一种新材料制备装置及其制备方法
阅读说明：本技术 一种新材料制备装置及其制备方法 (New material preparation device and preparation method thereof ) 是由 王永飞 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：一种新材料制备装置及其制备方法,涉及新材料制备技术领域；包括料筒,料筒外侧设有加料管,料筒下端设有用于出料的针头,位于料筒外侧设有用于对准针头喷覆高压气流的高压气体产生设备,料筒上端设有增压泵,增压泵包含第一增压管,且第一增压管延伸至料筒内,第一增压管外侧设有第二增压管；加料管上端套设有拌料管,拌料管内部位于加料管两侧设有一对装有齿形结构模具的弧形板相对运动,连续搓动加料管产生形变,弧形板内侧设有弧形的隔板,隔板与弧形板内侧之间形成密封腔,密封腔内设有电热管,第二增压管与密封腔连通,隔板靠近加料管一侧为齿形结构。现有技术中纳米材料制备设备无法持续加料,不能够满足持续生产的问题。(A new material preparation device and a preparation method thereof relate to the technical field of new material preparation; the device comprises a charging barrel, wherein a charging pipe is arranged on the outer side of the charging barrel, a needle head for discharging is arranged at the lower end of the charging barrel, high-pressure gas generating equipment for aligning the needle head to spray high-pressure gas flow is arranged on the outer side of the charging barrel, a booster pump is arranged at the upper end of the charging barrel, the booster pump comprises a first booster pipe, the first booster pipe extends into the charging barrel, and a second booster pipe is arranged on the outer side of the first booster pipe; the upper end cover of the feeding pipe is provided with a material mixing pipe, a pair of arc plates provided with tooth-shaped structure dies are arranged on two sides of the feeding pipe inside the material mixing pipe in a relative motion mode, the feeding pipe is continuously rubbed to deform, an arc-shaped partition plate is arranged on the inner side of each arc plate, a sealed cavity is formed between each partition plate and the inner side of each arc plate, an electric heating pipe is arranged in each sealed cavity, the second pressurizing pipe is communicated with the sealed cavity, and a tooth-shaped structure is arranged on one side, close to the feeding pipe, of each partition plate. The nanometer material preparation equipment in the prior art can not continuously feed materials and can not meet the problem of continuous production.)
