CN102741464A - 用于制造低缠结组织化粗纱的设备和方法 - Google Patents

用于制造低缠结组织化粗纱的设备和方法 Download PDF

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Abstract

一种采用气流消散器聚集股的方法包括：采用所述气流消散器的第一侧上的气流组织化所述股；将组织化的股引导通过所述气流消散器；和将所述组织化的股聚集在所述气流消散器的第二侧上的容器中。一种用于组织化股的系统包括：用于采用气流组织化该股的组织形成器；用于聚集和容纳组织化的股的容器；和气流消散器，所述气流消散器布置在所述组织形成器和所述容器之间，以消散来自所述气流的过量空气并且防止所述过量空气进入所述容器。

Description

用于制造低缠结组织化粗纱的设备和方法
技术领域
本发明总体上涉及组织化的股的大量聚集，并且更具体地涉及用于大量聚集组织化的股的方法和设备。
背景技术
本发明涉及股的大量聚集，并且具体地涉及组织化的股的大量聚集。玻璃丝的股典型地通过使熔融的玻璃变细通过衬套的底板中的多个小孔而形成。细丝通过施加张力到玻璃的流以便使该流变细而变细。细丝涂覆有上浆或粘结材料。上浆材料的成分调整成满足细丝的最终用途。例如，如果细丝要用于加强环氧树脂基的复合物，则上浆材料被配制成与特定的环氧树脂相容。在这个特定应用中，上浆材料被调整成在该股在组织化设备中被处理时向该股提供所需的润滑性、耐磨性和完整性，而同时允许组织化单元中的股的容易组织化。基本上正好在玻璃丝形成之后，玻璃丝用上浆材料上浆。该丝以平行关系聚集以形成股。
在常规丝形成系统中，玻璃的流已经通过将丝缠绕在旋转的管的外部上而被细化。丝的股缠绕在管上作为圆柱形封装。具有旋转的管的缠绕装置抽拉该丝并且聚集该股。
不同于围绕旋转的管缠绕该股，该股可以聚集到容器中。该股典型地当它通过诸如配合的轮或一对带的抽拉装置变细时被聚集在容器中。股的大量聚集可以被容易地运输并且用于后续处理。
组织化的股是已经被膨胀或组织化的连续的股。股中的纤维分离以给予股丰满的绒毛状外观。组织化的股消散空气传播的声波并且也具有良好的隔热性质。组织化的股典型地用于吸音器。
在组织化的股被传送到盒子中时，在填充过程期间，来自组织化过程的过量空气倾向于在盒子中吹动该股。在组织化的股被拉出盒子以便后续处理时，这产生导致缠结的状况。
过去已经试图限制或消除缠结问题。一个这种尝试在授予Lewin等人的美国专利6,370,747中被公开。这个专利公开一种方法，其中组织化的股被引导到四个侧面的盒子中，该盒子的顶部和底部敞开。更具体地，通过敞开的顶部将组织化的股向下引导到盒子中，填充该盒子。盒子的底部向覆盖低空气压力室的筛网敞开。盒子的敞开底部允许空气从盒子快速逸出，因此显著减小股在盒子中的翻滚，并且因此当随后从盒子抽拉该股以进行处理时显著减小缠结的形成。
不幸的是，在组织化的股或粗纱聚集在筛网上时，通过沉积的股的气流阻力增加。这导致越来越少的空气通过筛网下方的低压室从盒子被移除。一旦筛网上的组织化的股或编织的厚度超过大约10到15厘米(该厚度取决于低压室中的压力)，从盒子被移除的空气的量就变小使得该股在盒子中被吹动，产生已知会导致股缠结的状况。
本发明涉及新的且改进的方法和设备，该新的且改进的方法和设备用于消除在组织化的股从盒子或容器被移除以供进一步处理时倾向于引起组织化的股的缠结的状况。
发明内容
根据如这里描述的本发明的目的，提供一种用于使用气流消散器聚集股的改进的方法。该方法包括：(a)采用所述气流消散器的第一侧上的气流组织化所述股；(b)将组织化的股引过气流消散器；和(c)将所述组织化的股聚集在所述气流消散器的第二侧上的容器中。有利地，气流消散器使来自组织化过程的过量空气改变方向远离容器，由此减小当随后从容器抽拉组织化的股时在组织化的股中导致缠结的股在容器中的翻滚和移位。
在一个可能实施例中，引导步骤包括将所述组织化的股引导通过气流偏转器中的孔。在另一可能实施例中，引导步骤包括将组织化的股引导通过穿孔的管道。在又一可能实施例中，引导步骤包括将组织化的股引导通过气流偏转器中的孔和穿孔的管道的腔。
根据本发明的又一方面，提供一种用于组织化股的系统。该系统包括：(a)用于采用气流组织化股的组织形成器；(b)用于聚集和容纳组织化的股的容器；和(c)气流消散器，所述气流消散器布置在所述组织形成器和所述容器之间以消散来自所述气流的过量空气并且防止那些过量空气进入所述容器。
