CN103071401A - 可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向w形扩幅装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及聚四氟乙烯微孔膜扩幅装置。可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置，其特征在于它包括2-30个横向W形扩幅机构，2-30个横向W形扩幅机构沿横向拉幅机的拉伸段布置；所述的横向W形扩幅机构包括上压轮机构和下压轮机构，所述的上压轮机构包括上压轮轴、多个上压轮、上压轮升降机构，多个上压轮设置在上压轮轴上，上压轮轴的两端部分别由轴承与上压轮升降机构相连，多个上压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的上方；下压轮机构位于上压轮机构的正下方，下压轮与上压轮轴向错开布置。该装置可实现聚四氟乙烯微孔膜横向拉伸时，聚四氟乙烯微孔膜的孔径均匀性及厚度的均匀性好。

Description

可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置

技术领域

本发明涉及聚四氟乙烯微孔膜扩幅装置。

背景技术

长期以来，由于工业生产所产生的粉尘物及烟囱中的烟尘排放在大气中造成了空气的严重污染，给人们的身体健康造成严重影响，聚四氟乙烯微孔膜由于具有耐高温、耐酸碱、不易老化、膜面光滑不粘、开孔率高、孔径小等特点，成膜后孔径小（可达0.2um）孔隙率高（最高达85%），是净化空气、治理空气污染最理想的过滤材料，特别是高温烟尘的过滤。但由于聚四氟乙烯微孔膜在生产中横向拉伸时的不均匀性导致聚四氟乙烯微孔膜的孔径不均匀性及厚度的不均匀性，特别是孔径局部增大、开孔率下降，严重的影响了聚四氟乙烯微孔膜在空气净化、粉尘过滤、特别是高温烟尘的过滤等领域里的广泛应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置，该装置可实现聚四氟乙烯微孔膜横向拉伸时，聚四氟乙烯微孔膜的孔径均匀性及厚度的均匀性好。

为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置，其特征在于它包括2-30个横向W形扩幅机构，2-30个横向W形扩幅机构沿横向拉幅机的拉伸段布置；所述的横向W形扩幅机构包括上压轮机构和下压轮机构，所述的上压轮机构包括上压轮轴、多个上压轮、上压轮升降机构，多个上压轮设置在上压轮轴上，上压轮轴的两端部分别由轴承与上压轮升降机构相连，多个上压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的上方；

下压轮机构位于上压轮机构的正下方，下压轮机构包括下压轮轴、多个下压轮、下压轮升降机构，多个下压轮设置在下压轮轴上，下压轮轴的两端部分别由轴承与下压轮升降机构相连，多个下压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的下方，下压轮与上压轮错开布置。

所述的上压轮轴的一端由联轴器与上压轮轴驱动电机（可采用变频电机）的输出轴相连。

所述的下压轮轴的一端由联轴器与下压轮轴驱动电机（可采用变频电机）的输出轴相连。

所述的可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置还包括在线测厚调控装置，在线测厚调控装置设置在最后一个横向W形扩幅机构之后；所述在线测厚调控装置包括厚度调控机构、测厚仪、控制电路，测厚仪位于厚度调控机构之后，测厚仪的输出端由信号线与控制电路的信号输入端相连，控制电路的控制输出端由导线与厚度调控机构的调控电机、主动旋转电机相连；所述的厚度调控机构包括上调整压轮机构和下调整压轮机构；

所述上调整压轮机构包括横梁、支臂、上调整压轮、调控电机、被动链轮、螺杆、螺母、主动链轮、链条、主动旋转轴，支臂、上调整压轮、调控电机、被动链轮、螺杆、螺母、主动链轮、链条的个数相同且均为多个，被动链轮和上调整压轮设置在同一被动旋转轴上，该被动旋转轴由轴承设置在支臂的一端部，支臂的中部铰接在主动旋转轴上，主动旋转轴由轴承设置在横梁上，支臂的另一端固定有螺母，螺杆的一端旋入螺母中， 螺杆的另一端由联轴器与调控电机的输出轴相连，调控电机固定在横梁上，主动链轮设置在主动旋转轴上，主动旋转轴与主动旋转电机（可采用变频电机）的输出轴相连，主动链轮与被动链轮由链条相连，上调整压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的上方；

