專利名稱：一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法及其應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種新型電流體力學(xué)方法，特別是將被加工材料起始射流界而處助力的作用及無噴絲頭與電流體力學(xué)方法結(jié)合，能夠以低廉的成本、大規(guī)模地對材料進(jìn)行加工。該方法適應(yīng)于靜電噴霧、靜電紡絲、靜電噴涂。
背景技術(shù)：
電流體力學(xué)方法指的是被加工材料在荷電情況下利用靜電作用力及均衡的內(nèi)部推動(dòng)力而突破被加工流體態(tài)材料的表面張力及內(nèi)部作用力從而以射流的方式形成以微小的流體態(tài)物質(zhì)形式分散在不能完全相混的其它流體態(tài)介質(zhì)中并固化而成包括顆粒、纖維的方法，包括靜電噴霧法、靜電噴涂法及靜電紡絲法，目前電流體力學(xué)方法對材料的處理加工均通過噴絲頭進(jìn)行。電流體力學(xué)方法由于引入了靜電作用力而能夠以低廉的價(jià)格、方便且位置可控地獲得細(xì)化材料，因此目前靜電噴霧及靜電噴涂技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活中。而靜電紡絲由于其產(chǎn)能低目前還處于研發(fā)階段。
然而，目前電流體力學(xué)方法還有待進(jìn)一步改善與提高以適應(yīng)人們獲得超細(xì)材料及產(chǎn)能提高的需要。這是由于超細(xì)材料具有很大優(yōu)越的性能而產(chǎn)能提高則能夠降低成本。然而當(dāng)前的電流體力學(xué)方法單純利用靜電作用力及準(zhǔn)均衡的內(nèi)部推動(dòng)力(即施加在被加工材料上的壓力除邊緣效應(yīng)外是相同的)往往難以滿足人們的這些需要。人們在電流體力學(xué)加工過程中發(fā)現(xiàn)對被加工材料施加的電壓越高所獲得的材料的尺寸越大，而如果施加較低的電壓，靜電作用力及準(zhǔn)均衡的內(nèi)部推動(dòng)力又難以突破材料的界面張力及材料內(nèi)部作用力，特別是對于粘度較高的材料，如靜電紡絲所用原料往往粘度很大，單純的通過壓力推進(jìn)被加工材料流動(dòng)并施加高電壓其所獲得的加工后的材料不儀尺寸大而且加工難度大從而產(chǎn)能極低。
而非均衡作用力作用于被加工材料起始射流界面處則能夠有效地解決目前電流體力學(xué)方法中所存在的問題。事實(shí)上人們在流體力學(xué)方法中已經(jīng)成功引入了尚未意識到的非均衡作用力。例如人們利用閃蒸時(shí)，液體中有大量的汽泡生長、破碎，從而產(chǎn)生非均衡作用力而改善霧化效果的效應(yīng)將其引入噴霧領(lǐng)域。目前，閃蒸技術(shù)已經(jīng)成功地應(yīng)用于無紡布及發(fā)電機(jī)燃油噴嘴領(lǐng)域。同樣地，人們將超聲波能夠在液態(tài)材料中產(chǎn)生非均衡作用力的特點(diǎn)應(yīng)用于噴霧領(lǐng)域，也取得了良好的效果。在電流體力學(xué)方法方面，人們通過引入氣流而改善了電噴霧效果，但是由于未意識到其作用機(jī)制，目前的氣助電噴霧所設(shè)計(jì)的氣流在包括流速、氣流方式方面尚未能充分利用氣流所產(chǎn)生的非均衡作用力，因此尚可進(jìn)一步改進(jìn)、提高。目前的氣助電噴霧是通過非旋轉(zhuǎn)氣流產(chǎn)生的微弱的在噴嘴周圍非均衡的負(fù)壓力而實(shí)現(xiàn)對電噴霧效果的提高，而如果將輔助氣流改為旋轉(zhuǎn)氣流則可望提高負(fù)壓而進(jìn)一步改善電噴霧效果。所以將非均衡作用力引入電流體力學(xué)方法有望改善現(xiàn)有技術(shù)的效果、降低成本。
另外一方面，目前的電流體力學(xué)方法由于靠單純的靜電作用力及內(nèi)部準(zhǔn)均衡推力難以加工被加工材料，因此目前尚無無噴絲頭的電流體力學(xué)方法。但如果能夠采用無噴絲頭電流體力學(xué)方法不僅可以省去費(fèi)用高昂的復(fù)雜噴絲頭的制造及維護(hù)費(fèi)用而且可以大規(guī)模地進(jìn)行加工、生產(chǎn)。為此，本發(fā)明將非均衡作用力及無噴絲頭與電流體力學(xué)方法結(jié)合形成助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法，該方法適應(yīng)于靜電噴霧、靜電噴涂及靜電紡絲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法系統(tǒng)及應(yīng)用。