在一个可能实施例中，所述消散器是包括孔的气流偏转器，所述组织化的股穿过所述孔。该孔可以具有大约2cm至大约10cm之间的直径。所述气流偏转器可以延伸超过所述孔的边缘至少5cm。
在另一可能实施例中，消散器包括具有腔的管道，组织化的股穿过该腔。该腔可以具有大约2cm至大约12cm之间的直径。此外，管道的侧壁可以被穿孔以包括大约1％至大约90％之间的开放空间以在组织化的股被引到容器中时允许过量空气的消散。
在又一可能实施例中，消散器包括气流偏转器和穿孔的管道。该管道可以被可枢转地安装到气流偏转器，以允许管道沿第一方向运动，并且气流偏转器也可以被可枢转地安装，以允许管道沿第二方向运动，由此允许管道以x-y图案移动，由此促进组织化的股在盒子或容器中的有序分层。
根据本发明的又一方面，提供一种消散器。该消散器包括：气流偏转器，该气流偏转器包括孔；和穿孔的管道，该穿孔的管道具有与该孔连通的腔。
在以下描述中，仅通过最适合执行本发明的一些模式的例示，示出且描述本发明的多个不同实施例。如将认识到的，本发明可以具有其它不同实施例并且其多个细节在各种明显的方面能够被修改，这都不偏离本发明。因此，附图和描述将被认为说明性性质的并且不作为限制性性质的。
附图说明
被包括在这里并且形成本说明书的一部分的附图示出本发明的多个方面并且与描述一起用于说明本发明的某些原理。在附图中：
图1是根据本发明的至少一个可能实施例的用于组织化股的本发明的系统的示意性侧视图；
图2是适用于该系统的消散器的透视图；
图3是根据本发明的第二可能实施例的用于组织化股的本发明的系统的示意性侧视图；
图4是根据本发明的第三可能实施例的用于组织化股的本发明的系统的示意性侧视图；
图5是根据本发明的第四可能实施例的用于组织化股的本发明的系统的俯视图；以及
图6是图5的系统的侧视图。
现在将详细参考本发明的本优选实施例，优选实施例的例子在附图中被示出。
具体实施方式
除非另外定义，这里使用的所有技术和科学术语与本发明所属领域的本领域技术人员通常理解的具有相同的含义。包括公开的或对应的美国或外国专利申请，颁发的美国或外国专利或任何其它参考资料的这里列举的所有参考资料分别通过引用整体(包括列举的参考中提供的所有数据、表格、图和文本)并入。在图中，为了清楚起见可以扩大线、层和区域的厚度。应当注意，所有附图中见到的相同附图标记指示相同元件。
现在参考图1，图1示意性地示出用于组织化和聚集一股材料的本发明的系统10。连续股材料12可以包括任何常规玻璃纤维股。如这里使用的术语“玻璃纤维股”将意指由平行关系的多个玻璃纤维形成的股。这种股的例子是具有例如四千纤维的商业上可获得的粗纱。对于消音器应用，玻璃纤维股是优选的，这是由于玻璃纤维对发动机排气消音器的内部中产生的高水平热量具有抵抗力。优选地，该股由E玻璃或高粘度玻璃纤维形成。对于诸如用于烟囱管道或通风系统的隔热的工业应用，玻璃纤维股也是优选的。然而，还可以构想，连续的股材料可以包括玄武岩纤维股或由其它材料形成的纤维股。
如图1中最佳地示出的，该系统包括该技术领域中熟知的类型的股组织形成器14(诸如本发明的受让人拥有的授予Nilsson等人的美国专利5,976,453中公开且示出的)。玻璃供应器16将连续的股材料12供给到组织形成器14。压缩空气供应器18通过导管20供给压缩空气。在加压空气和连续的股材料12穿过组织形成器14的喷嘴22时，该股被组织化为绒毛型产品，该绒毛型产品被称为且示出为组织化的股24。
组织化的股24接下来在被递送到盒子或容器28(它被容纳在该盒子或容器中以便传递到顾客)中之前被引导通过总体上由附图标记26表示的消散器。典型地，诸如管道36或盒子/容器28的消散器26或消散器的一部分以x-y图案移动以促进组织化的股24在盒子/容器中的有序分层。当然，应当理解，可以使用其它适当移动图案。
在图1和2中示出的实施例中，消散器26包括气流偏转器30，该气流偏转器包括平面本体32和中心孔34。此外，消散器26包括总体上由附图标记36指示的管道。管道36包括内腔38。在一个可能实施例中，管道36的侧壁40包括多个孔或开放空间42。典型地，管道36具有大约4cm至大约25cm之间的长度，并且更典型地具有大约8cm至15cm之间的长度。