下调整压轮机构位于上调整压轮机构的下方；

所述下调整压轮机构包括横梁、支臂、下调整压轮、调控电机、被动链轮、螺杆、螺母、主动链轮、链条、主动旋转轴，支臂、下调整压轮、调控电机、被动链轮、螺杆、螺母、主动链轮、链条的个数相同且均为多个，被动链轮和下调整压轮设置在同一被动旋转轴上，该被动旋转轴由轴承设置在支臂的一端部，支臂的中部铰接在主动旋转轴上，主动旋转轴由轴承设置在横梁上，支臂的另一端固定有螺母，螺杆的一端旋入螺母中， 螺杆的另一端由联轴器与调控电机的输出轴相连，调控电机固定在横梁上，主动链轮设置在主动旋转轴上，主动旋转轴与主动旋转电机（可采用变频电机）的输出轴相连，主动链轮与被动链轮由链条相连，下调整压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的下方，下调整压轮与上调整压轮错开布置。

所述多个上压轮之间的等距离布置，多个下压轮之间的等距离布置。相邻的两上压轮、相邻的两下压轮的排列间距为70mm-300mm，最佳取100mm。在两链夹边的压轮的间距与链夹边间距应为1/2个间距。

所述上压轮和下压轮的外径均为光洁圆弧面，轮径80mm-400mm，最佳取150mm-250mm。

上压轮与下压轮的间距a和聚四氟乙烯微孔膜的楔入量b决定着聚四氟乙烯微孔膜的拉伸率D，根据勾股定理a2+b2=c2，拉升率D=c/a，拉伸率D取1.05-1.80，最佳取拉伸率1.15-1.40为宜。

该装置通过驱动机构传动上压轮、下压轮与走膜同步同向或超喂旋转(改变压轮轴上的驱动变频电机，与链夹上的驱动变频电机的频率，可改变超喂量)，超喂率为0-50%选取（超喂率=压轮线速度：链夹线速度-1）。该W扩幅装置为扩幅段设置为2级-30级，如每级拉伸率D按1.2选取，14级扩幅装置即1.2¹⁴=15.4倍。

因聚四氟乙烯微孔膜在横向拉伸时两边链夹夹持薄膜（即聚四氟乙烯微孔膜）在梯形滑道被拉伸，由于拉伸力由两边向中间传递时被逐渐衰减和滞后而产生横向拉伸的不均匀性，使薄膜中间厚两边薄，两边孔径大中间孔径小及弓曲现象。为了改变聚四氟乙烯微孔膜在横向拉伸的非均匀性，本发明是在横向拉幅机的拉伸段加装本发明的横向W形扩幅装置，使薄膜在拉伸时的平面拉伸变为多面立体拉伸，由两边拉伸力变为多处由多个压轮均匀分布进行扩幅的拉伸力，加之上下压轮的自转推动薄膜同步移动或超位移动，克服了走膜时的滞后，消除可弓曲现象。

一、由于上下压轮对薄膜的楔入作用使薄膜的平面变为立体W形而得到拉伸，同时拉伸力是由轮与轮之间产生，使通用的链夹两边的拉伸力变为每个压轮的扩伸力，使两边的不均匀的拉伸力很均匀地分布在多个上下压轮处，克服了通用拉幅时的两边不均匀拉伸力变为几十至几百处的均匀扩伸力，使聚四氟乙烯微孔膜在横向拉幅中的非均匀难题得到根本的解决。二是上下压轮轴，由电机驱动旋转，它驱动上下压轮与链夹同向同步或超喂运行，克服薄膜行走时的滞后现象。三是扩幅拉伸时薄膜成W形状，其上下压轮的间距为a与上下压轮楔入量b决定拉伸率D的值，根据勾股定理：a2+b2=c2。拉升率D=c/a