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于通過在無噴絲頭電流體力學(xué)界面即荷電被加工材料起始射流界面處增加除靜電作用力之外的與荷電流體運(yùn)動(dòng)方向相適應(yīng)即作用力方向與電射流方向相同或者存在相同方向分量的作用力，以便幫助荷電流體突破電流體力學(xué)界面的表面張力及流體內(nèi)部相互作用力從而加工、處理被加工材料。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于助力通過兩種非均衡作用力即起始射流界面處不同位置的影響射流的非靜電作用的作用力大小和/或者方向不一致的途徑實(shí)現(xiàn)A、通過流體態(tài)材料內(nèi)部在被加工材料起始電射流界面處產(chǎn)生非均衡作用力作為助力B、通過外部作用力在被加工材料起始電射流界面處產(chǎn)生非均衡作用力作為助力一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于所述的助力包括離心力、振蕩作用力、氣泡爆破力、超聲作用力、高速流體引力、高速流體沖擊力、負(fù)壓引力及其它能夠產(chǎn)生非均衡作用的作用力。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于離心作用力為助力時(shí)通過將被加工材料附著在能夠產(chǎn)生離心作用力并能夠施加高壓電場的裝置上，在離心力及靜電作用力對被加工材料進(jìn)行處理。能夠產(chǎn)生離心力及施加高壓電場的裝置可以是一滾輪，或者被加工材料位于滾輪下方容器內(nèi)并在滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)將被加工材料附著于滾輪上或者被加工材料從滾輪上方淋灑于滾輪上，然后滾輪在荷電情況下以一定速度旋轉(zhuǎn)，從而在離心力與靜電作用力的共同作用下對被加工材料進(jìn)行加工，而優(yōu)選旋轉(zhuǎn)速度保證離心力不會(huì)將被加工材料拋灑出去，但當(dāng)有適當(dāng)電場作用力時(shí)方形成射流而對被加工材料進(jìn)行加工。能夠產(chǎn)生離心力及施加高壓電場的裝置也可以是一平的轉(zhuǎn)盤，或者被加工材料淋灑于轉(zhuǎn)盤上或者被加工材料通過導(dǎo)管輸送至轉(zhuǎn)盤上從而在轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)對被加工材料形成離心力，然后通過施加電場，從而使被加工材料獲得離心力及靜電作用力的共同作用而形成射流并對被加工材料進(jìn)行加工。為保證被加工材料在轉(zhuǎn)盤上的平穩(wěn)分散優(yōu)選在轉(zhuǎn)盤上鑲嵌或者刻有引導(dǎo)條或者引導(dǎo)槽。當(dāng)使用離心力作為非均衡作用力時(shí)，為提高電流體射流效果優(yōu)選在滾輪表面或者轉(zhuǎn)盤邊緣裝有尖銳的微細(xì)針狀突起以保證靜電作用時(shí)的尖端效應(yīng)。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于當(dāng)使用振蕩作用力作為助力時(shí)，非均衡作用力可以通過被加工材料容器外的機(jī)械振動(dòng)而獲得，也可以通過在被加工材料容器內(nèi)的振動(dòng)的機(jī)械裝置如固定在分散的筐條上的振動(dòng)尖釘組而獲得，還可以通過在被加工材料容器內(nèi)布置有能夠產(chǎn)生特定振蕩波的振蕩發(fā)生器而獲得。當(dāng)通過上述方法獲得振蕩作用力后，被加工材料會(huì)發(fā)生振蕩即有液體離開液體平面并在表面張力的作用下呈現(xiàn)為頂端尖銳而與液體平面結(jié)合處較為寬大的有利于尖端靜電作用的結(jié)構(gòu)，結(jié)果振蕩作用力與靜電作用力結(jié)合就能夠?qū)Ρ患庸げ牧线M(jìn)行有效的處理。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于當(dāng)使用氣泡爆破力為助力時(shí)，氣泡可以通過在被加工材料容器內(nèi)導(dǎo)入氣體的方式獲得，也可以通過引發(fā)局部被加工材料或者其它材料氣化的方式如葉輪的高速旋轉(zhuǎn)或者紅外輻射、微波輻射、電爐絲加熱進(jìn)行局部操作而獲得，還可以通過高壓將氣體壓入被加工材料然后減壓的方式而獲得，還可以通過導(dǎo)入在被加工材料內(nèi)會(huì)發(fā)生氣化的材料的方式而獲得。