CN110512356B - 一种连续纤维流铺排成型系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连续纤维流铺排成型系统，包括机架、送网铺排装置、下吸风装置、加工执行装置、纤维喷出装置、原料供给装置和控制系统；送网铺排装置用于连续纤维流的输送；下吸风装置位于送网铺排装置的下方，用于将从纤维喷出装置喷出的连续纤维流吸附于送网铺排装置上；加工执行装置用于实现纤维喷出装置分别沿x、y、z轴方向的运动；纤维喷出装置和原料供给装置位于送网铺排装置上方；纤维喷出装置位于原料供给装置的前方；控制系统分别与送网铺排装置、下吸风装置、加工执行装置、纤维喷出装置和原料供给装置连接。本系统可实现在纤维网表面完成不同种类的纤维丝的铺排成型，可生产表面具有各种花型的多色或单色纤维网。

Description

一种连续纤维流铺排成型系统

技术领域

本发明涉及非织造设备领域，具体是一种连续纤维流铺排成型系统。

背景技术

随着航天航空、交通运输、民用建筑、生物医用和体育器材等领域的发展，对织物的弹性、灵活性、外观性能和花色有着更高的要求。目前纤维织物表面花型可通过编织成型、机织成型、缝合成型或粘接成型等方式成型，但是纤维织物特别是非织造布表面花型存在花型不易成型、花型单一等问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种连续纤维流铺排成型系统。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种连续纤维流铺排成型系统，其特征在于该系统包括机架、送网铺排装置、下吸风装置、加工执行装置、纤维喷出装置、原料供给装置和控制系统；

所述送网铺排装置可转动式安装于机架上，用于连续纤维流的输送；所述下吸风装置位于送网铺排装置的下方，用于将从纤维喷出装置喷出的连续纤维流吸附于送网铺排装置上；所述加工执行装置用于实现纤维喷出装置分别沿x、y、z轴方向的运动；所述纤维喷出装置和原料供给装置可拆卸式安装于加工执行装置上，位于送网铺排装置上方；纤维喷出装置与原料供给装置连接，纤维喷出装置位于原料供给装置的前方，原料供给装置为纤维喷出装置提供各种类型的纤维原料；所述控制系统分别与送网铺排装置、下吸风装置、加工执行装置、纤维喷出装置和原料供给装置连接；

所述纤维喷出装置包括分梳辊和喷嘴；所述原料供给装置包括原料仓、选料装置、选料器、喂料装置、给棉罗拉和给棉板；

所述原料仓安装于加工执行装置上；原料仓具有若干个储料空间；选料装置可转动式安装于加工执行装置上，位于原料仓的前方；所述选料装置包括若干个选料孔，每个选料孔通过管道与各自的原料仓的储料空间连接；所述选料器固定安装于加工执行装置上，位于选料装置选定的选料孔的正前方，用于将所选定的纤维吸入到喂料装置上；喂料装置可转动式安装于加工执行装置上，位于选料器的前方；所述给棉罗拉可转动式安装于加工执行装置上，位于喂料装置的前方，与喂料装置的末端连接；所述给棉板可运动式安装于加工执行装置上，位于给棉罗拉的上方，用于将给棉罗拉上的纤维推入到喷嘴中；所述喷嘴可拆卸式固定安装于加工执行装置上，喷嘴的纤维喂入口与给棉罗拉连接；分梳辊可转动式安装于加工执行装置上，位于喷嘴内部，用于开松梳理喂入的纤维；喷嘴的纤维喷出口正对送网铺排装置，经梳理后的连续纤维流从喷嘴的纤维喷出口喷出并吸附在送网铺排装置上。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)本系统可实现在纤维网表面完成不同种类的纤维丝或丝束的铺排成型，根据设计可生产表面具有各种花纹纹理和花型的多色或单色纤维网。

(2)本系统可放置于铺网工序(铺网机)和固网工序(针刺机)之间，实现非织造花型材料的自动化和连续化生产。

(3)喷嘴可通过加工执行装置提供xyz轴三个方向的运动，运动轨迹丰富；原料供给装置可根据需要放置各种类型的纤维丝或丝束；可根据需要更换各种类型和尺寸的喷嘴，纤维流可随意进行铺排，实现各种纤维流铺排方式。

附图说明

图1为本发明一种实施例的整体结构连接示意图；

图2为本发明一种实施例的选料装置示意图；

图中：1、送网铺排装置；11、传送辊；12、托网帘；2、下吸风装置；3、加工执行装置；4、纤维喷出装置；41、分梳辊；42、喷嘴；5、原料供给装置；51、原料仓；52、选料装置；521、选料孔；53、选料器；54、喂料装置；55、给棉罗拉；56、给棉板。