在该装置后设有在线测厚调控装置，测厚仪将拉伸时的薄膜（聚四氟乙烯微孔膜）在线检测，将检测到薄膜厚度的数据输入计算机（控制电路）变为电信号放大后输入对应的各个调整压轮的升降驱动机构（调控电机、螺杆、螺母等），使聚四氟乙烯微孔膜厚度均匀性和孔径的均匀性更进一步得到在线自动检测和调控。其中在扩幅的尾端安装着调节薄膜厚度均匀的厚度调控机构。当在线跟踪的测厚仪将所测数据输入计算机经运算变为电信号放大后正负电荷输入相对应上下调整压轮的调控电机，驱动调控电机作正向或反向旋转驱动螺杆正转或反转，使上下调整压轮根据测厚的指令对各自的对应测点的各个调整压轮作升降运动，改变各个调整压轮楔入量b的大小，而使拉伸率D改变，最终使全幅薄膜的厚度均匀性得到在线的自动检测调控。实现了聚四氟乙烯微孔膜的横向拉伸中的厚度均匀性、孔径的均匀性得到有效精确控制。被动链轮带动调整压轮与两边的链夹同向同步或超喂（超喂率0-50%）旋转，以利消除弓曲现象。

本发明的有益效果是：该装置可实现聚四氟乙烯微孔膜横向拉伸时，聚四氟乙烯微孔膜的孔径均匀性及厚度的均匀性好。

附图说明

图1是本发明的结构示意图（俯视）。

图2是图1沿A-A线的剖视图。

图3是本发明在线测厚调控装置的上调整压轮机构的结构示意图。

图4是拉伸率c的图。

图中：1-聚四氟乙烯微孔膜，2-上压轮轴，3-上压轮，4-在线测厚调控装置，5-调控电机，6-横梁，7-被动链轮，8-上调整压轮，9-测厚仪，10-第一链夹，11-第二链夹，12-下压轮，13-下压轮轴，14-螺杆，15-螺母，16-支臂，17-主动链轮，18-链条，19－主动旋转轴。图中箭头表示聚四氟乙烯微孔膜运动方向。

具体实施方式

如图1、图2、图3所示，可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置，它包括2-30个横向W形扩幅机构(图1中采用的是3个)，2-30个横向W形扩幅机构沿横向拉幅机的拉伸段布置；所述的横向W形扩幅机构包括上压轮机构和下压轮机构，所述的上压轮机构包括上压轮轴2、多个上压轮3、上压轮升降机构，多个上压轮设置在上压轮轴上（多个上压轮的个数根据聚四氟乙烯微孔膜的宽度和所需扩幅的均匀性而定，一般可采用4-40个），上压轮轴的两端部分别由轴承与上压轮升降机构相连（即上压轮轴能旋转；上压轮升降机构可为电机驱动的丝杆副、液压缸或气压缸等，以及升降架），多个上压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的上方（上压轮升降机构可使上压轮将聚四氟乙烯微孔膜压下，如图2所示）；

下压轮机构位于上压轮机构的正下方，下压轮机构包括下压轮轴13、多个下压轮12、下压轮升降机构，多个下压轮设置在下压轮轴上（多个下压轮的个数根据聚四氟乙烯微孔膜的宽度和所需扩幅的均匀性而定，一般可采用4-40个），下压轮轴的两端部分别由轴承与下压轮升降机构相连（即下压轮轴能旋转；下压轮升降机构可为电机驱动的丝杆副、液压缸或气压缸等，以及升降架），多个下压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的下方（下压轮升降机构可使下压轮将聚四氟乙烯微孔膜顶上，如图2所示），下压轮与上压轮轴向错开布置（即两相邻的上压轮之间设一下压轮，两相邻的下压轮之间设一上压轮；并使上压轮、下压轮楔入聚四氟乙烯微孔膜的下上面，使聚四氟乙烯微孔膜平面成多面W形波面而扩幅）。下压轮机构的结构与上压轮机构的结构相同。

所述的上压轮轴的一端由联轴器与上压轮轴驱动电机的输出轴相连（即上压轮轴驱动电机带动上压轮轴旋转，从而使上压轮旋转）。

所述的下压轮轴的一端由联轴器与下压轮轴驱动电机的输出轴相连（即下压轮轴驱动电机带动下压轮轴旋转，从而使下压轮旋转）。

所述的可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置还包括在线测厚调控装置4，在线测厚调控装置设置在最后一个横向W形扩幅机构之后；所述在线测厚调控装置包括厚度调控机构、测厚仪、控制电路，测厚仪位于厚度调控机构之后（测厚仪用于测量聚四氟乙烯微孔膜的厚度），测厚仪的输出端由信号线与控制电路的信号输入端相连，控制电路的控制输出端由导线与厚度调控机构的调控电机5、主动旋转电机相连（即控制调控电机工作，从而控制调整压轮升降）；所述的厚度调控机构包括上调整压轮机构和下调整压轮机构；

