一種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置，包括由上到下順次連接的處理容器、冷卻裝置、牽引裝置和卷繞裝置；還包括設(shè)置在處理容器外部的加熱裝置，所述加熱裝置用于給處理容器加熱；所述處理容器上端設(shè)置有用于將處理容器密封的密封蓋，密封蓋上設(shè)置有進(jìn)氣孔和出氣孔，底部有熔體壓噴孔，所述處理容器中心軸處通過連接桿連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)可控制處理容器繞中心軸旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明直接熔噴出金屬纖維，調(diào)節(jié)金屬纖維噴出速度與纖維直徑，牽引單根纖維絲，使其可以進(jìn)行紡絲；將金屬纖維螺旋化，并應(yīng)用定型器定型。金屬纖維螺旋化使金屬纖維具有高彈性，可彎折性，且其可伸縮性大大增強(qiáng)，避免了金屬纖維的脆性，適合生產(chǎn)各種金屬纖維。
【專利說明】
一種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬纖維是以金屬或其他合金制成的纖維。金屬纖維的生產(chǎn)方法主要有單絲拉拔法、切削法、集束拉拔法、熔抽法四種。金屬纖維具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)磁性和耐高溫性能。21世紀(jì)是信息技術(shù)、生命科學(xué)和高新技術(shù)發(fā)展的知識(shí)經(jīng)濟(jì)時(shí)代，新的紡織材料層出不窮，紡織品正向著高舒適、高功能和高智能等方向發(fā)展。利用專門技術(shù)將極細(xì)的不銹鋼纖維與天然或合成纖維均勻混紡，則可生產(chǎn)出抗靜電、防微波輻射、抗菌效果極佳的功能性織物。金屬纖維能大量運(yùn)用于紡織產(chǎn)品之中大多是因?yàn)樗哂袑?dǎo)電性，并具有抗靜電性能。紡織用金屬纖維大多采用金屬線材經(jīng)多次拉拔工藝制成，比較常見的制備電磁屏蔽紡織品的方式是將金屬纖維或金屬化纖維與普通纖維進(jìn)行混紡、交織、并線等。金屬纖維導(dǎo)電性能優(yōu)良，但是與普通纖維對(duì)比，其抱合力較小，無延伸性，剛性強(qiáng)，韌性差，無卷曲，彈性差等特性。因此金屬纖維可紡性能較差，直接織造困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置及方法。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:
[0005]—種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置，包括由上到下順次連接的處理容器、冷卻裝置、牽引裝置和卷繞裝置；
[0006]還包括設(shè)置在處理容器外部的加熱裝置，所述加熱裝置用于給處理容器加熱；
[0007]所述處理容器上端設(shè)置有用于將處理容器密封的密封蓋，密封蓋上設(shè)置有進(jìn)氣孔和出氣孔，底部有熔體壓噴孔，所述處理容器中心軸處通過連接桿連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)可控制處理容器繞中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明利用金屬熔體性質(zhì)，直接熔噴出金屬纖維，調(diào)節(jié)金屬纖維噴出速度與纖維直徑，牽引單根纖維絲，使其可以進(jìn)行紡絲;利用旋轉(zhuǎn)電機(jī)將金屬纖維螺旋化，金屬纖維螺旋化使金屬纖維具有高彈性，可彎折性，且其可伸縮性大大增強(qiáng)，避免了金屬纖維的脆性，適合生產(chǎn)各種金屬纖維。
[0009]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0010]進(jìn)一步的，所述進(jìn)氣孔和出氣孔連接氣壓調(diào)節(jié)裝置。
[0011]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:可以通過調(diào)節(jié)處理容器內(nèi)氣壓的方式，調(diào)節(jié)金屬熔體噴出的速度。
