向上延伸形成环状凸台，凸台内侧壁和外筒外侧壁上设置有相匹配的螺纹结构，所述套管外侧壁和底盘中心孔内侧壁上设置有相匹配的螺纹结构。

5、优选的，所述内筒顶面下方的毛细管外侧壁上螺接有密封螺母，密封螺母与内筒顶面之间夹设有密封圈。

6、优选的，所述外筒顶面上方的毛细管外侧壁上螺接有密封螺母，密封螺母与外筒顶面之间夹设有密封圈。

7、优选的，所述底盘内端面上设置有密封垫。

8、优选的，所述底盘下方的套管外侧壁上螺接有密封螺母，密封螺母与底盘之间夹设有密封圈。

9、本均流式静电纺丝装置使用时，根据具体应用场景，将高速气流或者另一聚合物熔体接口与外筒上的外接螺口相连接，因外接螺口高度小于内筒高度，自外接螺口输入的高速气流或者聚合物熔体被内筒阻挡无法直接进入第二流道，阻挡作用能够抵消输入物质带来的冲击并使其均衡的聚集暂存于均流腔内，随着外接螺口持续输入，在先输入的物质自均流腔被均衡地挤压至过渡腔，本装置套管上端口和毛细管之间无其他连接结构，过渡腔中的物质能够一致、稳定地同时进入整个第二流道，使得第二流道内同一高度环状面上物质的流速、压力得以保持基本一致，进而使得第二流道下端口流出的气流或者射流性能得以保持基本一致和稳定，有利于提高纳米纤维成品质量。

技术特征：

1.一种均流式静电纺丝装置，其特征在于：包括毛细管(1)和套管(2)，所述毛细管(1)和套管(2)均为两端开口的中空管，套管(2)套设于毛细管(1)之外，套管(2)下端口与毛细管(1)下端口相平齐，套管(2)上端口高度小于毛细管(1)上端口高度，套管(2)靠近上端口的外侧壁上固定设置有圆状底盘(5)，底盘(5)上罩设固定有下端开口，顶面贯穿固定在毛细管(1)靠近上端口的外侧壁上的圆筒状内筒(6)，底盘(5)上还罩设固定有下端开口，顶面贯穿固定在毛细管(1)靠近上端口的外侧壁上的圆筒状外筒(7)，外筒(7)、内筒(6)、毛细管(1)和套管(2)同轴设置，内筒(6)位于外筒(7)内腔之中，外筒(7)与内筒(6)之间形成均流腔(8)，内筒(6)与毛细管(1)外侧壁之间形成过渡腔(10)，内筒(6)顶面环绕毛细管(1)开设有若干下泄孔(9)，均流腔(8)与过渡腔(10)通过下泄孔(9)相连通，外筒(7)侧壁上设置有与均流腔(8)相贯通的外接螺口(11)，外接螺口(11)高度小于内筒(6)高度。

2.根据权利要求1所述的均流式静电纺丝装置，其特征在于：所述下泄孔(9)位于底盘(5)正上方的内筒(6)顶面上。

3.根据权利要求1或2所述的均流式静电纺丝装置，其特征在于：所述内筒(6)顶面中心孔内侧壁和毛细管(1)外侧壁上设置有相匹配的螺纹结构，所述外筒(7)顶面中心孔内侧壁和毛细管(1)外侧壁上设置有相匹配的螺纹结构，所述底盘(5)边缘向上延伸形成环状凸台，凸台内侧壁和外筒(7)外侧壁上设置有相匹配的螺纹结构，所述套管(2)外侧壁和底盘(5)中心孔内侧壁上设置有相匹配的螺纹结构。

4.根据权利要求3所述的均流式静电纺丝装置，其特征在于：所述内筒(6)顶面下方的毛细管(1)外侧壁上螺接有密封螺母(13)，密封螺母(13)与内筒(6)顶面之间夹设有密封圈(12)。

5.根据权利要求4所述的均流式静电纺丝装置，其特征在于：所述外筒(7)顶面上方的毛细管(1)外侧壁上螺接有密封螺母(13)，密封螺母(13)与外筒(7)顶面之间夹设有密封圈(12)。

6.根据权利要求5所述的均流式静电纺丝装置，其特征在于：所述底盘(5)内端面上设置有密封垫(14)。

7.根据权利要求6所述的均流式静电纺丝装置，其特征在于：所述底盘(5)下方的套管(2)外侧壁上螺接有密封螺母(13)，密封螺母(13)与底盘(5)之间夹设有密封圈(12)。

技术总结
本技术提供一种均流式静电纺丝装置，包括毛细管和套管，套管上固定有底盘，底盘上罩设固定有顶面贯穿固定在毛细管上的内筒和外筒，外筒、内筒、毛细管和套管同轴设置，外筒与内筒之间形成均流腔，内筒与毛细管外侧壁之间形成过渡腔，内筒顶面开设有下泄孔，外筒侧壁上设置有外接螺口，外接螺口高度小于内筒高度。本均流式静电纺丝装置自外接螺口输入的物质被内筒阻挡均衡的聚集暂存于均流腔内，随着外接螺口持续输入，被均衡地挤压至过渡腔并一致、稳定地同时进入整个第二流道，能够使得第二流道下端口流出的气流或者射流性能得以保持基本一致和稳定，有利于提高纳米纤维成品质量。

技术研发人员：孙立富,吴越,张文俊,李春风,吴铭,杨婷,黄云鹤,祁亚丽,周怡冰,谭林立
受保护的技术使用者：湖北民族大学
技术研发日：20230609
技术公布日：2024/1/15