CN216955428U - 一种加热机构及化纤长丝热应力检测机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种加热机构及化纤长丝热应力检测机构，加热机构包括加热框体，其内具有腔体，腔体被分隔成多个加热区域；热管设于腔体内并与加热框体连接固定；在任一加热区域内，热管上设有至少一个加热元件和与加热元件对应的用于检测热管内空气温度的温度传感器；及温度控制器，其与温度传感器和加热元件连接；温度传感器将检测到的温度传送给温度控制器，温度控制器根据设定温度值调整加热元件的工作状态。可以实现各个加热区域达到所需的温度，解决了现有技术中加热器的加热区域的温度只能设置一种温度，导致无法满足高端化纤企业要求的温度。

Description

一种加热机构及化纤长丝热应力检测机构

技术领域

本实用新型属于化纤技术领域，具体涉及一种用于多股化纤长丝加热情况下的应力检测机构及该应力检测机构中的加热机构。

背景技术

目前，化纤长丝加弹工序是一个很关键的工序，它将预取向丝（POY）在加热的情况下，通过拉伸和变形处理，使POY丝转变为物理性质较为稳定，可直接用于织造的拉伸变形丝（DTY）。要生产出性能良好的DTY丝，加弹工艺的制定至关重要。影响成品丝的主要工艺参数为变形温度、假捻张力、假捻度、加热和冷却时间等。工艺制定时，需要进行小批量试生产，根据经验来改变工艺参数，然后对生产出的样品进行测试，反复多次才能得到比较合适的工艺参数。这个过程功耗大、原材料浪费大、花费的时间也很长，而且产生的很多不合格的样品只能废弃处理。化纤生产企业需要一种能够快速进行加弹工艺参数分析的设备，这种设备就被称为热应力测试系统，能够在实验室的条件下，设定加热的温度和时间、牵伸比率，得到POY丝在此条件下的内应力变化，根据应力变化的大小和趋势，提供了后续加弹工序所需关键生产参数的参考值。后续小批量试产时，就能快速确定工艺参数，极大的减少了能源和原材料的消耗，也极大的减少了废弃纱线的产生。在日常检测中，也能快速发现POY丝的质量波动，提前发现问题，减少浪费。

目前市场上的热应力检测设备，加热区域的温度只能设定一种温度，牵伸比率的设定也是固定的几种，而且无法实现批试样的自动化测试，因此无法满足高端化纤企业的要求。

实用新型内容

针对上述存在的技术问题，本实用新型目的是：提供一种加热机构及具有该加热机构的化纤长丝热应力检测机构，满足高端化纤企业的检测需求。

本实用新型的技术方案是：

本实用新型的其中一个目的在于提供一种加热机构，包括：

加热框体，其内具有腔体，所述腔体分隔成多个加热区域；

热管，设于所述腔体内并与所述加热框体连接固定；

在任一所述加热区域内，所述热管上设有至少一个加热元件和与所述加热元件对应的用于检测所述热管内空气温度的温度传感器；及

温度控制器，其与所述温度传感器和所述加热元件连接；

所述温度传感器将检测到的温度传送给所述温度控制器，所述温度控制器根据设定温度值调整所述加热元件的工作状态。

可选的，还包括设于所述腔体内的保温层。

可选的，所述保温层为固态保温层并与所述加热框体的内壁接触。

本实用新型的另一个目的在于提供一种化纤长丝热应力检测机构，包括依次设置的预加张力器、前牵伸罗拉、加热器、应力测量机构、后牵伸罗拉、感丝器和吸纱器：

其中，所述前牵伸罗拉和所述后牵伸罗拉按照设定的转速旋转对试样进行牵伸且两牵伸罗拉之间形成设定的转速差；所述加热器为上述任一项所述的加热机构。

可选的，所述应力测量机构包括调零机构和张力测量机构：

所述调零机构包括：

第一驱动机构；

调零组件，其包括通过第一传动机构与所述第一驱动机构连接的调零转筒及安装在所述调零转筒上的调零件；

所述张力测量机构包括：

张力传感器，其安装在所述调零转筒的远离所述第一传动机构的一端，用于对试样进行应力值测量；

张力盘，其固定在所述张力传感器上，且其内设有槽；

所述调零件受所述第一驱动机构的控制进行旋转以在第一位置和第二位置之间切换，在所述调零件由所述第一位置切换至第二位置时，所述调零件接触试样，试样从所述槽内脱出；在所述调零件由所述第二位置切换至第一位置时，所述调零件不接触试样，试样放回所述槽内。

