阅读说明：本技术 一种熔融静电纺丝加热储料装置 (Melting electrostatic spinning heating storage device ) 是由 王晗 史磊 李申 薛增喜 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及纳米纤维制作领域,具体为一种熔融静电纺丝加热储料装置,包括储料筒和顶针,所述储料筒的外壁套设有环形加热器,所述储料筒的上端设有顶盖,所述顶盖上设有第一中心孔,所述储料筒的下端固定连接有喷嘴,所述喷嘴上设有出料口,所述储料筒的原料腔内设有分流梭,所述分流梭上设有第二中心孔,所述顶针依次穿过所述第一中心孔和所述第二中心孔后穿设在所述出料口内。本发明的加热储料装置通过设置分流梭、进气通道和顶针结构,可以使原材料加热更均匀,防止原材料氧化,以及在加热过程中无原材料逸出,并可以方便的解决喷嘴堵塞的问题。(The invention relates to the field of nanofiber manufacturing, in particular to a melting electrostatic spinning heating storage device which comprises a storage barrel and a thimble, wherein an annular heater is sleeved on the outer wall of the storage barrel, a top cover is arranged at the upper end of the storage barrel, a first central hole is formed in the top cover, a nozzle is fixedly connected to the lower end of the storage barrel, a discharge hole is formed in the nozzle, a shunting shuttle is arranged in a raw material cavity of the storage barrel, a second central hole is formed in the shunting shuttle, and the thimble penetrates through the first central hole and the second central hole in sequence and then is arranged in the discharge hole in a penetrating mode. According to the heating storage device, the shunting shuttle, the air inlet channel and the thimble structure are arranged, so that raw materials can be heated more uniformly, the raw materials are prevented from being oxidized, no raw materials escape in the heating process, and the problem of nozzle blockage can be solved conveniently.)

一种熔融静电纺丝加热储料装置

技术领域

本发明涉及纳米纤维制作领域，具体为一种熔融静电纺丝加热储料装置。

背景技术

随着社会的发展，无论是工业产品还是生活用品，人们对纳米纤维的需求量越来越多。纳米纤维由于丝径比较细，容易形成可用于隔热、吸音、催化剂及催化剂载体等各个领域。自从1930年发明经典纺丝技术以来，人们已经成功研制出各种聚合物纳米纤维，并且对其特性做了深入的研究。随着社会的发展，社会对于纳米纤维的需求越来越大，传统的静电纺丝技术由于生产原材料的原因，已经不能满足人们对于纳米纤维的需求。所以在这种社会背景下，人们发明了熔融静电纺丝。相比与传统的静电纺丝，熔融静电纺丝对于纺丝的原材料的限制进一步减小，对于那些不易溶于有机溶剂的高分子材料，使用离心静电纺丝的技术也能够制备出纳米纤维。

在现有的条件下,有些方案能够进行纺丝的生产，比如直接对料桶进行加热,直接在料桶的外圈进行放置热敏电阻来检测温度。这种方案在实际的生产过程中是能够进行生产出纺丝的，但是，使用这种方案很难对生产静电纺丝的工艺做进一步的精确控制，很难做到精准的温度指标检测。关于熔融静电纺丝的现有技术，是存在一定的缺陷的，导致纺丝的成本，效率等问题。例如，原料加热不充分，在进行热传导的时候，难免会存在温度梯度下降的情况，因此对于不同位置的原材料的加热程度与加热温度和在特定温度下的保温时间均不同。这样就会在一定程度上影响纳米纤维的成丝质量，而且在原料存储桶的内部存在横向的温度梯度，因此无法精确的控制从针***出的原材料的温度。

另外，传统的加热储料装置，在下方没有堵塞，当在加热过程中，熔融的原料会在重力的作用下，通过针口流淌出来，造成一定的污染，并且由于原材料的粘度比较大，在针头处很容易造成热量散失而堵塞针头。而在传统的装置下，堵塞的针头只有将其卸下才能够疏通，这就造成了极大的麻烦。

发明内容

针对上述背景技术中存在的问题，本发明提供一种熔融静电纺丝加热储料装置，本装置通过设置分流梭、进气通道和顶针结构，可以使原材料加热更均匀，防止原材料氧化，以及在加热过程中无原材料逸出，并可以方便的解决喷嘴堵塞的问题。

本发明的目的是提供一种熔融静电纺丝加热储料装置，包括储料筒，储料筒的外壁套设有环形加热器，储料筒的下端固定连接有喷嘴，喷嘴上设有出料口，储料筒的原料腔内壁上固定有分流梭，分流梭与储料筒之间设有原料通道，原料通道与原料腔连通。

进一步的，还包括顶针，储料筒的上端设有顶盖，顶盖上设有第一中心孔，分流梭上设有第二中心孔，顶针依次穿过第一中心孔和第二中心孔后穿设在出料口内。

进一步的，环形加热器包括第一加热环和第二加热环，第一加热环套设在储料筒的上部，第二加热环套设在储料筒的下部。

进一步的，还包括进气通道，进气通道位于第一加热环和第二加热环之间，且与储料筒连通。

进一步的，分流梭与第二加热环均位于储料筒的同一高度处。

进一步的，分流梭包括接触部和非接触部，非接触部位于接触部的下方，接触部包括第一曲面和第二曲面，第一曲面与所述储料桶内壁紧密贴合，第二曲面与储料桶的内壁有间隙，非接触部呈锥形，锥形的外表面与储料筒的内壁有间隙。

