CN217803181U - 一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备属于高分子材料包覆线的冷却成型设备技术领域，包括：箱体设置有雾化喷淋装置；松弛初冷单元设置在箱体内，松弛初冷单元包括第一辊子以及第二辊子，第一辊子与第二辊子均可转动地与箱体连接，第一辊子与第二辊子在转动时两者的线速度相同；冷却单元设置在箱体内，冷却单元包括第三辊子以及第四辊子，第三辊子与第四辊子均可转动地与箱体连接，第三辊子与第四辊子在转动时两者的线速度相同。本实用新型的有益效果为：能够在高分子材料包覆线的高拉伸工艺中对包覆线进行快速而透彻的冷却成型，以及降低卷绕张力，使得包覆线在冷却的过程中就能让其皮芯结构得到应力松弛。

Description

一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备

技术领域

本实用新型属于高分子材料包覆线的冷却成型设备技术领域，涉及一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备。

背景技术

高分子材料包覆线通常是指使用熔融挤出机将高分子树脂材料(如聚丙烯、聚乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚氯乙烯等或者其它高分子复合材料)熔融挤出后，通过特定的口模连续均匀的包覆在高速通过口模的连续纤维(玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、涤纶纤维、丙纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维等纤维)表面，从而得到中间是连续纤维、表面是连续均匀高分子树脂的皮芯结构包覆线(包覆线的粗细、皮芯结构比例等可以通过模具和纤维选取来改变)。

包覆线通过口模后，表层熔融的高分子树脂材料需要冷却才能得到表面规整、形貌均一的包覆层，因此包覆线会马上进入冷却装置，目前大多工艺都是通过冷却水槽(几米甚至十几米长)进行水冷。最后通过卷绕机收卷得到成卷的包覆线。这些包覆线可以广泛应用于各种工业网布、建筑遮阳面料、工业包装、家装座椅、服装鞋袜、装饰针织等领域。

高分子材料包覆线的生产工艺中，口模熔融挤出和卷绕工艺都已有很多的研究，目前影响包覆线质量的主要原因是包覆线皮芯结构的不稳定性,包覆线中间的连续纤维是高速通过口模，不会熔融变形(从而赋予包覆线高力学性能)，在没有进行纤维表面处理的条件下，包覆线中的包覆层高分子材料和芯层纤维只是一种物理包覆结合。为使得包覆线的皮芯结构成为一种连续的“骨肉”结构，一方面可以从纤维表面处理和包覆层高分子材料配方来解决，但最主要的还是在包覆线的冷却成型工艺。

另外，提高包覆线产量的主要技术难点也在于包覆线的冷却工艺，高包覆线的产量，需要高速熔融挤出牵引，一方面高速牵引意味着冷却时间减短，包覆线表层的高分子材料包覆层冷却不够透彻，影响包覆线质量，若要完全冷却透，则需要很长的冷却水槽，对场地要求很高，且不利于生产；另一方面，高速熔融挤出牵引意味着需要高速卷绕，在高速牵引和卷绕的时候，包覆线一直处于高拉伸、高张力的状态，这种高张力的包覆线卷绕方式使得包覆线在成卷的状态下也一直保持较高的缠绕张力，在后续退卷使用中，容易发生包覆线收缩变形、包覆线表面不均匀、包覆线皮芯结构分离、包覆线退卷不顺利、甚至会使得包覆线不能后续使用。这是因为在制备包覆线的工艺中，包覆线中间的连续纤维是高速通过口模，不会熔融变形(从而赋予包覆线高力学性能)，在没有进行纤维表面处理的条件下，包覆线中的包覆层高分子材料和芯层纤维只是一种物理包覆结合，所以高拉伸状态的包覆线退卷使用过程中，中间纤维会出现应力松弛变形；另外在口模处高速熔融挤出的表层高分子材料也会有一定的取向，这种没有应力松弛的高分子取向在退卷去张力后也会大幅度降低包覆线的力学性能。