[0012]進(jìn)一步的，所述冷卻裝置為冷卻溫度可調(diào)的氣體冷卻裝置，氣體冷卻裝置中的氣體可以采用惰性氣體，還可以添加液氮，液氦，氟利昂等增強(qiáng)冷卻裝置的降溫效果。
[0013]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:氣體冷卻裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。且溫度可以調(diào)節(jié)，以達(dá)到不同程度的降溫效果。
[0014]進(jìn)一步的，本發(fā)明還包括對(duì)稱設(shè)置在冷卻裝置兩側(cè)的螺旋定型裝置，所述定型裝置用于通過調(diào)節(jié)金屬螺旋纖維的節(jié)距和/或直徑給金屬螺旋纖維定型。
[0015]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:通過螺旋定型裝置可以調(diào)節(jié)金屬螺旋纖維的節(jié)距和/或直徑，使金屬螺旋纖維的形狀更加整齊。
[0016]進(jìn)一步的，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)。
[0017]進(jìn)一步的，所述處理容器底部設(shè)置有連接蓋，所述熔體壓噴孔設(shè)置在連接蓋上，連接蓋通過可拆卸裝置和處理容器固定連接。
[0018]采用上述進(jìn)一步方案的有益效果是:可以通過更換連接蓋的方式調(diào)節(jié)熔體壓噴孔的大小，進(jìn)而調(diào)節(jié)金屬螺旋纖維的直徑，簡(jiǎn)單方便。
[0019]—種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備方法，包括以下步驟:
[0020]步驟S1、將金屬材料放置在處理容器內(nèi)后，使用密封蓋將處理容器密封；
[0021 ] 步驟S2、對(duì)處理容器進(jìn)行加熱，直到溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值；
[0022]步驟S3、處理容器內(nèi)的金屬材料熔融為金屬熔體后，控制處理容器按預(yù)設(shè)速度勻速旋轉(zhuǎn)，金屬熔體從處理容器下的熔體壓噴孔噴出；
[0023]步驟S4、噴出的金屬熔體在電機(jī)帶動(dòng)下被螺旋化，同時(shí)冷卻裝置噴出氣體對(duì)金屬恪體進(jìn)行緩慢冷卻處理，得到金屬螺旋纖維；
[0024]步驟S5、對(duì)金屬螺旋纖維的節(jié)距和/或直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)定型并進(jìn)一步冷卻處理；
[0025]步驟S6、將金屬螺旋纖維在卷繞機(jī)上進(jìn)行卷繞，得到彈簧式金屬纖維絲。
[0026]進(jìn)一步的，所述步驟SI后還包括，對(duì)處理容器內(nèi)的壓強(qiáng)進(jìn)行控制，直到達(dá)到預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值的步驟。
【附圖說明】
[0027]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0029]1、旋轉(zhuǎn)電機(jī);2、進(jìn)氣孔;3、出氣孔;4、處理容器;5、金屬熔體;6、加熱裝置;7、熔體壓噴孔;8、螺旋定型裝置;9、冷卻裝置；10、金屬螺旋纖維；11、螺旋定型裝置電機(jī)；12、牽引裝置;13、卷繞裝置;14、連接蓋。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0031]如圖1所示，一種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置，包括由上到下順次連接的處理容器4、冷卻裝置9、牽引裝置12和卷繞裝置13;
[0032]還包括設(shè)置在處理容器4外部的加熱裝置6，所述加熱裝置6用于給處理容器4加執(zhí).JtW ，
[0033]所述處理容器4上端設(shè)置有用于將處理容器4密封的密封蓋，密封蓋上設(shè)置有進(jìn)氣孔2和出氣孔3，底部有熔體壓噴孔7，所述處理容器4中心軸處通過連接桿連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)I，旋轉(zhuǎn)電機(jī)I可控制處理容器4繞中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0034]所述進(jìn)氣孔2和出氣孔3連接氣壓調(diào)節(jié)裝置。
