本發(fā)明在處理聚合物且優(yōu)選由原絲纖維(precursor fibre)生產(chǎn)碳纖維的過程中發(fā)現(xiàn)了特定的用途。
背景技術(shù):
應(yīng)注意的是,碳纖維的存在及處理它的機(jī)會(huì)已經(jīng)導(dǎo)致此類合成材料在許多應(yīng)用中的使用呈指數(shù)增長,例如能源行業(yè)、交通運(yùn)輸、運(yùn)動(dòng)裝備的生產(chǎn)、以及航空工業(yè)中。
目前碳纖維由人造纖維(工業(yè)人造絲、實(shí)驗(yàn)性木質(zhì)素)、合成纖維(聚丙烯睛纖維、還有PBO和實(shí)驗(yàn)性地其它熱塑性纖維)、或者油或焦油(瀝青)的蒸餾殘留物的改性而生產(chǎn)。第一碳纖維傳統(tǒng)上稱為來源于PAN的碳纖維,而第二碳纖維是來源于瀝青的碳纖維。通常后者的纖維類型被不恰當(dāng)?shù)胤Q為“石墨纖維”,盡管明顯這些纖維不來源于石墨,為強(qiáng)調(diào)當(dāng)所述纖維經(jīng)受2000℃以上的熱處理時(shí)最終它們的碳原子排列與石墨的典型排列非常相似且晶格中其它元素大量缺失的事實(shí)。
操作上,碳纖維的生產(chǎn)始于“原絲(precursor)”或“原生長絲(proto-filament)”的熱處理,即離開的纖維在精確的熱處理工序后轉(zhuǎn)換成最終產(chǎn)品。
開啟高性能碳纖維時(shí)代的原絲是聚丙烯睛纖維(PAN),其特點(diǎn)是合理的化學(xué)成分、特定的分子定向及某一形態(tài)?;瘜W(xué)成分對(duì)緩和結(jié)晶反應(yīng)的放熱非常重要,其在空氣中220-260℃之間進(jìn)行幾個(gè)小時(shí)。
通過增加預(yù)定時(shí)間間隔內(nèi)的溫度,同樣在空氣中發(fā)生氧化過程,其間碳和氫之間的化學(xué)鍵斷裂。因此之前形成的環(huán)變成芳香族的且該過程釋放了氣態(tài)氫。氧化反應(yīng)產(chǎn)生黑色防火材料,所謂的氧化PAN,但機(jī)械性能較差,其用于防護(hù)服,防火填料或碳-碳合成材料,以及高性能制動(dòng)器(用于飛行器、賽車和高速列車)。
所氧化的PAN纖維然后經(jīng)受碳化的隨后工序,通常在惰性環(huán)境中進(jìn)行,其間發(fā)生原子的移除而不是形成最終的石墨結(jié)構(gòu)的碳化結(jié)構(gòu)。碳化工藝通常在兩階段中進(jìn)行:低溫的第一階段(350-950℃、400-900℃,在當(dāng)前實(shí)踐中)和第二高溫階段(1000-1800℃、1000-1450℃,在當(dāng)前實(shí)踐中)。
在碳化工序的所有階段期間,因此釋放HCN、NH3和N2,并且還釋放CO、CO2和H2O,取決于空氣中氧化處理期間PAN纖維所結(jié)合的O2含量。在高于1000℃的處理后,PAN纖維已經(jīng)被轉(zhuǎn)換為含大約95%碳和5%氮的碳纖維。
在碳化工序期間,纖維經(jīng)受橫向收縮,由于損失了大約50%的原始重量導(dǎo)致其直徑上的減少;相反,相應(yīng)的縱向收縮幾乎完全被機(jī)械地抵消,導(dǎo)致產(chǎn)生更大的有助于增強(qiáng)碳纖維最終機(jī)械性能的分子定向。
機(jī)械上,為執(zhí)行氧化步驟和碳化步驟,使用大爐生產(chǎn)線。典型地,氧化發(fā)生在具有逐漸增加的溫度的幾個(gè)連續(xù)工位中,其中原絲纖維通過沿水平前進(jìn)和返回的路徑移動(dòng)它們的一系列輥(回轉(zhuǎn)輥)推進(jìn),從而使它們保持張力。
在碳化爐中,隨后工位的溫度是相繼的、典型地只應(yīng)用于在單個(gè)輸入輥和輸出輥之間拉伸的原絲纖維的T形部分(a tau portion)。
因此,每個(gè)輥在其端部處支撐,且如果需要,通過適合的電機(jī)致動(dòng)旋轉(zhuǎn)。