由此可见，如何在高拉伸工艺中对包覆线进行快速而透彻的冷却成型；以及降低卷绕张力，使得包覆线在冷却的过程中就能让其皮芯结构得到应力松弛是制备高性能、高产量包覆线设备亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的上述问题，提出了一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备。

本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，包括：

箱体，其设置有雾化喷淋装置；

松弛初冷单元，其设置在所述箱体内，所述松弛初冷单元包括第一辊子以及第二辊子，所述第一辊子与所述第二辊子均可转动地与所述箱体连接，所述第一辊子与所述第二辊子在转动时两者的线速度相同；

冷却单元，其设置在所述箱体内，所述冷却单元包括第三辊子以及第四辊子，所述第三辊子与所述第四辊子均可转动地与所述箱体连接，所述第三辊子与所述第四辊子在转动时两者的线速度相同；

其中，包覆线可以在所述第一辊子与所述第二辊子上来回缠绕至少一圈并且在所述第三辊子与所述第四辊子上来回缠绕至少一圈，所述第三辊子与所述第四辊子的线速度小于所述第一辊子与所述第二辊子的线速度从而降低包覆线的张力并使包覆线松弛，所述雾化喷淋装置配置为可以朝所述第一辊子与所述第二辊子上缠绕的包覆线以及所述第三辊子与所述第四辊子上缠绕的包覆线喷淋雾化后的冷却介质。。

较佳的，所述箱体设置有环吹风元件，所述环吹风元件设置有出口以及环绕所述出口的吹风部，所述吹风部朝向所述出口并且可朝所述出口吹风。

较佳的，所述箱体设置有第一驱动元件以及第二驱动元件，所述第一辊子与所述第一驱动元件联动连接，所述第二辊子与所述第一辊子联动连接，所述第三辊子与所述第二驱动元件联动连接，所述第四辊子与所述第三辊子联动连接。

较佳的，所述箱体上设置有用于检测包覆线是否断线的断线感应器。

较佳的，所述雾化喷淋装置包括至少两根喷淋管。

较佳的，所述第一辊子、所述第二辊子、所述第三辊子以及所述第四辊子均设置有至少一道便于包覆线缠绕的沟痕。

较佳的，包覆线配置为先缠绕在所述第一辊子与所述第二辊子上然后缠绕在所述第三辊子与所述第四辊子上最后从所述出口离开所述箱体。

较佳的，所述第一辊子设置为金属件，所述第二辊子设置为陶瓷件，并且所述第一辊子的直径大于所述第二辊子的直径。

较佳的，所述第三辊子与所述第四辊子均设置为橡塑件，所述第三辊子与所述第四辊子的直径相同且均大于所述第一辊子的直径。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

1、能够在高分子材料包覆线的高拉伸工艺中对包覆线进行快速而透彻的冷却成型，以及降低卷绕张力，使得包覆线在冷却的过程中就能让其皮芯结构得到应力松弛。

2、包覆线在各个辊子上能够进行多圈缠绕，这样就变相的延长了包覆线处于冷却环境中的长度，能够让包覆线在冷却环境中停留更长的时间，充分的与冷却介质接触进行降温冷却，这种多组缠绕的冷却方式使得冷却设备冷却效率高，占用空间少。

3、后续连接卷绕机的卷绕线速度比第三辊子与第四辊子的线速度的小，逐级降速的线速度和卷绕速度使得包覆线松弛的更好，让包覆线的表层高分子树脂应力减弱，皮芯结构更完整。

4、断线感应器对应离开出口的包覆线，一旦检测到包覆线断线的话，断线感应器能够发出信号从而控制设备急停。

附图说明

图1为本实用新型的用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备的结构示意图。

图2为本实用新型的环吹风元件的结构示意图。

图中，100、箱体；200、雾化喷淋装置；210、喷淋管；300、松弛初冷单元；310、第一辊子；320、第二辊子；400、冷却单元；410、第三辊子；420、第四辊子；500、环吹风元件；510、出口；520、吹风部；600、断线感应器；700、包覆线。