可选的，所述调零转筒上设有内外同轴且同向转动设置的调零内环和调零外环，所述调零内环和所述调零外环的远离所述第一传动机构的端部分别设有一个轴向向外凸出延伸的部件，该部件形成为所述调零件，两个调零件径向错开设置；

所述张力盘位于两个所述调零件的径向内侧。

可选的，所述第一驱动机构为电机，所述第一传动机构包括皮带轮和同步带。

可选的，所述前牵伸罗拉或所述后牵伸罗拉包括：

第二驱动机构；

牵伸罗拉，其通过第二传动机构与所述第二驱动机构传动连接；

分丝轮，可转动地安装在所述牵伸罗拉的上方。

可选的，所述第二驱动机构为伺服电机，所述第二传动机构包括带轮和同步带。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：

本实用新型的加热机构，解决了现有技术中加热器的加热区域的温度只能设置一种温度，导致无法满足高端化纤企业要求的温度。本实用新型的化纤长丝热应力检测机构，能够实现批试样的自动化测试，满足高端化纤企业的测试要求。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型实施例的化纤长丝热应力检测机构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的化纤长丝热应力检测机构的加热器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的化纤长丝热应力检测机构的调零机构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的化纤长丝热应力检测机构的前牵伸罗拉或后牵伸罗拉的结构示意图。

其中：1、预加张力器；2、前牵伸罗拉；3、加热机构；4、应力测量机构；5、调零机构；6、后牵伸罗拉；7、感丝器；8、吸纱器；9、加热框体；10、热管；11、加热元件；12、温度传感器；13、保温层；14、第一驱动机构；15、皮带轮；16、同步带；17、调零转筒；18、调零外环；19、调零件；20、张力盘；21、伺服电机驱动器；22、伺服电机；23、带轮；24、同步带；25、分丝轮；26、牵伸罗拉。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本实用新型进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

实施例：

参见图1至图4，本实用新型实施例的一种加热机构，包括加热框体9、热管10、加热元件11、温度传感器12和温度控制器（未示出）。其中加热框体9为内部中空也即具有腔体的长方体框体，热管10沿长度方向设置在加热框体9的腔体内且其侧面通过连接柱固定在加热框体9的侧面板上，其中热管10内部中空，加热框体9的长度方向的两端均开有连通热管10内部和外界的通孔，以供试样穿过并加热。在一种实施例中，在腔体内设有多个间隔的隔板（未示出）以将腔体分隔成多个相互隔离的加热区域，此种情况下，热管10为分段结构，每个加热区域内设有一段热管10。在另一个实施例中，腔体内不设置隔板，热管10为一整段管，热管10分成多段加热段。具体的，通过在每个加热区域的热管10上均设有至少一个加热元件11和与加热元件11对应的温度传感器12，从而实现多个不同温度的加热区域，温度传感器12的输出端和温度控制器的输入端通讯连接，温度控制器的输入端与上位机（未示出）的输出端通讯连接，加热元件11的输入端与温度控制器的输出端通讯连接。如此设计，可以实现各个加热区域达到所需的温度。具体的，上位机使用通讯方式将各个加热区域所需设定的温度值发送给温度控制器，温度控制器根据接收到的温度值，对各个加热区域的进行控制并对各个区域的加热元件11进行调节以达到所需的温度值。解决了现有技术中加热器的加热区域的温度只能设定一种温度，无法实现批试样的自动化测试，无法满足高端化纤企业的要求的技术问题。

为了防止加热区域内的温度的散失造成测试的失准，在腔体内设有保温层13，保温层13采用固态环保材料制成的保温板，起到良好的保温效果。相比现有技术中采用液态油性材料作为保温材料，本实用新型实施例的保温层具有清洁免维护的特点，大幅减少企业使用成本。保温层13可以与加热框体9的内壁贴合接触或者直接粘接固定。

