電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置製造方法
2023-05-29 16:36:31
電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置製造方法
【專利摘要】電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置，涉及一種纖維傳輸收集裝置。設有接地電極板、軸向推進鼓風機、徑向氣浮鼓風機、輸氣軟管、同軸雙層傳輸管道、噴嘴和收集裝置；接地電極板置於纖維發生裝置的正上方；軸向推進鼓風機位於接地電極板左下方；同軸雙層傳輸管道置於接地電極板右下方且與軸向推進鼓風機在同一軸線上，同軸雙層傳輸管道的外層通道為封閉圓管，同軸雙層傳輸管道的內層通道兩端開口，同軸雙層傳輸管道的管壁設有均布的微小孔；徑向氣浮鼓風機出風口通過輸氣軟管與同軸雙層傳輸管道連接，徑向氣浮鼓風機產生的氣流通過內層通道上的微小孔進入內管道中；噴嘴與同軸雙層傳輸管道輸出口連接；收集裝置位於噴嘴出口處。
【專利說明】電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種纖維傳輸收集裝置，特別涉及一種電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置。
【背景技術】
[0002]納米纖維在鋰電池隔膜、複合材料、生物支架、過濾薄膜和傳感器等方面的應用研究取得了巨大的進展。同時，納米纖維的實際需求日益增大。電紡是一種簡單、純物理方式實現納米纖維製造，目前科研人員基於靜電紡絲原理已經開發出批量製造納米纖維的方法，如滾筒法[PCT WO 2005/024101]、多噴嘴組合法[US2008241297A1]、磁紡法[A.L.Yarin, E.Zussman.Upward needless electrospinning of multiple nanofibers.Polymer 45(2004):2977-2980]以及針尖陣列誘導法等[CN 102191573A]，為納米纖維的工業化應用創造條件。但現有電紡製造納米纖維一般是將噴射的納米纖維直接隨機地沉積在基材上，甚至大量的纖維沉積在基材之外，給工業上需要定區域圖案化沉積的納米纖維的應用帶來了許多困難，甚至限制了納米纖維在該領域的應用。其次，直接沉積纖維在基材的方式有時候在實際工況中受限於空間或高壓靜電(批量電紡一般工作電壓高於IOkV)等。因此，有必要提供一種電紡納米纖維收集裝置，將纖維發生裝置和收集裝置的位置在空間上錯開，實現納米纖維長距離傳輸後沉積，這是解決上述問題的核心。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種可以實現納米纖維長距離傳輸，解決空間和一些對高壓靜電場的限制問題的電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置。
[0004]本發明設有接地電極板、軸向推進鼓風機、徑向氣浮鼓風機、輸氣軟管、同軸雙層傳輸管道、噴嘴和收集裝置；所述接地電極板置於纖維發生裝置的正上方，為電紡發生裝置提供基準零電勢；軸向推進鼓風機位於接地電極板左下方，提供水平軸向氣流，為納米纖維沿同軸雙層傳輸管道長距離傳送提供推動力，也為接地電極板提供向下的氣流；同軸雙層傳輸管道置於接地電極板右下方且與軸向推進鼓風機在同一軸線上，同軸雙層傳輸管道的外層通道為封閉圓管，同軸雙層傳輸管道的內層通道兩端開口，作為納米纖維傳輸通道，同軸雙層傳輸管道的管壁設有均布的微小孔；徑向氣浮鼓風機出風口通過輸氣軟管與同軸雙層傳輸管道連接，徑向氣浮鼓風機產生的氣流通過內層通道上的微小孔進入內管道中，在內管道的內表面形成一層薄氣膜，防止納米纖維貼粘在傳輸管道內表面上；噴嘴與同軸雙層傳輸管道輸出口連接；收集裝置位於噴嘴出口處，用於收集納米纖維。
[0005]本發明的突出效果在於:
[0006]( I)可長距離傳輸納米纖維。軸向推進鼓風機為同軸雙層傳輸管道提供軸向氣流，推動納米纖維沿管道軸向運動，實現納米纖維的長距離傳輸。
[0007](2)納米纖維不易貼粘在傳輸管道內壁上。徑向氣流通過內層通道上的微小孔進入內管道中，在內管道的內表面形成一層薄氣膜，當納米纖維到達氣膜層時，由於小孔噴出的氣流阻擋和內管道材料電荷排斥作用納米纖維會在雙層傳輸管道中，不會貼粘在雙層傳輸管道內表面上。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明實施例的結構組成示意圖。
[0009]圖2為本發明實施例的同軸雙層傳輸管道結構組成示意圖。
【具體實施方式】