[0035]所述冷卻裝置9為氣體冷卻裝置。
[0036]本發(fā)明還包括對(duì)稱設(shè)置在冷卻裝置兩側(cè)的螺旋定型裝置8，所述螺旋定型裝置8用于通過調(diào)節(jié)金屬螺旋纖維10的節(jié)距和/或直徑給金屬螺旋纖維10定型。
[0037]所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)I的轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)。
[0038]所述處理容器4底部設(shè)置有連接蓋14，所述熔體壓噴孔7設(shè)置在連接蓋14上，連接蓋14通過可拆卸裝置和處理容器4固定連接。
[0039]—種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備方法，具體包括以下步驟:
[0040](I)、將金屬材料5放置在處理容器4中并使用密封蓋進(jìn)行密封，金屬材料5可采用鐵碳合金、有色金屬合金等，主要采用鋁及鋁合金，處理容器4可采用不銹鋼，高溫合金，剛玉，石墨等耐高溫材質(zhì)制成，密封蓋上面有進(jìn)氣孔2和出氣孔3，通過與進(jìn)氣孔2和出氣孔3連接的氣壓調(diào)節(jié)裝置，可以對(duì)處理容器4內(nèi)壓強(qiáng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0041](2)、將放有金屬材料5的處理容器4放置在加熱裝置6中，加熱裝置6可采用加熱棒或者電阻絲加熱，溫度可控，精確度高，溫度由熱電偶測(cè)量，加熱裝置6上面和下面有保溫蓋，保證溫度的精確度，加熱裝置附帶冷卻裝置和保溫裝置，以保證其溫度的準(zhǔn)確性。處理容器4通過連接桿連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)I，旋轉(zhuǎn)電機(jī)I可固定在加熱裝置6上。旋轉(zhuǎn)電機(jī)I轉(zhuǎn)速可調(diào)，可用于控制處理容器4旋轉(zhuǎn)。
[0042](3)、金屬熔體由處理容器4下端的熔體壓噴孔7噴出，噴出速度由容器內(nèi)壓強(qiáng)、熔體高度、熔體溫度及熔體流動(dòng)性決定，其中，噴出纖維細(xì)度由熔體壓噴孔7尺寸，熔體溫度以及噴出速度決定，而熔體壓噴孔7尺寸，熔體溫度和噴出速度均可以進(jìn)行調(diào)節(jié);金屬螺旋纖維10的直徑由熔體壓噴孔7距離中心孔的位置決定；
[0043]所述熔體壓噴孔7設(shè)置在安裝于處理容器4底部的錐形連接蓋14上，錐形連接蓋14通過可拆卸螺釘和處理容器4固定連接，可以通過更換錐形連接蓋14的方式來調(diào)節(jié)熔體壓噴孔7的尺寸和熔體壓噴孔7距離中心軸的距離，處理容器4和錐形連接蓋14的連接縫處夾石棉片進(jìn)行密封；
[0044]熔體溫度可以通過加熱裝置6進(jìn)行控制，噴出速度可以通過氣壓調(diào)節(jié)裝置調(diào)節(jié)處理容器4內(nèi)的壓強(qiáng)的方式來調(diào)節(jié)。
[0045](4)、啟動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)I，使噴射出的金屬纖維螺旋化，金屬熔體由熔體壓噴孔7噴出后，成為金屬螺旋纖維10，熔體壓噴孔7附近設(shè)置有螺旋定型裝置8，螺旋定型裝置8可通過調(diào)節(jié)金屬螺旋纖維的節(jié)距、直徑來對(duì)金屬螺旋纖維進(jìn)行定形，螺旋定型裝置8左右對(duì)稱設(shè)置，根據(jù)孔的旋轉(zhuǎn)方向交替工作。該定型裝置由螺旋定型裝置電機(jī)11控制。在金屬螺旋纖維被定型后再經(jīng)過冷卻裝置9快速冷卻，增加金屬纖維的強(qiáng)度。
[0046](5)、金屬纖維經(jīng)螺旋化、彈簧式定型以及冷卻后進(jìn)入牽引裝置12(可選用導(dǎo)軌)，由牽引裝置12牽引至13卷繞機(jī)上，形成螺旋狀高彈性金屬纖維絲。
[0047]本發(fā)明的方法制成的螺旋狀高彈性金屬纖維絲具有高彈性，可彎折性，可伸縮性。與其它材料混紡，提高紡織物的使用性能。
