CN1108526C - 制造复合纱的设备 - Google Patents

Abstract

发明的目的是一种由连续玻璃丝和连续热塑有机丝相结合而形成的复合纱的制造设备，它一方面至少包括一个喷丝头，由玻璃供给，其内表面装有许多小孔，从这里许多根玻璃丝被拉出，它和一个织物上浆设备协调工作；另一方面至少一个纺丝头，由熔化的热塑有机物供料，其内表面设有许多小孔，从这里许多的有机丝被牵拉出来，上述纺丝头和一个牵拉装置相协调，牵拉装置包括至少两个鼓轮，并且和一个文氏管装置协调，这个装置把有机丝抛射在由玻璃丝组成的层膜上；喷丝头和纺丝头共有的一些设备使得复合纱能汇聚和受牵拉，比如是绕线设备，像装有主轴的绕卷机，其中在确定的区域中移动热塑丝层膜的检测光学装置被放置于带鼓轮的牵拉装置和文氏管装置之间，连接于控制至少一个鼓轮转动速度的电路上。

Description

制造复合纱的设备

本发明涉及一种合成纱的制造设备，这种复合纱由多根连续玻璃丝和热塑有机丝组合而成。

更确切地说，发明所涉及的设备至少包括：一个被供应玻璃的喷丝头，从其中多根连续玻璃丝被拉制；至少有一个由热塑有机材料供给的纺丝头，从其中同样地有多根连续有机丝被拉制，这些有机丝由一种文氏管(verturi)装置拉伸并抛射在牵拉过程中的玻璃丝膜上，此后上述丝束以复合纱的形式下重新组合在一起，这样的设备，比如在专利FR-A-2698038的申请书中进行过描述。

在此申请书中描述的发明范围内，借助于鼓轮装置热塑丝和玻璃丝是被分开拉制的，鼓轮的转动速度被调节，使驱动热塑丝层膜的速度大于玻璃丝的拉制速度。热塑丝层膜，可能被引导，通过扩散管装置，这个装置保证了上述层膜的取向和抛射到在处于拉制进程中的膜上，保持由拉制鼓轮传给热塑丝的速度的装置唯一地保证了上述丝朝玻璃丝网膜上的抛射，并保持热塑丝个体化。这样产生的两类丝之间拉制速度差异具有补偿热塑丝在复合纱卷绕前产生的回缩的效果，这样就有可能得到复合纱绕卷，其组成复合纱的丝整体有同样的长度，丝的期望速度之间差异的出现，即使这个差异很小，可能导致产品等级不足或设备不良运作。

当拉制鼓传给热塑丝的速度以及上述丝在同玻璃丝相接触时的速度之间产生差异时，情况就是这样。

本发明的目的是一种复合纱的制造设备，在此设备中鼓轮转动速度自动地和热塑丝的接触玻璃丝时的速度同步。

本发明的目的是一种复合纱的制造设备，其中所考虑的速度的自动同步是能被实现的，不管所使用的热塑材料的性质如何以及拉制热塑丝所采用的速度如何。

这些目的由一种把热塑有机连续丝和玻璃连续丝相结合来制造复合纱的设备而达到，此设备一方面至少一个由被供给玻璃的喷丝头，其内表面有许多小孔，多根玻璃丝从中拉出，拉丝模和一台织物涂敷机相结合；另一方面，此设备至少包括一个由熔化的热塑有机材料供给的纺丝头，其内表面装有许多小孔，其中多根有机丝被拉出，上述纺丝头结合一个至少包括两个鼓轮的牵拉装置和一个向玻璃丝膜上抛射有机丝的文氏管装置；还包括喷丝头和纺丝头共同的装置、能凝聚和牵拉复合纱的装置，比如像带卷轴的绕线机一样的绕线设备，在其内部检测一个在确定区域滑动的热塑丝层膜的光学装置被放置在带鼓轮的牵拉装置和文氏管装置之间，上述光学装置连接到控制至少一个鼓轮转动速度的电路上。

这个检测设备至少包括两个放在支架上不同高度上的检测器，两个高度确定了一个区域的界限，在这个区域中上述层膜能在热塑丝拉制操作中移动。

在这个检测设备中，检测器可仅放置在丝层膜的一侧，每个检测器包括一个发射器和一个接收器，发射器向丝膜方向发射一束光，接收器至少接收由遇到上述光束的那些丝所反射的光线的一部分。

