CN110241469B - 一种离心纺喷丝装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种离心纺喷丝装置，在喷丝器与流量泵之间加装缓冲用的缓存罐，流量泵向缓存罐内供料，缓存罐内的纺丝溶液通过自重流入喷丝器中，避免流量泵的压力波动影响及泄漏问题；本发明采用管路控制技术实现一套供料装置同时自动向多个缓存罐供料，大大提高工作效率，降低人员的劳动强度；本发明采用横移装置带动喷丝装置在收集带上方沿收集带宽度方向做水平往复运动，使得喷丝器喷出的纤维覆盖在整个收集带上，实现宽幅非织造生产。
Description
技术领域
本发明涉及纺织技术领域，尤其涉及一种离心纺喷丝装置。
背景技术
目前对于离心纺丝技术来说，其纤维的成型机理已经被深入研究，而待解决的存在的技术问题在于如何实现离心纺连续大批量生产；传统的离心纺供料系统为半连续供料系统，即每次进行离心纺实验时，通过注射器将纺丝溶液输入至喷丝器的储液腔体中，纺丝过程为非连续方式。
为实现连续供料，申请号为CN201510621573.0的发明专利提供了一种适用于溶液法离心纺丝的连续供料装置，包括电机和喷丝器，电机设于机架上，传动轴一端接于电机，另一端与喷丝器相接；该装置还包括一个通过支撑杆固定在机架上的软管固定座，其内部具有纵向的通孔；通孔两端各设有一个轴承，所述传动轴安装于法兰轴承中，并与通孔的中心线重合；一根橡胶软管穿过设于软管固定座一侧的斜向通孔，橡胶软管的进料口接至注射泵的出口，其出料口悬空伸入喷丝器的中空腔体，且不与腔体内壁或传动轴接触；此供料装置存在的问题是：喷丝器与传动轴连接实现转动，橡胶软管悬空伸入喷丝器中空腔体内，但橡胶软管固定在软管固定座上，而软管固定座并不转动，使得此技术无法实现。
申请号为CN201820388681.7的专利提供了一种离心静电纺丝装置，包括离心纺丝喷头、驱动所述离心纺丝喷头的驱动机构，所述离心纺丝喷头与纺丝溶液输送装置相连；所述驱动机构包括位于所述离心纺丝喷头底部的离心转轴，纺丝溶液输送装置包括上料泵、进料管道以及储料仓，所述进料管道一端与所述储料仓连接，另一端与所述离心转轴下端连接；所述离心转轴为中空管体，所述离心纺丝喷头内所述储液腔体的底部与所述离心转轴上端连通；此装置采用上料泵将纺丝溶液通过进料管道泵入离心纺丝喷头内的储液腔体，由于结构限制，上料泵必须持续供料，上料泵的压力通常处于波动状态，则上料泵的波动压力会直接传递到离心纺丝喷头内，使得离心纺丝质量受到影响；另外由于上料泵与离心纺丝喷头内的储液腔体通过进料管道直接连接，上料泵在供料时使得整个管路压力升高，离心转轴处于高速旋转状态，而进料管道处于静止状态，使得离心转轴与进料管道的连接处在压力作用下容易发生泄漏。
发明内容
针对现有离心纺生产技术存在的不足，本发明旨在提供一种离心纺喷丝装置，本发明在喷丝器与流量泵之间加装缓冲用的缓存罐，流量泵向缓存罐内供料，缓存罐内的纺丝溶液通过自重流入喷丝器中，避免流量泵的压力波动影响及泄漏问题。
本发明是通过以下技术方案予以实现的。
一种离心纺喷丝装置，所述喷丝装置包括缓存罐、导料管和喷丝器，所述导料管上端伸入所述缓存罐内，下端插入喷丝器内，所述缓存罐内的纺丝溶液通过导料管进入喷丝器内，喷丝器高速旋转时将纺丝溶液喷出进行离心纺。
进一步地，若干套所述喷丝装置对称安装在横移装置两侧，所述横移装置固定安装在机架上；所述横移装置驱动所述喷丝装置在所述收集装置上方做水平往复运动，使得所述喷丝装置喷出的纤维覆盖整个收集装置。
所述横移装置包括固定支架、安装在固定支架上的横移运动单元和横移支杆；所述固定支架两端安装在机架上；所述横移运动单元的滑块上安装有安装板；所述横移支杆安装在所述安装板上，所述横移运动单元通过安装板带动所述横移支杆做水平往复运动。
进一步地，所述喷丝装置分别安装在横移支杆两端。
进一步地，喷丝装置还包括空心轴；所述导料管设置在空心轴的中心孔内，与所述中心孔不接触；所述喷丝器固定安装在所述空心轴下端。
为了保证纺丝溶液不会漏出，在所述缓存罐和端盖之间加装有密封圈；为防止被纺丝溶液腐蚀，所述密封圈的材质为耐腐蚀橡胶。
所述端盖上安装有接头，所述供料装置通过所述接头将纺丝溶液泵入所述缓存罐内。