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种连续纤维流铺排成型系统(简称系统，参见图1-2)，其特征在于该系统包括机架、送网铺排装置1、下吸风装置2、加工执行装置3、纤维喷出装置4、原料供给装置5和控制系统；

所述送网铺排装置1可转动式安装于机架上，用于从纤维喷出装置4的喷嘴42喷出的连续纤维流的输送；所述下吸风装置2安装于机架上，位于送网铺排装置1的下方，用于将从纤维喷出装置4的喷嘴42喷出的连续纤维流吸附于送网铺排装置1上；所述加工执行装置3可拆卸式安装于机架上，用于实现纤维喷出装置4沿xyz轴三个方向的运动；所述纤维喷出装置4和原料供给装置5可拆卸式安装于加工执行装置3上，位于送网铺排装置1上方；纤维喷出装置4与原料供给装置5连接，纤维喷出装置4位于原料供给装置5的前方(按照纤维运动方向)，原料供给装置5为纤维喷出装置4提供各种类型的纤维原料；所述控制系统分别与送网铺排装置1、下吸风装置2、加工执行装置3、纤维喷出装置4和原料供给装置5连接；

所述纤维喷出装置4包括分梳辊41和喷嘴42；所述原料供给装置5包括原料仓51、选料装置52、选料器53、喂料装置54、给棉罗拉55和给棉板56；

所述原料仓51固定安装于加工执行装置3上；原料仓51具有若干个储料空间，每个储料空间可存储一种纤维原料；选料装置52通过轴与轴承配合可转动式安装于加工执行装置3上，位于原料仓51的前方；所述选料装置52包括若干个选料孔521，每个选料孔521通过管道与各自的原料仓51的储料空间连接；所述选料器53固定安装于加工执行装置3上，位于选料装置52选定的选料孔521的正前方，用于将所选定的纤维吸入到喂料装置54上；喂料装置54可转动式安装于加工执行装置3上，位于选料器53的前方；所述给棉罗拉55可转动式安装于加工执行装置3上，位于喂料装置54的前方，与喂料装置54的末端连接；所述给棉板56可运动式安装于加工执行装置3上，位于给棉罗拉55的上方，用于将给棉罗拉55上的纤维推入到喷嘴42中；所述喷嘴42可拆卸式固定安装于加工执行装置3上，喷嘴42的纤维喂入口与给棉罗拉55连接，用于将纤维喂入喷嘴42内部；分梳辊41可转动式安装于加工执行装置3上，位于喷嘴42内部，用于开松梳理喂入的纤维；喷嘴42的纤维喷出口正对送网铺排装置1，经梳理后的连续纤维流从喷嘴42的纤维喷出口喷出并吸附在送网铺排装置1上。

优选地，所述喷嘴42为锥形中空装置，可整体更换为各种类型和尺寸的喷嘴；

优选地，选料装置52为可自转的多孔圆柱形结构，孔径大小可不同。

优选地，所述选料器53采用负压吸风喷嘴。

优选地，所述喂料装置54包括喂料帘和输送辊；两个输送辊均通过轴和滚动轴承的配合可转动式安装于加工执行装置3上(具体是输送辊的内部固定有轴，轴的两端分别与滚动轴承的内圈固定，滚动轴承的外圈与加工执行装置3固定连接)，实现输送辊相对于加工执行装置3的转动；输送辊的动力由电机提供，具体是电机固定于加工执行装置3上，其输出端与输送辊的轴固定连接；所述喂料帘嵌套于两个输送辊外，输送辊转动带动喂料帘运动；

优选地，储料空间与选料孔521的数量相同。

优选地，所述控制系统可以采用单片机、工控板或PLC等多种开发平台；所述控制系统内安装有软件，用于发出各种指令并可根据反馈信号和加工情况进行调整，使得各个部件协调运行；具体是：根据纤维网的种类(花型、大小、形状、色彩、薄厚等)、纤维种类、纤维颜色、喷出量等参数使用不同数量、不同种类的纤维喷出装置4进行连续纤维流铺排；控制送网铺排装置1、加工执行装置3、分梳辊41、喂料装置54和给棉罗拉55的启停、输送速度和输送方式(连续或间歇)；控制下吸风装置2的压力；控制选料装置52选定的选料孔521；控制选料器53的启停；控制给棉板56的运动幅度。

优选地，所述送网铺排装置1包括传送辊11和托网帘12；两个传送辊11均通过轴和滚动轴承的配合可转动式安装于机架上(具体是传送辊11的内部固定有轴，轴的两端分别与滚动轴承的内圈固定，滚动轴承的外圈与机架固定连接)，实现传送辊11相对于机架的转动；传送辊11的动力由电机提供，具体是电机固定于机架上，其输出端与传送辊11的轴固定连接；所述托网帘12嵌套于两个传送辊11外，传送辊11转动带动托网帘12运动；喷嘴42的纤维喷出口正对托网帘12，经梳理后的连续纤维流从喷嘴42的纤维喷出口喷出并吸附在送网铺排装置1的托网帘12上。