检测器同样能由放置在由放置在层膜两边的发射器和接收器组成；每个发射器和一个接收器合作，接收器能否接收到它发射的光束要根据光束穿过的区域中有否丝出现而定。

被使用的发射器最好发射有规律的脉冲光束。接收器对这些脉冲的辨认能减小甚至消除除发射器以外其它光源产生的可能被上述接收器记录的寄生信号。

用各个接收器对在探测区中丝的出现或不出现的识别结果都被传送到一个向自动机送出一个二进制信号的放大器里，这个自动机包括一个模拟或数字控制端口，它连接于保证控制鼓轮转动的电机的控制设备的速度命令输入端上。

根据在最后的拉制鼓和扩散管之间丝层膜较松或较紧的张紧状态而定，那些检测器经由放大器向自动机周期性地传送一系列的二进制信号，根据这些信号的性质，自动机控制保证拉制鼓轮转动的一台或多台电机的速度增大或减小。为了避免加速和减速不间断地更迭，一些时间常数可引入控制电路中，一台或多台电机速度的增大和减小被确切地调节了，这样人们组成一个真正的层膜张力调节环节。

后面细致的描述能使我们更清楚地了解本发明的优点，这种描述由图表现出来，在图中：

图1表示了在制造复合纱装置的范围内一个热塑丝层膜检测设备和热塑丝拉制速度控制电路的简图。

图2A，2B，2C简略地表示了热塑丝层膜牵拉装置第一实施形式的正面和侧面图。

图3A、3B表示了热塑丝层膜牵拉装置第二种实施形式的图示。

图4A、4B和4C表示了热塑丝层膜牵拉装置的第三种实施形式。

图1表示的检测设备是插入在由连续热塑丝和玻璃丝组成的复合纱的制造设备之中的。

这个装置包括一个由玻璃供应的喷丝头，其内表面装有许多孔，从其中拉出许多连续丝，以至少1个束10的形式拉制，这个束通过一个织物上浆装置，这个装置由辊11标记，以浆水或浆料供应。在接触时层膜10的上述束的那些丝就被这些浆水或浆料所涂覆。

这个装置同时还包括没有画出来的一个纺丝头，从这纺丝头比如聚丙烯热塑有机物的多根连续丝被挤压成形，这些丝借助装有3套鼓轮电机14的装置13以一个层膜12的形式被牵拉，电机的前后有转向辊15和16，它们能增加所述层膜与所述鼓轮的接触弧。然后，层膜12在通过文氏管装置18之前经过一个导电轮17，文氏管装置把层膜抛射在上述上浆的玻璃丝束10上。

束10和层膜12这样混合的丝的总体由一个小集结辊子19结合成复合纱20。

这纱20被绕成卷，比如以一个直腰绕卷21的形式被卷在带有整经滚筒23的绕线机的轴22上。层膜12的丝比如用速度V1被鼓轮14牵拉，V1大于由轴22牵拉束10的丝的速度V2，就像前面已讲过的那样，这个速度差异能补偿复合纱20在绕轴22绕卷之前热塑丝产生的收缩。这个速度差异随着所用热塑有机物的性质和/或拉制条件的选择而不同。

文氏管18抛射层膜12的速度通常与V1相同，从而层膜12的张力，在设备13最后的机械部件和扩散管之间，是很弱的，并且实际上是个常量。这个张力如此微弱以致层膜12在辊16和17之间由自身重力而形成一条小悬链。任何传统的张力控制设备都不适合测量这种弱的张力水平。

在图1所示的实现形式中，本发明设备包括4个检测器d1、d2、d3、d4。它们被安放在限定层膜12能够移动的一个区域的不同高度上。这些检测器被固定在位于辊轮16和17之间的一个支架24上，每个检测器包括一起工作的一个发射器和一个接收器。每个发射器发射脉冲光束，这光束遇到层膜12的丝时，一部分光线被相配合的接收器接收，由每个接收器收到的信息分别由放大器a1、a2、a3、a4转换并输送给一个自动机一个二进制信号，这个自动机有一个控制(模拟或数字)输出端，这个输出端连接于为使那些鼓轮运行对电机控制的一个频率变换器的速度外部命令的输入端上。自动机不停地分析检测器的逻辑状态，并由一个程序调节鼓轮14的运行速度，这是为了保持层膜12张力的最小值，就像下面的例子指出的那样：当层膜12绷紧时，仅有检测器d1发觉它的存在；自动机纪录下这个状态并控制电机加速度，那么层膜就到达了d2的水平；自动机控制一个比前面更小的加速度，层膜到达d3水平；自动机控制电机速度的稳定，如果层膜12还松懈，检测器d4记录它的存在；自动机控制电机的一个减速度，其效果是使之相对线20的绕线速度有一个小的迟缓并收紧层膜12，为了避免加速度连续地跟来减速度或相反情形，作用于自动机的程序可以包括一些时间常数，并且加速度和减速度可以被量化。

