一种制备纳米纤维纱的系统供风装置的制作方法

本发明涉及纳米纤维纱的生产设备技术领域，具体涉及一种制备纳米纤维纱的系统供风装置。

背景技术：

纳米纤维因为具有高比面积，高孔隙率，以及优异的力学、热学、光学等性能，在工业上具有良好的市场前景和发展空间，可广泛应用于国家安全、环境、能源、生物医学、信息等领域。在如此众多应用领域中，所引用的纳米纤维产品的基本构筑单元大都是以无规则堆积的无纺布形式存在的纳米纤维膜，其加工性能和力学性能仍然有待提升，限制了纳米纤维的广泛应用，如果改变纤维的组成结构，将纳米纤维缠绕组合成纱线的形式，将会大大拓宽纳米纤维的应用领域，推动产业的发展。

至今为止，已经出现多种关于纳米纤维纱的制备方法，对所有方法归纳总结大概可分为两大类：双电极喷嘴成纱，收集区成纱。以上方法都是以传统单针静电纺丝技术为载体，存在效率低下的缺陷。

现有一种创新方法：椎体喷头法，即金属椎体喷头配合吹风系统制备纳米纤维纱，该方法能够大大提升纤维的生产效率，具备一定的工业化生产潜力。在制备纱线过程中，纤维由喷头喷出后，依靠气流的聚拢作用实现缠绕成纱，因此对气流的精确可控操作成为成功制备理想纳米纤维纱的关键。针对该种生产方法，目前还没有一套完整的供风设备，以配合金属椎体喷头共同完成纳米纤维纱的制备。

故，亟需设计一套可调节的供风装置，以配合金属椎体喷头实现对纳米纤维的聚拢效果，并备注稳定好的纳米纤维纱。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种制备纳米纤维纱的系统供风装置，同时配合金属椎体喷头，通过对气流的精确控制以制备理想的纳米纤维纱。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种制备纳米纤维纱的系统供风装置，所述制备纳米纤维纱的系统包括金属椎体喷头和收集滚筒，所述金属椎体喷头的垂直上方设置有收集纳米纤维纱的收集滚筒，金属椎体喷头与收集滚筒之间为纳米纤维纱形成区；该供风装置包括圆形底座、供风单体和气泵；所述金属椎体喷头设置于圆形底座的中心位置；所述圆形底座上设置有多个供风单体；所述供风单体通过到导气管与气泵相连，供风单体可调节吹出的气流朝向纳米纤维纱形成区。

优选的，所述圆形底座上以金属椎体喷头为圆心设有多个不同直径的同心圆，每个同心圆上均匀开设多个圆形通孔。

优选的，所述供风单体固定于圆形通孔中。

优选的，所述供风单体包括垂直进气管和吹气管，吹气管通过可调节的紧固件与垂直进气管固定；所述垂直进气管固定于圆形通孔中，吹气管设置于圆形底盘的上方位置。

优选的，所述垂直进气管和吹气管都为单向开口管体，分别具有进气口和出气口，且两者管体内部连通。

优选的，所述垂直进气管的进气口通过导气管与气泵连接；所述吹气管的出气口朝向纳米纤维纱形成区。

优选的，所述导气管分为一总导气管和多个分导气管，总导气管两端分别连接气泵和多个分导气管，分导气管连接垂直进气管的进气口。

一种纳米纤维纱的制备装置，包括如上所述的任意一项系统供风装置。

优选的，所述纳米纤维纱制备装置还包括有溶液推进装置和高压电源；所述溶液推进装置设置在金属椎体喷头的底部；所述高压电源与金属椎体喷头连通。

与现有技术相比，本发明提供的一种制备纳米纤维纱的系统供风装置，依靠环绕设置在金属椎体喷头一周的供风单体吹出的气流对金属椎体喷头喷出的纳米纤维进行聚拢，同时可根据实际操作需要，有针对性的选择供风单体的数量、供风单体设置圆形底座上的位置以调节对供风单体吹向纳米纤维纱形成区的气流大小，再者供风单体也可自行调节其吹气管与垂直进气管之间的角度，从而调节吹出的气流角度和气流高度，以实现生产具有较高稳定性的纳米纤维纱。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的一种制备纳米纤维纱的系统供风装置的结构示意图；