技术领域
本发明涉及新材料技术领域，更具体的说，本发明涉及一种新材料制备装置及其制备方法。
背景技术
纳米纤维是指直径为纳米尺度而长度较大的具有一定长径比的线状材料，并且随着现代科学的发展，纳米纤维的用途很广，如将纳米纤维植入织物表面，可形成一层稳定的气体薄膜，制成双疏性界面织物，既可防水，又可防油、防污；
随着纳米纤维材料在各领域应用技术的不断发展,纳米纤维的制备技术也得到了进一步开发与创新。到目前为止，纳米纤维的制备方法主要包括化学法、相分离法、自组装法和纺丝加工法等。而纺丝加工法被认为是规模化制备高聚物纳米纤维最有前景的方法，主要包括静电纺丝法、双组份复合纺丝法、熔喷法和激光拉伸法等。
经检索发现一篇公开的中国专利，公开号为：CN108950701B的关于一种纳米材料的制备装置，具体是通过在连接器上接稳定的高压气体，推动活塞将料筒中的纺丝原液从出液口挤出，然后再通过喷气系统的气嘴将稳定的高压气体吹向从出液口挤出的纺丝原液液滴。当液滴的表面张力和气流的拉力达到二力平衡时，形成连续的喷丝细流，进而形成纳米纤维。该方案简化了纳米材料的制备过程，降低了生产成本，进而解决了当前纤维制备生产效率低，生产规模受限等难题；
经过反复研究，为了能够持续生产，则需要持续进行加料，现有技术中，利用活塞式运料方式或其他需要缩小料腔空间的方式进行加工并不实用，不能进行持续加料，在实际生产中，纺丝原液具有粘度，加料过程中流动起来不够顺畅，因此，提出一种新材料制备装置来解决问题。
发明内容
本发明旨在于解决现有技术中纳米材料制备设备无法持续加料，不能够满足持续生产的技术问题。
本发明的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：
一种新材料制备装置，包括料筒、加料管，料筒外侧设有加料管，料筒下端设有用于出料的针头，位于料筒外侧设有用于对准针头喷覆高压气流的高压气体产生设备，料筒上端设有增压泵，增压泵包含第一增压管，且第一增压管延伸至料筒内，第一增压管外侧设有第二增压管；加料管上端套设有拌料管，拌料管内部位于加料管两侧设有一对装有齿形结构模具的弧形板相对运动,连续搓动加料管产生形变，弧形板内侧设有弧形的隔板，隔板与弧形板内侧之间形成密封腔，密封腔内设有电热管，第二增压管与密封腔连通，隔板靠近加料管一侧为齿形结构，隔板靠近加料管一侧的凹齿内设有散热口。
优选的，隔板靠近加料管一侧的凹齿内转动设置有旋拨轮。
优选的，料筒下端设置支座箱，支座箱内设有收料腔，针头的出口延伸至收料腔内，收料腔内安装有加热器，收料腔底部设有可开合的出料口。
优选的，针头上端套接有外罩，外罩的出口与针头的出口一致，高压气体产生设备与外罩内部通过导管连通。
优选的，收料腔内部与针头相对一侧活动设置导热板，导热板内部安装有电热丝，导热板上端设有通孔，通孔内设有波形状的移动槽，收料腔内部位于导热板远离针头一侧设有固定板，固定板上端设有延伸至通孔内部的出气管。
优选的，支座箱上端设有连通出气管的排气管。
优选的，出气管内部靠近针头一端设有可旋转的过滤筛组件，出气管外侧对应过滤筛组件设有缺口，过滤筛组件对应缺口设置导块，导块滑动设置在移动槽内。
优选的，过滤筛组件包括相对设置的锥形状的纳米筛，且纳米筛之间转动设置，纳米筛间隙处设置设有跟随转动的清洁板，清洁板与相对设置的纳米筛外侧相接。
优选的，新材料制备装置的制备方法，包括如下步骤：
S1：通过加料管对料筒加料，通过弧形板相对运动进行揉搓加料管，达到下料同时拌料并保持纺丝原液较好流动性，进而通过加料管将原料导入料筒；
S2：在进料的同时，启动增压泵，增压泵通过第一增压管将料筒的纺丝原液吹出，同时启动高压气体产生设备对针头同方向吹动气流；
S3：第二正压管将部分气流吹入密封腔，通过散热孔将热流对应加料管吹拂，进而对进入的纺丝原液进行预热。