在被加工材料中引入氣泡后，被加工材料內(nèi)部的氣泡由于比重比被加工材料小因此會(huì)漂浮至被加工材料液面上，然而由于萬有引力的作用，飄浮至液面的氣泡頂端漸漸成為最薄弱的部分，在表面張力的作用力下氣泡會(huì)自頂端開始爆裂，并且在氣泡破裂的瞬間對被加工材料產(chǎn)生非均衡作用力并促使被加工材料向外運(yùn)動(dòng)，如果通過高壓靜電使被加工材料同時(shí)受到靜電作用力則能夠有效地結(jié)合靜電作用力及氣泡爆破力而對被加工材料進(jìn)行加工、處理。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于當(dāng)使用超聲作用力為助力時(shí)，超聲波發(fā)生器可以安裝在被加工材料液面的下方并直接通過超聲波對被加工材料進(jìn)行作用或者通過其它液體而將超聲波傳遞至被加工材料而進(jìn)行作用。當(dāng)超聲波作用與靜電作結(jié)合時(shí)能夠很好地對被加工材料進(jìn)行處理、加工。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于當(dāng)使用高速流體引方為助力時(shí)，高速流體可以是高速運(yùn)動(dòng)的包括氣體、液體、超臨界流體、等離子體、液態(tài)顆粒包含于載流體、固態(tài)顆粒包含于載流體中的一種或者多種。高速流體通過經(jīng)過被加工材料容器并通至其液面上的一根或者超過一根的導(dǎo)管進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，或者通過被加工材料容器外通至被加工材料液面附近的導(dǎo)管進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。當(dāng)高速流體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，其高速運(yùn)動(dòng)會(huì)在其周圍產(chǎn)生負(fù)壓并對被加工材料產(chǎn)生引力從而增加被加工材料在其靜電作用方向上的作用力，該作用力與靜電作用力結(jié)合則能夠很好地對被加工材料進(jìn)行加工、處理。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于當(dāng)使用高速流體沖擊力為助力時(shí)，高速流體可以是高速運(yùn)動(dòng)的包括氣體、液體、超臨界流體、等離子體、液態(tài)顆粒包含于載流體、固態(tài)顆粒包含于載流體中的一種或者多種。高速流體通過在被加工材料液面外的一根或者超過一根的導(dǎo)管中以與電射流方向成一定角度的方向沖擊被加工材料從而對被加工材料施加與射流方向相適應(yīng)的的非均衡作用力并濺射被加工材料。該作用力與靜電作用力結(jié)合可以對被加工材料進(jìn)行細(xì)化處理。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于當(dāng)使用負(fù)壓引力為非均衡作用力時(shí)，負(fù)壓引力可通過負(fù)壓產(chǎn)生裝置如真空泵連接的一個(gè)或者超過一個(gè)的導(dǎo)管如漏斗狀的結(jié)構(gòu)的漏斗底與被加工材料的液面接近從而對被加工材料產(chǎn)生漏斗底中心作用力大而邊緣小的非均衡作用力。該作用力其作用方向與靜電作用力一致，其結(jié)合可以有效地對被加工材料進(jìn)行細(xì)化處理。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于作為助力的非均衡作用力在界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法中可以只采用一種助力也可以采用多種助力。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法中被加工材料的添加可以直接從被加工材料液面進(jìn)行添加，也可以通過連接于被加工材料容器的管道的另外一端進(jìn)行添加，而優(yōu)選通過管道進(jìn)行添加并且調(diào)節(jié)被加工材料的液面高度。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于電流體力學(xué)方法中的荷電包括電暈充電、感應(yīng)充電、接觸充電、荷電流體充電中的一種或者多種，而優(yōu)選將電極置于被加工材料容器內(nèi)的接觸充電方法。荷電電場包括直流正電場、直流負(fù)電場或者交變電場，使流體荷電的電場介于0.1V/毫米～1000kV/毫米。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征是所述的收集裝置為收集鼓、收集傳送帶、收集板或收集池，可以是干的也可以包含有溶劑或者蒸汽的濕的收集裝置。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征是它至少由無噴絲頭被加工材料儲運(yùn)設(shè)備、助力發(fā)生設(shè)備、荷電設(shè)備、收集設(shè)備組成。
