CN2062339U - 多锭变形纱机激光加热装置 - Google Patents

Abstract

一种利用化学合成纤维的塑性，通过加捻、加热定型和退捻，将长丝加工成变形纱的多锭激光变形纱机，它的加热系统采用一组以上的激光器对经过加热区的长丝进行辐射加热，能极大地提高加热速度和缩短加热时间，并能加工锦纶、涤纶、丙纶等多种化纤原料，同时还可以加工花式变形纱。

Description

假拈变形法仍是目前加工变形纱最常用的方法。其原理是利用合成纤维的热塑性，通过加拈、加热定型和退拈三步骤，将长丝加工成假捻变形纱，国内外制造假捻变形纱大都利用由电热板组成的热箱加热器对长丝原料进行加热定型。假拈法生产变形纱的技术关键主要有二：一是加拈，二是加热。经过多年来国内外对生产工艺的发展和改进，加拈的技术已不断提高；而由于加热速度慢、加热效率低，则成为限制目前变形纱机的生产速度和增加机器尺寸的主要原因。十多年来中外科研人员都曾致力于改革热箱加热器，或提高加热箱温度，或增加热箱长度，以求提高变形纱加工速度，由于受到这类加热机理的限制，加热速度不可能有显著的提高，其实际效果并不理想。

本实用新型系将激光加热应用于变形纱的加工，其优点是：

1、因激光束的波长单一，相干性强且能量高度集中，故采用激光加热的效率高，能耗低。

2、将CO₂激光作用于高聚合物纤维时，能在一定的深度范围内产生极为迅速的加热作用，故以CO₂激光束作用于化纤长丝时被极大地吸收能量提高加热速度，加热时间大大缩短。

3、在一定变形加工速度下，加热器长度大大缩短。

4、能加工锦纶、涤纶、丙纶等多种长丝原料，工作稳定可靠，变形效果理想。

图1是激光变形纱机的丝路及工艺流程示意图

1、原丝筒    2、导丝钩    3、输入罗拉    4、激光器

5、加拈器    6、输出罗拉    7、导丝钩    8、卷绕筒

9、假拈区    10、加热区    11、冷却区    12、退拈区

13、变形定型区    14、镜面反射器

原丝由原丝筒1送出通过若干个导丝钩2和输入罗拉3进入假拈区9。在此区段，加拈器5对原丝进行加拈，同时由激光器4射来的CO₂激光束，经镜面反射器14多次反射，在加热区10对原丝反复辐射，进行加热处理。当经过处理后的原丝通过冷却区11，出加拈器5后，在退拈区12纱上的拈度退去。再经输出罗拉6和导丝钩7将纱送至卷绕筒8上，形成卷装。加热区10和冷却区11组成假拈区9；假拈区9和退拈区12组成完整的变形定型区13。

本实用新型对现有的变形纱机的改进是采用了CO₂激光器的加热系统，来替代一般的加热箱。CO₂激光器可辐射出连续工作的波长为10.6微米属于中红外光波段的激光，激光光斑直径约为6毫米，正常工作时工作电压约20千伏，管压降约15千伏，工作电流20毫安左右，输出功率50～60瓦，光电转换率约15％，稳定度在10％左右。经CO₂激光辐射的高聚合物化纤可吸收约90％的激光热能。

本机采用的激光器为C10A型，用壹组以上的电源分别对一组以上的激光器供给高压低电流的直流电源。

激光电源连同激光器均安装在机器的车头箱内，与外界隔离。此一防护措施可保激光电源系统的安全使用。

图2为本实用新型激光器及其加热系统示意图

图2中，4、激光器    16、17、18、19、镜面反射器

10、加热区    20、丝束

15、平面镜    21、镜面反射器支座

22、激光束光路调节装置

由激光器4发射出的激光束经倾斜45度安置的平面镜15反射转向，通过镜面反射器19（另一激光束则经过镜面反射器18上方）水平射入加热区。在加热区10两侧端所装置镜面倾斜为45度的镜面反射器16、17、18、19的导向下，激光束在水平方向来回反射多次，但始终被控制在加热区内而不逸出，使高速通过的丝束20在激光束的相互作用中能充分吸收激光束的辐射能量。激光束的水平宽度等于光斑直径为6毫米，垂直方向的有效辐射范围约24毫米。为增大此一辐射范围，可使用一组以上的激光器以扩大加热区10。冷却区长度则为300毫米（参见图1）。