优选地，所述下吸风装置2为负压装置，负压量可根据纤维网的原料、薄厚和形状等参数进行调整；下吸风装置2位于送网铺排装置1的托网帘12下方，布满整个托网帘12或者通过同步带实现随喷嘴42同步移动(具体是喷嘴42固定于同步带一上，同步带一通过同步带轮和轴与同步带二连接，同步带二通过同步带轮和轴与同步带三连接，同步带三与下吸风装置2的壳体固定连接)，用于将从喷嘴42的纤维喷出口喷出的连续纤维流吸附在托网帘12上，降低纤维网成型过程中的能耗。

所述托网帘12为多孔结构，可便于下吸风装置2完成负压抽吸；

优选地，所述加工执行装置3包括x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构和加工平台；x轴移动机构、y轴移动机构和z轴移动机构依次连接；x轴移动机构、y轴移动机构和z轴移动机构中的一个为末端移动机构，末端移动机构安装于机架上；x轴移动机构、y轴移动机构和z轴移动机构中的另一个为始端移动机构，始端移动机构上安装有加工平台(本实施例是x轴移动机构安装于机架上，y轴移动机构安装于x轴移动机构上，z轴移动机构安装于y轴移动机构上，加工平台安装于z轴移动机构上)，在控制系统的驱动下通过相互作用实现加工平台的空间移动。加工执行装置3可采用丝杠螺母机构、同步带、滑轨、滑块等机构连接实现，此为现有技术；

所述加工平台采用L型或T型钣金材质，纤维喷出装置4安装在加工执行装置3的加工平台的立面上；

送网铺排装置1末端可与固网装置连接；所述固网装置包括机械加固(针刺法、水刺法、缝编法等)装置、热粘合加固(热轧法、热熔法、热风法、超声波粘合等)装置、化学粘合加固(饱和浸渍法、泡沫浸渍法、喷洒法、印花法等)装置；该系统可位于铺网工序和固网工序之间，铺网工序铺好的纤维网可作为连续纤维流铺排的基材，铺排成型完成后的纤维网输送至固网工序中，实现固网。

本发明的工作原理和工作流程是：

首先将托网织物(机织布、针织布或无纺布等基布，可由铺网工序得到)喂入到送网铺排装置1的托网帘12上，下吸风装置2启动，此时托网织物上表面为负压状态；然后将所要铺排的纤维网信息(图案形状、原料种类、颜色、尺寸等)输入控制系统中，控制系统根据输入信息选择相应的喷嘴类型、加工执行方式、原料供给方式等。启动原料供给装置5、加工执行装置3和纤维喷出装置4。根据纤维网信息转动选料装置52，将相应的选料孔521正对选料器53，通过选料器53的吸力将此储料空间中的纤维原料从原料仓51中吸入到喂料装置54上，再通过喂料装置54输送到给棉罗拉55处，给棉板56和给棉罗拉55共同作用将纤维流从喷嘴42的纤维喂入口输送至喷嘴42的内部，位于喷嘴42内部的分梳辊41进行开松梳理。纤维流由喷嘴42的纤维喷出口喷出并吸附在托网帘12的托网织物上。同时加工执行装置3根据纤维网图案形状信息带动其上的纤维喷出装置4沿单方向、XY方向或XYZ方向运动，完成此种纤维原料的铺排。

然后可通过选料孔521选择下一纤维原料，重复上述步骤，完成非熔融状态纤维流的二维或三维铺排成型。可将成型的纤维网输送至固网工序(针刺机、水刺机等)中，实现固网。

使用单个纤维喷出装置4进行铺排时，利用控制系统进行纤维网铺排花型设计，加工执行装置3驱动纤维喷出装置4完成纯色花型纤维网铺排工序。使用多个纤维喷出装置4进行铺排时，可按照喷嘴42的纤维喷出口大小，先完成大直径喷嘴42的纤维网轮廓铺排，然后使用小直径喷嘴42进行纤维网细节铺排。或按照颜色分类，根据所要铺排纤维网的花型选择相应纤维喷出装置4进行分别铺排，即按照一定的颜色顺序进行铺排，某一颜色纤维铺排结束后铺排另一种颜色纤维。也可以喂入多色混合纤维原料，通过控制原料供给装置5实现多色纤维原料颜色混合，并根据需要实时混合、输出彩色纤维流。

当多个纤维喷出装置4喷出纯色纤维流时，按层叠铺排方式进行铺排，并在后道工序中实现纤维的颜色混合；当多个纤维喷出装置4喷出混色纤维流时，可沿单方向、XY方向或XYZ方向运动，直接形成彩色图案花型纤维网，同时，不排除其他纤维流铺排方式。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (10)