一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于該方法適用于靜電噴霧、靜電紡絲、靜電噴涂。
本發(fā)明的有益效果通過將作為助力的非均衡作用力與靜電作用力在無噴絲頭的情況下結(jié)合并應(yīng)用于射流領(lǐng)域從而可以廉價(jià)、高效、高產(chǎn)能地將被加工材料轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的超細(xì)材料。該方法對于超細(xì)材料的廉價(jià)、大規(guī)模地生成應(yīng)用具有一定的促進(jìn)作用。


圖1是無噴絲頭被加工材料淋灑滾輪離心力式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；3b被加工材料淋灑組件；3c淋灑的被加工材料；4滾輪；4a滾輪邊緣尖銳突起；5滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)方向圖2無噴絲頭轉(zhuǎn)盤離心力式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4轉(zhuǎn)盤；4a轉(zhuǎn)盤上引導(dǎo)槽；4b轉(zhuǎn)盤邊緣尖銳突起；5轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)方向圖3無噴絲頭內(nèi)置機(jī)械振蕩式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4機(jī)械振蕩組件；5機(jī)械振蕩電源圖4無噴絲頭外置機(jī)械振蕩式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4機(jī)械振蕩組件；5機(jī)械振蕩電源圖5無噴絲頭內(nèi)置振蕩波發(fā)生器振蕩式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4振蕩波換能組件；5振蕩波電源圖6無噴絲頭供氣氣泡爆破式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4氣泡；4a爆破的氣泡；5高壓氣瓶；6氣體導(dǎo)管圖7無噴絲頭局部氣化氣泡爆破式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4氣泡；4a爆破的氣泡；5局部氣化組件；6局部氣化電源圖8無噴絲頭氣體與被加工材料共同增壓后減壓氣泡爆破式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4氣泡；4a爆破的氣泡；5被加工材料與氣體共同增壓的儲存容器圖9無噴絲頭超聲波作用式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4超聲波換能組件；5超聲波電源圖10無噴絲頭高速流體引力式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4增壓泵；5增壓的流體態(tài)材料；6高速流體導(dǎo)管；7高速流體圖11無噴絲頭高速流體沖擊式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4增壓泵；5增壓的流體態(tài)材料；6高速流體導(dǎo)管；7高速?zèng)_擊流體圖12無噴絲頭負(fù)壓式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。1高壓電源；1a對電極及收集裝置；1b工作電極；2電射流；3被加工材料；3a被加工材料液面；4真空泵；5負(fù)壓導(dǎo)通組件具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例1無噴絲頭被加工材料淋灑滾輪離心力式電流體力學(xué)方法如圖1所示。