进一步的，第二中心孔的直径大于顶针的直径，顶针下端的直径小于喷嘴出料口的直径，顶针可在出料口内上下移动。

进一步的，喷嘴下方设有接收板，喷嘴和接收板之间设有高压电场。

进一步的，顶盖上均布设有若干个透气孔，进气通道的入口位于靠近第二加热环的位置，惰性气体通过进气通道进入原料腔中，原料腔中的氧气经透气孔排出。

进一步的，顶针的上端设有螺纹连接部，顶针通过螺母固定于顶盖上。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1.本发明的熔融静电纺丝加热储料装置在储料筒的原料腔中添加了一个分流梭结构，且分流梭选用导热性能较好的材料，如此就可以看作分流梭上的温度都是相同的,并且在分流梭处，减小了熔融原料通道的横截面积，并加大了解除面积，通过分流梭与原料的热传递，能够保证通过此处的熔融原料能够保证确切的温度。

2.本发明的熔融静电纺丝加热储料装置上设有进气通道，在进气通道处通入大量的惰性气体，原料腔内的气体可通过顶盖上的透气孔逸出，因为气体进出的流量不同，所以可在原料腔内形成一定的高压，给予熔融原材料的初试挤出动力，另外由于大量的气体的通入，可以将腔体内的氧气排出，防止在加热到一定温度后，原材料与腔体内的氧气进行反应，造成原料的变质。

3.本发明的熔融静电纺丝加热储料装置的气体通道是在下部进行通气，在上部进行逸出，当原料进行熔融成液体后，通入的气体就会形成气泡，气泡的上浮便会搅动腔体内的液体，使不同位置的液体的相对位置发生变化，这样便可以达到搅动的效果，防止原料的加热不均匀。

4.本发明的熔融静电纺丝加热储料装置添加特殊的顶针结构，在加热之前，可以将顶针下移，将喷嘴出料口堵塞，防止原料提前逸出，造成工作环境的污染；同样在生产过程中，可以使用顶针做到中断生产；另外，由于在喷嘴处容易发生原料因热量的散失而凝固堵塞喷嘴，此时使用顶针结构，就可以很方便的疏通堵塞的喷嘴，方便继续生产。

5.本发明的熔融静电纺丝加热储料装置在喷嘴与接收板之间添加高压电场，喷嘴喷出的熔体带电，带电的熔体在电场中受到电场力的作用，使纺丝的质量更好。

附图说明

为了更清楚的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的介绍，显而易见的，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它附图。

图1为本发明加热储料装置的结构示意图；

图2为本发明加热储料装置从A-A截面处向下看的结构示意图；

其中，1-储料筒，2-顶针，3-进气通道，4-第一加热环，5-第二加热环，6-喷嘴，7-分流梭，71-第二中心孔，72-接触部，721-第一曲面，722-第二曲面，73-非接触部，8-顶盖，81-透气孔，82-第一中心孔，9-螺母。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，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，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明的保护范围。

如图1至2所示，本发明提供一种熔融静电纺丝加热储料装置，包括储料筒1和顶针2，储料筒1的外壁套设有环形加热器，环形加热器用于对储料筒1内的原材料进行持续加热，储料筒1的上端设有顶盖8，顶盖8上设有第一中心孔82，储料筒1的下端固定连接有喷嘴6，喷嘴6上设有出料口，储料筒1原料腔的内壁上固设有分流梭7，分流梭7上设有第二中心孔71，顶针2依次穿过第一中心孔82和第二中心孔71后穿设在出料口内。具体的，第二中心孔71的直径略大于顶针2的直径即可，设置第二中心孔71的目的仅仅是为了顶针2的通过，在***顶针2后，第二中心孔71剩余的间隙会变得很小，由于熔融材料的粘度很大，这么小的间隙很难使原材料通过。

具体的，本发明设置分流梭7的目的是为了增加热传导，分流梭7的材质可选择与储料筒1的材质一致即可，当然，也可以选择与储料筒1不一样的材质，只要能达到增加热传导性能即可，都属于本发明的保护范围。优选的，本发明的分流梭7选用金属材质，因为金属的热传导损失较小，这样分流梭7可将热量充分的传递给熔体。具体的，分流梭7包括接触部72和非接触部73，非接触部73位于接触部72的下方，接触部72包括第一曲面721和第二曲面722，第一曲面721与储料筒1内壁紧密贴合，优选的，第一曲面721可通过焊接与储料筒1的内壁固定，第二曲面722与储料筒1的内壁有间隙，非接触部73呈锥形，锥形的外表面与储料筒1的内壁有间隙；本发明通过第一曲面721与储料筒1的内壁固定连接，可将储料筒1外壁的热量传导至分流梭7，第二曲面722的直径小于第一曲面721的直径，所以第二曲面722与储料筒1的外壁之间会存在一定的间隙，此间隙的间隙大小可保证原材料可以通过，在通过的过程中，由于间隙较小，并且分流梭7与储料筒1的外壁均受热，所以能够提供更好的加热效果，从而使熔体的塑化性能更好。