具体实施方式

以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。

如图1所示，一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，包括：箱体100、松弛初冷单元300以及冷却单元400，该设备能够应用于高分子材料包覆线700的生产工艺中，包覆线700通过口模后，表层的熔融的高分子树脂材料需要冷却才能得到表面规整、形貌均一的包覆层，因此包覆线700会马上进入该设备中，而该设备既能快速冷却包覆线700，又能使包覆线700在卷绕前处于一定松弛状态、皮芯结构更加稳定，使得包覆线700的质量和生产效率得到大大的提高。

箱体100就是水箱结构，在箱体100内设置有雾化喷淋装置200，雾化喷淋装置200能够将水雾化后喷淋下来；其中，所述雾化喷淋装置200包括至少两根喷淋管210，其中至少一根喷淋管210朝向第一辊子310与第二辊子320上缠绕的包覆线700，至少一根喷淋管210朝向所述第三辊子410与所述第四辊子420上缠绕的包覆线700，在实际结构中，有两根喷淋管210朝向所述第三辊子410与所述第四辊子420上缠绕的包覆线700，喷淋管210可以朝着辊子和包覆线700喷淋雾化后的水，而在箱体100的底部则设置有用于排水的出水口。

松弛初冷单元300设置在所述箱体100内，松弛初冷单元300能够起到使包覆线700松弛的作用，在此基础上，雾化喷淋装置200能够对松弛初冷单元300上缠绕的包覆线喷淋雾化后的冷却介质，从而在包覆线700松弛的过程中进行初步冷却。

所述松弛初冷单元300包括第一辊子310以及第二辊子320，所述第一辊子310与所述第二辊子320均可转动地与所述箱体100连接，所述第一辊子310与所述第二辊子320在转动时两者的线速度相同。

冷却单元400设置在所述箱体100内，所述冷却单元400包括第三辊子410以及第四辊子420，所述第三辊子410与所述第四辊子420均可转动地与所述箱体100连接，所述第三辊子410与所述第四辊子420在转动时两者的线速度相同；其中，在包覆线700经过松弛初冷单元300的松弛与冷却后接入到冷却单元400，雾化喷淋装置200还能够对冷却单元400上缠绕的包覆线喷淋雾化后的冷却介质，从而使包覆线松700在张力松弛的条件下进一步冷却成型。

在上述实施方式的基础上，第一辊子310与第三辊子410设置为主动辊结构，第二辊子320与第四辊子420设置为从动辊结构，所述箱体100设置有第一驱动元件(图中未画出)以及第二驱动元件(图中未画出)，所述第一辊子310与所述第一驱动元件联动连接，所述第二辊子320与所述第一辊子310联动连接，所述第三辊子410与所述第二驱动元件联动连接，所述第四辊子420与所述第三辊子410联动连接，优选的，第一辊子310与第二辊子320通过传动带联动连接，所以两者的线速度相同，第三辊子410与第四辊子420通过传动带联动连接，所以两者的线速度相同，而第一驱动元件与第二驱动元件可以设置为电机，通过第一驱动元件与第二驱动元件能够分别驱动第一辊子310与第三辊子410转动。

所述第一辊子310、所述第二辊子320、所述第三辊子410以及所述第四辊子420均设置有至少一道便于包覆线700缠绕的沟痕(图中未画出)，沟痕可以优选为U型结构，这样便于包覆线700缠绕不变形，并使各圈包覆线700分开。