所述缓存罐上还加工有凹槽，并在凹槽上安装有钢化玻璃板，便于人工观察料位情况。
为了使喷丝器高速旋转，所述喷丝装置还包括电机、主动带轮、从动带轮和同步带；所述电机的输出轴连接所述主动带轮；所述从动带轮与空心轴连接；所述同步带套在所述主动带轮和所述从动带轮上，所述直流电机驱动所述主动带轮旋转，所述主动带轮通过同步带和从动带轮驱动所述空心轴转动，进而带动喷丝器旋转。
进一步地，喷丝装置还包括缓存罐支架、直流电机支架和支撑板；所述缓存罐支架和直流电机支架均固定在所述支撑板上。
为了调整所述喷丝器的高度，以保证喷丝器与收集装置之间的合理距离，所述喷丝装置还包括调节丝杆、螺母、调节板、导杆和基板；所述调节丝杆通过轴承座安装在所述调节板上，并与安装在所述调节板上的所述螺母配合，所述导杆的上端与所述调节板连接，下端贯穿所述基板并安装在所述支撑板上。
进一步地，所述喷丝装置还包括直线轴承，所述直线轴承固定安装在所述基板上，所述导杆套在所述直线轴承内。
进一步地，所述调节丝杆上端固定安装有手轮。
手动旋转所述手轮，驱动所述调节丝杆在所述螺母内转动，调整所述调节板与所述基板之间的距离，从而调整和之间的距离，由于所述横移支杆固定不动，进而使得所述支撑板上的喷丝器的高度发生变化。
当所述喷丝器高速旋转时，所述纺丝溶液从喷丝器上的通孔内射出，在空气阻力、流体的黏性力及自身的惯性力的共同作用下，在射流轴向上产生一对轴向拉伸力的作用下，在扇形区域形成扩散性射流，此时纺丝半径逐渐变大；紧接着，由于离心纺喷丝器的高速旋转，其所造成的气流场开始对射流进行引导性牵伸，并在重力的作用下，射流轨迹逐渐向下偏移，且纺丝半径呈逐渐变小，这样经过射流的产生、拉伸、颈缩的过程后最终形成的纤维呈螺旋线下降并收集于所述收集装置上，最终形成均匀的离心纺纤维网。
作为本发明的进一步限定，本发明的装置中还包括供料装置，所述供料装置包括内装有纺丝溶液的储料罐和流量泵；所述储料罐通过管路与所述流量泵连接，所述流量泵与若干个所述缓存罐通过管路连接。
其中，所述流量泵和所述缓存罐之间的管路上设置有电动开关阀和流量计。
所述储料罐内设置有液位计；当所述储料罐内的纺丝溶液液位低于所述液位计的位置时，所述液位计发送信号至所述控制系统，所述控制系统向操作人员发出警报，由人工向所述储料罐内补料。
所述缓存罐上也设置有液位计；当若干个中的一个所述缓存罐内的纺丝溶液低于所述液位计高度时，所述缓存罐内的所述液位计发送信号至所述控制系统，所述控制系统控制与该所述缓存罐对应的所述电动开关阀打开，管路内的纺丝溶液进入所述缓存罐内。
所述流量泵和所述缓存罐之间的管路上还设置有流量计；当所述电动开关阀打开向所述缓存罐供料时，所述流量计检测进入所述缓存罐内的纺丝溶液的流量，当达到设定值后，所述流量计向控制系统发送信号，所述控制系统控制控制所述电动开关阀关闭，停止向所述缓存罐供料。
所述储料罐上安装有搅拌器；在向所述缓存罐供料的同时，所述搅拌器对所述储料罐内的纺丝溶液进行搅拌。
所述喷丝装置的另一种结构形式，所述喷丝器上安装有至少一个喷丝嘴；所示喷丝嘴的形状为内径逐渐变小的锥形；所述喷丝器内的所述纺丝溶液通过所述喷丝嘴射出。
所述喷丝装置的另一种结构形式，所述喷丝器上安装有至少一个喷丝嘴；所示喷丝嘴为台阶形式；所述喷丝器内的所述纺丝溶液通过所述喷丝嘴射出。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1本发明在喷丝器与流量泵之间加装缓冲用的缓存罐，流量泵向缓存罐内供料，缓存罐内的纺丝溶液通过自重流入喷丝器中，避免流量泵的压力波动影响及泄漏问题；
2本发明采用管路控制技术实现一套供料装置同时自动向多个缓存罐供料，大大提高工作效率，降低人员的劳动强度。
3本发明采用横移装置带动喷丝装置在收集带上方沿收集带宽度方向做水平往复运动，使得喷丝器喷出的纺丝覆盖在整个收集带上，实现宽幅非织造生产。
附图说明
图1为一种离心纺喷丝装置的示意图
图2为本发明中的纺丝装置示意图
图3为本发明中的纺丝单元示意图
图4为本发明中的纺丝单元剖视图
图5为图4A部放大视图
图6为本发明中的供料装置示意图
图7为本发明实施例2中的纺丝单元剖视图
图8为本发明实施例3中的纺丝单元剖视图
