[发明专利]一种球形自由界面熔体静电纺丝装置

权利要求书

1.一种球形自由界面熔体静电纺丝装置，其特征在于主体结构包括第一套筒、第一加热圈、柱塞、第二套筒、接地电极、第二加热圈、分锥、球面喷头、紧定螺钉、加热棒、加热棒导线、中空螺钉、球面接收体和静电发生器；上部呈圆柱状，下部呈圆盘状结构的第一套筒的上部外侧敷设有圆环形结构的第一加热圈，第一套筒的中心开设有上部呈漏斗状，下部呈圆柱状结构的第一通孔，第一通孔的上部为进料口，第一通孔的内部放置有带把手的柱塞，第一套筒的下部与上部呈圆盘状，下部呈圆柱状结构的第二套筒的上部连接，第二套筒与接地电极连接，第二套筒的下部外侧敷设有圆环形结构的第二加热圈，第二套筒的中心开设有上部呈圆柱状，下部呈漏斗状结构的第二通孔，第二通孔的内部设置有分锥和球面喷头，分锥和球面喷头分别通过紧定螺钉与第二套筒连接，分锥和球面喷头与第二套筒之间的空隙形成环形流道，分锥与球面喷头螺纹式连接，分锥的下部和球面喷头的上部开设有圆柱形结构的连通分锥和球面喷头的第三通孔，第三通孔的内部设置有圆柱形结构的加热棒，加热棒导线依次穿过第二套筒和第二加热圈到达外界，加热棒导线通过中空螺钉固定在第二套筒和第二加热圈上，球面喷头的下方设置有半圆弧状结构的球面接收体，球面接收体与静电发生器连接；柱塞具有封闭第二通孔下部、挤压熔体和限位的作用；第二套筒的底端由内向外延伸形成锥面尖端；第一加热圈、第二加热圈和加热棒共同作用使熔体保持设定的温度和流动性。

2.根据权利要求1所述的球形自由界面熔体静电纺丝装置，其特征在于第一套筒下部的直径等于第二套筒上部的直径；第一加热圈的直径大于第二加热圈的直径；第一通孔下部的直径小于第二通孔上部的直径；进料口为聚合物粒料或粉料进入第一套筒的通道口；接地电极为保护接地电极；分锥的上部为圆锥体，下部呈圆柱体，圆柱体的底部设置有外螺纹；球面喷头的上部为圆柱体，中部为圆锥台，下部为半球体，圆柱体的顶部设置有内螺纹；紧定螺钉为GB/T85-1988方头长圆柱端紧定螺钉；环形流道的大小通过紧定螺钉旋入分锥和球面喷头的深度调整；第三通孔的直径大于等于加热棒的直径；加热棒为不锈钢加热棒；加热棒导线为铜导线；中空螺钉为ISO5832-1不锈钢螺钉；球面接收体为纤维接收载体；静电发生器用于产生高压静电。

3.根据权利要求1所述的球形自由界面熔体静电纺丝装置，其特征在于使用时，取出柱塞，从进料口加入聚合物粒料或者粉料，使用柱塞挤压聚合物粒料或者粉料使其加速进入第一套筒，聚合物粒料或者粉料经过第一加热圈的加热形成熔体，熔体流向第二套筒并在分锥的锥面上均匀分布，熔体流入环形流道后进行再分布，期间第二加热圈和加热棒能够保持熔体的温度，熔体最后在球面喷头的球形外表面均匀分布，在接地电极和静电发生器的共同作用下，球面喷头与球面接收体之间形成匀强电场，球面喷头感应带电，在球面喷头的球形外表面均匀分布的熔体感应带电，形成多射流，射流下落过程中冷却固化形成纤维，射流与射流之间带同种电荷，同性相斥，由于是自由无限制表面，射流之间排斥力使射流位置发生变化，经过一段时间调整后，最终达到平衡状态，形成间距均匀的多射流，射流间距为0.5-1.5mm，射流从球面喷头下落到球面接收体的过程中冷却固化形成纤维。