一种复合电场静电喷头

技术领域

本发明涉及喷头装置技术领域，具体而言，涉及一种复合电场静电喷头。

背景技术

如中国专利CN201210229010.3公开的“一种便携式手持静电纺丝装置”，包括金属箔、压接开关、医用注射器、方形电池、高压直流逆变器、高压直流逆变器负极、纺丝溶液、高压直流逆变器正极和不锈钢针头；医用注射器的推杆顶端制有压接开关，平板式压接开关的顶部的面上固定制有金属箔，医用注射器的前端内腔中置有纺丝溶液，医用注射器的侧壁上对接式固定制有方形电池和高压直流逆变器，医用注射器的底端上插接式制有用于喷丝的不锈钢针头，不锈钢针头采用常规医用的注射针头结构并与医用注射器组合配套；制有不锈钢针头的医用注射器内腔中存放纺丝溶液；方形电池为高压直流逆变器提供电源，直流电压逆变之后电压达数千伏级，压接开关用于控制电源的开关，在受到外部轻微压力时开关接通，压力消失后开关断开；高压直流逆变器正极与不锈钢针头电连通，高压直流逆变器负极与金属箔电连通。

上述方案实现了电纺设备的便携，但受纺丝射流不规则鞭动影响，喷出的纺丝沉积面积及范围不可控，无法实现小范围内按需喷涂。

发明内容

本发明公开了一种复合电场静电喷头，旨在改善现有设备射流沉积范围不可控的问题。

本发明采用了如下方案：

一种复合电场静电喷头，包括壳体，所述壳体内部自上至下依次配置有套筒、第一正极片、接地极片、隔离片以及第二正极片；沿所述套筒的轴向依次贯通各极片和所述隔离片以形成下沉通道；所述第一正极片用以与所述接地极片形成第一电场，所述第二正极片用以与外部接收装置形成第二电场，所述第一电场和所述第二电场的方向相同，且所述第二电场的强度大于所述第一电场的强度，以在所述隔离片的两侧形成不同强度的电场，使得所述下沉通道内的射流在所述下沉通道的投影范围内向下沉积到所述接收装置上。

作为进一步改进，所述壳体内设有多个装配槽，所述第一正极片、接地极片、隔离片以及第二正极片均嵌设在各所述装配槽内。

作为进一步改进，所述壳体的侧壁设有与所述第一正极片、接地极片以及第二正极片一一对应的电极接口。

作为进一步改进，所述套筒呈圆柱筒状。

作为进一步改进，所述第一正极片、接地极片、隔离片和第二正极片均呈圆形，且均沿其圆心贯穿设置有直径相同的通孔。

作为进一步改进，所述第一正极片、接地极片和第二正极片均为铜片。

作为进一步改进，所述隔离片的厚度大于所述接地极片的厚度，且所述隔离片采用玻璃材质。

作为进一步改进，所述壳体包括两个半圆柱壳，两半圆柱壳的外周设有凸耳，所述凸耳通过紧固件连接。

作为进一步改进，所述套筒用以与纺丝针头适配，所述纺丝针头与所述第一正极片连接，以在所述下沉通道内形成纺丝射流。

作为进一步改进，所述套筒用以与出水装置连接，所述出水装置上设有射流孔，所述射流孔正对所述套筒，使得水流通过所述沉积通道雾化。

通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：

本申请的复合电场静电喷头，通过设置强度梯度不同的两个电场，以在第一电场内形成射流，并在第二电场的作用下抑制所述射流的无序鞭动，从而在下沉通道的投影范围内向下沉积到接收装置上，使得纺丝射流的沉积面积可控，以实现在小范围内按需喷涂。和现有技术先比，本申请的优点是显而易见的。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明其中一实施例的结构示意图；

