CN201016142Y - 热定形装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热定形装置，所述热定型装置为一热风循环结构，包括由电机驱动的牵伸辊和加热装置，其特征在于，还包括保温箱，通过进风口和出风口与该保温箱连接的包括送风管和出风管的循环风道，安装在该循环风道中的循环风机，安装在保温箱内的导流装置，所述加热装置安装在循环风道的进风段，所述牵伸辊内部开有空腔，该空腔的入口通过所述导流装置连接到进风口，其出口与保温箱内部连通，所述导流装置同时将所述进风口与所述保温箱内部连通。所述牵伸辊为双金属结构，其中内侧金属的导热率大于外侧金属的导热率。本实用新型确保纤维在保温箱内受热均匀一致，改善了纤维的受热稳定性。

Description

热定形装置

技术领域

本实用新型涉及纤维热定形领域，尤其涉及一种热定形装置。

背景技术

合成纤维在生产过程中，为了提高纤维的强力、模量，减小其收缩等，往往采用了使纤维在张紧的状态下，在一定温度的环境中经过一定的时间来稳定纤维的分子结构，即所谓的定形这一工艺过程。这种纤维在张紧状态下达到定形目的的装置，在短纤维生产中叫做紧张热定形机，而在长丝生产中叫做定形热辊。

目前，短纤维生产中的紧张热定形机包括蒸汽加热装置，通过蒸汽从辊体内部加热，以及包括排出装置来排出辊体外从纤维中蒸发的气体(连同热空气)。长丝生产中的定形热辊包括电磁感应加热装置来加热辊体，以及包括排出装置来排出辊体外纤维在高温下挥发的油雾(连同热空气)。但现有技术的紧张热定形机和定形热辊一般存在这样的问题，辊体周围的空气存在比较大的温度梯度，即使采用保温装置，温度差异虽得到了改善，但在辊体表面和辊体周围的空气仍存在一定的温度梯度，因此纤维在这一环境下，接触热辊与不接触热辊，受热是不均匀的，这导致纤维性能下降，很难达到纤维在强力、模量、收缩、热稳定性等方面的性能指标。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种消除纤维在定型过程中承受的温差，使纤维受热均匀的热定型装置。

为解决以上技术问题，本实用新型提供一种热定形装置，所述热定型装置为一热风循环结构，包括由电机驱动的牵伸辊和加热装置，其特征在于，还包括保温箱，通过进风口和出风口与该保温箱连接的包括送风管和出风管的循环风道，安装在该循环风道中的循环风机，安装在保温箱内的导流装置，所述加热装置安装在循环风道的进风段，所述牵伸辊内部开有空腔，该空腔的入口通过所述导流装置连接到进风口，其出口与保温箱内部连通，所述导流装置同时将所述进风口与所述保温箱内部连通。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，所述热定形装置还包括一安装在循环风道中与所述出风管连接的去油烟装置。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，所述牵伸辊中的空腔为圆柱形的空腔，该装置还包括一隔离板，在所述牵伸辊的空腔中沿辊的轴向布置，并隔开该空腔的入口和出口。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，所述牵伸辊的外壁为双金属结构，其中内侧金属的导热率大于外侧金属的导热率。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，在所述导流装置之后的保温箱的进风室上安装有多孔网板。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，所述多孔网板孔的直径为2-5mm，开孔率为30％-50％。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，所述保温箱的周边布置有保温元件，所述保温元件为超细玻璃纤维材料的元件。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，在进、出保温箱的丝道口处安装有重力自动闭合门。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，所述保温箱中安装有温度传感器，所述装置中还安装有温控表，该温度传感器、温控表和所述加热装置构成闲环温控系统。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，所述加热装置为翅片式电加热装置。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，邻近所述导流装置前侧处，在所述电机的轴上安装有挡风环，将牵伸辊的空腔与电机轴向隔离开。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，在所述电机的安装座上安装有循环水冷却结构。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，在从所述保温箱的出风口到所述加热装置的出风道上安装有过滤装置，所述过滤装置为装有催化剂或活性过滤材料的抽屉式结构。

进一步地，在本实用新型的一实施例中，所述循环风机一端与所述加热装置连接，另一端与所述去油烟装置连接，所述连接采用软连接。

由以上内容可知，本实用新型为热风循环加热结构；安装有导流板，引导热风加热辊体内外；保温箱内布置有多种保温结构，例如保温层、重力自动闭合门，并安装温度传感器，温度传感器、温控表(或PLC)与加热装置构成闭环温控装置，保正室内保温稳定。另外，本实用新型的牵伸辊采用双金属结构，进一步加快了热量传递。多处安装多孔网板，使保温箱内风速、温度均匀，因此保温箱内无论是牵伸辊表面还是周围的空气，温度均匀一致，纤维在这一环境下，在各个时段、各方位受热都均匀一致，因此大大改善了纤维的工况条件，为提高纤维性能提供了保证。此外，本实用新型的机械结构简单，且只需控制保温箱内的温度，温控简单。