需要说明的是，加热元件11套固在热管10的外周壁上，加热元件11对热管10进行加热，热管10对热管10内部的空气进行加热，也就是说加热元件11控制的加热温度是试样周围空气环境的温度也即热管10内空腔的空气的温度，试样在加热机构中不碰到加热器部件包括加热元件11和热管10以及检测部件也即温度传感器12。这样更加符合POY生产DTY等产品时的生产条件，相比国内同类测试系统中加热温度为管壁温度的这种方式来说，可极大的减少外部因素干扰，更能帮助用户准确确定生产工艺和监控原材料品质。

参见图1至图4，本实用新型实施例还提供一种化纤长丝热应力检测机构，包括依次设置的预加张力器1、前牵伸罗拉2、加热器3、应力测量机构4、后牵伸罗拉6、感丝器7和吸纱器8。其中前牵伸罗拉2和后牵伸罗拉6按照设定的转速旋转对试样进行牵伸且两牵伸罗拉之间形成设定的转速差。加热器为上述实施例的加热机构。可选的，在预加张力器1前还可以设置打结器（未示出），也就是说化纤长丝试样依次通过打结器，预加张力器1、前牵伸罗拉2、加热机构3、应力测量机构4、后牵伸罗拉6、感丝器7，最后由吸纱器8吸入废丝箱内。对于，打结器、预加张力器1、感丝器7和吸纱器8的具体结构和工作原理在此不做详细描述和限定，为现有化纤行业中常规的结构。需要说明的是，本实用新型实施例中，前牵伸罗拉2和后牵伸罗拉6采用单独的数字伺服系统进行控制，实现了0m/min~500m/min的无极调速，上位机设定好所需的牵伸比例和测试速度，即可实现牵伸比率的无极调整。试样在牵伸时会产生内应力，该应力通过应力测量机构4检出，检出的应力信号通过AD转换的方式，进入计算机进行数据存储和处理，得到应力的测试结果。

对于应力测量机构4而言，包括张力测量机构和调零机构5。张力测量机构包括张力传感器（未示出）和张力盘20，张力传感器为现有化纤行业常规的用于测量试样力值也即热应力的传感器。对于调零机构5而言，如图3所示，包括第一驱动机构14和调零组件。其中第一驱动机构14可选为电机。调零组件包括调零转筒17和安装在调零转筒17上的调零件。调零转筒17通过同步带16及皮带轮15与第一驱动机构14传动连接。调零转筒17的远离第一传动机构14的一端也即如图3所示的前端设有同轴套设的可以同向转动的调零内环（未示出）和调零外环18，调零内环的前端部和调零外环18的前端部上分别设有一个沿轴向也即如图3所示的前端延伸凸出的调零件19，两个调零件19沿径向错位设置，也即两个调零件19呈一定夹角设置。张拉传感器和张力盘20安装在调零转筒17的设有调零内环和调零外环18的一端也即如图3所示的前端，且张力盘位于调零件19的径向内侧。张力盘20上设有槽，具体的，张力盘20的圆周面上开设有径向向内凹陷的凹槽，该凹槽即为上述的槽。第一驱动机构14通过同步带16带动调零转筒17沿正方向旋转时或反方向两个方向转动，两个方向中一个方向是为了使得试样脱离张力盘20的槽，从而可进行力值校零，另一个方向是为了使试样处在张力盘20的槽内，从而可以进行力值测量功能。当两个调零件19位于调零转筒17的上方也即如图3所示的位置时，不接触左右两边的试样，不会影响到试样的运行。当两个调零件19在进行力值校零时，处于调零转筒17的下方，此时会接触到试样，使得试样脱离张力盘20上的槽，从而可以确保校零的准确性，相比现有技术中需要手工校零而言，减少了试验人员的工作量和出错的几率，确保测试结果的真实有效型。也就是说两个调零件在第一驱动机构14的驱动下可在第一位置和第二位置（也即上述的两个调零件19在调零转筒17的下方和两个调零件19在调零转筒17的上方）之间切换，从而可以进行力值调零和力值测量两个工作状态。

