纖維收卷機的製作方法

2023-06-07 05:20:21

專利名稱：纖維收卷機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及中空纖維膜的生產設備，特別涉及中空纖維的收卷機。
背景技術：
膜分離技術是用半透膜作為選擇障礙層、在膜的兩側存在一定量的能量差作為動力，允許某些組分透過而保留混合物中其他組分，各組分透過膜的遷移率不同，從而達到分 離目的的技術。膜分離技術在20世紀初出現，20世紀60年代後迅速崛起。膜分離技術由於兼有 分離、濃縮、純化和精製的功能，又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易於控 制等特徵，因此，目前已廣泛應用於食品、醫藥、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、 電子、仿生等領域，產生了巨大的經濟效益和社會效益，已成為當今分離科學中最重要的手 段之一。中空纖維膜是膜分離技術中一種常用的膜，它是將若干條長度一樣的中空纖維組 合在一起，兩端以封頭密封而形成的。中空纖維膜具有容塵量高、溫和低剪切力、操作靈活、 成本低、易於放大等優點。為了能快速而高質量地生產中空纖維膜，需要使用纖維收卷機。申請號為200720117832. 7的中國專利公開了一種炭纖維收卷機，包括機架、接絲 輪、導絲輪、調速導絲輪、控制箱、往復箱、滾筒支架、束絲捲筒、擺動架和電機，控制箱內設 置位移傳感器和一帶有傳感磁鋼的轉輪，位移傳感器由微電腦控制電機轉速，自動跟蹤、自 動調速、自動控制，保證在收卷炭纖維束絲時保持較低、較穩定的線速度。或者在電機軸設 置主動磁碟，在減速器上設置被動磁碟，通過磁傳自動跟蹤、自動調速、自動控制，保證在收 卷炭纖維束絲時保持較低、較穩定的線速度。該專利設置兩圓柱形或錐形撥體，減少了收卷 炭纖維束絲時因剪切和磨擦產生的斷絲和起毛。此外，在撥體下方設置展平導絲輥，適用於 大絲束炭纖維的生產。上述專利所公開的纖維收卷機如果要用於中空纖維的收卷，至少存在以下問題只能形成一個纖維卷，但生產中空纖維膜需要是形成一個布滿纖維的簾。一次收卷完成後，需要停下機器，手工完成纖維的剪切和進一步的處理，取下已收 卷的纖維後才能重新開機進行下一次的收卷。因為停機時間較長，生產效率較低。作為原材料的中空纖維中含有殘留的化學物質，這些殘留物會影響中空纖維膜的 質量。

實用新型內容本實用新型的目的在於提供一種纖維收卷機，能夠按照預定的速度和張力連續自 動地收卷中空纖維膜及其相關纖維狀材料。為解決上述技術問題，本實用新型的實施方式提供了一種纖維收卷機，包括兩個獨立的收卷輪，前後平行排布，每個收卷輪可以在電機的帶動下獨立旋轉，旋轉過程中纖維被有序地收卷在收卷輪表面；一個驅動裝置，連接並驅動兩個收卷輪；一個水箱，兩個收卷輪中軸以下部分能夠浸入該水箱中，該水箱用於在收卷過程 中反覆淋洗纏繞在兩個收卷輪上的纖維，除去纖維中的殘留化學物質；一個液壓裝置，能夠將兩個收卷輪同時升起至高出水箱上沿的位置；當其中一個收卷輪纏滿纖維以後，液壓裝置將兩個收卷輪同時頂起，升出水面的 兩個收卷輪繞中軸旋轉180度相互置換位置，另外一個空的收卷輪開始收卷纖維；在兩個收卷輪之間有一個自動切割刀，當兩個收卷輪相互置換位置後，將連接這 兩個收卷輪的纖維切斷；每一個收卷輪上具有一個離合器，當不需要該收卷輪旋轉的時候，能夠通過扳動 離合器使該收卷輪和動力脫離停止運動；一個自動切割裝置，用於在一個收卷輪布滿纖維後，在計算機的控制下，將該收卷 輪上的纖維切斷形成一個由纖維構成的簾。本實用新型實施方式與現有技術相比，主要區別及其效果在於收卷機有一個自動切割裝置，當一個收卷輪布滿纖維後，在計算機控制下，可將纖 維切斷，形成一個布滿纖維的簾。切斷後形成的纖維簾可直接與封頭粘合形成最終產品，提 高了生產效率。同時，根據需要可以改變纏繞寬度，形成不同寬度的產品。