專利名稱：多錠變形紗機(jī)激光加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
假拈變形法仍是目前加工變形紗最常用的方法。其原理是利用合成纖維的熱塑性，通過(guò)加拈、加熱定型和退拈三步驟，將長(zhǎng)絲加工成假捻變形紗，國(guó)內(nèi)外制造假捻變形紗大都利用由電熱板組成的熱箱加熱器對(duì)長(zhǎng)絲原料進(jìn)行加熱定型。假拈法生產(chǎn)變形紗的技術(shù)關(guān)鍵主要有二一是加拈，二是加熱。經(jīng)過(guò)多年來(lái)國(guó)內(nèi)外對(duì)生產(chǎn)工藝的發(fā)展和改進(jìn)，加拈的技術(shù)已不斷提高；而由于加熱速度慢、加熱效率低，則成為限制目前變形紗機(jī)的生產(chǎn)速度和增加機(jī)器尺寸的主要原因。十多年來(lái)中外科研人員都曾致力于改革熱箱加熱器，或提高加熱箱溫度，或增加熱箱長(zhǎng)度，以求提高變形紗加工速度，由于受到這類加熱機(jī)理的限制，加熱速度不可能有顯著的提高，其實(shí)際效果并不理想。
本實(shí)用新型系將激光加熱應(yīng)用于變形紗的加工，其優(yōu)點(diǎn)是1、因激光束的波長(zhǎng)單一，相干性強(qiáng)且能量高度集中，故采用激光加熱的效率高，能耗低。
2、將CO2激光作用于高聚合物纖維時(shí)，能在一定的深度范圍內(nèi)產(chǎn)生極為迅速的加熱作用，故以CO2激光束作用于化纖長(zhǎng)絲時(shí)被極大地吸收能量提高加熱速度，加熱時(shí)間大大縮短。
3、在一定變形加工速度下，加熱器長(zhǎng)度大大縮短。
4、能加工錦綸、滌綸、丙綸等多種長(zhǎng)絲原料，工作穩(wěn)定可靠，變形效果理想。


圖1是激光變形紗機(jī)的絲路及工藝流程示意
圖1、原絲筒2、導(dǎo)絲鉤3、輸入羅拉4、激光器5、加拈器6、輸出羅拉7、導(dǎo)絲鉤8、卷繞筒
9、假拈區(qū)10、加熱區(qū)11、冷卻區(qū)12、退拈區(qū)13、變形定型區(qū)14、鏡面反射器原絲由原絲筒1送出通過(guò)若干個(gè)導(dǎo)絲鉤2和輸入羅拉3進(jìn)入假拈區(qū)9。在此區(qū)段，加拈器5對(duì)原絲進(jìn)行加拈，同時(shí)由激光器4射來(lái)的CO2激光束，經(jīng)鏡面反射器14多次反射，在加熱區(qū)10對(duì)原絲反復(fù)輻射，進(jìn)行加熱處理。當(dāng)經(jīng)過(guò)處理后的原絲通過(guò)冷卻區(qū)11，出加拈器5后，在退拈區(qū)12紗上的拈度退去。再經(jīng)輸出羅拉6和導(dǎo)絲鉤7將紗送至卷繞筒8上，形成卷裝。加熱區(qū)10和冷卻區(qū)11組成假拈區(qū)9；假拈區(qū)9和退拈區(qū)12組成完整的變形定型區(qū)13。
本實(shí)用新型對(duì)現(xiàn)有的變形紗機(jī)的改進(jìn)是采用了CO2激光器的加熱系統(tǒng)，來(lái)替代一般的加熱箱。CO2激光器可輻射出連續(xù)工作的波長(zhǎng)為10.6微米屬于中紅外光波段的激光，激光光斑直徑約為6毫米，正常工作時(shí)工作電壓約20千伏，管壓降約15千伏，工作電流20毫安左右，輸出功率50～60瓦，光電轉(zhuǎn)換率約15％，穩(wěn)定度在10％左右。經(jīng)CO2激光輻射的高聚合物化纖可吸收約90％的激光熱能。
本機(jī)采用的激光器為C10A型，用壹組以上的電源分別對(duì)一組以上的激光器供給高壓低電流的直流電源。
激光電源連同激光器均安裝在機(jī)器的車頭箱內(nèi)，與外界隔離。此一防護(hù)措施可保激光電源系統(tǒng)的安全使用。