在激光加热区上装有罩壳，使激光射线通路密闭于箱内，与外界隔离，以保证使用安全。

激光束的光路应能调节，使激光束射线不偏离加热区10。因此为加热区10两侧的镜面反射器16、17、18、19配置了激光光路的调节装置22，使镜面反射器可沿垂直方向（Y方向）上下移动，绕Z轴转动以及绕Y轴作微动旋转，以控制激光光束的反射方向。

图3为激光束光路调节装置的结构示意图

图3中，21、镜面反射器支座    27、支点

23、并紧螺母    28、底板

24、螺杆    29、长槽

25、拉簧    30、差动螺杆

26、弧形槽    31、差动螺杆

垂直方向（Y方向）的上下移动：旋松并紧螺母23，用螺丝起子插入螺杆24的起子槽中；旋动螺杆24，即可带动镜面反射器支座21而使圈连于其上的镜面反射器16、17、18、19在垂直方向作上下移动，实现其在垂直方向上位置的调节。

绕Z轴的转动：松开底板28上弧形槽26内的螺钉（图中未画出）后，即可使整个底座以支点27为中心绕Z轴转动而调节镜面反射器16、17、18、19在垂直方向的俯仰角度。

绕Y轴的微动调节：镜面反射器16、17、18、19通过一组差动螺旋机构的螺杆30与31以及拉簧25与底板28相连。螺杆31的下端头部扁平，嵌在底板28的长槽29中。旋转螺杆30可调节底板28与镜面反射器16、17、18、19在右端的相对距离。由于螺杆30为M10×1，而螺杆31为M5×0.8，因而每旋转螺杆30一圈，右端的相对距离改变0.2毫米，故根据螺杆30与31的螺距差，即可使反射器绕Y轴作微动旋转，以精确调节反射器在水平方向的偏转角。

多锭位各路喂入的长丝束在激光束的光斑范围内通过加热区10，由于加热区处导纱器的定位导向，控制各根丝束在激光辐射下的光斑截面上根与根之间不发生重叠遮盖，防止加热不均的发生，造成各锭位成纱性能的差异；同时由导纱器的定位导向，控制激光辐射的水平纵向平面丝束的位置，以保证每根丝束接受的激光辐射量大致相等。

图4为导纱器的定位导向示意图

在图4中，20、丝束    32、导纱器

激光器4前的信号盘33是一块园盘，沿盘的圆周开有一个以上的孔，当园盘绕园心旋转时对激光束的光路间断地遮盖或开放，用以控制射入加热区10的激光束，来加工生产花式纱。

图5为信号盘的示意图

在图5中，4、激光器    33、信号盘

变形纱机架采用底座一立柱一横梁装配式的钢板焊接式构件，选定底座加工面和各横梁的加工孔为基准以安装机架，从而可确保各立柱的平行度和立柱与底座间的垂直度。对激光加热区基座面是另一关键基准面，因而在安装时将固定激光器4的底板28基准面与加热区底座的基准面紧固联接，使基准统一，以求能达到激光器4保持与底板同步的高精度要求。

Claims (5)

1、一种利用化学纤维的热塑性，通过加拈、加热定型和退拈，将长丝加工成变形纱的多锭激光变形纱机的激光加热装置其特征在于采用激光束加热系统，包含激光器4、平面镜15、镜面反射器16、17、18、19，镜面反射器支座21，激光束路调节装置22，导丝器32和信号盘33。

2、按权利要求1所说的多锭激光变形纱机的激光加热装置其特征在于其激光束加热系统有加热区10和冷却区11两部份。

3、按权利要求1或2所说的多锭激光变形纱机的激光加热装置其特征在于激光束加热系统的镜面反射器支座有沿垂直方向（Y方向）上下移动，绕Z轴转动及绕Y轴微动旋转的调节装置22。

4、按权利要求1到3所说的多锭变形纱机的激光加热装置其特征在于激光器4前的信号盘33是一块沿圆周开有一个以上孔的圆盘。

5、按权利要求1到4所说的多锭变形纱机的激光加热装置其特征在于激光器4的底板28的基准面与加热区底座的基准面紧固联接。

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