[0010]參見圖1和2，本發明實施例設有接地電極板1、軸向推進鼓風機2、徑向氣浮鼓風機3、輸氣軟管4、同軸雙層傳輸管道5、噴嘴6。接地電極板I置於纖維發生裝置的正上方，內部空心，下表面設有微孔陣列，為電紡發生裝置提供基準零電勢；軸向推進鼓風機2位於接地電極板I左下方，提供水平軸向氣流，為納米纖維沿同軸雙層傳輸管道5長距離傳送的推動力，也為接地電極板I提供向下的氣流；同軸雙層傳輸管道5置於接地電極板I右下方且與軸向推進鼓風機2在同一軸線上，其外層通道a是封閉的圓管，內層通道b由PET製成，兩端開口，作為納米纖維傳輸通道，管壁設有均布直徑為0.5mm,間隔3mm的微小孔陣列；徑向氣浮鼓風機3出風口通過輸氣軟管4與同軸雙層傳輸管道5連接，其產生氣流通過內層通道上的微小孔陣列進入內管道中，在內管道的內表面形成一層薄氣膜，防止納米纖維貼粘在傳輸管道內表面上；噴嘴6與同軸雙層傳輸管道5輸出口連接；收集裝置7位於噴嘴6出口處，用於收集納米纖維。
[0011]在納米纖維傳輸過程中，首先開啟徑向氣浮鼓風機3，產生I?2個標準大氣壓的氣流，氣流經由輸氣軟管4流入同軸雙層傳輸管道5的外層通道a中，再流入內層通道b管壁的微小孔，在內層通道b管壁內表面形成一層穩定均勻的薄氣膜。然後，開啟軸向推進鼓風機2，產生2?10個標準大氣壓的氣流，當納米纖維發生裝置產生納米纖維後，由於發生裝置與接地電極板I之間存在電勢差，納米纖維由下至上運動，在軸向推進鼓風機2產生的氣流作用下，納米纖維的傳輸方向由豎直向上運動變為持續的水平傳輸。當納米纖維進入同軸雙層傳輸管道5內層通道後，由於徑向氣浮鼓風機3提供的氣流在內管道的內表面形成一層薄氣膜，當納米纖維到達氣膜層時，由於小孔噴出的氣流阻礙和PET排斥帶電纖維的共同作用，納米纖維不會貼粘在同軸雙層傳輸管道5內表面上，進而穩定傳輸至噴嘴6，由噴嘴6處噴出，最後附著在收集裝置7上。
[0012]所述接地電極板內部空心，下表面設有直徑小於2mm的微孔陣列。
[0013]同軸雙層傳輸管道內層管壁設有均布直徑為0.1?Imm的微小孔陣列。
[0014]軸向推進鼓風機出風口提供的氣體速度大於lm/s，壓力大於I個大氣壓。
[0015]徑向氣浮鼓風機出風口提供的氣體壓力介於I?1.5個標準大氣壓之間；
[0016]所述同軸雙層管道材料可以為但不局限於PET、PVC和PE。
[0017]在圖2中，標記c為連接同軸雙層傳輸管道內外通道的螺栓。
【權利要求】
1.電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置，其特徵在於設有接地電極板、軸向推進鼓風機、徑向氣浮鼓風機、輸氣軟管、同軸雙層傳輸管道、噴嘴和收集裝置；所述接地電極板置於纖維發生裝置的正上方，為電紡發生裝置提供基準零電勢；軸向推進鼓風機位於接地電極板左下方，提供水平軸向氣流，為納米纖維沿同軸雙層傳輸管道長距離傳送提供推動力，也為接地電極板提供向下的氣流；同軸雙層傳輸管道置於接地電極板右下方且與軸向推進鼓風機在同一軸線上，同軸雙層傳輸管道的外層通道為封閉圓管，同軸雙層傳輸管道的內層通道兩端開口，作為納米纖維傳輸通道，同軸雙層傳輸管道的管壁設有均布的微小孔；徑向氣浮鼓風機出風口通過輸氣軟管與同軸雙層傳輸管道連接，徑向氣浮鼓風機產生的氣流通過內層通道上的微小孔進入內管道中，在內管道的內表面形成一層薄氣膜，防止納米纖維貼粘在傳輸管道內表面上；噴嘴與同軸雙層傳輸管道輸出口連接；收集裝置位於噴嘴出口處，用於收集納米纖維。
2.如權利要求1所述電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置，其特徵在於所述接地電極板內部空心，下表面設有直徑小於2_的微孔陣列。
3.如權利要求1所述電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置，其特徵在於所述同軸雙層傳輸管道內層管壁設有均布直徑為0.1?Imm的微小孔陣列。
4.如權利要求1所述電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置，其特徵在於所述軸向推進鼓風機出風口提供的氣體速度大於lm/s，壓力大於I個大氣壓。
5.如權利要求1所述電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置，其特徵在於徑向氣浮鼓風機出風口提供的氣體壓力介於I?1.5個標準大氣壓之間。
6.如權利要求1所述電紡納米纖維氣浮傳輸收集裝置，其特徵在於所述同軸雙層傳輸管道材料採用PET、PVC或PE。
【文檔編號】D01D7/00GK103484956SQ201310474273
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年10月12日 優先權日:2013年10月12日
【發明者】孫道恆, 王冠楠, 王樂樂, 田德鑫, 陳冬陽, 黃少華, 邱小椿, 吳德志, 鄭建毅, 林立偉 申請人:廈門大學