在碳化的下游,生產(chǎn)線典型地包括一系列“精整”工位,其中碳纖維經(jīng)受一系列化學(xué)或熱處理以備它的使用。
通過實(shí)例,這些精整工位包括以下的一個(gè)或多個(gè):
-電解槽;
-干燥/電解液移除工位;
-施膠工位(sizing station);
-樹脂干燥工位。
應(yīng)注意的是,在常規(guī)工廠中,給料輥長度較大,大于3米,導(dǎo)致操作期間對(duì)齊和彎曲的評(píng)估中的重大問題,在它們前進(jìn)過程中為了保持纖維束的精確位置,并且在它們之間無任何重疊或接觸,后者是關(guān)鍵。
實(shí)際上,纖維以各絲束排列,每個(gè)絲束由1000-400000長絲組成,目前大多數(shù)為3K、12K、24K和50K(其中K表示一千長絲)尺寸。絲束的重疊導(dǎo)致爐內(nèi)未對(duì)準(zhǔn),其可產(chǎn)生不同的熱以及力學(xué)性質(zhì)的問題。
此外,在系統(tǒng)運(yùn)行期間,尤其是氧化爐內(nèi),所述的輥和它們的支撐結(jié)構(gòu)件通常經(jīng)受溫度和纖維張力方面的主要變化,其包括在它們的曲度方面和在負(fù)載以及輥和支撐結(jié)構(gòu)件熱膨脹的運(yùn)動(dòng)下的變形方面的重要變化。
已知技術(shù)中,為了克服此類問題,輥可旋轉(zhuǎn)地約束于其端部的適當(dāng)支撐件,其中支撐件被提供有球接頭、可控方向輥軸承或類似物,以便允許變形的“跟蹤”而不阻礙輥的自由旋轉(zhuǎn),即,不存在其變形引起張力和壓力的產(chǎn)生從而導(dǎo)致它們的損壞的情況。
然而,還考慮到輥的長度,這不足以保證纖維放置平面內(nèi)的平直度,主要由于輥和支撐結(jié)構(gòu)件的溫度變化,其效果在設(shè)計(jì)階段不可預(yù)知(尤其在氧化爐中,其中的溫度是可變化的)。
為此,已知技術(shù)中支撐件可拆卸地連接至工位的框架(或爐),所述框架又設(shè)有帶連續(xù)布置的、用于支撐件(或多個(gè)支撐件)的多個(gè)接收座的豎立構(gòu)件或橫向構(gòu)件(crosspiece),以便根據(jù)其變形允許每個(gè)輥的支撐件的位置變化。
不利的是這種方法有很多缺點(diǎn)。
主要地,為改變它的位置而移除支撐件的需求包括輥的移除和生產(chǎn)線的停止,后者的操作必須在不同時(shí)間對(duì)于生產(chǎn)線上的每個(gè)輥重復(fù),因?yàn)檩佄恢?傾斜度的調(diào)節(jié)明顯影響下一個(gè)輥。
因此,顯然輥的調(diào)節(jié)操作在時(shí)間和材料兩方面較昂貴,因?yàn)樾枰總€(gè)輥的調(diào)節(jié)來推進(jìn)實(shí)驗(yàn)纖維,其因此被最終舍棄/浪費(fèi)。
此外,一系列孔的使用以及因此用于定位支撐件的不同點(diǎn)明顯不可能使其位置得到真正優(yōu)化,操作人員必須“設(shè)法應(yīng)對(duì)”在最近點(diǎn)處定位支撐件以達(dá)到最佳位置。
此外,在輥上獲取完全平直度的難度導(dǎo)致纖維從此處“掉落”的風(fēng)險(xiǎn),其往往纏繞聯(lián)接至軸承的端部,從而產(chǎn)生阻礙并阻塞生產(chǎn)線。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
因此,本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
尤其是,本發(fā)明的目的是為用于纖維材料的給料輥提供支撐元件,該支撐元件實(shí)現(xiàn)簡單且便于在生產(chǎn)線中調(diào)節(jié)。
此外,本發(fā)明的目的是提供支撐元件,其增強(qiáng)爐和生產(chǎn)線的可靠性。
此外,本發(fā)明的另一目的是為纖維材料提供高精確的給料構(gòu)件,且其減少了設(shè)定時(shí)間。