典型地，消散器26布置在距离组织形成器14(并且更具体地距离喷嘴22的端部)大约1cm至大约40cm之间。典型地，孔34具有大约2cm至大约12cm之间的直径。此外，气流偏转器30，并且更特别地，平面本体32，延伸超过孔34的周边边缘或边沿至少5cm，并且典型地在大约10和大约35cm之间。
典型地，管道36的腔38具有大约2cm至大约12cm之间的直径。此外，管道的侧壁40包括在大约1％至大约90％之间，并且更典型地在大约15％至大约40％之间的开放空间。在示出的实施例中，侧壁40中的孔或穿孔42是圆形形状的。然而，应当理解，那些孔可以呈现不干涉组织化的股24通过穿孔的管道36但允许来自组织化过程的过量空气离开敞开容器28向外选出并且消散的大体上任何其它形状。
聚集组织化的股24的本发明的方法包括以下步骤：(a)采用气流消散器26的第一侧上的气流组织化股12；(b)将组织化的股24引过气流消散器；和(c)将组织化的股24聚集在气流消散器的第二侧上的容器28中。如应当理解的，气流消散器26，并且更具体地，气流偏转器30使来自组织化过程的过量空气改变方向远离容器28(见图1中的动作箭头A)。同样，管道36中的孔42允许过量空气远离容器28向外消散(见动作箭头B)。有利地，当顾客随后从容器28抽拉组织化的股以供进一步处理时，这减小组织化的股24中的缠结。
在图1的示出的实施例中，消散器26包括空气偏转器30和穿孔管道36。然而，应当理解，对于某些应用，消散器可以仅包括气流偏转器30(示出为图3中的消散器126)，或仅包括穿孔管道36(示出为图4中的消散器226)。例如，在相对低压力的应用(其中连续的股材料12仅被组织化到小的程度)中穿孔管道36特别地可用作消散器。在这些类型的应用中，喷嘴22的端部和管道36通过在喷嘴22中布置穿孔而被结合，允许组织化空气沿远离股的方向选出。
如上所述，诸如管道36的消散器26的一部分可以x-y图案移动以促进盒子/容器中的组织化的股24的有序分层。因此，应当理解，组织化的股24可以在盒子/容器中以大体上任何图案分层。如图5和6中示出的，管道36可以被可枢转地安装以允许管道36沿第一或y方向的运动。例如，管道36可以通过布置在管道36的上端部的凸缘48而可枢转地被安装到气流偏转器30。凸缘48通过相对的凸缘肩螺栓46而可枢转地连接到气流偏转器30。凸缘48可以与管道36成一体，或者可以附接到管道36(例如，使用螺纹连接44)。在一些实施例中，凸缘48可以用作气流偏转器。
如图5中所示，气流偏转器30自身可以被可枢转地安装以允许管道36沿第二或x方向的运动。例如，气流偏转器30可以通过臂肩螺栓56而被可枢转地安装到相对的臂52、54。
可枢转地安装管道36和气流偏转器30允许管道36以x-y图案移动。可以手动地移动管道36。替代地，管道36可以使用自动定位系统60而7被移动。
如图5和6中示出的，自动定位系统60可以包括一个或更多个气缸或气动致动器。第一和第二致动器62、64可以在要被填充的容器上方的水平平面中取向成彼此成一角度，例如彼此垂直。每一个致动器62、64例如使用相关的U形夹附接支架61被附接到管道36。U形夹连接支架61可以沿接近管道36的底端的侧壁40布置。
每一个致动器62、64可以装配有诸如相关的接近开关66、68的位置监测器，该位置监测器以一预定距离反转相关致动器的运动，由此以锯齿形或x-y平面中的其它运动引导管道36。应当理解，用于监测和控制致动器62、64的行进距离的其它装置可适于接近开关66、68。这种结构包括但不限于光学监测系统。
为了说明和描述的目的，已经给出本发明的优选实施例的前述描述。并不意欲是详尽的或将本发明限制到公开的精确形式。根据上述教导，明显的修改或变化是可能的。例如，虽然上面示出且描述的消散器26包括圆形的孔34，但应当理解，该孔可以具有包括但不限于卵形、多边形或正方形的另一形状。类似地，管道36的腔38可以具有非圆形的截面形状。
选择且描述该实施例以提供本发明的原理及其实际应用的最佳说明，因此使本领域技术人员能够以各种实施例并且具有适合构想的特别用途的各种修改的情况下利用本发明。在本发明的一些实施例中，可以使用本发明的某些特征而没有其它特征的对应使用。当根据它们合理地、合法地且公正地赋予权利的范围进行解释时，所有这种修改和变化都在如所附权利要求确定的本发明的范围内。附图和优选实施例不并且不意图以任何方式限制权利要求以它们的公正且广义的解释的通常含义。