具体的，第一曲面721和第二曲面722分别有两个，第一曲面721的直径与储料筒1的内壁直径相同，第二曲面722的直径小于储料筒1的内壁直径，且第一曲面721和第二曲面722分别对称设置，这样，原材料可通过对称的两个通道流出。由于非接触部73设置在接触部72的下端，且非接触部73外表面与储料筒1的内壁均有间隙，这样，原材料经两个通道流出后可继续与分流梭7的外表面接触，非接触部73的锥形结构位于储料筒1的中心位置，如此，非接触部73可以对从分流梭7通道流出的熔体进行再次加热或起到保温作用，从而使位于储料筒1中心位置的原料与边缘位置的原料温度一致，加热效果更好。当然，本发明的其他实施例也可以选用其他结构的分流梭，分流梭与储料筒的固定形式可以通过焊接形式，也可以通过其他固定方式进行固定，都属于本发明的保护范围。

具体的，环形加热器包括第一加热环4和第二加热环5，第一加热环4套设在储料筒1的上部，第二加热环5套设在储料筒1的下部；本发明在储料筒1的上下部均套设有加热环，可以使储料筒1外壁受热更均匀，从而保证储料筒1内原材料的温度更均匀。具体的，本发明的分流梭7与第二加热环5均位于储料筒1的同一高度处，这样第二加热环5产生的热量可通过储料筒1的外壁迅速传递到分流梭7上，由于在分流梭7处，减小了熔融原料通道的横截面积，并加大了解除面积，通过金属与熔融原料的热传递，能够保证通过此处的熔融原料能够保证确切的温度，从而保证从喷嘴喷出的熔体温度的准确性。

具体的，本装置还包括进气通道3，进气通道3位于第一加热环4和第二加热环5之间，且与储料筒1连通；本发明储料筒的顶盖8上均布设有若干个透气孔81，加热过程中，通过进气通道3往原料腔中通入大量的惰性气体，气体可通过顶盖上的透气孔81逸出，因为气体进出的流量不同，所以在原料腔内形成一定的高压，持续的高压可以给予熔融的原材料初试挤出动力，另外由于大量惰性气体的通入，可以将原料腔内的氧气排出，从而防止在加热到一定温度后，原材料与原料腔内的氧气进行反应，造成原料的变质。优选的，进气通道3的入口位于靠近第二加热环5的位置；本气体通道3是在储料筒1的下部进行通气，通过储料筒顶盖上的透气孔81进行逸出，当原料进行熔融成液体后，通入的气体就会形成气泡，气泡的上浮便会搅动原料腔内的液体，使不同位置的液体的相对位置发生变化，这样便可以达到搅动的效果，防止原料的加热不均匀。

具体的，顶针2下端的直径略小于喷嘴出料口的直径。通俗的讲，顶针2结构就是一个经过加工的金属细棒，下端经过特殊的加工，使其直径比喷嘴出料口的直径略细，目的是可以使用顶针2直接***到喷嘴6的出料口，在喷嘴出料口由于熔体凝固堵塞后，可以使用顶针2直接疏通；另外还可以将顶针2作为一个喷嘴6的“开关”，在必要的时候，使用顶针2堵塞喷嘴，防止熔体下流，造成环境的污染，本发明的另外一个实施例是喷嘴6是通过螺栓与储料筒1连接的，这种连接方式，在热传导过程中，必然存在很大的温度差，所以在喷嘴处极易发生原料因热量的散失而凝固堵塞喷嘴，此时使用顶针结构，就可以很方便的疏通堵塞的喷嘴，方便继续生产。

具体的，喷嘴6下方设有接收板(图中未示出)，喷嘴和接收板之间设有高压电场。本发明在喷嘴与接收板处添加电场，使喷嘴6与接收板之间产生一个高压电场，喷嘴6喷出的熔体带电，带电的熔体在电场中受到电场力的作用更容易成丝，纺丝的质量更好。

具体的，顶针2的上端设有螺纹连接部，顶针2通过螺母9固定于顶盖8上，在生产熔融纺丝的过程中，可通过螺母9与顶针2的旋进、旋出来调节顶针2进入储料筒1内的长度，当喷嘴堵塞时，可将螺母旋出，直接用顶针疏通堵塞的喷嘴，方便及时生产。

本发明的工作原理如下：

首先打开储料筒1的顶盖8，将固体原材料装入储料筒1中，关闭顶盖8；然后将顶针2下放到最底端，将喷嘴6的出料口堵住；接着通电加热原料，直至原材料融化；在加热过程中，持续通入惰性气体，直至生产完毕；在加热完毕之后，将顶针2抬高，打开喷嘴6，便可生产纺丝纤维。同时为保证纺丝质量，在喷嘴6处添加电场，以产生足够的牵引力，生产出质量更好的纺丝。

以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。