收卷機有兩個可獨立旋轉的收卷輪，由液壓裝置升起後可互換位置，當一個收卷 輪布滿纖維後，通過兩個收卷輪互換位置，使另一個收卷輪馬上進入收卷工作狀態，從而實 現不間斷收卷，提高了工作效率。兩個收卷輪中軸以下部分浸入水箱內的水中，收卷過程中纏繞在收卷輪上的纖維 可以在水箱中反覆清洗，除去纖維中的殘留化學物質。進一步地，通過纖維的張力、超聲波、雷射等手段控制收卷纖維的速度，使收卷均 速進行，可以使最終得到的纖維簾質地均勻，提高了中空纖維膜產品的質量。進一步地，通過一個機械手的移動控制纖維在收卷輪上的排布，所需的機械結構 體積較小。進一步地，收卷輪的周長與最終產品相匹配，省去了量取尺寸、裁減等工序，簡化 了中空纖維膜產品的生產工藝。

圖1是本實用新型第一實施方式中纖維收卷機的結構示意圖；圖2是本實用新型第一實施方式中兩個收卷輪浸入水箱中的情況示意圖；圖3是本實用新型第一實施方式中將兩個收卷輪頂起的情況示意圖；圖4是本實用新型第一實施方式中兩個收卷輪繞中軸旋轉的情況示意圖；圖5是本實用新型第一實施方式中兩個收卷輪完成180度旋轉互換位置後降下到 水箱的情況示意圖；圖6是本實用新型第一實施方式中兩個收卷輪互換位置全部完成後的狀態示意 圖；圖7是本實用新型第一實施方式中將已完成纖維收卷的輪切斷並展開形成一個由纖維構成的簾的狀態示意圖。
具體實施方式
在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術細節。但是，本領域的普通技術人員可以理解，即使沒有這些技術細節和基於以下各實施方式的種種變化 和修改，也可以實現本申請各權利要求所要求保護的技術方案。為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新 型的實施方式作進一步地詳細描述。本實用新型第一實施方式涉及一種纖維收卷機，其結構如圖1所示。該纖維收卷 機包括兩個獨立的收卷輪(1)，前後平行排布，每個收卷輪可以在電機的帶動下獨立旋 轉，旋轉過程中纖維被有序地收卷在收卷輪表面。一個驅動裝置(3)，連接並驅動兩個收卷輪。一個水箱(2)，兩個收卷輪(1)中軸以下部分能夠浸入該水箱中的清洗液中，如圖 2所示，該水箱用於在收卷過程中反覆淋洗纏繞在兩個收卷輪上的纖維，除去纖維中的殘留 化學物質。優選地，清洗液可以是水。當然也可以用其它的清洗液，例如加入特定化學物質 的水。一個液壓裝置，能夠將兩個收卷輪同時升起至高出水箱上沿的位置。當其中一個收卷輪纏滿纖維以後，液壓裝置將兩個收卷輪同時頂起(如圖3所 示)，升出水面的兩個收卷輪繞中軸旋轉180度相互置換位置(如圖4所示)，液壓裝置再 將兩個收卷輪放下(如圖5、圖6所示)，另外一個空的收卷輪開始收卷纖維。收卷機有兩 個可獨立旋轉的收卷輪，在液壓傳動機制升起後可互換位置，當一個收卷輪布滿纖維後，通 過兩個收卷輪互換位置，使另一個收卷輪馬上進入收卷工作狀態，從而實現不間斷收卷，提 高了工作效率。在兩個收卷輪之間有一個自動切割刀，當兩個收卷輪相互置換位置後，將連接這 兩個收卷輪的纖維切斷。每一個收卷輪上具有一個離合器，當不需要該收卷輪旋轉的時候，能夠通過扳動 離合器使該收卷輪和動力脫離停止運動。離合器本身是一種現有技術，本實用新型中不進 行詳細說明了。一個自動切割裝置，用於在一個收卷輪布滿纖維後，在計算機的控制下，將該收卷 輪上的纖維切斷形成一個由纖維構成的簾(如圖7所示)。切斷後形成的纖維簾可直接與 封頭粘合形成最終產品，提高了產生效率。同時根據需要可以改變纏繞寬度，形成不同寬度 的產品。—個機械傳動裝置，用於控制纖維在收卷輪上的排布，在纖維位置固定的情況下， 收卷輪每旋轉一圈，整個收卷輪沿著水平方向移動一個指定的距離，使纖維有序地排布在 該收卷輪上。纖維沿著該收卷輪的水平方向移動的指定距離是可以設定的，以適應不同生 產工藝的要求。收卷輪的周長應當與中空纖維膜產品的長度相匹配，這樣可以省去量取尺寸、裁 減等工序，簡化了中空纖維膜產品的生產工藝。