如图4所示，前牵伸罗拉或后牵伸罗拉结构一致，均包括第二驱动机构、牵伸罗拉26和分丝轮25。牵伸罗拉26通过第二传动机构与第二驱动机构传动连接。分丝轮25可转动地安装在牵伸罗拉26的上方，具体的，分丝轮25通过轴转动安装在安装基座上，安装基座是安装在整个前牵伸罗拉或后牵伸罗拉的框体上。通过牵伸罗拉26与分丝轮25组合使用，确保试样牵伸过程中不打滑。牵伸罗拉26的转速改变，可由伺服电机驱动器21接收的控制脉冲的频率变化来被控制。可改变控制脉冲的频率，进而改变牵伸罗拉的转速。该方式能精确控制转速，保证测试结果的准确性。本实施例中，第二驱动机构包括伺服电机22和伺服电机驱动器21，第二传动机构包括同步带24和带轮23。伺服电机驱动器21接收控制脉冲信号，控制伺服电机22按照脉冲频率对应的转速进行旋转，伺服电机22通过带轮23和同步带24带动牵伸罗拉26进行旋转。

应当理解的是，本实用新型的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本实用新型的原理，而不构成对本实用新型的限制。因此，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。此外，本实用新型所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (9)

1.一种加热机构，其特征在于，包括：

加热框体，其内具有腔体，所述腔体分隔成多个加热区域；

热管，设于所述腔体内并与所述加热框体连接固定；

在任一所述加热区域内，所述热管上设有至少一个加热元件和与所述加热元件对应的用于检测所述热管内空气温度的温度传感器；及

温度控制器，其与所述温度传感器和所述加热元件连接；

所述温度传感器将检测到的温度传送给所述温度控制器，所述温度控制器根据设定温度值调整所述加热元件的工作状态。

2.根据权利要求1所述的加热机构，其特征在于，还包括设于所述腔体内的保温层。

3.根据权利要求2所述的加热机构，其特征在于，所述保温层为固态保温层并与所述加热框体的内壁接触。

4.一种化纤长丝热应力检测机构，其特征在于，包括依次设置的预加张力器、前牵伸罗拉、加热器、应力测量机构、后牵伸罗拉、感丝器和吸纱器：

其中，所述前牵伸罗拉和所述后牵伸罗拉按照设定的转速旋转对试样进行牵伸且两牵伸罗拉之间形成设定的转速差；所述加热器为权利要求1-3任一项所述的加热机构。

5.根据权利要求4所述的化纤长丝热应力检测机构，其特征在于，所述应力测量机构包括调零机构和张力测量机构：

所述调零机构包括：

第一驱动机构；

调零组件，其包括通过第一传动机构与所述第一驱动机构连接的调零转筒及安装在所述调零转筒上的调零件；

所述张力测量机构包括：

张力传感器，其安装在所述调零转筒的远离所述第一传动机构的一端，用于对试样进行应力值测量；

张力盘，其固定在所述张力传感器上，且其内设有槽；

所述调零件受所述第一驱动机构的控制进行旋转以在第一位置和第二位置之间切换，在所述调零件由所述第一位置切换至第二位置时，所述调零件接触试样，试样从所述张力盘上的槽内脱出；在所述调零件由所述第二位置切换至第一位置时，所述调零件不接触试样，试样放回所述张力盘上的槽内。

6.根据权利要求5所述的化纤长丝热应力检测机构，其特征在于，所述调零转筒上设有内外同轴且同向转动设置的调零内环和调零外环，所述调零内环和所述调零外环的远离所述第一传动机构的端部分别设有一个轴向向外凸出延伸的部件，该部件形成为所述调零件，两个调零件径向错开设置；

所述张力盘位于两个所述调零件的径向内侧。

7.根据权利要求6所述的化纤长丝热应力检测机构，其特征在于，所述第一驱动机构为电机，所述第一传动机构包括皮带轮和同步带。

8.根据权利要求4所述的化纤长丝热应力检测机构，其特征在于，所述前牵伸罗拉或所述后牵伸罗拉包括：

第二驱动机构；

牵伸罗拉，其通过第二传动机构与所述第二驱动机构传动连接；

分丝轮，可转动地安装在所述牵伸罗拉的上方。

9.根据权利要求8所述的化纤长丝热应力检测机构，其特征在于，所述第二驱动机构为伺服电机，所述第二传动机构包括带轮和同步带。

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