为了能够提高包覆线700的松弛以及冷却效果，第一辊子310、第二辊子320、第三辊子410以及第四辊子420的材质与尺寸也经过特殊的设计，其中，所述第一辊子310设置为金属件，所述第二辊子320设置为陶瓷件，使包覆线表层高分子材料在初冷成型的瞬间，与不同的材质接触而快速冷却；并且所述第一辊子310的直径大于所述第二辊子320的直径，通过不同直径的第一辊子310与第二辊子320配合使用，使得包覆线700表层高分子材料各向应力都能得到释放，包覆线700的皮芯结构更牢固。所述第三辊子410与所述第四辊子420均设置为橡塑件，这样能防止缠绕在第三辊子410与第四辊子420上的包覆线700打滑，更好的保证纱线在缠绕冷却过程中的张力均一性。

在生产时，包覆线700可以在所述第一辊子310与所述第二辊子320上来回缠绕至少一圈并且在所述第三辊子410与所述第四辊子420上来回缠绕至少一圈，优选的，包覆线700进入箱体100后，可以绕卷在第一辊子310与第二辊子320上，在实际结构中可以缠绕三圈以上，所以缠绕在第一辊子310与第二辊子320上的包覆线700能够随着第一辊子310与第二辊子320转动而运动，将包覆线700缠绕过第一辊子310与第二辊子320后，再将包覆线700牵引出来并缠绕在第三辊子410与第四辊子420，缠绕在第三辊子410与第四辊子420上的部分包覆线700能够随着第三辊子410与第四辊子420转动而运动，在实际结构中可以在第三辊子410与第四辊子420上缠绕十圈以上。需要指出的是，包覆线700在该设备中的缠绕圈数能随意调整(调整包覆线700冷却时间)以满足不同生产速度的需求。

所述第三辊子410与所述第四辊子420的线速度小于所述第一辊子310与所述第二辊子320的线速度从而降低包覆线700的张力并使包覆线700松弛，由于进入箱体100内的包覆线700的绕卷在第一辊子310与第二辊子320上，以及第三辊子410与第四辊子420上，所以当第三辊子410与第四辊子420的线速度慢于第一辊子310与第二辊子320的线速度时，不断降低的牵引速度能缓慢降低包覆线700的张力，使得包覆线700(尤其是中间的纤维)能充分的松弛。

优选的，由于本申请的设备可以配合卷绕机使用，从箱体100中出来的包覆线700被卷绕机收卷，卷绕机的卷绕线速度比第三辊子410与第四辊子420的线速度的小，逐级降速的线速度和卷绕速度使得包覆线700松弛的更好，让包覆线700的表层高分子树脂应力减弱，皮芯结构更完整。

并且在实际工作过程中，第三辊子410与第四辊子420的线速度比第一辊子310与第二辊子320的线速度慢0.1％～1％，卷绕机的线速度比第三辊子410与第四辊子420的线速度慢0.1％～1％，且上述线速度可以根据实际情况调节，并非一定要慢0.1％～1％。

由于包覆线700在第一辊子310与第二辊子320以及在第三辊子410与第四辊子420上均缠绕了多圈，这样就变相的延长了包覆线700处于冷却环境中的长度，能够让包覆线700在冷却环境中停留更长的时间，充分的与冷却介质接触进行降温冷却，这种多组缠绕的冷却方式使得冷却设备冷却效率高，占用空间少。

另外，可根据需要增大或者减少包覆线700缠绕在第三辊子410与第四辊子420上圈数，也可以根据需要增加或者减少循环冷却水温来控制包覆线700冷却时间和冷却温度。

通过上述的松弛初冷单元300以及冷却单元400配合，能够在高分子材料包覆线700的高速拉伸工艺中对包覆线700进行快速而透彻的冷却成型，并降低卷绕张力，使得包覆线700在冷却的过程中就能让其皮芯结构得到应力松弛。

如图1、图2所示，所述箱体100设置有环吹风元件500，环吹风是一种环向朝中心吹风的方式，所述环吹风元件500设置有出口510以及环绕所述出口510的吹风部520，所述吹风部520朝向所述出口510并且可朝所述出口510吹风。