還有,本發(fā)明的另一目的是提供用于生產(chǎn)碳纖維的氧化或碳化爐,其減少生產(chǎn)的浪費(fèi)并且快速設(shè)置。
所述目標(biāo)通過具有權(quán)利要求1-11中的一個(gè)或多個(gè)的特征的支撐元件、通過具有權(quán)利要求12-14中的一個(gè)或多個(gè)的特征的推進(jìn)構(gòu)件、通過用于具有權(quán)利要求15特征的生產(chǎn)碳纖維的碳化生產(chǎn)線來實(shí)現(xiàn)。
更為準(zhǔn)確地說,本發(fā)明的支撐元件包括底座和支撐環(huán),所述底座具有用于附接至該生產(chǎn)線的結(jié)構(gòu)或框架的裝置,所述支撐環(huán)與所述底座聯(lián)接并包括至少一個(gè)貫穿開孔以容納所述給料輥的一端。
根據(jù)本發(fā)明第一方面,支撐元件包括操作地介于所述底座和所述環(huán)之間的調(diào)節(jié)裝置,所述調(diào)節(jié)裝置配置為相對(duì)于底座沿至少一個(gè)橫向于所述開孔的中心軸線的調(diào)節(jié)方向移動(dòng)環(huán)的位置,以便根據(jù)輥的變形來調(diào)節(jié)環(huán)的位置。
有利地,以這種方式,操作人員在生產(chǎn)線運(yùn)行過程中可以評(píng)價(jià)輥的位置,直接作用于調(diào)節(jié)裝置上以改變?cè)撐恢茫淮驍嗬w維的前進(jìn)。
優(yōu)選地,調(diào)節(jié)裝置包括第一調(diào)節(jié)裝置和第二調(diào)節(jié)裝置,所述第一調(diào)節(jié)裝置和第二調(diào)節(jié)裝置配置為相對(duì)于底座沿大體相互正交且均橫向于所述開孔的中心軸線的至少第一調(diào)節(jié)方向和第二調(diào)節(jié)方向移動(dòng)環(huán)的位置,以便根據(jù)輥的變形調(diào)節(jié)該環(huán)的位置。
有利地,這樣可非常簡單且迅速地獲得受輥?zhàn)冃斡绊懙妮佋谒蟹较蛏系木_定位。
事實(shí)上,調(diào)節(jié)裝置(優(yōu)選具有相反的右旋/左旋螺紋類型)可從支撐元件外部機(jī)械地和/或電子地接近,以這種方法,允許聯(lián)機(jī)(即不妨礙生產(chǎn)線)設(shè)定環(huán)的位置。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面,該元件包括整體地約束于環(huán)的保護(hù)隔膜,其在上開孔(參照使用條件)的頂部,沿中心軸線伸出于環(huán)自身以保護(hù)輥的端部,從而防止材料纖維可能的纏繞。
有利地,保護(hù)的存在(優(yōu)選為管狀)防止中央部分掉落的纖維長絲圍繞輥的端部纏繞,這種纏繞不僅導(dǎo)致生產(chǎn)的中斷,而且在某種情況下嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備。
因此,根據(jù)本發(fā)明的推進(jìn)構(gòu)件包括設(shè)有至少一對(duì)豎立件和/或一橫向構(gòu)件的支撐結(jié)構(gòu)件、沿其大體上水平的自身主方向延伸的至少一個(gè)給料輥、以及一對(duì)支撐元件,每個(gè)支撐元件與所述輥的一端可旋轉(zhuǎn)地相連,并包括約束于所述結(jié)構(gòu)的豎立件或橫向構(gòu)件的底座。
優(yōu)選地,所述構(gòu)件包括串聯(lián)布置的多個(gè)輥和相應(yīng)的多個(gè)支撐元件。
類似地,氧化爐在使用中沿生產(chǎn)碳纖維的碳化生產(chǎn)線布置在“初始”部段中,并包括沿優(yōu)選為水平的主生產(chǎn)線展開方向連續(xù)布置的多個(gè)推進(jìn)構(gòu)件和介于兩個(gè)連續(xù)構(gòu)件之間的加熱裝置(或爐)。
