CN220841425U - 膨化聚四氟乙烯加热装置及膨化聚四氟乙烯横拉设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种膨化聚四氟乙烯加热装置，该膨化聚四氟乙烯加热装置依次设有拉伸加热区和烧结加热区；膨化聚四氟乙烯加热装置包括多个加热模块和多个温控模块，多个温控模块分别与多个加热模块电信号连接，多个加热模块分别设置于拉伸加热区和烧结加热区；沿膨化聚四氟乙烯膜的横向拉伸方向上，以位于同一列的加热模块为一组，多个加热模块分为多个加热组；在拉伸加热区中，沿膨化聚四氟乙烯膜的前进方向上，各个加热组中加热模块的数量依次递增。本实用新型还提供一种膨化聚四氟乙烯横拉设备。

Description

膨化聚四氟乙烯加热装置及膨化聚四氟乙烯横拉设备

技术领域

本实用新型涉及膨化聚四氟乙烯生产设备技术领域，尤其是涉及一种膨化聚四氟乙烯加热装置及膨化聚四氟乙烯横拉设备。

背景技术

膨化聚四氟乙烯(expanded PTFE)是由聚四氟乙烯树脂经过筛料、混料、推挤、压延、纵拉、横拉、覆膜、烧结等工艺形成的一定厚度的型材。在整个生产过程中，压延、纵拉(即对膨化聚四氟乙烯膜沿其长度方向进行拉伸)和横拉(即对膨化聚四氟乙烯膜沿其宽度方向进行拉伸)是膨化聚四氟乙烯产品质量的关键工艺。其中，横拉工艺需要在特定高温条件下对膨化聚四氟乙烯膜进行快速拉伸8～20倍，使膨化聚四氟乙烯在横向形成密集均匀纤维束。膨化聚四氟乙烯膜在拉伸过程中的温度场、拉伸速度是影响产品质量的关键因素。

如图1所示，传统的横拉工艺中，在对膨化聚四氟乙烯膜1进行加热横拉时，膨化聚四氟乙烯膜1的加热是由横拉设备底部的加热管3和鼓风机4配合完成：加热管3通电后加热，鼓风机4向上吹风并将加热管3产生的热量以热风的形式吹至膨化聚四氟乙烯膜1进行加热。但是，这种加热方式的缺点包括：一、加热管3为整体加热，并通过鼓风机4吹风的形式进行加热，加热稳定性无法得到保证，且无法精准控制膨化聚四氟乙烯膜1各位置处的加热温度；二、加热管3和温度探测装置(图未示)与膨化聚四氟乙烯膜1之间的距离较远(约1m)，导致温度测量和控制存在延迟，使得温度控制偏差较大(膨化聚四氟乙烯膜1的实际加热温度与测量温度不符)；三、当加热管3或鼓风机4发生损坏时，需要整体进行维修或更换，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种膨化聚四氟乙烯加热装置，能够提高加热温度的稳定性和加热温度的控制精度，同时便于维修更换。

本实用新型提供一种膨化聚四氟乙烯加热装置，用于在膨化聚四氟乙烯膜横向拉伸的过程中对其进行加热；沿所述膨化聚四氟乙烯膜的前进方向上，所述膨化聚四氟乙烯加热装置依次设有拉伸加热区和烧结加热区；所述膨化聚四氟乙烯加热装置包括多个加热模块和多个温控模块，多个温控模块分别与多个加热模块电信号连接，多个所述加热模块分别设置于所述拉伸加热区和所述烧结加热区；沿所述膨化聚四氟乙烯膜的横向拉伸方向上，以位于同一列的加热模块为一组，多个所述加热模块分为多个加热组，多个所述加热组沿所述膨化聚四氟乙烯膜的前进方向依次排列；在所述拉伸加热区中，沿所述膨化聚四氟乙烯膜的前进方向上，各个所述加热组中加热模块的数量依次递增；其中，所述膨化聚四氟乙烯膜的横向拉伸方向垂直于所述膨化聚四氟乙烯膜的前进方向。

在一种可实现的方式中，沿所述膨化聚四氟乙烯膜的横向拉伸方向上，各个所述加热组中的加热模块均关于对称轴线呈对称排布设置；其中，所述对称轴线平行于所述膨化聚四氟乙烯膜的前进方向。