图中：12、供料装置；13、纺丝装置；131、纺丝单元；132、横移装置；133、喷丝装置；132、横移装置；1321、固定支架；1322、横移运动单元；1324、横移支杆；1337、直流电机；1338、主动带轮；1339、从动带轮；1340、喷丝器；1342、缓存罐；1343、端盖；1344、导料管；1345、空心轴；1346、同步带；1348、通孔；1349、凹槽；1351、缓存罐支架；1352、直线电机支架；1353、支撑板；1332、调节丝杆；1350、螺母；1333、调节板；1334、导杆；1335、直线轴承；1336、基板；121、储料罐；123、流量泵；124、电动开关阀；122、液位计；125、流量计；126、搅拌器。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围
下面通过具体的实施例子并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例1
如图1所示，一种离心纺喷丝装置，包括供料装置12和纺丝装置13；所述供料装置12向所述纺丝装置13供料；所述纺丝装置13进行离心纺；所述纺丝装置13，包括至少一套纺丝单元131，根据对离心纺纤维网的厚度要求，选择纺丝单元131的个数。
如图2所示，所述纺丝单元131，包括横移装置132和两套对称安装在横移装置132两侧的喷丝装置133；所述横移装置132固定安装在机架11上；所述横移装置132驱动所述喷丝装置133在所述收集装置14上方做水平往复运动，使得所述喷丝装置133喷出的纺丝覆盖在整个收集装置14上。
所述横移装置132，包括固定支架1321、横移运动单元1322和横移支杆1324；所述固定支架1321为工字型，两端固定安装在机架11上；所述横移运动单元1322固定安装在固定支架1321上；所述横移运动单元1322的滑块上固定安装有安装板1323；两根所述横移支杆1324固定安装在安装板1323上；所述横移运动单元1322通过安装板1323驱动横移支杆1324做水平运动；两套所述喷丝装置133分别安装在两根横移支杆1324两端。
如图3-5所示，所述喷丝装置133，包括缓存罐1342、导料管1344、空心轴1345和喷丝器1340；所述导料管1344设置在空心轴1345的中心孔内，与所述中心孔不接触；所述导料管1344上端通过螺纹连接固定在所述缓存罐1342内，固定连接处加装耐腐蚀橡胶垫进行密封处理，下端插入喷丝器1340内；所述喷丝器1340固定安装在所述空心轴1345下端，与所述空心轴1345接触的端面设置有耐腐蚀橡胶垫；所述缓存罐1342内的纺丝溶液通过导料管1344进入喷丝器1340内，所述喷丝器1340上加工有至少一个通孔1348，所述纺丝溶液在喷丝器1340高速旋转时可从所述通孔1348内射出。
为了保证纺丝溶液不会漏出，在所述缓存罐1342和端盖1343之间加装有耐腐蚀橡胶垫。
所述端盖1343上安装有接头，所述供料装置12通过所述接头将纺丝溶液泵入所述缓存罐1342内。
所述缓存罐1342上还加工有凹槽1349，并在凹槽1349上安装有钢化玻璃板1341，便于人工观察料位情况。
为了使喷丝器1340高速旋转，所述喷丝装置133，还包括直流电机1337、主动带轮1338、从动带轮1339和同步带1346；所述主动带轮1338通过键连接固定安装在直流电机1337的输出轴上；所述从动带轮1339通过键连接固定安装在所述空心轴1345上；所述同步带1346套在所述主动带轮1338和所述从动带轮1339上；所述直流电机1337驱动所述主动带轮1338旋转，所述主动带轮1338通过同步带1346和从动带轮1339驱动所述空心轴1345转动；由于所述喷丝器1340固定安装在所述空心轴1345下端，所以所述喷丝器1340与所述空心轴1345一起转动。
所述喷丝装置133，还包括缓存罐支架1351、直线电机支架1352和支撑板1353；所述缓存罐支架1351用于固定所述缓存罐1342；所述直流电机支架1352用于固定所述直流电机1337；所述缓存罐支架1351和直线电机支架1352均固定在所述支撑板1353上。