根据发明的装置最好是与一个包括好几个线轴的带有整经滚筒23的绕线机一起实施。这样使得能不停止玻璃丝和有机热塑丝的控制操作而实现连续绕卷。

转换操作以一种被公知的方式被实施，当绕卷21达到所希望的尺寸时，纱20在靠近其卷绕轴22自由端被移开，轴22a开始转动，整经滚筒25转动半圈以使上述轴22a占据轴22的位置，在重新回到它的初始路径之前，纱20在轴22a的自由端卷绕，从而形成一个新的绕卷。

这种转换伴有层膜12速度的突变，这对设备的良好运行是有损害的。

由图2A、2B、2C示意的第一种实现形式使得能大大地减小这些突变。

图2A指出了牵拉装置26装有三套鼓轮电机27、28和29，它们拖动热塑丝层膜30。

图2B指出了牵拉装置26及鼓轮27、28，在这些鼓轮上丝层膜30处在被拉状态，在这些鼓轮的自由端装有空转筒31和32，鼓轮29，未被画出，同样装有一个空转筒。

转换操作一开始，层膜30就和空转筒接触上了，就像图2C所示那样，这个操作可能来自通过未被画出的一个的设备的作用使层膜30发生的横向位移，或者只来自装在未被画出的导轨上的设备26整件的后移，这样层膜30仅由那些在牵拉过程中的丝10拖动。

通过一个电路连接在绕线机23上自动机接收转换操作开始和结束的信息，操作开始信号的效果是：检测器由于丝膜出现而断电，并给控制鼓轮的电机一个小于正常拉制速度的转动速度指令。转换操作结束信号的效果是：使检测器重新启动并提高鼓轮的转动速度，直到正常牵拉速度。

根据发明的设备的第二种实现形式同样能减小转换操作中速度的突变，这个第二种实现形式由图3A和3B表示出来。

图3A代表了装有5套拖动热塑丝层膜39的鼓轮电机34、35、36、37和38的牵拉装置33。在这个设备中，在运转状态下，鼓轮34、36和38取高位，和取低位的鼓轮35和37相间地安置，层膜的检测设备40处于运转状态。

图3B指出了在转换操作中的同样设备。

传送自动机的操作的开始信号的效果是：控制鼓轮35、37沿着导轨41和42的平移。在平移终了时，层膜被解脱并仅接触鼓轮34、36和38的上部。转换操作结束信号的效果是：控制鼓轮的回程使之回到初始位置。像前面一样，这些信号的效果，是使检测设备40断电，然后又重新通电，并对控制那些鼓轮的电机强加上不同的转动速度。

根据本发明的设备的第三种实现形式能够减小转换操作中的速度突变，这个第三种实现形式由图4A、4B和4C表示出来。

图4A指出了牵拉装置43装有两个被安装在一个转轮46上的鼓轮一电机44和45。此图表示的是处于正常拉制状态的装置。一个导向辊47被置于装置43的上游，这是为了增加丝层膜48与鼓轮44的接触弧。在下游，检测设备49在运行。

图4B表示了转换操作时的设备43。

传到自动机的操作开始信号的效果是：控制转轮46使层膜48完全得到解脱，转换操作的结束信号的效果是：控制转轮46的反向转动，使鼓轮44和45重新安置在它们的初始位置上。

在一种变形中，用鼓轮44和45对整经机滚筒46强加一个层膜的更有限的转动是可能的。这种变形对减小强加于层膜48的张力是有好处的，并且能允许使用一系列像图4C所示的控制设备。

由这个图所表示的装置包括三个串联安装的装置50、51和52。这些装置中的每一个都包括两个鼓轮电机53，每对鼓轮安装在转盘54上，图4C指出了正常牵拉位置的装置，并且在装置50的上游带有一个导向辊55，而在设备53的下游带有一个检测设备56。

上面那些运转，是参照复合纱从一个轴到另一个轴的一次转换操作描述的，使用下面运转方式对下述场合也是一样，即当有机丝牵拉开始或因这样或那样的理由中断的牵拉又重新开始时。