S4：高压气体产生设备将高压气体吹向从针头出口挤出的纺丝原液液滴，当液滴的表面张力和气流的拉力达到二力平衡时，形成连续的喷丝细流，进而形成纳米纤维，通过收料腔的干燥收集；
S5：高压气流经过导热板的通孔进入出气管，最后通过排气管排出，经过筛分组件将纳米纤维拦截，防止跟随气流跑出。
有益效果：
1、这种新材料制备装置设置有拌料管，启动旋转气缸，通过不完全齿轮可以带动驱动轴往复转动，进而通过驱动轴带动齿轮驱动弧形板顺着滑杆进行相对运动，进而揉搓加料管，使得加料管内部流动过程中通过弧形板运动达到搅拌揉搓作用，保持纺丝原液流动性，通过增压泵对料筒内部增加压力，通过压力的挤压纺丝原液从针头喷出，进而在不影响料筒内部料腔环境的情况下，持续通过加料管往料筒内输料，进而达到持续生产的过程。
2、这种新材料制备装置设置有过滤筛组件，在出气管位于通孔内移动的过程中，受波形状移动槽的影响，使得纳米筛摆动，纳米筛之间呈锥形状的，一侧的纳米筛摆动，另一侧纳米筛也跟随摆动，同时清洁板对纳米筛表面进行清洁，防止堵塞。
附图说明
：图1为本发明的新材料制备装置示意图。
图2为本发明的搅拌管外侧结构示意图。
图3为本发明的搅拌管剖视示意图。
图4为本发明的弧形板内部结构示意图。
图5为本发明的出气管结构示意图。
图6为本发明的通孔局部示意图。
图7为本发明的过滤筛组件结构示意图。
图1-7中：支座箱1、收料腔101、料筒2、增压泵3、第一增压管31、第二增压管32、拌料管4、驱动轴41、不完全齿轮42、加料管43、针头5、外罩51、高压气体产生设备6、加热器7、导热板8、通孔81、移动槽811、固定板9、出气管91、缺口92、排气管10、滑杆11、弧形板12、电热管13、隔板14、散热口141、旋拨轮15、过滤筛组件16、纳米筛161、清洁板162、导块163。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
参照图1-7，一种新材料制备装置，包括料筒2、加料管43，料筒2竖直安装在支座箱1上端，料筒2外侧固定安装有加料管43，料筒2下端固定安装有用于出料的针头5，位于料筒2外侧设有用于对准针头5喷覆高压气流的高压气体产生设备6，高压气体产生设备6固定安装于支座箱1上端，高压气体产生设备6可选用高压鼓风机，料筒2上端安装增压泵3，增压泵3包含一体设置的第一增压管31，且第一增压管31延伸至料筒2内，第一增压管31外侧连通设置第二增压管32；加料管43上端套设固定有拌料管4，拌料管4内部位于加料管43两侧设有一对装有齿形结构模具的弧形板12相对运动,连续搓动加料管43产生形变，加料管43两侧均固定有滑杆11，弧形板12外侧套接在滑杆11上端，滑杆11上端套接有弹簧，弧形板12前侧相对均设有齿轮齿，拌料管4外侧对应弧形板12之间齿轮齿转动设置驱动轴41，驱动轴41一端延伸至拌料管4内部，驱动轴41位于拌料管4内外侧均固定有齿轮，驱动轴41内部一侧的齿轮与弧形板12之间齿轮齿啮合卡接，拌料管4外侧安装有不完全齿轮42，且不完全齿轮42与驱动轴41外侧的齿轮啮合卡接，不完全齿轮42连接有安装在拌料管4外侧的旋转气缸；启动旋转气缸，通过不完全齿轮42可以带动驱动轴41往复转动，进而通过驱动轴41带动齿轮驱动弧形板12顺着滑杆11进行相对运动，进而揉搓加料管43，使得加料管43内部流动过程中通过弧形板12运动达到搅拌揉搓作用，保持纺丝原液流动性，通过增压泵3对料筒2内部增加压力，通过压力的挤压纺丝原液从针头5喷出，进而在不影响料筒2内部料腔环境的情况下，持续通过加料管43往料筒2内输料，进而达到持续生产的过程；
弧形板12内侧一体成型弧形的隔板14，隔板14与弧形板12内侧之间形成密封腔，密封腔内安装有电热管13，第二增压管32与密封腔连通，隔板14靠近加料管43一侧为齿形结构，隔板14靠近加料管43一侧的凹齿内设有散热口141；通过电热管13将密封腔的空气预热，通过第二增压管32将预热的空气从散热口141导向加料管43，进而使得纺丝原液达到预热的效果，进而使得纺丝原液在料筒2中保持较好的流动性，便于纳米纤维的制备。
其中：隔板14靠近加料管43一侧的凹齿内转动设置有旋拨轮15；旋拨轮15外侧为向外延伸的拨杆，旋拨轮15受气体流动进而旋转，旋转过程中与加料管43表面接触，进而防止加料管43堵塞，并加速加料管43内部纺丝原液流动。