为了调整所述喷丝器1340的高度，以保证喷丝器1340与收集装置14之间的合理距离，所述喷丝装置133，还包括调节丝杆1332、螺母1350、调节板1333、导杆1334、直线轴承1335和基板1336；两根所述导杆1334下端固定安装在所述支撑板1353；所述基板1336固定安装在所述横移支杆1324上；两个所述直线轴承1335固定安装在所述基板1336上；两根所述导杆1334分别套在两根所述直线轴承1335上；两根所述导杆1334的上端与所述调节板1333固定连接；所述螺母1350固定安装在所述调节板1333上；所述调节丝杆1332与螺母1350配合；所述调节丝杆1332下端通过轴承座固定安装在所述调节板1333上；所述所述调节丝杆1332上端固定安装有手轮1331。
手动旋转所述手轮1331，驱动所述调节丝杆1332在所述螺母1350内转动，调整所述调节板1333与所述基板1336之间的距离，从而调整1324和1353之间的距离，由于所述横移支杆1324固定不动，进而使得所述支撑板1353上的喷丝器1340的高度发生变化。
当所述喷丝器1340高速旋转时，所述纺丝溶液从喷丝器1340上的通孔1348内射出，在空气阻力、流体的黏性力及自身的惯性力的共同作用下，在射流轴向上产生一对轴向拉伸力的作用下，在扇形区域形成扩散性射流，此时纺丝半径逐渐变大；紧接着，由于离心纺喷丝器的高速旋转，其所造成的气流场开始对射流进行引导性牵伸，并在重力的作用下，射流轨迹逐渐向下偏移，且纺丝半径呈逐渐变小，这样经过射流的产生、拉伸、颈缩的过程后最终形成的纤维呈螺旋线下降并收集于收集装置上，最终形成均匀的离心纺纤维网。
如图6所示，所述供料装置12，包括储料罐121和流量泵123；所述储料罐121通过管路与所述流量泵123连接，所述流量泵123与若干个所述缓存罐1342通过管路连接，同时为若干个所述缓存罐1342供料；所述储料罐121内装有纺丝溶液；所述流量泵123将所述储料罐121内的纺丝溶液泵入若干个所述缓存罐1342内。
所述流量泵123和所述缓存罐1342之间的管路上设置有电动开关阀124；所述流量泵123一直处于工作状态，所述电动开关阀124控制纺丝溶液是否进入所述缓存罐1342内。
所述储料罐121内设置有液位计122；当所述储料罐121内的纺丝溶液液位低于所述液位计122的位置时，所述液位计122发送信号至所述控制系统16，所述控制系统16向操作人员发出警报，由人工向所述储料罐121内补料。
所述缓存罐1342上也设置有液位计122；当若干个中的一个所述缓存罐1342内的纺丝溶液低于所述液位计122高度时，所述缓存罐1342内的所述液位计122发送信号至控制系统，所述控制系统控制与该所述缓存罐1342对应的所述电动开关阀124打开，管路内的纺丝溶液进入所述缓存罐1342内。
所述流量泵123和所述缓存罐1342之间的管路上还设置有流量计125；当所述电动开关阀124打开向所述缓存罐1342供料时，所述流量计125检测进入所述缓存罐1342内的纺丝溶液的流量，当达到设定值后，所述流量计125向控制系统发送信号，控制系统控制控制所述电动开关阀124关闭，停止向所述缓存罐1342供料。
所述储料罐121上安装有搅拌器126；在向所述缓存罐1342供料的同时，所述搅拌器126对所述储料罐121内的纺丝溶液进行搅拌。
具体使用时，人工向储料罐121内加料；控制系统控制流量泵123动作同时向若干个缓存罐1342供料，当若干个中的一个所述缓存罐1342内的纺丝溶液低于所述液位计122高度时，所述缓存罐1342内的所述液位计122发送信号至控制系统，所述控制系统控制与该所述缓存罐1342对应的所述电动开关阀124打开，管路内的纺丝溶液进入所述缓存罐1342内；所述流量计125检测进入所述缓存罐1342内的纺丝溶液的流量，当溶液体积达到设定值后所述流量计125向控制系统发送信号，控制系统控制控制所述电动开关阀124关闭，停止向所述缓存罐1342供料；
实施例2
与实施例1的不同之处在于，实施例2中的喷丝装置133，其所述喷丝器1340上安装有至少一个喷丝嘴1354；所示喷丝嘴的形状如图7所示，其内径逐渐变小形成锥形；所述喷丝器1340内的所述纺丝溶液通过所述喷丝嘴1354射出。
实施例3
