[发明专利]一种便携手持式纺丝装置

说明书

技术领域

本发明涉及微纳加工领域中的一种纺丝装置，特别是一种利用溶液吹气纺丝原理的便携手持式纺丝装置。

背景技术

现如今，产生纳米纤维的方法主要有静电纺丝技术和溶液吹气纺丝（solutionblowspinning）两种，静电纺丝原理是：聚合物溶液或者熔体在高压电场的作用下产生射流，使之从针尖喷射而出，形成聚合物溶液的射流。随着溶剂的快速挥发，射流迅速固化并在接收器上形成相互交错的纳米纤维。静电纺丝技术由于其生产效率受到电场、磁场等不可控因素的干扰限制了静电纺丝产业化的发展。溶液吹气纺丝是聚合物溶液产生微纳米纤维的一种创新方法，它利用高速气流作为纤维成形的驱动力。溶液吹气纺丝的原理是：同轴喷头针尖的聚合物溶液液滴在高速气流的作用下，急剧伸张和蒸发形成溶液射流，最终沉积在收集装置上。溶液吹气纺丝所产生的纤维直径和静电纺丝技术产生的纤维直径相当，但在效率上却有极大的提高，它可以有较大的溶液进给率来提高纺丝效率。在同等加工要求的条件下，溶液吹气纺丝相比静电纺丝技术有安全性高以及效率高等优点，同时，溶液吹气纺丝的纳米纤维接收，可以不需要导电的收集器来收集纳米纤维，使得其运用前景更加广阔。特别是应用于生物材料、防护材料以及药物输送材料有着较好的市场前景。现代装置都趋向于小型化、智能化发展，纺丝技术也不例外，对于未来的防护以及医护材料更需要更加方便简单的装置来实现快速的纳米纤维成形。

发明内容

本发明的目的，在于提供一种便携手持式纺丝装置。

本发明解决其技术问题的解决方案是：一种便携手持式纺丝装置，其包括溶液容器，所述溶液容器包括筒体和活塞，所述活塞将筒体分隔为上部的气压腔和下部用于盛放溶液的溶液腔，所述溶液腔的下方设置有连通溶液腔内部的针头，所述针头的外表面套有气室，针头的末端穿过气室的第三出气口后伸出气室后针头和第三出气口同轴安装后形成同轴喷头系统，所述气室设置有第二进气口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述气压腔上设置有第一进气口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述筒体的上端敞口，筒体的敞口端螺纹连接有上盖，所述第一进气口设置在上盖的上端面。

作为上述技术方案的进一步改进，所述筒体的下端螺纹连接有下盖，所述下盖的内壁和筒体的下部外表面之间形成气室，所述第三出气口位于下盖的底部，所述针头的末端穿过第三出气口后伸出下盖外，所述第二进气口位于下盖的侧壁上。

作为上述技术方案的进一步改进，所述筒体的下端面设置有安装槽，所述针头的一端安装在安装槽内后与溶液腔内部连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述安装槽的外套有一环形槽。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括设置在溶液容器外的气罐，所述气罐上设置有第一出气口、第二出气口和第三进气口，所述第一出气口通过管道与第一进气口连通，所述第二出气口通过管道与第二进气口连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一出气口和第一进气口之间设置有第一调压阀，所述第二出气口和第二进气口之间设置有第二调压阀。

作为上述技术方案的进一步改进，所述气罐上设置有气压表，所述第一出气口位于气罐的上端，所述第二出气口位于气罐的下端。

作为上述技术方案的进一步改进，所述溶液容器上设置有把手。

本发明的有益效果是：本发明中的溶液腔装有纺丝溶液，通过推动筒体内部的活塞致使活塞推动纺丝溶液挤出，针头的末端穿过气室的第三出气口后伸出气室后针头和第三出气口同轴安装后形成同轴喷头系统，通过第二进气口往气室内通气压后从第三出气口流出形成高速气流，在活塞的压力作用下，纺丝溶液从针头挤出形成小型圆锥形状液滴。在气室同轴高速气流的作用下，小液滴受高速气流作用拉伸和蒸发，最终在收集装置上沉积形成纳米纤维。本发明利用高速气流作为纤维成形的驱动力，避免了传统静电纺丝利用高压电源所带来的高压危险。本发明装置在合适的喷射压力下可以有较大的溶液进给率，可以提高纺丝的效率。本发明是一种简单、安全、方便的纳米纤维制造装置，避免了传统纺丝装置利用高压电压进行纺丝的危险性，是一种相对安全和环保的便携式纺丝装置。本发明应用于生物材料、防护材料以及药物输送材料的生产中。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员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设计方案和附图。