優(yōu)選地,在任何情況下,生產(chǎn)線的每個(gè)工位,無論它是氧化爐、碳化生產(chǎn)線或精整工位,多個(gè)輥連續(xù)布置,其中根據(jù)本發(fā)明至少一個(gè)所述輥可旋轉(zhuǎn)地連接至兩個(gè)支撐元件,以根據(jù)邊界條件(纖維類型、溫度、結(jié)構(gòu)剛度)改變它的位置(沿至少一個(gè)方向),從而允許調(diào)節(jié)或適應(yīng)纖維的定位和/或拉伸。
附圖說明
這些和進(jìn)一步的特征以及優(yōu)點(diǎn)將通過以下用于給料輥的支撐元件、用于纖維材料的推進(jìn)部件、以及生產(chǎn)碳纖維的氧化或碳化生產(chǎn)線的實(shí)施例的描述變得更為明顯,這些實(shí)施例是示例性的因此不是限制性的,是優(yōu)選的因此是非排它的,如下列附圖所示,其中:
-圖1a、1b、1c示出了根據(jù)本發(fā)明的包括具有多個(gè)推進(jìn)構(gòu)件的氧化生產(chǎn)線、碳化生產(chǎn)線及多個(gè)精整工位的生產(chǎn)碳纖維的工廠的側(cè)視圖;
-圖2a和2b示出了根據(jù)本發(fā)明的用于纖維材料的推進(jìn)構(gòu)件的兩個(gè)可替代實(shí)施例;
-圖3示出了由根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)支撐元件支撐的給料輥的透視圖;
-圖4示出了由根據(jù)本發(fā)明的支撐元件支撐的給料輥的細(xì)節(jié),移除了一些部件以便強(qiáng)調(diào)其它;
-圖5-7示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的支撐元件的縱向部段的側(cè)透視圖;
-圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的支撐元件的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
參照附圖,附圖標(biāo)記1表示根據(jù)本發(fā)明的用于氧化生產(chǎn)線或碳化生產(chǎn)線中纖維材料“F”的給料輥106、114的支撐元件。
氧化或碳化生產(chǎn)線是碳纖維生產(chǎn)廠的一部分,或是包括第一生產(chǎn)線(即氧化生產(chǎn)線)及第一生產(chǎn)線之后的第二生產(chǎn)線(即碳化生產(chǎn)線)的系統(tǒng)。
氧化生產(chǎn)線包括一個(gè)或更多的爐100、104(或工位),每個(gè)爐均設(shè)有用于纖維材料“F”(原絲)的多個(gè)推進(jìn)構(gòu)件102和配置為用于在這些推進(jìn)構(gòu)件102之間獲取預(yù)定溫度的加熱裝置103。更為精確的是,每個(gè)爐100、104有多個(gè)工位。
每個(gè)推進(jìn)構(gòu)件102、113因而包括帶有一對(duì)豎立件101a或一橫向構(gòu)件101b的支撐結(jié)構(gòu)101(或框架),其可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至給料輥106、114。
更為準(zhǔn)確地說,氧化生產(chǎn)線100的每個(gè)爐或工位包括至少一對(duì)彼此相對(duì)的給料元件102,且每個(gè)給料元件均包括多個(gè)優(yōu)選沿大體豎直方向串聯(lián)布置的給料輥106;應(yīng)注意的是,推進(jìn)構(gòu)件102的每個(gè)輥106與隨后的構(gòu)件102的相應(yīng)輥功能上相聯(lián),從而限定纖維材料“F”的“返回”,其確定朝向下一個(gè)輥106的逆向運(yùn)動(dòng)。
因此,每個(gè)爐或工位被配置為在前進(jìn)和返回行程的連續(xù)部段內(nèi)移動(dòng)纖維材料“F”,從而在連續(xù)給料時(shí)將材料保留在爐內(nèi),其中“部段”的數(shù)量取決于輥106的數(shù)量。