被加工材料通過被加工材料淋灑組件3b淋灑到滾輪4上，當(dāng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)淋灑的被加工材料3c通過滾輪邊緣尖銳突起4a而受到離心作用力。將滾輪連接至高壓電源1作為工作電極1b，對電極與收集裝置1a合并。在施加了高壓電場及滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下被加工材料3同時(shí)受到離心力及靜電作用力而形成電射流2，從而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例2無噴絲頭轉(zhuǎn)盤離心力式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。被加工材料3被引導(dǎo)至轉(zhuǎn)盤4上，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)被加工材料沿轉(zhuǎn)盤上引導(dǎo)槽4a而至轉(zhuǎn)盤邊緣尖銳突起4b處從而獲得離心力。將轉(zhuǎn)盤連接至高壓電源1作為工作電極1b，對電極與收集裝置1a合并。在施加了高壓電場及轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的情況下被加工材料3同時(shí)受到離心力及靜電作用力而形成電射流2，從而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例3無噴絲頭內(nèi)置機(jī)械振蕩式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3所示。將機(jī)械振蕩組件4置于被加工材料3中，在開啟機(jī)械振蕩電源5的情況下，機(jī)械振蕩組件進(jìn)行振動(dòng)并引發(fā)被加工材料振蕩，振蕩作用力可引起部分溶液界面形成尖銳的射流狀態(tài)因此可以作為電流體力學(xué)方法的助力。將高壓電源1連接工作電極1b置于被加工材料液面3a下而對電極與收集裝置1a合并。在同時(shí)開啟機(jī)械振蕩電源與高壓電源時(shí)，靜電作用力與振蕩作用力共同作用從而形成電射流2并進(jìn)而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例4無噴絲頭外置機(jī)械振蕩式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖4所示。將機(jī)械振蕩組件4置于被加工材料3之外，在開啟機(jī)械振蕩電源5的情況下，機(jī)械振蕩組件進(jìn)行振動(dòng)并引發(fā)被加工材料振蕩，振蕩作用力可引起部分溶液界面形成尖銳的射流狀態(tài)因此可以作為電流體力學(xué)方法的助力。將高壓電源1連接工作電極1b置于被加工材料液面3a下而對電極與收集裝置1a合并。在同時(shí)開啟機(jī)械振蕩電源與高壓電源時(shí)，靜電作用力與振蕩作用力共同作用從而形成電射流2并進(jìn)而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例5無噴絲頭內(nèi)置振蕩波發(fā)生器振蕩式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。將振蕩波換能組件4置于被加工材料3之中，在開啟振蕩波電源5的情況下，被加工材料內(nèi)將產(chǎn)生振蕩波并引發(fā)被加工材料振蕩，振蕩作用力可引起部分溶液界面形成尖銳的射流狀態(tài)因此可以作為電流體力學(xué)方法的助力。將高壓電源1連接工作電極1b置于被加工材料液面3a下而對電極與收集裝置1a合并。在同時(shí)開啟振蕩波電源與高壓電源時(shí)，靜電作用力與振蕩作用力共同作用從而形成電射流2并進(jìn)而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例6無噴絲頭供氣氣泡爆破式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖6所示。高壓氣瓶5中的氣體通過氣體導(dǎo)管6而進(jìn)入被加工材料3形成氣泡4。在被加工材料中引入氣泡后，被加工材料內(nèi)部的氣泡由于比重比被加工材料小因此會(huì)漂浮至被加工材料液面3a上，然而由于萬有引力的作用，飄浮至液而的氣泡頂端漸漸成為最薄弱的部分，在表面張力的作用力下氣泡會(huì)自頂端開始爆裂，并且在氣泡破裂的瞬間對被加工材料產(chǎn)生非均衡作用力并促使被加工材料向外運(yùn)動(dòng)。將高壓電源1連接工作電極1b置于被加工材料液面3a下而對電極與收集裝置1a合并。