所述上调整压轮机构（如图3所示）包括横梁6、支臂16、上调整压轮8、调控电机5、被动链轮7、螺杆14、螺母15、主动链轮17、链条18、主动旋转轴19，支臂16、上调整压轮8、调控电机5、被动链轮7、螺杆14、螺母15、主动链轮17、链条18的个数相同且均为多个（个数根据聚四氟乙烯微孔膜的宽度和所需扩幅的均匀性而定，一般可采用10-60个，个数多均匀性好），被动链轮7和上调整压轮8设置在同一被动旋转轴上，该被动旋转轴由轴承设置在支臂16的一端部（即被动旋转轴能旋转），支臂的中部铰接在主动旋转轴上，主动旋转轴19由轴承设置在横梁6上（即主动旋转轴能旋转），支臂16的另一端固定有螺母15，螺杆14的一端旋入螺母15中， 螺杆14的另一端由联轴器与调控电机5的输出轴相连，调控电机5固定在横梁6上，主动链轮17设置在主动旋转轴19上，主动旋转轴与主动旋转电机的输出轴相连，主动旋转电机固定在横梁上，主动链轮17与被动链轮7由链条18相连，上调整压轮8位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的上方（上调整压轮可将聚四氟乙烯微孔膜压下）；

下调整压轮机构位于上调整压轮机构的下方；

所述下调整压轮机构包括横梁、支臂、下调整压轮、调控电机、被动链轮、螺杆、螺母、主动链轮、链条、主动旋转轴，支臂、下调整压轮、调控电机、被动链轮、螺杆、螺母、主动链轮、链条的个数相同且均为多个（个数根据聚四氟乙烯微孔膜的宽度和所需扩幅的均匀性而定，一般可采用10-60个，个数多均匀性好），被动链轮和下调整压轮设置在同一被动旋转轴上，该被动旋转轴由轴承设置在支臂的一端部（即被动旋转轴能旋转），支臂的中部铰接在主动旋转轴上，主动旋转轴19由轴承设置在横梁6上（即主动旋转轴能旋转），支臂的另一端固定有螺母，螺杆的一端旋入螺母中， 螺杆的另一端由联轴器与调控电机的输出轴相连，调控电机固定在横梁上，主动链轮设置在主动旋转轴上，主动旋转轴与主动旋转电机的输出轴相连，主动旋转电机固定在横梁上，主动链轮与被动链轮由链条相连，下调整压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的下方（下调整压轮可将聚四氟乙烯微孔膜顶上），下调整压轮与上调整压轮轴向错开布置（即两相邻的上调整压轮之间设一下调整压轮，两相邻的下调整压轮之间设一上调整压轮；并使上调整压轮、下调整压轮楔入聚四氟乙烯微孔膜的上下面，使聚四氟乙烯微孔膜平面成多面W形波面而扩幅）。下调整压轮机构的结构与上调整压轮机构的结构相同。

所述多个上压轮之间的等距离布置，多个下压轮之间的等距离布置。相邻的两上压轮、相邻的两下压轮的排列间距为70mm-300mm，最佳取100mm，在两链夹边的压轮的间距与链夹边间距应为1/2个间距。

所述上压轮和下压轮的外径均为光洁圆弧面，轮径80mm-400mm，最佳取150mm-250mm。

如图4所示，上压轮与下压轮的间距a和聚四氟乙烯微孔膜的楔入量b决定着聚四氟乙烯微孔膜的拉伸率D，根据勾股定理a2+b2=c2，拉伸率D=c/a，拉伸率D取1.05-1.80，最佳取拉伸率1.15-1.40为宜。

说明：上述各实施例仅用于说明本发明其中各部件的结构、连接、传动方式都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的变换和改进均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (6)