图2是图1沿其中一截面的剖视图；

图3是本发明其中一实施例的半圆柱壳的结构示意图；

图4是图3在另一视角下的结构示意图；

图5是本发明其中一实施例的套筒的结构示意图；

图6是本发明其中一实施例的接地极片的结构示意图；

图7是本发明其中一实施例在静电纺丝时的示意图(带箭头的点划线表示电场方向)；

图8是本发明其中一实施例在静电雾化时的示意图(带箭头的点划线表示电场方向)。

图标：

1-壳体；11-凸耳；12-装配槽；13-电极接口；

2-套筒；

3-第一正极片；

4-接地极片；41-通孔；

5-隔离片；

6-第二正极片。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

结合图1至图6，本实施例提供了一种复合电场静电喷头，包括壳体1，该壳体1内部自上至下依次配置有套筒2、第一正极片3、接地极片4、隔离片5以及第二正极片6。在本实施例中，套筒2优选为圆柱筒状，沿套筒2的轴向依次贯通各极片和隔离片5以形成下沉通道。其中，第一正极片3用以与接地极片4形成第一电场，第二正极片6用以与外部接收装置形成第二电场，第一电场和第二电场的方向相同，且第二电场的强度大于第一电场的强度，以在隔离片5的两侧形成不同强度的电场，使得下沉通道内的射流在下沉通道的投影范围向下沉积到接收装置上。

参照图7，在其中一种实施方式中，套筒2用以与纺丝针头适配，使得纺丝针头与第一正极片3连接，以在下沉通道内形成纺丝射流，可通过改变套筒2的尺寸大小，以兼容不同设备的纺丝针头。具体地，将第一正极片3接入适当正电压，接地极片4接地，以在第一正极片3和接地极片4之间形成垂直向下的第一电场，使得泰勒锥出现、纺丝射流产生。静电纺丝在第一正极片3和接地极片4之间的狭小区间内处于稳定阶段，几乎没有无序鞭动。当纺丝射流沿下沉通道继续向下沉积来到第二正极片6以下区域，此时，第二正极片6接通比第一正极片3更大的正电压，并与外部接收装置形成了电场强度更大且方向向下的第二电场，纺丝射流在此区域原本应开始出现明显的无序鞭动，但在第二电场的作用下纺丝射流的无序鞭动受到抑制而在下沉通道的投影范围内向下沉积到接收装置上。从而限制纺丝射流的沉积范围，使得纺丝射流的沉积面积可控。

参照图8，在另一种实施方式中，套筒2用以与出水装置连接，该出水装置上设有射流孔，且射流孔正对套筒2，使得水流通过沉积通道雾化。其中，第一电场的工作原理与上述实施例中进行静电纺丝时相同，在此不再赘述。当水流射流沿下沉通道向下沉积来到第二正极片6以下区域，此时，第二正极片6接通足以使射流分裂并产生雾化的正电压，并与外部接收装置形成了电场强度更大且方向向下的第二电场，射流在第二电场的作用下迅速分裂为更细的多股射流，并在末端破裂雾化，因雾化颗粒受到第二电场的抑制只能在下沉通道投影范围内向下沉积到接收装置上。

容易理解的是，本申请的复合电场静电喷头可以进行静电纺丝，并控制静电纺丝的沉积范围，也可以进行水流雾化，并将雾化颗粒沉积在限制的范围内。

在上述实施例的基础上，本发明一可选的实施例中，壳体1包括两个半圆柱壳，两半圆柱壳的外周设有两对凸耳11，将紧固件(例如螺钉)穿过凸耳11的装配孔，以使两个半圆柱壳固定连接。壳体1内设有多个装配槽12，第一正极片3、接地极片4、隔离片5以及第二正极片6均嵌设在各装配槽12内。壳体1的侧壁设有与第一正极片3、接地极片4以及第二正极片6一一对应的电极接口13。优选地，第一正极片3、接地极片4、隔离片5和第二正极片6均呈圆形，且均沿其圆心贯穿设置有直径相同的通孔41。各通孔41与套筒2连通形成所述下沉通道。

进一步地，第一正极片3、接地极片4和第二正极片6均为铜片。隔离片5的厚度大于接地极片4的厚度，且隔离片5采用玻璃材质，起到隔绝上下两个不同强度电场的作用。在本实施例中，各零件形状均不存在复杂的结构，方便拆装，且整体小巧，加工成本低。

需要说明的是，本发明具有简洁、合理的结构，不仅加工简单，而且拆装容易、成本低廉；可兼顾静电纺丝和静电雾化两种工况，功能多，应用更为广泛；通过两个电场强度梯度不同的复合电场实现射流无序鞭动抑制、控制静电雾化发生以及在限定范围内沉积。用户可以自行对复合电场强度进行调整来满足不同材料下静电纺丝、静电雾化的电压参数需求，以达到不同的纺丝或者雾化效果。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。