Claims (19)

1.一种使用气流消散器聚集股的方法，所述方法包括：
采用所述气流消散器的第一侧上的气流组织化所述股；
将组织化的股引导通过所述气流消散器；以及
将所述组织化的股聚集在所述气流消散器的第二侧上的容器中，由此，当随后从所述容器抽拉所述组织化的股时，所述气流消散器使来自组织化的过量空气改变方向远离所述容器，由此减小组织化的股中的缠结。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导步骤包括以x-y图案移动所述消散器的一部分，以促进所述组织化的股的有序分层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导步骤包括将所述组织化的股引导通过一气流偏转器中的孔。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导步骤包括将所述组织化的股引导通过一管道。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述引导步骤包括以x-y图案移动所述管道，以促进所述组织化的股的有序分层。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述引导步骤包括将所述组织化的股引导通过一气流偏转器中的孔和一管道的腔。
7.一种用于组织化股的系统，所述系统包括：
组织形成器，用于以气流组织化股；
容器，用于聚集并保持组织化的股；以及
气流消散器，所述气流消散器布置在所述组织形成器和所述容器之间，以消散来自所述气流的过量空气，并且防止所述过量空气进入所述所述容器。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述消散器是包括孔的气流偏转器，所述组织化的股穿过所述孔。
9.根据权利要求8所述的系统，其中，所述消散器还包括具有腔的穿孔管道，所述腔与所述气流偏转器中的所述孔连通。
10.根据权利要求9所述的系统，还包括用于以x-y图案移动所述管道的装置。
11.根据权利要求9所述的系统，其中，所述管道被可枢转地安装到所述空气偏转器，以提供所述管道沿第一方向的运动，并且其中所述空气偏转器被可枢转地安装，以提供所述管道沿第二方向的运动。
根据权利要求11所述的系统，还包括：
第一致动器，所述第一致动器连接到所述管道并且构造成使所述管道沿第一方向移动；
第二致动器，所述第二致动器连接到所述管道并且构造成使所述管道沿垂直于所述第一方向的第二方向移动；和
与每一个致动器关联的位置监测器，其中，所述致动器和所述位置监测器构造成使所述管道在x-y平面中移动。
13.根据权利要求9所述的系统，其中，所述孔具有大约2厘米至大约10厘米之间的直径，所述气流偏转器延伸超过所述孔的边缘至少5厘米，所述腔具有大约2厘米至大约12厘米之间的直径，并且所述管道具有大约4厘米至大约25厘米之间的长度。
14.根据权利要求7所述的系统，其中，所述消散器包括具有腔的管道，所述组织化的股穿过所述腔。
15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述腔具有大约2厘米至大约12厘米之间的直径。
16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述管道的侧壁被穿孔，并且包括大约1％至大约90％之间的开放空间。
17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述管道具有大约4厘米至大约25厘米之间的长度。
18.一种消散器，所述消散器包括：
包括孔的气流偏转器；和
具有腔的管道，所述腔与所述孔对齐，由此组织化的股穿过所述孔和所述腔，以移除来自组织化过程的过量空气。
19.根据权利要求18所述的消散器，其中，所述孔具有大约2厘米至大约10厘米之间的直径，所述腔具有大约2厘米至大约12厘米之间的直径，所述管道具有大约4厘米至大约25厘米之间的长度，并且所述管道的侧壁被穿孔并且包括在大约1％和大约90％之间的开放空间。
20.根据权利要求18所述的消散器，其中，所述管道被可枢转地安装到所述气流偏转器，以提供所述管道沿第一方向的运动，并且其中所述空气偏转器被可枢转地安装，以提供所述管道沿第二方向的运动。
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