在一种可实现的方式中，所述烧结加热区内的加热组中加热模块的数量大于所述拉伸加热区内的加热组中加热模块的数量。

在一种可实现的方式中，在所述烧结加热区中，各个所述加热组中加热模块的数量相同。

在一种可实现的方式中，在所述拉伸加热区中，沿所述膨化聚四氟乙烯膜的横向拉伸方向上，每个所述加热组中的各个加热模块的设定温度由中心向两侧逐渐增大。

在一种可实现的方式中，各所述加热模块与所述膨化聚四氟乙烯膜之间的距离小于或等于50mm。

在一种可实现的方式中，所述加热模块为电磁加热模块。

在一种可实现的方式中，所述加热模块的加热面呈圆形结构，所述加热模块的加热面的直径为150mm～200mm。

在一种可实现的方式中，多个所述温控模块集成在同一个控制面板上。

本实用新型还提供一种膨化聚四氟乙烯横拉设备，用于对膨化聚四氟乙烯膜进行横向拉伸，该膨化聚四氟乙烯横拉设备包括上述的膨化聚四氟乙烯加热装置。

本实用新型提供的膨化聚四氟乙烯加热装置，通过设置多个加热模块和多个温控模块，每个加热模块由对应的温控模块进行控制，即多个加热模块为独立控制，从而实现膨化聚四氟乙烯膜各位置处加热温度的精准控制。而且，该加热方式相较于原来鼓风机吹风的方式的加热稳定性和均匀性更高，使膨化聚四氟乙烯膜在横拉过程中处于精准的温度场内，横拉质量更高，产品性能更稳定。同时，当部分加热模块损坏后，并不影响加热装置整体加热温度的均匀性，而且加热模块能够单独进行维修或更换，从而节省成本。

同时，由于膨化聚四氟乙烯膜在横向拉伸过程中其宽度会逐渐增加，故将拉伸加热区中各个加热组中加热模块的数量设置为依次递增，从而使加热装置的加热范围恰好与膨化聚四氟乙烯膜的膜宽变化相吻合，即加热装置的加热范围能够恰好覆盖膨化聚四氟乙烯膜的各个位置，不仅提高了加热效果，而且能够减少加热模块的设置数量，从而节省设备成本。

附图说明

图1为现有的横拉工艺中膨化聚四氟乙烯膜的加热结构示意图。

图2为本实用新型实施例中膨化聚四氟乙烯加热装置对膨化聚四氟乙烯膜进行加热时的侧视图。

图3为图2的仰视图。

图4为本实用新型实施例中膨化聚四氟乙烯加热装置的结构框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

本实用新型的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本实用新型请求保护的范围。

如图2至图4所示，本实用新型实施例提供一种膨化聚四氟乙烯加热装置2，用于在膨化聚四氟乙烯膜1横向拉伸的过程中对其进行加热。沿膨化聚四氟乙烯膜1的前进方向X上(具体地，膨化聚四氟乙烯膜1在横拉设备上进行横拉时，其一边向前运动，一边进行横向拉伸；该前进方向X即为膨化聚四氟乙烯膜1的运动方向)，膨化聚四氟乙烯加热装置2依次设有拉伸加热区2A和烧结加热区2B。其中，如图3所示，在该拉伸加热区2A内，膨化聚四氟乙烯膜1被横向拉伸，从而使其宽度逐渐增大；而在烧结加热区2B内，膨化聚四氟乙烯膜1不再被横向拉伸，其宽度基本保持不变。

膨化聚四氟乙烯加热装置2包括多个加热模块21和多个温控模块22，多个温控模块22分别与多个加热模块21电信号连接，多个温控模块22分别用于控制多个加热模块21的开闭以及设定温度，从而实现各加热模块21的单独控制。多个加热模块21呈阵列分布设置于拉伸加热区2A和烧结加热区2B，即拉伸加热区2A和烧结加热区2B均分别设有多个加热模块21。且多个加热模块21为密布设置，相邻的加热模块21之间为彼此紧挨设置或者间隔有一定距离。多个加热模块21均设置于膨化聚四氟乙烯膜1的下方。