在同時(shí)開啟供氣氣源及高壓電源時(shí)，靜電作用力與氣泡爆破作用力共同作用從而形成電射流2并進(jìn)而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例7無噴絲頭局部氣化氣泡爆破式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖7所示。將局部氣化組件5置于被加工材料3中，在開啟局部氣化電源6后，被加工材料中部分物質(zhì)被氣化而形成氣泡4。由于氣泡可以漂浮至被加工材料液面3a上并爆破而形成爆破力，而氣泡爆破力可作為無噴絲頭電流體力學(xué)方法的助力，因此當(dāng)將高壓電源1連接工作電極1b置于被加工材料液面3a下而對電極與收集裝置1a合并后，同時(shí)開啟局部氣化電源及高壓電源時(shí)，靜電作用力與氣泡爆破作用力共同作用可形成電射流2并進(jìn)而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例8無噴絲頭氣體與被加工材料共同增壓后減壓氣泡爆破式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖8所示。當(dāng)氣體與被加工材料的混合物被增壓后并從增壓容器5中釋放至另一容器進(jìn)行減壓，將形成大量氣泡4涌出的狀況。由于氣泡可以漂浮至另一容器的被加工材料液面3a上并爆破而形成爆破力，而氣泡爆破力可作為無噴絲頭電流體力學(xué)方法的助力，因此當(dāng)將高壓電源1連接工作電極1b置于被加工材料液面3a下而對電極與收集裝置1a合并后，同時(shí)開啟被加工材料與氣體共同增壓的儲存容器開關(guān)及高壓電源時(shí)，靜電作用力與氣泡爆破作用力共同作用可形成電射流2并進(jìn)而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例9無噴絲頭超聲波作用式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖9所示。將超聲波換能組件4置于被加工材料3之中，在開啟超聲波電源5的情況下，被加工材料內(nèi)將產(chǎn)生超聲波而使被加工材料受到超聲波作用力，該作用力可引起部分溶液界面形成尖銳的射流狀態(tài)因此可以作為電流體力學(xué)方法的助力。將高壓電源1連接工作電極1b置于被加工材料液面3a下而對電極與收集裝置1a合并。在同時(shí)開啟超聲波電源與高壓電源時(shí)，靜電作用力與超聲波作用力共同作用從而形成電射流2并進(jìn)而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例10無噴絲頭高速流體引力式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖10所示。當(dāng)將某種流體態(tài)材料通過增壓泵4而成增壓的流體態(tài)材料5后將該材料通過高速流體導(dǎo)管6噴出時(shí)將成為高速流體7。如果該高速流體正好在被加工材料液面3a上面附近，高速流體將帶動(dòng)被加工材料3一起運(yùn)動(dòng)。將高壓電源1連接工作電極1b置于被加工材料液面3a下而對電極與收集裝置1a合并。在同時(shí)開啟增壓泵與高壓電源時(shí)，靜電作用力與高速流體引力共同作用可形成電射流2并進(jìn)而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例11無噴絲頭高速流體沖擊式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖11所示。當(dāng)將某種流體態(tài)材料通過增壓泵4而成增壓的流體態(tài)材料5后將該材料通過高速流體導(dǎo)管6噴出時(shí)將成為高速流體7。如果該高速流體向下沖擊被加工材料液面3a時(shí)，高速流體將帶動(dòng)被加工材料3一起運(yùn)動(dòng)。將高壓電源1連接工作電極1b置于被加工材料液面3a下而對電極與收集裝置1a合并。在同時(shí)開啟增壓泵與高壓電源時(shí)，靜電作用力與高速流體沖擊力共同作用可形成電射流2并進(jìn)而對被加工材料進(jìn)行加工。