附图说明

图1是本实用新型的热定形装置的示意图，其中的箭头方向显示气流的流动路线。

图2是本实用新型的热定形装置中的牵伸辊的双金属结构的局部放大图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做详细的说明。

如图1所示，本实用新型的热定形装置包括加热装置01、循环风机03、去油烟装置05、牵伸辊10、同步电机18、包括送风管13和出风管的循环风道、导流装置、保温箱。

加热装置01为翅片式电加热装置，补充热风中散失掉的热量，衡定保温箱内部的风温。在其它实施例中，加热装置可以为其它的加热装置，例如蒸汽加热装置，热油加热装置。

加热装置01安装在循环风道的进风段，经送风管13连接到保温箱的进风室14。该保温箱主要由箱体与单铰链门11构成，用于保持牵伸辊周围的温度稳定，同时防止箱体内含有油雾的热空气外泄。单铰链门11采用了刚性强的单铰链，以便于丝束生头。

箱体的周边安装保温元件，为保温层08，保温层08采用超细玻璃纤维，以减少热量散失和降低环境温度。另外，保温层08也可采用其它的保温材料。

牵伸辊10从保温箱的前侧伸进保温箱内，大体在保温箱一半的中央区域。该牵伸辊10辊体表面镀硬铬或喷涂陶瓷材料，也可镀或喷涂其它合适的材料，其内部形成有一轴向的圆柱形空腔。牵伸辊10的外壁采用双金属结构，以提高热传递的效率，该双金属结构更清楚地如图2所示。该双金属结构一般采用导热性良好的金属，例如铜、铝或其它合适的金属。内侧金属的导热率要大于外侧金属的导热率。

牵伸辊10直接安装在同步电机18的轴上，同步电机18的一部分在保温箱外。同步电机18为特制的电机，例如：轴承采用油雾润滑，前轴承采用循环水冷却，轴为非标准轴。电机由变频器调速。在电机安装座上装有循环水冷却系统，图1中示出了冷却水腔16，以防止热量直接通过与电机连接的法兰传递给电机。另外，邻近导流板(下述)前侧处，在所述电机的轴上安装有螺旋挡风环17，将牵伸辊的空腔与电机轴向隔离开。当该螺旋挡风环17随电机高速旋转时，阻挡牵伸辊10的热风沿电机轴向方向流窜。

循环风道的送风管13与保温箱中的进风室14连接，进风室14位于保温箱内的前侧。导流装置包括导流板15，导流板15安装在保温箱中的进风室14处，将送风管13同时与牵伸辊的空腔、保温箱内部相连通，即牵伸辊空腔的入口通过导流板连接到送风管13，该空腔的出口与保温箱内部连通，该导流板同时将所述送风管13与所述保温箱内部连通。所述导流板主要作用为分配和引导热风的流向，经送风管13进入进风室14的热风经导流板15的分配和导引，一部分热风流过牵伸辊内部，先加热牵伸辊的内部，再通过出风室07进入保温箱，而另一部分热风则直接通过出风室07进入保温箱加热纤维和牵伸辊表面。

另外，隔离板19在所述牵伸辊的空腔中沿辊的轴向布置，并隔开所述牵伸辊内部中热风的入口和出口，使得热风以迂回的方式流经该空腔，以提高热交换效率。

在本实施例中，出风室07位于保温箱中，邻近导流板的后侧，出风室07中安装有多孔网板，使进入保温箱进行外部加热保温的热风均匀平稳。孔的优选直径为2-5mm，开孔率为30％-50％。这样，热风先通过多孔网板，再进入保温箱，确保了热风的均匀平稳。

图1中的箭头示出了热风在牵伸辊10内外的流动路径。

保温箱内还装有温度传感器09。温度传感器09与外部温控表或可编程控制器(PLC)组合，以测定和控制保温箱内的热风温度。

以加热装置01、温度传感器09和温控表(或PLC)为主构成了闭环温控系统，来控制保温箱内的热风温度，使保温箱内的热风温度保持基本恒定。

在进、出保温箱的丝道口处安装有重力自动闭合门12，以阻挡和减少热风外泄，这样丝束在吸丝枪的引导下，一旦通过丝道口，丝道门即在重力的作用下落下，仅留一个丝束通过的小孔，降低了热风外泄。

保温箱的前上部开有出风口，该出风口通过循环风道的出风管与去油烟装置05相通，去油烟装置05主要用于去除热风中的油雾成份，同时适当补充系统中新鲜空气。

在本实施例中，去油烟装置05配有装催化剂或活性过滤材料的筐，该筐为抽屉式结构，方便随时更换回收这些材料。采用催化剂或活性过滤材料来清除纤维中的油剂等物质在高温下挥发到热风中的烟气。

去油烟装置05通过进风接管04与循环风机03的进口连接。进风接管04材质为不锈钢，为软连接，以消除对去油烟装置05的震动影响。循环风机03的出口通过出风接管02与加热装置01连接，类似地，出风接管02材质为不锈钢，为软连接，以消除对加热装置01的震动影响。