图2为本发明提供的一种制备纳米纤维纱的系统供风装置的圆形底盘的结构示意图。

附图中涉及的附图标记和组成部分说明：

1、圆形底座；2、金属椎体喷头；3、气泵；4、同心圆；5、圆形通孔；6、垂直进气管；7、吹气管；8、总导气管；9、分导气管。

具体实施方式

椎体喷头法，即金属椎体喷头配合吹风系统制备纳米纤维纱，该方法能够大大提升纤维的生产效率，具备一定的工业化生产潜力。在制备纱线过程中，纤维由喷头喷出后，依靠气流的聚拢作用实现缠绕成纱，因此对气流的精确可控操作成为成功制备理想纳米纤维纱的关键。针对该种生产方法，本发明提供一种制备纳米纤维纱的系统供风装置，以配合金属椎体喷头共同完成纳米纤维纱的制备。

下面将通过具体实施方式对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1～图2所示，一种制备纳米纤维纱的系统供风装置，包括圆形底座1、供风单体、金属椎体喷头2、气泵3和收集滚筒(未示出)。

金属椎体喷头2设置于圆形底座1的中心位置，金属椎体喷头2的垂直上方设置有收集纳米纤维纱的收集滚筒，金属椎体喷头2与收集滚筒之间为纳米纤维纱形成区。

圆形底座1上以金属椎体喷头2为圆心设有多个不同直径的同心圆4，每个同心圆4上均匀开设多个圆形通孔5。

供风单体包括垂直进气管6和吹气管7，吹气管7通过可调节的紧固件与垂直进气管6固定，可调节吹气管7与垂直进气管6之间的角度。垂直进气管6固定于圆形通孔5中，吹气管7设置于圆形底盘1的上方位置。垂直进气管6和吹气管7都为单向开口管体，分别具有进气口和出气口，且两者管体内部连通。

导气管分为一总导气管8和多个分导气管9，总导气管8两端分别连接气泵3和多个分导气管9，分导气管9连接垂直进气管6的进气口，吹气管7的出气口朝向纳米纤维纱形成区，且至少有一组供风单体吹出的气流射向纳米纤维纱形成区的同一位置处。

一种纳米纤维纱的制备装置，包括如上所述的系统供风装置，还包括有溶液推进装置(未示出)和高压电源(未示出)，溶液推进装置设置在金属椎体喷头2的底部，高压电源与金属椎体喷头2连通。

工作原理如下:

首先，将金属椎体喷头2内部充满纳米纤维生产溶液，在其底部设置溶液推进装置，并将金属椎体喷头2与高压电源连通。根据纳米纤维纱的生产要求，选择合适数量的供风单体，选择合适的环绕直径将供风单体插入至圆形底座1上的圆形通孔5内固定，调节收集滚筒的转速。供风单体的吹气管7与垂直进气管6之间调节合适的角度，以使得吹向纳米纤维形成区的气流具有合适的吹风高度和吹风角度。

然后，打开高压电源、气泵电源、收集滚筒电源，开始生产。金属椎体喷头2底部的推进装置将金属椎体喷头2内的纳米纤维生产溶液不断推进，金属椎体喷头2的顶部设置有微米级孔径大小的喷出孔，且金属椎体喷头2连接高压电源使得纳米纤维溶液从喷出金属椎体喷头2时就形成纳米纤维。纳米纤维在射向收集滚筒的过程中经过纳米纤维纱形成区，该形成区内受到了来自圆形底座1上的多个供风单体吹出的气流，使得多根纳米纤维进行聚拢成束，最终沉积至收集滚筒上。在收集滚筒高速旋转的作用下，纳米纤维束被拉伸形成纳米纤维纱。

本发明提供的一种制备纳米纤维纱的系统供风装置，可对供风单体在圆形底座上的设置位置进行调节，若靠近金属椎体喷头设置则纳米纤维形成区的气流较大，若远离金属椎体喷头设置则纳米纤维形成区的气流较小，且供风单体可在圆形底座上随意插拔，调节方便。同样的，选择供风单体的数量较多，则气流较大，反之则气流较小。供风单体的吹气管与垂直进行管采用可调节的紧固件紧固，即可调节两者之间的角度，进一步调整了吹气管吹出气流的高度和角度。为了生产安全的考虑，本装置中的供风单体、圆形底座都采用了高度绝缘材料，防止生产过程中安全事故的发生。故本装置可通过多次的实验，进行供风单体的数量、位置、吹风角度、吹风高度调节，以得到最为合适的纺丝参数，以制备获得稳定性良好的纳米纤维纱。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。