在一些實(shí)施例中,構(gòu)件的輥106是完全或部分地機(jī)動(dòng)的,以允許材料的正確牽伸,并以可控速度確定給料。
應(yīng)注意的是,氧化爐100不包括密封件,因?yàn)榧訜嵩诟鱾€(gè)工位中以遞增的溫度在空氣中執(zhí)行。
應(yīng)注意到的是,在第一實(shí)施例(圖2a)中,所謂的“壓縮(compression)”實(shí)施例,每個(gè)爐100包括彼此相對(duì)并間隔開的兩個(gè)給料元件102,其中構(gòu)件的輥106的中心軸線和另外的構(gòu)件的相應(yīng)輥106的中心軸線之間的距離大于構(gòu)件102的每個(gè)豎立件和另外的構(gòu)件的相應(yīng)豎立件之間的距離。
可替換地,在第二實(shí)施例(圖2b)中,所謂的“牽引(traction)”實(shí)施例,構(gòu)件的輥106的中心軸線和另外的構(gòu)件的相應(yīng)輥106的中心軸線之間的距離小于構(gòu)件102的每個(gè)豎立件和另外的構(gòu)件的相應(yīng)豎立件之間的距離。
有利地,第二實(shí)施例允許獲得對(duì)生產(chǎn)線更好的可操作性,因?yàn)樗WC了對(duì)纖維材料“F”的側(cè)面接近,這在存在第一選項(xiàng)的豎立件(或在支撐結(jié)構(gòu)的任意情況下)時(shí)是有困難的。
相反,碳化爐104是密閉結(jié)構(gòu),因?yàn)樗璺磻?yīng)不能在含氧氣的環(huán)境中發(fā)生(典型使用的氣體為氮?dú)饣驓鍤?。
更為準(zhǔn)確地說,碳化爐可包括一個(gè)或多個(gè)串聯(lián)布置的爐104a。
在所示實(shí)施例中,例如碳化爐104包括三個(gè)連續(xù)布置并以相應(yīng)的操作溫度操作的爐104a,其中爐的每個(gè)溫度與之前的相比更高。
在每個(gè)爐和相鄰的爐之間,布置至少一個(gè)推進(jìn)構(gòu)件113,所述推進(jìn)構(gòu)件包括界定纖維“F”的給料和拉伸路徑的多個(gè)給料輥。
尤其,碳化爐104的每個(gè)推進(jìn)構(gòu)件113確定了纖維“F”的釋放部分,其在爐中直接與碳化爐的輸入部分104a相聯(lián)(鑒于爐自身入口的限制尺寸,這非常重要)。
碳化爐104的下游,生產(chǎn)線優(yōu)選包括多個(gè)精整工位107,其依據(jù)所處理纖維的類型在類型、數(shù)量和/或規(guī)格上可以變化。
精整工位107可包括表面處理工位108和/或用于電解(或直流電)處理的、其中浸入纖維的槽。
在該工位中,提供有多個(gè)輥106,尤其至少一個(gè)輸入輥106和至少一個(gè)釋放輥。
此外,該精整工位107可包括清洗工位109,清洗工位109還提供有至少一個(gè)槽109a,并且從結(jié)構(gòu)上看,優(yōu)選與表面處理工位108相似。該工位中,包括在槽109a中的“池”允許移除前一階段成對(duì)的電解質(zhì)。
優(yōu)選沿生產(chǎn)線布置的另一精整工位107是接觸干燥工位110。
該工位110還包括許多給料輥,其中一些給料輥被加熱,而其它給料輥僅具有傳送功能。
在所示實(shí)施例中,生產(chǎn)線還包括施膠工位111或用來聯(lián)接樹脂,其也提供有槽111a和纖維材料的一個(gè)或更多的給料輥。
施膠工位111之后,生產(chǎn)線優(yōu)選包括(尤其精整工位107包括)干燥工位112,其中至少四個(gè)輥106,兩兩成對(duì),因此纖維按具有顯著高度(>5m)的“矩形波”路徑行進(jìn),其中它受到熱空氣的流動(dòng)的作用。因此,(無接觸的)干燥工位112包括對(duì)流加熱裝置112a。
應(yīng)注意,在這種大的長度上,輥(上輥,或優(yōu)選下輥)的定位對(duì)于纖維“F”的拉伸至關(guān)重要。