圖2為本實(shí)用新型激光器及其加熱系統(tǒng)示意圖圖2中，4、激光器16、17、18、19、鏡面反射器10、加熱區(qū)20、絲束15、平面鏡21、鏡面反射器支座
22、激光束光路調(diào)節(jié)裝置由激光器4發(fā)射出的激光束經(jīng)傾斜45度安置的平面鏡15反射轉(zhuǎn)向，通過(guò)鏡面反射器19(另一激光束則經(jīng)過(guò)鏡面反射器18上方)水平射入加熱區(qū)。在加熱區(qū)10兩側(cè)端所裝置鏡面傾斜為45度的鏡面反射器16、17、18、19的導(dǎo)向下，激光束在水平方向來(lái)回反射多次，但始終被控制在加熱區(qū)內(nèi)而不逸出，使高速通過(guò)的絲束20在激光束的相互作用中能充分吸收激光束的輻射能量。激光束的水平寬度等于光斑直徑為6毫米，垂直方向的有效輻射范圍約24毫米。為增大此一輻射范圍，可使用一組以上的激光器以擴(kuò)大加熱區(qū)10。冷卻區(qū)長(zhǎng)度則為300毫米(參見(jiàn)
圖1)。
在激光加熱區(qū)上裝有罩殼，使激光射線通路密閉于箱內(nèi)，與外界隔離，以保證使用安全。
激光束的光路應(yīng)能調(diào)節(jié)，使激光束射線不偏離加熱區(qū)10。因此為加熱區(qū)10兩側(cè)的鏡面反射器16、17、18、19配置了激光光路的調(diào)節(jié)裝置22，使鏡面反射器可沿垂直方向(Y方向)上下移動(dòng)，繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)以及繞Y軸作微動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以控制激光光束的反射方向。
圖3為激光束光路調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖圖3中，21、鏡面反射器支座27、支點(diǎn)23、并緊螺母28、底板24、螺桿29、長(zhǎng)槽25、拉簧30、差動(dòng)螺桿26、弧形槽31、差動(dòng)螺桿垂直方向(Y方向)的上下移動(dòng)旋松并緊螺母23，用螺絲起子插入螺桿24的起子槽中；旋動(dòng)螺桿24，即可帶動(dòng)鏡面反射器支座21而使圈連于其上的鏡面反射器16、17、18、19在垂直方向作上下移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)其在垂直方向上位置的調(diào)節(jié)。
繞Z軸的轉(zhuǎn)動(dòng)松開(kāi)底板28上弧形槽26內(nèi)的螺釘(圖中未畫(huà)出)后，即可使整個(gè)底座以支點(diǎn)27為中心繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)而調(diào)節(jié)鏡面反射器16、17、18、19在垂直方向的俯仰角度。
繞Y軸的微動(dòng)調(diào)節(jié)鏡面反射器16、17、18、19通過(guò)一組差動(dòng)螺旋機(jī)構(gòu)的螺桿30與31以及拉簧25與底板28相連。螺桿31的下端頭部扁平，嵌在底板28的長(zhǎng)槽29中。旋轉(zhuǎn)螺桿30可調(diào)節(jié)底板28與鏡面反射器16、17、18、19在右端的相對(duì)距離。由于螺桿30為M10×1，而螺桿31為M5×0.8，因而每旋轉(zhuǎn)螺桿30一圈，右端的相對(duì)距離改變0.2毫米，故根據(jù)螺桿30與31的螺距差，即可使反射器繞Y軸作微動(dòng)旋轉(zhuǎn)，以精確調(diào)節(jié)反射器在水平方向的偏轉(zhuǎn)角。