1.可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置，其特征在于它包括2-30个横向W形扩幅机构，2-30个横向W形扩幅机构沿横向拉幅机的拉伸段布置；所述的横向W形扩幅机构包括上压轮机构和下压轮机构，所述的上压轮机构包括上压轮轴、多个上压轮、上压轮升降机构，多个上压轮设置在上压轮轴上，上压轮轴的两端部分别由轴承与上压轮升降机构相连，多个上压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的上方；

下压轮机构位于上压轮机构的正下方，下压轮机构包括下压轮轴、多个下压轮、下压轮升降机构，多个下压轮设置在下压轮轴上，下压轮轴的两端部分别由轴承与下压轮升降机构相连，多个下压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的下方，下压轮与上压轮错开布置。

2.根据权利要求1所述的可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置，其特征在于，所述的上压轮轴的一端由联轴器与上压轮轴驱动电机的输出轴相连。

3.根据权利要求1所述的可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置，其特征在于，所述的下压轮轴的一端由联轴器与下压轮轴驱动电机的输出轴相连。

4.根据权利要求1所述的可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置，其特征在于，所述的可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置还包括在线测厚调控装置，在线测厚调控装置设置在最后一个横向W形扩幅机构之后；所述在线测厚调控装置包括厚度调控机构、测厚仪、控制电路，测厚仪位于厚度调控机构之后，测厚仪的输出端由信号线与控制电路的信号输入端相连，控制电路的控制输出端由导线与厚度调控机构的调控电机、主动旋转电机相连；所述的厚度调控机构包括上调整压轮机构和下调整压轮机构；

所述上调整压轮机构包括横梁（6）、支臂（16）、上调整压轮（8）、调控电机（5）、被动链轮（7）、螺杆（14）、螺母（15）、主动链轮（17）、链条（18）、主动旋转轴（19），支臂（16）、上调整压轮（8）、调控电机（5）、被动链轮（7）、螺杆（14）、螺母（15）、主动链轮（17）、链条（18）的个数相同且均为多个，被动链轮（7）和上调整压轮（8）设置在同一被动旋转轴上，该被动旋转轴由轴承设置在支臂（16）的一端部，支臂（16）的中部铰接在主动旋转轴（19）上，主动旋转轴（19）由轴承设置在横梁（6）上，支臂（16）的另一端固定有螺母（15），螺杆（14）的一端旋入螺母（15）中， 螺杆（14）的另一端由联轴器与调控电机（5）的输出轴相连，调控电机（5）固定在横梁（6）上，主动链轮（17）设置在主动旋转轴（19）上，主动旋转轴与主动旋转电机的输出轴相连，主动链轮（17）与被动链轮（7）由链条（18）相连，上调整压轮（8）位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的上方；

下调整压轮机构位于上调整压轮机构的下方；

所述下调整压轮机构包括横梁、支臂、下调整压轮、调控电机、被动链轮、螺杆、螺母、主动链轮、链条、主动旋转轴，支臂、下调整压轮、调控电机、被动链轮、螺杆、螺母、主动链轮、链条的个数相同且均为多个，被动链轮和下调整压轮设置在同一被动旋转轴上，该被动旋转轴由轴承设置在支臂的一端部，支臂的中部铰接在主动旋转轴上，主动旋转轴由轴承设置在横梁上，支臂的另一端固定有螺母，螺杆的一端旋入螺母中， 螺杆的另一端由联轴器与调控电机的输出轴相连，调控电机固定在横梁上，主动链轮设置在主动旋转轴上，主动旋转轴与主动旋转电机的输出轴相连，主动链轮与被动链轮由链条相连，下调整压轮位于横向拉幅机的拉伸段的聚四氟乙烯微孔膜通过线的下方，下调整压轮与上调整压轮轴向错开布置。

5.根据权利要求1所述的可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置，其特征在于，相邻的两上压轮、相邻的两下压轮的排列间距为70mm-300mm。

6.根据权利要求1所述的可在线自动检测控制的聚四氟乙烯微孔膜横向W形扩幅装置，其特征在于，所述上压轮和下压轮的外径均为光洁圆弧面，轮径为80mm-400mm。

Images