應(yīng)注意,在上述所有生產(chǎn)線、爐及工位中,給料輥106、114中的每個(gè)通過均與輥106的一端106a相聯(lián)的一對(duì)支撐元件1可旋轉(zhuǎn)地連接至相應(yīng)的框架101(豎立件101a或橫向構(gòu)件101b)。
每個(gè)支撐元件1包括具有用于附接至爐100的框架101或結(jié)構(gòu)的裝置2a的底座2,優(yōu)選具有推進(jìn)構(gòu)件102、113的豎立件101a或橫向構(gòu)件。
連接裝置2a優(yōu)選為通孔(有螺紋的或無螺紋的),能面對(duì)由推進(jìn)構(gòu)件102、113的豎立件101a或橫向構(gòu)件101b中制成的相應(yīng)的座,并通過螺紋緊固件或其它類型連接(優(yōu)選為可逆的)而緊固到其上。
此外,元件1包括支撐環(huán)3,所述支撐環(huán)與底座2聯(lián)接且具有至少一個(gè)貫穿開孔4以容納所述給料輥106、114的一端106a。
因此,開孔4沿中心軸線“A”延伸,所述中心軸線“A”大體上平行于(至少在未變形階段)給料輥106、114的延伸軸線。
優(yōu)選地,支撐元件1包括插入開孔4內(nèi)并與給料輥106、114的端部106a聯(lián)接的軸承5。
應(yīng)注意,軸承5包括外部管狀體5a(至少部分地限定環(huán)3)和內(nèi)部旋轉(zhuǎn)體5b,內(nèi)部旋轉(zhuǎn)體可聯(lián)接(在使用中聯(lián)接)至給料輥106、114端部106a,且在外部管狀體5a中自由旋轉(zhuǎn)。
因而可旋轉(zhuǎn)體5b具有可聯(lián)接的空腔,用于給料輥106、114的相應(yīng)端部106a的軸向插入。因此可旋轉(zhuǎn)體5b鍵連接至給料輥106、114的端部106a上。
在某些實(shí)施例中,軸承5包括配置成可改變角度(即,根據(jù)輥106、114的變形或傾斜而相對(duì)于外部管狀體5a的內(nèi)部旋轉(zhuǎn)體5b的位置)的球接頭(或由其限定出)。
有利地,以這種方式,輥106、114可自由旋轉(zhuǎn)且不產(chǎn)生內(nèi)部張力,甚至在變形的情況下也是如此,這使它與支撐元件1(尤其與環(huán)3)以不完全正交的方式配合。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面,支撐元件包括可操作地介于底座2和環(huán)3之間的調(diào)節(jié)裝置6、7。
因此底座2和環(huán)3是彼此可拆卸地連接的兩個(gè)獨(dú)立的本體,換句話說,連接成能改變它們彼此的相對(duì)位置。
因此,支撐元件1優(yōu)選包括至少一個(gè)支架8,所述支架8連接至環(huán)3并可滑動(dòng)地與底座2相聯(lián),以相對(duì)于底座沿所述調(diào)節(jié)方向“B”、“C”運(yùn)動(dòng)。
因而底座2包括引導(dǎo)件2a(呈凹槽或軌道的形式),所述引導(dǎo)件滑動(dòng)地約束在支架8上以允許其沿調(diào)節(jié)方向“B”、“C”運(yùn)動(dòng)。
調(diào)節(jié)裝置6、7構(gòu)造為相對(duì)于底座2沿至少一個(gè)調(diào)節(jié)方向“B”、“C”(橫向于開孔4的中心軸線“A”)精確地移動(dòng)環(huán)3的位置,以便根據(jù)輥106、114的變形調(diào)節(jié)環(huán)3的位置。
更準(zhǔn)確地說,因此調(diào)節(jié)裝置6、7可操作地介于至少底座2和支架8之間。
應(yīng)注意的是,這些調(diào)節(jié)裝置6、7從元件1的外部機(jī)械地和/或電子地可接近,以允許環(huán)3位置的聯(lián)機(jī)(in line)調(diào)節(jié)。
有利地,由于元件1被細(xì)分為彼此可拆卸地連接的至少兩個(gè)不同的部分并且由于調(diào)節(jié)裝置6、7的作用,操作員可評(píng)估輥106、114的位置和定向,從而能夠直接作用于支撐元件1上以調(diào)節(jié)它,而不打斷纖維材料“F”的推進(jìn)。