[0048]同時(shí)該高彈性金屬纖維絲具有高彈性的特質(zhì)，可以使用Al及Al合金作為原材料進(jìn)行制作。擠壓并成型過程中可在金屬熔體半凝固狀態(tài)時(shí)操作。大大提高了金屬纖維的紡織特性，降低了成本。
[0049]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置，其特征在于，包括由上到下順次連接的處理容器(4)、冷卻裝置(9)、牽引裝置(12)和卷繞裝置(13); 還包括設(shè)置在處理容器(4)外部的加熱裝置(6)，所述加熱裝置(6)用于給處理容器(4)加熱； 所述處理容器(4)上端設(shè)置有用于將處理容器(4)密封的密封蓋，密封蓋上設(shè)置有進(jìn)氣孔(2)和出氣孔(3)，底部有熔體壓噴孔(7)，所述處理容器(4)中心軸處通過連接桿連接旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)，旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)可控制處理容器(4)繞中心軸旋轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置，其特征在于，所述進(jìn)氣孔(2)和出氣孔(3)連接氣壓調(diào)節(jié)裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置，其特征在于，所述冷卻裝置(9)為冷卻溫度可調(diào)的氣體冷卻裝置。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置，其特征在于，還包括對(duì)稱設(shè)置在冷卻裝置兩側(cè)的螺旋定型裝置(8)，所述螺旋定型裝置(8)用于通過調(diào)節(jié)金屬螺旋纖維(10)的節(jié)距和/或直徑給金屬螺旋纖維(10)定型。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)電機(jī)(I)的轉(zhuǎn)速可調(diào)節(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備裝置，其特征在于，所述處理容器(4)底部設(shè)置有連接蓋(14)，所述熔體壓噴孔(7)設(shè)置在連接蓋(14)上，連接蓋(14)通過可拆卸裝置和處理容器(4)固定連接。7.—種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟S1、將金屬材料放置在處理容器(4)內(nèi)后，使用密封蓋將處理容器(4)密封； 步驟S2、對(duì)處理容器(4)進(jìn)行加熱，直到溫度達(dá)到預(yù)設(shè)溫度值； 步驟S3、處理容器(4)內(nèi)的金屬材料熔融為金屬熔體(5)后，控制處理容器(4)按預(yù)設(shè)速度勻速旋轉(zhuǎn)，金屬熔體(5)從處理容器(4)下的熔體壓噴孔噴出； 步驟S4、對(duì)噴出金屬熔體進(jìn)行冷卻處理，得到金屬螺旋纖維； 步驟S5、將金屬螺旋纖維進(jìn)行卷繞，得到彈簧式金屬纖維絲。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備方法，其特征在于，所述步驟SI后還包括，對(duì)處理容器(4)內(nèi)的壓強(qiáng)進(jìn)行控制，直到達(dá)到預(yù)設(shè)壓強(qiáng)值的步驟。9.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備方法，其特征在于，所述步驟S4中還包括，對(duì)金屬螺旋纖維金屬螺旋纖維的節(jié)距和/或直徑進(jìn)行調(diào)節(jié)定型的步驟。10.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述一種螺旋狀高彈性金屬纖維絲的制備方法，其特征在于，所述步驟S4的對(duì)噴出金屬熔體進(jìn)行冷卻處理是采用氣體冷卻方式進(jìn)行冷卻處理。
【文檔編號(hào)】B22D11/12GK106001466SQ201610499424
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年6月29日
【發(fā)明人】武玉琴, 李金 , 李雪蓮, 徐自立, 祖耀
【申請(qǐng)人】武漢紡織大學(xué)