沿膨化聚四氟乙烯膜1的横向拉伸方向Y上(也即膨化聚四氟乙烯膜1的宽度方向)，以位于同一列的加热模块21为一组，多个加热模块21分为多个加热组210，每个加热组210包括一个加热模块21或者多个沿膨化聚四氟乙烯膜1的横向拉伸方向Y依次排列的加热模块21；多个加热组210沿膨化聚四氟乙烯膜1的前进方向X依次排列。在拉伸加热区2A中，沿膨化聚四氟乙烯膜1的前进方向X上，各个加热组210中加热模块21的数量依次递增。其中，膨化聚四氟乙烯膜1的横向拉伸方向Y垂直于膨化聚四氟乙烯膜1的前进方向X。

本实施例提供的膨化聚四氟乙烯加热装置2，通过设置多个加热模块21和多个温控模块22，每个加热模块21由对应的温控模块22进行控制，即多个加热模块21为独立控制，从而实现膨化聚四氟乙烯膜1各位置处加热温度的精准控制(即各个加热模块21能够分别控制其加热温度，使得膨化聚四氟乙烯膜1不同位置的加热温度能够根据需求设置得不同)。而且，该加热方式相较于原来鼓风机吹风的方式的加热稳定性和均匀性更高，使膨化聚四氟乙烯膜1在横拉过程中处于精准的温度场内，横拉质量更高，产品性能更稳定。同时，当部分加热模块21损坏后，并不影响加热装置整体加热温度的均匀性，而且加热模块21能够单独进行维修或更换，从而节省成本。

同时，由于膨化聚四氟乙烯膜1在横向拉伸过程中其宽度会逐渐增加，故将拉伸加热区2A中各个加热组210中加热模块21的数量设置为依次递增，从而使加热装置的加热范围恰好与膨化聚四氟乙烯膜1的膜宽变化相吻合，即加热装置的加热范围能够恰好覆盖膨化聚四氟乙烯膜1的各个位置，不仅提高了加热效果，而且能够减少加热模块21的设置数量，从而节省设备成本。

如图2所示，作为一种实施方式，各加热模块21与膨化聚四氟乙烯膜1之间的距离h(也即加热模块21的加热面/辐射面与膨化聚四氟乙烯膜1下表面之间的距离)大于0，且小于或等于50mm，从而大幅缩短热传导距离。由于本实施例中加热模块21与膨化聚四氟乙烯膜1之间的距离h远远小于现有技术中加热管与膨化聚四氟乙烯膜之间的距离，不仅能够取消原有的鼓风机传导热场的方式(即本实施例为直接利用加热模块21的短距离热辐射对膨化聚四氟乙烯膜1进行加热)，而且提高了温度稳定性、均匀性、加热效率和温度控制精度。

作为一种实施方式，加热模块21为采用电磁加热方式的电磁加热模块，电磁加热模块不仅温控精度高(温控精度一般为±3℃)，加热稳定性好，而且能耗低，使用寿命长。

作为一种实施方式，加热模块21的加热面(也即加热模块21朝向膨化聚四氟乙烯膜1一侧的辐射面)呈圆形结构，加热模块21的加热面的直径为150mm～200mm。

如图4所示，作为一种实施方式，多个温控模块22集成在同一个控制面板23上，从而便于控制。

如图3所示，作为一种实施方式，沿膨化聚四氟乙烯膜1的横向拉伸方向Y上，各个加热组210中的加热模块21均关于对称轴线L呈对称排布设置(也即各个加热组210中的多个加热模块21由中心向两侧均匀排列)；其中，对称轴线L平行于膨化聚四氟乙烯膜1的前进方向X。由于膨化聚四氟乙烯膜1在横拉时，其是沿横向拉伸方向Y向两侧均匀拓展变宽，故将各个加热组210中的加热模块21设置为对称排布，从而使加热模块21的排列方式符合膨化聚四氟乙烯膜1的膜宽变化。在本实施例中，位于膨化聚四氟乙烯膜1的前进方向X的始端(也即图3中的最左侧)的加热组210包含一个加热模块21，该一个加热模块21设置于该对称轴线L上；当然，最左侧的加热组210也可以包含多个加热模块21，此时最左侧的加热组210中的多个加热模块21关于对称轴线L对称排布设置。