這顯然在時(shí)間方面(生產(chǎn)線調(diào)節(jié)一天相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)至少一周)和材料的“浪費(fèi)”方面(由于聯(lián)機(jī)直接調(diào)節(jié)的能力)是非常有利的。
因此,以這種方式操作員可簡單且快速地優(yōu)化輥106、114的位置。
在氧化爐100(圖1a)中,因此元件1的特定配置允許適應(yīng)輥“支撐”點(diǎn)的高度,不僅根據(jù)(輥106自身或結(jié)構(gòu)101的)熱變形,而且由于可完美解決支撐結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)。
在碳化爐(圖1b)中,根據(jù)本發(fā)明的支撐元件1在推進(jìn)構(gòu)件113的面向爐104a的端部輥114處尤其有用。
有利地,事實(shí)上,支撐元件1的存在允許輥114的豎直運(yùn)動(dòng)(沿單個(gè)方向是足夠的),并允許在爐的輸入部分104a中纖維材料的精確調(diào)節(jié)。
然而,對(duì)于所有精整工位107做出相同的考慮,其中調(diào)節(jié)軸承/輥位置的能力允許補(bǔ)償由于機(jī)加工產(chǎn)生的變形、由于支撐結(jié)構(gòu)的支撐面的非平面性產(chǎn)生的不對(duì)準(zhǔn)(尤其,在未加工的情況下)、或根據(jù)材料和工藝類型改變材料的張力。
在這方面,應(yīng)注意的是,圖8中所示為這種支撐元件1的實(shí)施例,優(yōu)選集成在框架101中并提供有所述的豎直調(diào)節(jié)裝置6。
此外,由于根據(jù)本發(fā)明的支撐元件1,僅需啟動(dòng)生產(chǎn)線(從而致動(dòng)輥106、114)以使纖維材料“F”推進(jìn),監(jiān)測(cè)輥106、114的傾斜度以改變溫度(例如觀察纖維的橫向運(yùn)動(dòng))并致動(dòng)調(diào)節(jié)裝置6、7用于改變支撐元件1的位置,所有這些在所述纖維材料“F”推進(jìn)期間而不使工廠停產(chǎn)。
優(yōu)選地,在所示實(shí)施例細(xì)節(jié)圖中,支撐元件1包括第一調(diào)節(jié)裝置6和第二調(diào)節(jié)裝置7,所述第一調(diào)節(jié)裝置6和第二調(diào)節(jié)裝置7配置成相對(duì)于底座2沿至少第一調(diào)節(jié)方向“B”和第二調(diào)節(jié)方向“C”(第一調(diào)節(jié)方向“B”和第二調(diào)節(jié)方向“C”彼此大體上正交并均橫向于(優(yōu)選垂直于)開孔4的中心軸線“A”)移動(dòng)環(huán)3位置,以在平行于纖維材料“F”的推進(jìn)方向的所有平面內(nèi)調(diào)節(jié)環(huán)3的位置。
這在其中需要在至少兩個(gè)軸線上調(diào)整輥106位置的氧化爐中尤其有利。
優(yōu)選地,因此支架8可滑動(dòng)地聯(lián)接至底座2,以相對(duì)于底座沿第一調(diào)節(jié)方向“B”運(yùn)動(dòng),環(huán)3又可滑動(dòng)地聯(lián)接至支架8以相對(duì)于支架沿的第二調(diào)節(jié)方向“C”運(yùn)動(dòng)。
因此,第一調(diào)節(jié)裝置6可操作地介于底座2和支架8之間,而第二調(diào)節(jié)裝置7可操作地介于所述支架8和環(huán)3之間。
優(yōu)選地,調(diào)節(jié)裝置6、7是螺桿式的。