牵拉装置的一个或多个鼓轮能被安装上使其表面达到一个确定温度的加热元件，这些元件能被单独控制，为了能分别调节每个鼓轮表面要达到的温度，当和上述鼓轮表面接触时，丝层膜受到的热处理，能稳定，至少部分地，以丝的形式拉制时引起的聚合物的结构改变。在这种实现形式中，给热塑有机丝的拉制速度可能少许高于甚至等于与其结合的玻璃丝的速度。

虽然由于这种热处理在热塑有机丝上出现的收缩现象得到了减小，甚至被取消了，可是层膜的检测设备仍保持它的意义，因为它的基本作用是，不管上述层膜的拉制速度如何，保持它的张力有最小数值并且尽可能是常数。

Claims (16)

1.制造由连续玻璃丝和连续热塑有机丝组合形成的复合纱的设备，它一方面至少包括一个由玻璃供给的喷丝头，其内表面设有许多小孔，从这里许多根玻璃丝被牵拉出来，它同上浆装置协作；另一方面至少包括一个由熔化的热塑有机物供给的纺丝头，其内表面装有许多小孔，从这里许多根有机丝被牵拉出来；上述的纺丝头和包括至少两个鼓轮的牵拉装置和把有机丝抛射到玻璃丝组成的层膜上的文氏管装置协作；喷丝头和纺丝头共同的一些装置使得复合纱能汇聚和受牵拉；其特征在于一个在确定的区域内移动的热塑丝层膜检测的光学装置被放置于带鼓轮的牵拉装置和文氏管装置之间，上述光学装置连接于控制至少一个鼓轮转动速度的电路上。

2.根据要求1所述设备，其特征在于，热塑丝层膜的检测设备包括至少两个放置在支架不同高度处的检测器，这个不同的高度确定了一个区域界限，在这个区域里上述层膜在热塑丝拉制操作中能够移动。

3.根据权利要求2所述设备，其特征在于，那些检测器被置放在层膜的同一边，并且每个检测器都装一个能发射光束的发射器和一个能接收至少一部分由光束遇到热塑丝而反射的光的接收器。

4.根据要求2所述设备，其特征在于，那些检测器由被放置在热塑丝层膜两边的并成对合作运行的发射器和接收器组成。

5.根据权利要求3和4中的任何一项所述的设备，其特征在于，发射器发射有规律的脉冲光束。

6.根据要求3或者4所述设备，其特征在于，检测器的那些接收器，经过一个放大器，连接在一个自动机上，自动机的输出端连接在控制鼓轮转动速度的电机的控制设备上。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，自动机通过电路连接在绕线设备上，电路给它传送合成行转换操作或热塑丝牵拉过程重新起动的开始和结束的信息。

8.根据要求7所述的设备，其特征在于，自动机受程序支配，在复合纱转换操作的开始和结束或热塑丝牵拉操作重新起动的开始和结束时，程序指定检测装置断电、鼓轮转速改变或鼓轮移位。

9.根据要求9所述的设备，其特征在于，牵拉装置的鼓轮的自由端有一个装在上述每个鼓轮轴上的空转筒。

10.根据要求9所述的设备的特征在于，带鼓轮的牵拉装置是活动的并且能沿侧向远离或靠近热塑丝层膜走的路线。

11.根据要求10所述的设备，其特征在于，在复合纱转换操作时或在热塑丝拉制重新开始操作时，上述设备移开直到热塑丝层膜和空转筒接触，从上述重新开始操作或上述转换结束时又回到初始位置。

12.根据要求8所述的设备，其特征在于，牵拉装置的鼓轮安装在至少一个转盘上。

13.根据要求8所述的设备，其特征在于，牵拉装置的鼓轮安装在固定框架上，鼓轮中至少一个能垂直于热塑丝层膜移动。

14.根据要求13所述的设备，其特征在于，在复合纱转换操作时或在热塑丝拉制重新开始操作时，至少鼓轮中一个在操作开始时离开热塑丝层膜，然后在上述操作完了时恢复其初始位置。

15.根据要求9、12和13中的任何一项所述的设备，其特征在于，牵拉装置的一个或多个鼓轮能被加热，以便稳定热塑丝的结构。

16.根据要求15所述的设备，其特征在于，牵拉装置包括装有加热装置的多个鼓轮，这些加热装置中的每一个都能够被独立控制，以便分别调节每个鼓轮表面能达到的温度。

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