在本实用新型中，热风的流动路线为，热风从加热装置的送风管进入进风管，经导流系统，一部分热风被导流流过牵伸辊内部，再进入出风室，另一部分热风则直接进入出风室，进入出风室的热风再通过多孔网板，进入保温箱，从保温箱的前上部的出风口，流动到去油烟装置去除热风中的油雾成份，经循环风机，最后进入加热装置，补充热风热量，完成一次循环加热。因此，本实用新型的装置为热风循环加热，辊体内外加热，室内保温，保证了保温箱内温度一致，纤维受热均匀，改善了纤维的性能。

综上所述，本实用新型的热定形装置与现有的紧张热定形机和定形热辊相比具有如下优点：

1、本实用新型的结构为循环结构，基本上属于闭环加热系统，形成了热风循环加热，这样除了热量的传导损失外，基本上没有热量损失，因此与以往的加热形式相比，节省了能源；

2、安装了导流板，经导流板的分配和导引，一部分热风加热牵伸辊的内部，然后再通过出风室进入保温箱，另一部分热风直接导入出风室，进入保温箱加热纤维和牵伸辊表面，辊体内外都得到加热；另外在出风室中安装多孔网板，使保温箱内的热风均匀平稳；牵伸辊采用提高热传递效率的双金属结构，主辊体内热风的进出用隔离板隔开，降低了热损耗，这些保证了保温箱内各个位置受热均匀一致；

3、保温箱内安装有多种保温结构，例如箱体的周边采用保温层，在进、出保温箱的丝道口安装重力自动闭合门，来阻挡和减少热风外泄，另外，在保温箱内部装有温度传感器，与加热装置、温控表(或PLC)构成了闭环温控装置，控制保温箱内的热风温度，形成室内保温，进一步使保温箱内的热风温度保持恒定；

因此本实用新型的热风循环加热，辊体内外加热，室内保温的结构，使得保温箱内无论是牵伸辊，还是周围的空气，温度均匀一致，所以纤维在这一环境下，无论是与牵伸辊表面接触还是不接触，受热均匀一致，这使得纤维一旦进入保温箱，在各个时段、各方位、受热均匀一致，改善了纤维的受热稳定性；

4、本实用新型还安装有去油烟装置，去除热风中油雾成份；

5、本实用新型只需要控制保温箱内的温度，因此温度控制很简单；另外本实用新型与紧张热定形机和定形热辊相比，大大简化了机械结构。

上述的实施例仅是示例性的，本实用新型并不局限于此。本领域的技术人员应该注意到，在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，可以对本实用新型做多种替换和变更。本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (14)

1.一种热定形装置，所述热定型装置为一热风循环结构，包括由电机驱动的牵伸辊和加热装置，其特征在于，还包括保温箱，通过进风口和出风口与该保温箱连接的包括送风管和出风管的循环风道，安装在该循环风道中的循环风机，安装在保温箱内的导流装置，所述加热装置安装在循环风道的进风段，所述牵伸辊内部开有空腔，该空腔的入口通过所述导流装置连接到进风口，其出口与保温箱内部连通，所述导流装置同时将所述进风口与所述保温箱内部连通；

进入所述保温箱内的热风，经所述导流装置的分配和导引，一部分热风导入牵伸辊内部，加热所述牵伸辊的内部，再进入保温箱，另一部分热风直接进入保温箱加热牵伸辊表面。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括一安装在循环风道中与所述出风管连接的去油烟装置。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述牵伸辊中的空腔为圆柱形的空腔，该装置还包括一隔离板，在所述牵伸辊的空腔中沿辊的轴向布置，并隔开该空腔的入口和出口。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述牵伸辊的外壁为双金属结构，其中内侧金属的导热率大于外侧金属的导热率。

5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述导流装置之后的保温箱的进风室上安装有多孔网板。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述多孔网板孔的直径为2-5mm，开孔率为30％-50％。

7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保温箱的周边布置有保温元件，所述保温元件为超细玻璃纤维材料的元件。

8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在进、出保温箱的丝道口处安装有重力自动闭合门。

9.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述保温箱中安装有温度传感器，所述装置中还安装有温控表，该温度传感器、温控表和所述加热装置构成闭环温控系统。

10.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述加热装置为翅片式电加热装置。

11.如权利要求1所述的装置，其特征在于，邻近所述导流装置前侧处，在所述电机的轴上安装有挡风环，将牵伸辊的空腔与电机轴向隔离开。

12.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在所述电机的安装座上安装有循环水冷却结构。

13.如权利要求1所述的装置，其特征在于，在从所述保温箱的出风口到所述加热装置的出风道上安装有过滤装置，所述过滤装置为装有催化剂或活性过滤材料的抽屉式结构。

14.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述循环风机一端与所述加热装置连接，另一端与所述去油烟装置连接，所述连接采用软连接。

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