專利名稱：可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種靜電紡絲裝置，尤其涉及一種可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置。
背景技術：
隨著納米科技的興起，人們給予能制備連續微納米纖維的靜電紡絲法以極大的關注，靜電紡絲法是通過高壓靜電發生器產生的電場力拉伸聚合物溶液或熔體來制備超細纖維的重要方法，是一種操作簡便、適用范圍廣、生產效率相對較高的紡制納米纖維的方法。人們對其做了較系統的研究，發現在靜電紡絲過程中影響靜電紡絲工藝的幾個重要參數，包括聚合物溶液質量分數、紡絲電壓、接收距離、噴頭孔徑和環境溫濕度。在研究中發現這些參數的改變對纖維直徑及其形態結構的影響很大，其中環境溫度和濕度是影響靜電紡絲過程中纖維質量的重要因素，并且與其他參數相比這些參數更難以精確地調控。為此，我們希望在研究紡絲的過程中，能夠確認不同的環境溫濕度對靜電紡絲制備納米纖維的影響，并能簡便快捷的調控紡絲溫濕度，紡制出高質量的納米纖維，進一步推進靜電紡絲的快速發展。因此，針對上述技術問題，有必要提供一種具有改良結構的可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，以克服上述缺陷。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，用以解決靜電紡絲過程中紡絲溫濕度調控的技術問題。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案:一種可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設于料桶內且能在料桶內運動的活塞、設于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應噴絲頭位置設置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括罩在噴絲頭外圍以形成一片密閉紡絲區域的雙層玻璃罩、位于雙層玻璃罩之間的夾層空間、探測密閉紡絲區域內溫濕度的溫濕度探測器以及調節密閉紡絲區域內濕度的濕度調節器，所述夾層空間與一冷熱源裝置連接，所述夾層空間內設有一絕熱板，所述冷熱源裝置包括加液管道及回流管道，所述加液管道、夾層空間以及回流管道共同形成一個冷源或熱源的循環流通路徑，所述冷熱源裝置根據溫濕度探測器的溫濕度指示有選擇的向夾層空間內輸送冷源或熱源。優選的，在上述可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置中，所述絕熱板將夾層空間劃分成靠近紡絲區域的第一空間與相對遠離紡絲區域的第二空間，所述第一空間與加液管道連通，所述第二空間與回流管道連通。優選的，在上述可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置中，所述雙層玻璃罩包括位于外圍的外玻璃罩及位于內側的內玻璃罩，所述內玻璃罩包括前壁以及與前壁位置相對的后壁，所述噴絲頭設置于前壁處，所述接收板與后壁固定連接在一起。優選的，在上述可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置中，所述雙層玻璃罩上對應噴絲頭的位置設有供噴絲頭伸入雙層玻璃罩內的第一開口。優選的，在上述可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置中，所述溫濕度探測器設置于雙層玻璃罩的外部。優選的，在上述可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置中，所述溫濕度探測器包括感應玻璃罩內溫濕度的感應部以及顯示感應部感應到的溫濕度值的顯示器，所述溫濕度探測器還包括連接顯示器與感應部的連接部。優選的，在上述可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置中，所述感應部位于雙層玻璃罩內，所述顯示器位于雙層玻璃罩外，所述雙層玻璃罩上設有供連接部伸入雙層玻璃罩內的第二開口。從上述技術方案可以看出，本發明實施例的可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置結構簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短。與現有技術相比，本發明的有益效果是:(I)通過雙層玻璃罩設計，雙層玻璃罩的夾層可通過不同的冷熱源做循環加熱或冷卻反應，使其達到紡絲所需要的溫濕度；(2)通過設置溫濕度探測器及濕度調節器，有利于方便快捷的調節密閉紡絲空間內的紡絲溫濕度。
為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的有關本發明的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本發明可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置的示意圖。