多錠位各路喂入的長(zhǎng)絲束在激光束的光斑范圍內(nèi)通過(guò)加熱區(qū)10，由于加熱區(qū)處導(dǎo)紗器的定位導(dǎo)向，控制各根絲束在激光輻射下的光斑截面上根與根之間不發(fā)生重疊遮蓋，防止加熱不均的發(fā)生，造成各錠位成紗性能的差異；同時(shí)由導(dǎo)紗器的定位導(dǎo)向，控制激光輻射的水平縱向平面絲束的位置，以保證每根絲束接受的激光輻射量大致相等。
圖4為導(dǎo)紗器的定位導(dǎo)向示意圖在圖4中，20、絲束32、導(dǎo)紗器激光器4前的信號(hào)盤(pán)33是一塊園盤(pán)，沿盤(pán)的圓周開(kāi)有一個(gè)以上的孔，當(dāng)園盤(pán)繞園心旋轉(zhuǎn)時(shí)對(duì)激光束的光路間斷地遮蓋或開(kāi)放，用以控制射入加熱區(qū)10的激光束，來(lái)加工生產(chǎn)花式紗。
圖5為信號(hào)盤(pán)的示意圖在圖5中，4、激光器33、信號(hào)盤(pán)變形紗機(jī)架采用底座一立柱一橫梁裝配式的鋼板焊接式構(gòu)件，選定底座加工面和各橫梁的加工孔為基準(zhǔn)以安裝機(jī)架，從而可確保各立柱的平行度和立柱與底座間的垂直度。對(duì)激光加熱區(qū)基座面是另一關(guān)鍵基準(zhǔn)面，因而在安裝時(shí)將固定激光器4的底板28基準(zhǔn)面與加熱區(qū)底座的基準(zhǔn)面緊固聯(lián)接，使基準(zhǔn)統(tǒng)一，以求能達(dá)到激光器4保持與底板同步的高精度要求。
權(quán)利要求1.一種利用化學(xué)纖維的熱塑性，通過(guò)加拈、加熱定型和退拈，將長(zhǎng)絲加工成變形紗的多錠激光變形紗機(jī)的激光加熱裝置其特征在于采用激光束加熱系統(tǒng)，包含激光器4、平面鏡15、鏡面反射器16、17、18、19，鏡面反射器支座21，激光束路調(diào)節(jié)裝置22，導(dǎo)絲器32和信號(hào)盤(pán)33。
2.按權(quán)利要求1所說(shuō)的多錠激光變形紗機(jī)的激光加熱裝置其特征在于其激光束加熱系統(tǒng)有加熱區(qū)10和冷卻區(qū)11兩部份。
3.按權(quán)利要求1或2所說(shuō)的多錠激光變形紗機(jī)的激光加熱裝置其特征在于激光束加熱系統(tǒng)的鏡面反射器支座有沿垂直方向(Y方向)上下移動(dòng)，繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)及繞Y軸微動(dòng)旋轉(zhuǎn)的調(diào)節(jié)裝置22。
4.按權(quán)利要求1到3所說(shuō)的多錠變形紗機(jī)的激光加熱裝置其特征在于激光器4前的信號(hào)盤(pán)33是一塊沿圓周開(kāi)有一個(gè)以上孔的圓盤(pán)。
5.按權(quán)利要求1到4所說(shuō)的多錠變形紗機(jī)的激光加熱裝置其特征在于激光器4的底板28的基準(zhǔn)面與加熱區(qū)底座的基準(zhǔn)面緊固聯(lián)接。
專利摘要一種利用化學(xué)合成纖維的塑性，通過(guò)加捻、加熱定型和退捻，將長(zhǎng)絲加工成變形紗的多錠激光變形紗機(jī)，它的加熱系統(tǒng)采用一組以上的激光器對(duì)經(jīng)過(guò)加熱區(qū)的長(zhǎng)絲進(jìn)行輻射加熱，能極大地提高加熱速度和縮短加熱時(shí)間，并能加工錦綸、滌綸、丙綸等多種化纖原料，同時(shí)還可以加工花式變形紗。
文檔編號(hào)D02G1/02GK2062339SQ8920740
公開(kāi)日1990年9月19日 申請(qǐng)日期1989年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1989年5月20日
發(fā)明者王善元, 張志龍, 吳玉庚, 楊定超, 仉蓉珍 申請(qǐng)人:中國(guó)紡織大學(xué)