更為準(zhǔn)確地說,調(diào)節(jié)裝置(第一裝置6和/或第二裝置7)包括至少一個(gè)螺桿6a、7a,所述螺桿沿相應(yīng)的第一調(diào)節(jié)方向“B”或第二調(diào)節(jié)方向“C”延伸,并分別可旋轉(zhuǎn)地與底座2和/或環(huán)3聯(lián)接(通過螺紋聯(lián)接)。
螺桿6a、7a也樞轉(zhuǎn)地聯(lián)接到支架8上。
在所示的實(shí)施例中,調(diào)節(jié)裝置6、7可手動(dòng)操作;優(yōu)選地每個(gè)螺桿6a、7a與致動(dòng)螺母6b、7b一體地聯(lián)接,由操作員選擇性地使用以便轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿6a、7a(并因此使環(huán)3運(yùn)動(dòng))。
可替換地,然而,其中調(diào)節(jié)裝置為自動(dòng)地和/或其它類型(例如,電機(jī)、線性致動(dòng)器、螺旋對(duì)、齒條齒輪、或其它已知或未知類型的連接)的解決方案也包括在本發(fā)明的精神中。
優(yōu)選地,此外,調(diào)節(jié)裝置6、7帶有至少一個(gè)鎖定本體6c、7c,一旦被操作員識(shí)別作為最佳選擇所述鎖定本體配置為約束環(huán)3相對(duì)于底座2的位置。
在示出的實(shí)施例中,鎖定本體6c、7c是可旋轉(zhuǎn)地與螺桿6a、7a聯(lián)接的鎖定螺母,其可抵接所述環(huán)3或所述支架8或所述底座2,以通過操作螺桿6a、7a而沿相應(yīng)的調(diào)節(jié)方向“B”、“C”固定獲得的位置。
另外,為了避免操作員的“弱”鎖定,在某些實(shí)施例中,沿調(diào)節(jié)方向“B”,“C”得到的位置鎖定通過以適合方式設(shè)計(jì)在螺桿6a、7a和涉及的主體(底座2、支架8、環(huán)3)之間的聯(lián)接來實(shí)現(xiàn)。
更準(zhǔn)確地說,使用有點(diǎn)滑動(dòng)的粗牙螺紋,以致(鑒于作用負(fù)荷),一旦獲得位置,其不能修改,除了在操作員認(rèn)為適合和主動(dòng)的行為情況下。
根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面,支撐元件包括保護(hù)隔膜9,所述保護(hù)隔膜9牢牢地約束于環(huán)3,在所述開孔4的正上方(至少在使用情況下)并沿所述中心軸線“A”從環(huán)3突出。
有利地,以這種方式,可旋轉(zhuǎn)地聯(lián)接至環(huán)3的輥106、114的端部106a通過固定元件(隔膜9)保護(hù),在其上,朝向端部106a自身橫向運(yùn)動(dòng)的任何材料“F”可在端部自身處移除纖維材料的纏繞。
有利地,以這種方式,包括在生產(chǎn)中具有相當(dāng)大的延遲且有時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)造成的大范圍損壞的當(dāng)前問題被以簡單方式解決。
優(yōu)選地,保護(hù)隔膜9包括管狀部分10,管狀部分至少部分圍繞所述開孔4并沿所述中心軸線“A”從環(huán)3突出。
在示出的實(shí)施例中,管狀部分10在形狀上完全為管狀,與開孔4同軸,且完全圍繞輥106、114的端部106a。
本發(fā)明取得了預(yù)期的目標(biāo)并提供了重要優(yōu)點(diǎn)。
事實(shí)上,劃分為可拆卸地彼此相連并且它們的相對(duì)位置以大體直接的方式進(jìn)行調(diào)整的多個(gè)部件的支撐元件的使用,克服了許多現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),從多個(gè)角度看,使生產(chǎn)線的設(shè)置步驟得到優(yōu)化。
此外,保護(hù)并從(移動(dòng)的)纖維材料隔離(旋轉(zhuǎn))輥的端部的隔膜的制備防止了纖維材料圍繞輥的纏繞并防止造成阻塞及對(duì)結(jié)構(gòu)的損壞。