具體實施例方式本發明公開了一種可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，用以解決靜電紡絲過程中紡絲溫濕度調控的技術問題。該可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設于料桶內且能在料桶內運動的活塞、設于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應噴絲頭位置設置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，所述靜電紡絲裝置還包括罩在噴絲頭外圍以形成一片密閉紡絲區域的雙層玻璃罩、位于雙層玻璃罩之間的夾層空間、探測密閉紡絲區域內溫濕度的溫濕度探測器以及調節密閉紡絲區域內濕度的濕度調節器，所述夾層空間與一冷熱源裝置連接，所述夾層空間內設有一絕熱板，所述冷熱源裝置包括加液管道及回流管道，所述加液管道、夾層空間以及回流管道共同形成一個冷源或熱源的循環流通路徑，所述冷熱源裝置根據溫濕度探測器的溫濕度指示有選擇的向夾層空間內輸送冷源或熱源。進一步的，所述絕熱板將夾層空間劃分成靠近紡絲區域的第一空間與相對遠離紡絲區域的第二空間，所述第一空間與加液管道連通，所述第二空間與回流管道連通。進一步的,所述雙層玻璃罩包括位于外圍的外玻璃罩及位于內側的內玻璃罩,所述內玻璃罩包括前壁以及與前壁位置相對的后壁，所述噴絲頭設置于前壁處，所述接收板與后壁固定連接在一起。進一步的，所述雙層玻璃罩上對應噴絲頭的位置設有供噴絲頭伸入雙層玻璃罩內的第一開口。進一步的，所述溫濕度探測器設置于雙層玻璃罩的外部。進一步的，所述溫濕度探測器包括感應玻璃罩內溫濕度的感應部以及顯示感應部感應到的溫濕度值的顯示器，所述溫濕度探測器還包括連接顯示器與感應部的連接部。進一步的，所述感應部位于雙層玻璃罩內，所述顯示器位于雙層玻璃罩外，所述雙層玻璃罩上設有供連接部伸入雙層玻璃罩內的第二開口。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。如圖1所示，該可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其包括料桶1、設于料桶I內且能在料桶I內運動的活塞2、設于料桶I 一端且與料桶I連通的噴絲頭3、連接在噴絲頭3上的高壓供電裝置10、對應噴絲頭3位置設置的接收板8以及給接收板8接地的接地電源線7。靜電紡絲裝置還包括罩在噴絲頭3外圍以形成一片密閉紡絲區域的雙層玻璃罩
5、位于雙層玻璃罩5之間的夾層空間、探測密閉紡絲區域內溫濕度的溫濕度探測器4以及調節密閉紡絲區域內濕度的濕度調節器6。夾層空間與一冷熱源裝置9連接，夾層空間內設有一絕熱板51，冷熱源裝置9包括分別與夾層空間連通的加液管道91及回流管道92，加液管道91、夾層空間以及回流管道92共同形成一個冷源或熱源的循環流通路徑。冷熱源裝置9根據溫濕度探測器4的溫濕度指示有選擇的向夾層空間內輸送冷源或熱源。本發明實施例的靜電紡絲裝置中，當朝夾層空間內輸入熱源時，因為玻璃罩不能隔熱，通過絕熱板51可以防止輸入的熱源散去，同時，絕熱板51又將夾層空間劃分為兩個小的空間，其中靠近紡絲區域的第一空間與加液管道91連通，另一個相對遠離紡絲區域的第二空間與回流管道92連通。加入的冷源或熱源由加液管道91進入第一空間后，在第一空間內循環，然后在加液壓力的推動下冷源或熱源會運動到第二空間，最后經由回流管道92回到冷熱源裝置，如此，實現冷源或熱源的循環流通。在本發明實施例中，玻璃罩為雙層玻璃設計，夾層空間可通過不同的冷熱源(冷凍液，熱水或熱油)在做循環加熱或冷卻反應，冷熱源裝置9通過加液管道91輸送到夾層空間，液體(熱水或熱油)在夾層空間內循環，最后通過回流管道92輸送回冷熱源裝置。雙層玻璃罩5包括位于外圍的外玻璃罩52及位于內側的內玻璃罩53。其中，內玻璃罩53包括前壁以及與前壁位置相對的后壁，噴絲頭3設置于前壁處。雙層玻璃罩5上對應噴絲頭3的位置設有供噴絲頭3伸入雙層玻璃罩5內的第一開口。在實際應用中，噴絲頭3與雙層玻璃罩5在第一開口處銜接時可能會存在小的間隙，可以進行密封處理。密封處理的方式包括在噴絲頭3與雙層玻璃罩5之間配合的地方使用橡膠圈，或者在噴絲頭3與雙層玻璃罩5之間的間隙處使用填充物進行填充密封。以上列舉的僅僅是部分可實施方式，本發明要保護的密封處理并不受上述列舉限制，任何可替代的密封處理方案均在本發明的保護范圍之內。接收板8的位置對應噴絲頭3設置，接收板8設置于靠近后壁處，接收板8的固定方式有多種，本發明的圖1中顯示的是接收板8與后壁固定連接在一起的技術方案。當然，在其他實施方式中，可以將接收板8固定在其他結構上，然后將固定好的接收板8整合件放置于距離噴絲頭3要求的位置處。本發明的附圖1中接收板8的固定方式并不限縮本發明的保護范圍，任何可替代的且很容易想到的關于接收板8的固定方式，均在本發明的保護范圍之內。溫濕度探測器4設置于雙層玻璃罩5的外部。溫度探測器4包括感應玻璃罩內溫度的感應部以及顯示感應部感應到的溫度值的顯示器，溫濕度探測器4還包括連接顯示器與感應部的連接部。感應部位于雙層玻璃罩5內，顯示器位于雙層玻璃罩5外，雙層玻璃罩5上設有供連接部伸入雙層玻璃罩5內的第二開口。