實(shí)施例12無噴絲頭負(fù)壓式電流體力學(xué)方法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖12所示。當(dāng)開啟真空泵4并通過負(fù)壓導(dǎo)通組件5而將負(fù)壓導(dǎo)致被加工材料液面3a上面附近，負(fù)壓將引發(fā)被加工材料3往負(fù)壓導(dǎo)通組件內(nèi)運(yùn)動(dòng)。將高壓電源1連接工作電極1b置于被加工材料液面3a下而對電極與收集裝置1a合并并置于負(fù)壓導(dǎo)通組件內(nèi)。在同時(shí)開啟真空泵與高壓電源時(shí)，靜電作用力與負(fù)壓作用力共同作用可形成電射流2并進(jìn)而對被加工材料進(jìn)行加工。
權(quán)利要求
1.一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于通過在無噴絲頭電流體力學(xué)界面即荷電被加工材料起始射流界面處增加除靜電作用力之外的與荷電流體運(yùn)動(dòng)方向相適應(yīng)即作用力方向與電射流方向相同或者存在相同方向分量的作用力，以便幫助荷電流體突破電流體力學(xué)界面的表面張力及流體內(nèi)部相互作用力從而加工、處理被加工材料。
2.一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于助力通過兩種非均衡作用力即起始射流界面處不同位置的影響射流的非靜電作用的作用力大小和/或者方向不一致的途徑實(shí)現(xiàn)A、通過流體態(tài)材料內(nèi)部在被加工材料起始電射流界面處產(chǎn)生助力B、通過外部作用力在被加工材料起始電射流界面處產(chǎn)生助力
3.一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于所述的助力包括離心力、振蕩作用力、氣泡爆破力、超聲作用力、高速流體引力、高速流體沖擊力、負(fù)壓引力及其它能夠產(chǎn)生非均衡作用的作用力。
4.一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于在界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法中可以只采用一種助力也可以采用超過一種的助力。
5.一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法中被加工材料的添加可以直接從被加工材料液面進(jìn)行添加，也可以通過連接于進(jìn)行電流體力學(xué)方法加工的被加工材料容器的管道的另外一端進(jìn)行添加，而優(yōu)選通過管道進(jìn)行添加并且調(diào)節(jié)被加工材料的液面高度。
6.一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于電流體力學(xué)方法中的荷電包括電暈充電、感應(yīng)充電、接觸充電、荷電流體充電中的一種或者多種，而優(yōu)選將電極置于被加工材料容器內(nèi)的接觸充電方法。荷電電場包括直流正電場、直流負(fù)電場或者交變電場，使流體荷電的電場介于0.1V/毫米～1000kV/毫米。
7.一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征是所述的收集裝置為收集鼓、收集傳送帶、收集板或收集池，可以是干的也可以包含有溶劑或者蒸汽的濕的收集裝置。
8.一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征是它至少由無噴絲頭被加工材料儲運(yùn)設(shè)備、助力發(fā)生設(shè)備、荷電設(shè)備、收集設(shè)備組成。
9.一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法其特征在于該方法適用于靜電噴霧、靜電紡絲、靜電噴涂。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種界面助力型無噴絲頭電流體力學(xué)方法，特別是通過在無噴絲頭電流體力學(xué)界面即荷電被加工材料起始射流界面處增加除靜電作用力之外的與荷電流體運(yùn)動(dòng)方向相適應(yīng)即作用力方向與電射流方向相同或者存在相同方向分量的作用力，以便幫助荷電流體突破電流體力學(xué)界面的表面張力及流體內(nèi)部相互作用力從而加工、處理被加工材料。該方法適應(yīng)于靜電噴霧、靜電紡絲、靜電噴涂并能夠以低廉的成本、大規(guī)模地對材料進(jìn)行加工。
文檔編號D01D5/00GK1861268SQ20061004059
公開日2006年11月15日 申請日期2006年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月29日
發(fā)明者張愛華, 張繼中 申請人:張愛華