如图3所示，作为一种实施方式，烧结加热区2B内的各加热组210中加热模块21的数量大于拉伸加热区2A内的各加热组210中加热模块21的数量。且在烧结加热区2B中，各个加热组210中加热模块21的数量相同，多个加热组210中的加热模块21呈阵列排布。由于在烧结加热区2B内，膨化聚四氟乙烯膜1不再被横向拉伸，其宽度达到最大且宽度基本保持不变，故烧结加热区2B内的加热组210中加热模块21的数量最多，且各加热组210中加热模块21的数量保持不变，以和膨化聚四氟乙烯膜1的膜宽相吻合。

如图3所示，作为一种实施方式，在拉伸加热区2A中，沿膨化聚四氟乙烯膜1的横向拉伸方向Y上，每个加热组210中的各个加热模块21的设定温度由中心向两侧逐渐增大(即加热组210中位于中部位置的加热模块21的设定温度小于位于两侧位置的加热模块21的设定温度)。同时，需要说明的是，当最左侧的加热组210只有一个加热模块21时，该一个加热模块21无需使用该设置方式。

具体地，由于膨化聚四氟乙烯膜1在横向拉伸时，沿其宽度方向上(也即横向拉伸方向Y)，其具有中间位置薄、两侧位置厚的特点，膜的厚度越薄其拉伸强度越低；而加热温度越高，膜越容易拉伸，故控制中间位置的加热温度低、两侧位置的加热温度高，以补偿拉伸强度的区别，即通过温度场的控制来匹配膜的特性，从而使膜最终拉伸的厚薄均匀。

作为一种实施方式，烧结加热区2B内的加热模块21的设定温度大于拉伸加热区2A内的加热模块21的设定温度。在烧结加热区2B内是对拉伸后的膨化聚四氟乙烯膜1进行烧结定型，使膨化聚四氟乙烯膜1中的微结构固化。

如图3所示，作为一种实施方式，沿膨化聚四氟乙烯膜1的前进方向X上，拉伸加热区2A包括依次设置的预拉伸加热区21A和扩幅拉伸加热区22A，扩幅拉伸加热区22A内的加热模块21的设定温度大于预拉伸加热区21A内的加热模块21的设定温度。膨化聚四氟乙烯膜1在横拉之前，其并不是平整的，在预拉伸加热区21A只是小幅度对膨化聚四氟乙烯膜1进行横向拉伸，使膨化聚四氟乙烯膜1被拉伸平整；而在扩幅拉伸加热区22A才对膨化聚四氟乙烯膜1进行大幅度横向拉伸(例如将其宽度由150mm拉伸至1500mm～2000mm)；同时，由于扩幅拉伸加热区22A的加热温度大于预拉伸加热区21A的加热温度，使膜在加热升温时其温度是渐变的(逐渐升高)，能够对膜起到预热作用，从而提升拉伸效果。

作为一种实施方式，烧结加热区2B内各加热模块21的设定温度相同。

本实用新型实施例还提供一种膨化聚四氟乙烯横拉设备，包括上述的膨化聚四氟乙烯加热装置2。该膨化聚四氟乙烯横拉设备用于对膨化聚四氟乙烯膜1进行横向拉伸。

作为一种实施方式，膨化聚四氟乙烯膜1的制作方法为：

(1)开启横拉设备进行预热；横拉设备中的加热模块21采用电磁加热模块，每个加热模块21加热面的面积约为400平方厘米，温控精度为±3℃。设定预拉伸加热区21A内各加热组210中的加热模块21的温度由中心向两侧从130℃逐渐增加至150℃，设定扩幅拉伸加热区22A内各加热组210中的加热模块21的温度由中心向两侧从185℃逐渐增加至200℃，设定烧结加热区2B内各加热模块21的温度均为380℃。

(2)待横拉设备的温度加热至设定温度后，将经过纵拉后的膨化聚四氟乙烯膜1装夹在横拉设备上，此时膨化聚四氟乙烯膜1的膜厚约为0.3mm，幅宽(即膜在横拉之前的宽度)为150mm，装夹宽度(即膨化聚四氟乙烯膜1夹持在横拉设备上的宽度)为10～15mm。

(3)设定主线速度(即膜的移动速度)为10～18m/min，使膨化聚四氟乙烯膜1按前进方向X运动，并进行预拉伸、拉伸和烧结(在横拉时，横拉设备夹持膜的两侧，通过装夹轨道逐渐变宽实现对膜的横拉)。