与实施例1的不同之处在于，实施例3中的喷丝装置133，其所述喷丝器1340上安装有至少一个喷丝嘴1354；所示喷丝嘴的形状如图8所示，其结构为台阶形式；所述喷丝器1340内的所述纺丝溶液通过所述喷丝嘴1354射出。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。
Claims (4)
1.一种离心纺喷丝装置，其特征在于，包括供料装置(12)和纺丝装置(13)；所述供料装置(12)向所述纺丝装置(13)供料；所述纺丝装置(13)进行离心纺；所述纺丝装置(13)，包括至少一套纺丝单元(131)；所述纺丝单元(131)包括横移装置(132)和若干套对称安装在横移装置(132)两侧的喷丝装置(133)；所述喷丝装置包括缓存罐(1342)、导料管(1344)、喷丝器(1340)以及空心轴(1345)，所述导料管(1344)上端伸入所述缓存罐(1342)内，下端插入喷丝器(1340)内，所述缓存罐(1342)内的纺丝溶液通过导料管(1344)进入喷丝器(1340)内，喷丝器(1340)高速旋转时将纺丝溶液喷出进行离心纺；所述缓存罐(1342)内设置有液位计(122)；所述导料管(1344)设置在空心轴(1345)的中心孔内，与所述中心孔不接触；所述喷丝器(1340)固定安装在所述空心轴(1345)下端；
所述横移装置(132)固定安装在机架(11)上；所述横移装置(132)驱动所述喷丝装置(133)在收集装置(14)上方做水平往复运动；
所述供料装置(12)包括内装有纺丝溶液的储料罐(121)和流量泵(123)；所述储料罐(121)通过管路与所述流量泵(123)连接，所述流量泵(123)与若干个所述缓存罐(1342)通过管路连接；所述流量泵(123)和所述缓存罐(1342)之间的管路上设置有电动开关阀(124)和流量计(125)；所述储料罐(121)内设置有液位计(122)；
所述横移装置(132)包括固定支架(1321)、安装在固定支架(1321)上的横移运动单元(1322)和横移支杆(1324)；所述固定支架(1321)两端安装在机架(11)上；所述横移运动单元(1322)的滑块上安装有安装板(1323)；所述横移支杆(1324)安装在所述安装板(1323)上，所述横移运动单元(1322)通过安装板(1323)带动所述横移支杆(1324)做水平往复运动；所述喷丝装置(133)分别安装在横移支杆(1324)两端；
所述喷丝装置(133)还包括调节丝杆(1332)、螺母(1350)、调节板(1333)、导杆(1334)和基板(1336)；所述调节丝杆(1332)通过轴承座安装在所述调节板(1333)上，并与安装在所述调节板(1333)上的所述螺母(1350)配合，所述导杆(1334)的上端与所述调节板(1333)连接，下端贯穿所述基板(1336)并安装在支撑板(1353)上；所述喷丝装置(133)还包括直线轴承(1335)，所述直线轴承(1335)固定安装在所述基板(1336)上，所述导杆(1334)套在所述直线轴承(1335)内；所述喷丝装置(133)还包括电机(1337)、主动带轮(1338)、从动带轮(1339)和同步带(1346)；所述电机(1337)的输出轴连接所述主动带轮(1338)；所述从动带轮(1339)与空心轴(1345)连接；所述同步带(1346)套在所述主动带轮(1338)和所述从动带轮(1339)上。
2.根据权利要求1所述的离心纺喷丝装置，其特征在于，所述喷丝装置(133)还包括缓存罐支架(1351)、直流电机支架(1352)和支撑板(1353)；所述缓存罐支架(1351)和直流电机支架(1352)均固定在所述支撑板(1353)上。
3.根据权利要求1所述的离心纺喷丝装置，其特征在于，所述调节丝杆(1332)上端固定安装有手轮(1331)。
4.根据权利要求1所述的离心纺喷丝装置，其特征在于，所述储料罐(121)上安装有搅拌器(126)。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
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