其中：支座箱1内通过隔板分成两部分，远离料筒2一侧设为收料腔101，针头5的出口延伸至收料腔101内，收料腔101内安装有加热器7，收料腔101底部设有可开合的出料口，出料口处设置螺纹连接的开合盖，针头5上端套接有外罩51，外罩51的出口与针头51的出口一致，均与收料腔101连通，高压气体产生设备6与外罩51内部通过导管连通；高压气体产生设备6将高压气体吹向从针头5出口挤出的纺丝原液液滴，当液滴的表面张力和气流的拉力达到二力平衡时，形成连续的喷丝细流，进而形成纳米纤维，通过收料腔101干燥收集。
其中：收料腔101内部与针头5相对一侧活动设置导热板8，导热板8可以平移，导热板8内部安装有电热丝，对导热板8加热，导热板8上端设有通孔81，通孔81内设有波形状的移动槽811，收料腔101内部位于导热板8远离针头5一侧固定安装固定板9，移动板8与固定板9之间连接复位弹簧，固定板9上端设有延伸至通孔81内部的出气管91，支座箱1上端设有连通出气管91的排气管10，出气管91内部靠近针头5一端设有可旋转的过滤筛组件16，出气管91外侧对应过滤筛组件16设有缺口92，过滤筛组件16对应缺口92设置导块163，导块163滑动设置在移动槽811内；过滤筛组件16在缺口92旋转的角度小于180°，受收料腔101的压力影响，导热板8往固定板9一侧移动，导热板8可以拦截纳米纤维，自身带有热量可以干燥纳米纤维，高压气流经过导热板8的通孔81进入出气管91，最后通过排气管10排出，经过筛分组件16将纳米纤维拦截，防止纳米纤维跟随气流跑出。
其中：过滤筛组件16包括相对设置的锥形状的纳米筛161，且纳米筛161之间转动设置，纳米筛161间隙处设置设有跟随转动的清洁板162，清洁板162与相对设置的纳米筛161外侧相接；对应缺口92处的纳米筛161外侧固定导块163，在出气管91位于通孔81内移动的过程中，受波形状移动槽811的影响，使得纳米筛161摆动，纳米筛161之间呈锥形状的，一侧的纳米筛161摆动，另一侧纳米筛161也跟随摆动，同时清洁板162对纳米筛161表面进行清洁，防止堵塞。
其中：新材料制备装置的制备方法，包括如下步骤：
S1：通过加料管43对料筒2加料，通过弧形板12相对运动进行揉搓加料管43，达到下料同时拌料并保持纺丝原液较好流动性，进而通过加料管43将原料导入料筒2；
S2：在进料的同时，启动增压泵3，增压泵3通过第一增压管31将料筒2的纺丝原液吹出，同时启动高压气体产生设备6对针头5同方向吹动气流；
S3：第二正压管32将部分气流吹入密封腔，通过散热孔141将热流对应加料管43吹拂，进而对进入的纺丝原液进行预热。
S4：高压气体产生设备6将高压气体吹向从针头5出口挤出的纺丝原液液滴，当液滴的表面张力和气流的拉力达到二力平衡时，形成连续的喷丝细流，进而形成纳米纤维，通过收料腔101的干燥收集；
S5：高压气流经过导热板8的通孔81进入出气管91，最后通过排气管10排出，经过筛分组件16将纳米纤维拦截，防止跟随气流跑出。
工作原理：
通过加料管43对料筒2加料，启动旋转气缸，通过不完全齿轮42可以带动驱动轴41往复转动，进而通过驱动轴41带动齿轮驱动弧形板12顺着滑杆11进行相对运动，进而揉搓加料管43，使得加料管43内部流动过程中通过弧形板12运动达到搅拌揉搓作用，保持纺丝原液流动性，通过增压泵3对料筒2内部增加压力，通过压力的挤压纺丝原液从针头5喷出，同时启动高压气体产生设备6对针头5同方向吹动气流，第二正压管32将部分气流吹入密封腔，通过散热孔141将热流对应加料管43吹拂，进而对进入的纺丝原液进行预热，高压气体产生设备6将高压气体吹向从针头5出口挤出的纺丝原液液滴，当液滴的表面张力和气流的拉力达到二力平衡时，形成连续的喷丝细流，进而形成纳米纤维，通过收料腔101的干燥收集，高压气流经过导热板8的通孔81进入出气管91，最后通过排气管10排出，经过筛分组件16将纳米纤维拦截，防止跟随气流跑出，在出气管91位于通孔81内移动的过程中，受波形状移动槽811的影响，使得纳米筛161摆动，纳米筛161之间呈锥形状的，一侧的纳米筛161摆动，另一侧纳米筛161也跟随摆动，同时清洁板162对纳米筛161表面进行清洁，防止堵塞。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种用于复合纺丝法制作超细纤维的生产装置