(4)收卷横拉烧结后的膨化聚四氟乙烯膜1，对膜的基本属性进行检测，如外观、厚度、密度、电镜分析等，得到横拉膜的性能指标。

本实用新型实施例提供的膨化聚四氟乙烯加热装置2，通过设置多个加热模块21和多个温控模块22，每个加热模块21由对应的温控模块22进行控制，即多个加热模块21为独立控制，从而实现膨化聚四氟乙烯膜1各位置处加热温度的精准控制(即各个加热模块21能够分别控制其加热温度，使得膨化聚四氟乙烯膜1不同位置的加热温度能够根据需求设置得不同)。而且，该加热方式相较于原来鼓风机吹风的方式的加热稳定性和均匀性更高，使膨化聚四氟乙烯膜1在横拉过程中处于精准的温度场内，横拉质量更高，产品性能更稳定。同时，当部分加热模块21损坏后，并不影响加热装置整体加热温度的均匀性，而且加热模块21能够单独进行维修或更换，从而节省成本。

以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种膨化聚四氟乙烯加热装置，用于在膨化聚四氟乙烯膜(1)横向拉伸的过程中对其进行加热，其特征在于，沿所述膨化聚四氟乙烯膜(1)的前进方向(X)上，所述膨化聚四氟乙烯加热装置(2)依次设有拉伸加热区(2A)和烧结加热区(2B)；所述膨化聚四氟乙烯加热装置(2)包括多个加热模块(21)和多个温控模块(22)，多个所述温控模块(22)分别与多个所述加热模块(21)电信号连接，多个所述加热模块(21)分别设置于所述拉伸加热区(2A)和所述烧结加热区(2B)；沿所述膨化聚四氟乙烯膜(1)的横向拉伸方向(Y)上，以位于同一列的加热模块(21)为一组，多个所述加热模块(21)分为多个加热组(210)，多个所述加热组(210)沿所述膨化聚四氟乙烯膜(1)的前进方向(X)依次排列；在所述拉伸加热区(2A)中，沿所述膨化聚四氟乙烯膜(1)的前进方向(X)上，各个所述加热组(210)中加热模块(21)的数量依次递增；其中，所述膨化聚四氟乙烯膜(1)的横向拉伸方向(Y)垂直于所述膨化聚四氟乙烯膜(1)的前进方向(X)。

2.如权利要求1所述的膨化聚四氟乙烯加热装置，其特征在于，沿所述膨化聚四氟乙烯膜(1)的横向拉伸方向(Y)上，各个所述加热组(210)中的加热模块(21)均关于对称轴线(L)呈对称排布设置；其中，所述对称轴线(L)平行于所述膨化聚四氟乙烯膜(1)的前进方向(X)。

3.如权利要求1所述的膨化聚四氟乙烯加热装置，其特征在于，所述烧结加热区(2B)内的加热组(210)中加热模块(21)的数量大于所述拉伸加热区(2A)内的加热组(210)中加热模块(21)的数量。

4.如权利要求1所述的膨化聚四氟乙烯加热装置，其特征在于，在所述烧结加热区(2B)中，各个所述加热组(210)中加热模块(21)的数量相同。

5.如权利要求1所述的膨化聚四氟乙烯加热装置，其特征在于，在所述拉伸加热区(2A)中，沿所述膨化聚四氟乙烯膜(1)的横向拉伸方向(Y)上，每个所述加热组(210)中的各个加热模块(21)的设定温度由中心向两侧逐渐增大。

6.如权利要求1所述的膨化聚四氟乙烯加热装置，其特征在于，各所述加热模块(21)与所述膨化聚四氟乙烯膜(1)之间的距离(h)小于或等于50mm。

7.如权利要求1所述的膨化聚四氟乙烯加热装置，其特征在于，所述加热模块(21)为电磁加热模块。

8.如权利要求1所述的膨化聚四氟乙烯加热装置，其特征在于，所述加热模块(21)的加热面呈圆形结构，所述加热模块(21)的加热面的直径为150mm～200mm。

9.如权利要求1-8中任一项所述的膨化聚四氟乙烯加热装置，其特征在于，多个所述温控模块(22)集成在同一个控制面板(23)上。

10.一种膨化聚四氟乙烯横拉设备，其特征在于，包括如权利要求1-9中任一项所述的膨化聚四氟乙烯加热装置。