1.一种连续纤维流铺排成型系统，其特征在于该系统包括机架、送网铺排装置、下吸风装置、加工执行装置、纤维喷出装置、原料供给装置和控制系统；

所述送网铺排装置可转动式安装于机架上，用于连续纤维流的输送；所述下吸风装置位于送网铺排装置的下方，用于将从纤维喷出装置喷出的连续纤维流吸附于送网铺排装置上；所述加工执行装置用于实现纤维喷出装置分别沿x、y、z轴方向的运动；所述纤维喷出装置和原料供给装置安装于加工执行装置上，位于送网铺排装置上方；纤维喷出装置与原料供给装置连接，纤维喷出装置位于原料供给装置的前方，原料供给装置为纤维喷出装置提供各种类型的纤维原料；所述控制系统分别与送网铺排装置、下吸风装置、加工执行装置、纤维喷出装置和原料供给装置连接；

所述纤维喷出装置包括分梳辊和喷嘴；所述原料供给装置包括原料仓、选料装置、选料器、喂料装置、给棉罗拉和给棉板；

所述原料仓安装于加工执行装置上；原料仓具有若干个储料空间；选料装置可转动式安装于加工执行装置上，位于原料仓的前方；所述选料装置包括若干个选料孔，每个选料孔通过管道与各自的原料仓的储料空间连接；所述选料器固定安装于加工执行装置上，位于选料装置选定的选料孔的正前方，用于将所选定的纤维吸入到喂料装置上；喂料装置可转动式安装于加工执行装置上，位于选料器的前方；所述给棉罗拉可转动式安装于加工执行装置上，位于喂料装置的前方，与喂料装置的末端连接；所述给棉板可运动式安装于加工执行装置上，位于给棉罗拉的上方，用于将给棉罗拉上的纤维推入到喷嘴中；所述喷嘴可拆卸式固定安装于加工执行装置上，喷嘴的纤维喂入口与给棉罗拉连接；分梳辊可转动式安装于加工执行装置上，位于喷嘴内部，用于开松梳理喂入的纤维；喷嘴的纤维喷出口正对送网铺排装置，经梳理后的连续纤维流从喷嘴的纤维喷出口喷出并吸附在送网铺排装置上。

2.根据权利要求1所述的连续纤维流铺排成型系统，其特征在于所述喷嘴为锥形中空装置。

3.根据权利要求1所述的连续纤维流铺排成型系统，其特征在于选料装置为可自转的多孔圆柱形结构。

4.根据权利要求1所述的连续纤维流铺排成型系统，其特征在于所述选料器采用负压吸风喷嘴。

5.根据权利要求1所述的连续纤维流铺排成型系统，其特征在于所述喂料装置包括喂料帘和输送辊；两个输送辊可转动式安装于加工执行装置上，实现输送辊相对于加工执行装置的转动；输送辊的动力由电机提供，电机固定于加工执行装置上，其输出端与输送辊的轴固定连接；所述喂料帘嵌套于两个输送辊外，输送辊转动带动喂料帘运动。

6.根据权利要求1所述的连续纤维流铺排成型系统，其特征在于所述送网铺排装置包括传送辊和托网帘；两个传送辊可转动式安装于机架上，实现传送辊相对于机架的转动；传送辊的动力由电机提供，电机固定于机架上，其输出端与传送辊的轴固定连接；所述托网帘嵌套于两个传送辊外，传送辊转动带动托网帘运动；喷嘴的纤维喷出口正对托网帘，经梳理后的连续纤维流从喷嘴的纤维喷出口喷出并吸附在托网帘上。

7.根据权利要求6所述的连续纤维流铺排成型系统，其特征在于所述下吸风装置为负压装置；下吸风装置位于送网铺排装置的托网帘下方，布满整个托网帘或者通过同步带实现随喷嘴同步移动，用于将从喷嘴的纤维喷出口喷出的连续纤维流吸附在托网帘上。

8.根据权利要求1所述的连续纤维流铺排成型系统，其特征在于所述加工执行装置包括x轴移动机构、y轴移动机构、z轴移动机构和加工平台；x轴移动机构、y轴移动机构和z轴移动机构依次连接；x轴移动机构、y轴移动机构和z轴移动机构中的一个为末端移动机构，末端移动机构安装于机架上；x轴移动机构、y轴移动机构和z轴移动机构中的另一个为始端移动机构，始端移动机构上安装有加工平台。

9.根据权利要求8所述的连续纤维流铺排成型系统，其特征在于所述加工平台采用L型或T型钣金材质，纤维喷出装置安装在加工执行装置的加工平台的立面上。

10.根据权利要求1所述的连续纤维流铺排成型系统，其特征在于该系统位于铺网工序和固网工序之间，铺网工序铺好的纤维网作为连续纤维流铺排的基材，铺排成型完成后的纤维网输送至固网工序中。

Images