本發明公開的可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置的工作原理是:聚合物在料桶I內，通過灌注泵推動活塞2進入噴絲頭3紡絲，高壓供電裝置10連接在噴絲頭3上，接收板8通過接地電源線7接地，打開高壓供電裝置10的開關，在噴絲頭3和接收板8之間形成了一個電場，使噴絲頭3出口處的聚合物溶液在高壓的作用下形成連續射流，經過擺動，蒸發，細化過程，最后在接收板8上收集到納米級超細纖維。在密閉的靜電紡絲裝置內，外界環境中氣體的流動對射流穩定性的影響會減小。冷熱源裝置9通過加液管道91給密閉紡絲裝置內加熱或冷卻并通過溫濕度探測器4探測密閉容器內的溫濕度，然后根據具體的要求調節冷熱源裝置9，使密閉紡絲裝置內的溫濕度達到要求的紡絲溫濕度。本發明實施例的靜電紡絲裝置通過將紡絲區域設計為由雙層玻璃罩密閉的空間，夾層空間可通入不同的冷熱源做循環加熱或冷卻反應，同時，設置的溫濕度探測器，可以簡單快捷的反饋紡絲溫濕度，以便于變換的朝夾層空間內通入冷源或熱源。與現有技術相比，本發明的有益效果是: (I)本發明結構簡單、操作方便、控制簡單、工藝流程短。(2)通過在紡絲區域加雙層玻璃罩使得紡絲區域為密閉區域，雙層玻璃罩的夾層可通過不同的冷熱源做循環加熱或冷卻反應，使其達到紡絲所需要的溫濕度。(3)通過設置測量密閉環境溫度的溫濕度探測器，有利于簡單快捷的知道密閉紡絲空間內的紡絲溫濕度，便于冷熱源裝置變換的朝夾層空間內通入冷源或熱源。對于本領域技術人員而言，顯然本發明不限于上述示范性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發明的范圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和范圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。此外，應當理解，雖然本說明書按照實施方式加以描述，但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
權利要求
1.一種可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、設于料桶內且能在料桶內運動的活塞、設于料桶一端且與料桶連通的噴絲頭、連接在噴絲頭上的高壓供電裝置、對應噴絲頭位置設置的接收板以及給接收板接地的接地電源線，其特征在于:所述靜電紡絲裝置還包括罩在噴絲頭外圍以形成一片密閉紡絲區域的雙層玻璃罩、位于雙層玻璃罩之間的夾層空間、探測密閉紡絲區域內溫濕度的溫濕度探測器以及調節密閉紡絲區域內濕度的濕度調節器，所述夾層空間與一冷熱源裝置連接，所述夾層空間內設有一絕熱板，所述冷熱源裝置包括加液管道及回流管道，所述加液管道、夾層空間以及回流管道共同形成一個冷源或熱源的循環流通路徑，所述冷熱源裝置根據溫濕度探測器的溫濕度指示有選擇的向夾層空間內輸送冷源或熱源。
2.根據權利要求1所述的可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述絕熱板將夾層空間劃分成靠近紡絲區域的第一空間與相對遠離紡絲區域的第二空間，所述第一空間與加液管道連通，所述第二空間與回流管道連通。
3.根據權利要求1所述的可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述雙層玻璃罩包括位于外圍的外玻璃罩及位于內側的內玻璃罩，所述內玻璃罩包括前壁以及與前壁位置相對的后壁，所述噴絲頭設置于前壁處，所述接收板與后壁固定連接在一起。
4.根據權利要求1所述的可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述雙層玻璃罩上對應噴絲頭的位置設有供噴絲頭伸入雙層玻璃罩內的第一開口。
5.根據權利要求1所述的可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述溫濕度探測器設置于雙層玻璃罩的外部。
6.根據權利要求1所述的可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述溫濕度探測器包括感應玻璃罩內溫濕度的感應部以及顯示感應部感應到的溫濕度值的顯示器，所述溫濕度探測器還包括連接顯示器與感應部的連接部。
7.根據權利要求6所述的可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其特征在于:所述感應部位于雙層玻璃罩內，所述顯示器位于雙層玻璃罩外，所述雙層玻璃罩上設有供連接部伸入雙層玻璃罩內的第二開口。
全文摘要
一種可調節紡絲溫濕度的靜電紡絲裝置，其包括料桶、活塞、噴絲頭、高壓供電裝置、接收板以及接地電源線，靜電紡絲裝置還包括罩在噴絲頭外圍以形成一片密閉紡絲區域的雙層玻璃罩、位于雙層玻璃罩之間的夾層空間、溫濕度探測器以及濕度調節器，夾層空間與一冷熱源裝置連接，冷熱源裝置根據溫濕度探測器的溫濕度指示有選擇的向夾層空間內輸送冷源或熱源。本發明通過將紡絲區域設計為由雙層玻璃罩密閉的空間，夾層空間可通入不同的冷熱源做循環加熱或冷卻反應，同時，設置的溫濕度探測器以及濕度調節器，可以簡單快捷的反饋紡絲溫濕度，以便于冷熱源裝置變換的朝夾層空間內通入冷源或熱源。
文檔編號D01D5/00GK103194807SQ20131015110
公開日2013年7月10日 申請日期2013年4月26日 優先權日2013年4月26日
發明者徐嵐, 司娜, 劉洪瑩, 劉福娟, 何吉歡 申請人:蘇州大學