环吹风元件500能有效的除去包覆线700表面残留的冷却介质以及其它杂质，保持包覆线700表面规整干净，包覆线700经过松弛初冷单元300与冷却单元400后，进入到环吹风元件500的出口510，并通过出口510离开箱体100内，由于包覆线700在箱体100内经过喷淋冷却，所以表面有水或者杂物残留，需要清除；而吹风部520从圆周方向朝着出口510吹风(即从外朝中心处吹风)，使得出口510内的包覆线700的所有位置都被吹到，这样就能够通过高压气体吹除包覆线700表面的水或者杂物。

如图1、图2所示，所述箱体100的外壁设置有用于检测包覆线700是否断线的断线感应器600，断线感应器600对应离开开口的包覆线700，一旦检测到包覆线700断线的话，断线感应器600能够发出信号从而控制设备急停。

包覆线700的缠绕与进出路线为：包覆线700进入箱体100内，先缠绕在所述第一辊子310与所述第二辊子320上然后缠绕在所述第三辊子410与所述第四辊子420，最后从所述出口510离开所述箱体100并通过以及断线感应器600，此时包覆线700经过松弛与冷却后，又被高压气体吹干净，最终被卷绕机收卷。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”、“一”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (9)

1.一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，其特征在于，包括：

箱体，其设置有雾化喷淋装置；

松弛初冷单元，其设置在所述箱体内，所述松弛初冷单元包括第一辊子以及第二辊子，所述第一辊子与所述第二辊子均可转动地与所述箱体连接，所述第一辊子与所述第二辊子在转动时两者的线速度相同；

冷却单元，其设置在所述箱体内，所述冷却单元包括第三辊子以及第四辊子，所述第三辊子与所述第四辊子均可转动地与所述箱体连接，所述第三辊子与所述第四辊子在转动时两者的线速度相同；

其中，包覆线可以在所述第一辊子与所述第二辊子上来回缠绕至少一圈并且在所述第三辊子与所述第四辊子上来回缠绕至少一圈，所述第三辊子与所述第四辊子的线速度小于所述第一辊子与所述第二辊子的线速度从而降低包覆线的张力并使包覆线松弛，所述雾化喷淋装置配置为可以朝所述第一辊子与所述第二辊子上缠绕的包覆线以及所述第三辊子与所述第四辊子上缠绕的包覆线喷淋雾化后的冷却介质。

2.如权利要求1中所述的一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，其特征在于：所述箱体设置有环吹风元件，所述环吹风元件设置有出口以及环绕所述出口的吹风部，所述吹风部朝向所述出口并且可朝所述出口吹风。

3.如权利要求2中所述的一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，其特征在于：所述箱体设置有第一驱动元件以及第二驱动元件，所述第一辊子与所述第一驱动元件联动连接，所述第二辊子与所述第一辊子联动连接，所述第三辊子与所述第二驱动元件联动连接，所述第四辊子与所述第三辊子联动连接。

4.如权利要求2中所述的一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，其特征在于：所述箱体上设置有用于检测包覆线是否断线的断线感应器。

5.如权利要求1中所述的一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，其特征在于：所述雾化喷淋装置包括至少两根喷淋管。

6.如权利要求3中所述的一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，其特征在于：所述第一辊子、所述第二辊子、所述第三辊子以及所述第四辊子均设置有至少一道便于包覆线缠绕的沟痕。

7.如权利要求2中所述的一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，其特征在于：包覆线配置为先缠绕在所述第一辊子与所述第二辊子上然后缠绕在所述第三辊子与所述第四辊子上最后从所述出口离开所述箱体。

8.如权利要求1中所述的一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，其特征在于：所述第一辊子设置为金属件，所述第二辊子设置为陶瓷件，并且所述第一辊子的直径大于所述第二辊子的直径。

9.如权利要求1中所述的一种用于高分子材料包覆线快速冷却和松弛的设备，其特征在于：所述第三辊子与所述第四辊子均设置为橡塑件，所述第三辊子与所述第四辊子的直径相同且均大于所述第一辊子的直径。

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