在本實用新型的一個優選例子中，收卷輪的周長為2500mm。當然，收卷輪的周長也可以是其它的尺寸，如2000mm、3200mm等等，只要能 和最終產品的尺寸相匹配就可以了。優選地，纖維是中空纖維，當然本實用新型各實施方式中提出的收卷機方案也可 以用於其它纖維的的收卷。本實用新型第二實施方式涉及一種纖維收卷機。第二實施方式與第一實施方式基本相同，區別主要在於在第一實施方式中，通過機械傳動裝置控制纖維在收卷輪上的排布，在纖維位置 固定的情況下，收卷輪每旋轉一圈，整個收卷輪沿著水平方向移動一個指定的距離，使纖維 有序地排布在該收卷輪上。然而在第二實施方式中，通過機械手控制纖維在收卷輪上的排布。收卷機中有一個機械手，用於控制纖維在收卷輪上的排布，在收卷輪位置固定的 情況下，該收卷輪每旋轉一圈，纖維沿著該收卷輪的水平方向移動一個指定的距離，使纖維 有序地排布在該收卷輪上。通過一個機械手的移動控制纖維在收卷輪上的排布，所需的機械結構體積較小。 類似於第一實施方式，纖維沿著該收卷輪的水平方向移動的指定距離是可以設定的。本實用新型第三實施方式涉及一種纖維收卷機。第三實施方式在第一或第二實施方式的基礎上進行了改進，主要改進之處在於 增加了一個速度控制裝置，用於根據纖維的張力來控制收卷輪收卷纖維的速度。速度控制裝置中包括一個張力傳感器，用於感知纖維的張力，如果張力超過預定 上限則適當減慢收卷輪的收卷速度，如果張力低於預定下限則適當加快收卷輪的收卷速度。張力傳感器本身是現有技術，有多種實現方法，所以這裡不對張力傳感器進行詳 細描述了。通過纖維的張力控制收卷纖維的速度，使收卷均速進行，可以使最終得到的纖維 簾質地均勻，提高了中空纖維膜產品的質量。本實用新型第四實施方式涉及一種纖維收卷機。第四實施方式在第一或第二實施方式的基礎上進行了改進，主要改進之處在於 增加了 一個速度控制裝置，用於根據超聲波來控制收卷輪收卷纖維的速度。速度控制裝置中包括一個超聲波測速部件，可以通過超聲波在纖維上的傳播情況 測量纖維收卷的速度，如果測得的收卷速度超過預定上限，則適當減慢收卷輪的收卷速度， 如果測得的收卷速度低於預定下限則適當加快收卷輪的收卷速度。超聲波測速本身是一種現有技術，本申請只是將該技術結合到纖維收卷機中，並 不是對超聲波測速技術本身進行創新，因此本申請中不對超聲波測速度進行詳細描述了。通過超聲波控制收卷纖維的速度，使收卷均速進行，可以使最終得到的纖維簾質 地均勻，提高了中空纖維膜產品的質量。本實用新型第五實施方式涉及一種纖維收卷機。第五實施方式在第一或第二實施方式的基礎上進行了改進，主要改進之處在於 增加了 一個速度控制裝置，用於根據雷射來控制收卷輪收卷纖維的速度。速度控制裝置中包括一個雷射測速部件，可以通過雷射測量纖維收卷的速度，如果測得的收卷速度超過預定上限，則適當減慢收卷輪的收卷速度，如果測得的收卷速度低 於預定下限則適當加快收卷輪的收卷速度。雷射測速本身是一種現有技術，本申請只是將該技術結合到纖維收卷機中，並不 是對雷射測速技術本身進行創新，因此本申請中不對雷射測速度進行詳細描述了。
通過雷射控制收卷纖維的速度，使收卷均速進行，可以使最終得到的纖維簾質地 均勻，提高了中空纖維膜產品的質量。第一和第二實施方式中由驅動裝置本身保證收卷速度的均勻，而在第三、第四、第 五實施方式中加入了反饋機制，從而使收卷速度的控制更為準確。第三、第四、第五實施方式中提到了三種控制纖維收卷速度的方案，不過本實用新 型並不限於這三種方案，可以理解，也可以使用其它的手段來實現纖維收卷速度的控制。雖然通過參照本實用新型的某些優選實施方式，已經對本實用新型進行了圖示和 描述，但本領域的普通技術人員應該明白，可以在形式上和細節上對其作各種改變，而不偏 離本實用新型的精神和範圍。
權利要求一種纖維收卷機，其特徵在於，包括兩個獨立的收卷輪，前後平行排布，每個收卷輪可以在電機的帶動下獨立旋轉，旋轉過程中纖維被有序地收卷在收卷輪表面；一個驅動裝置，連接並驅動所述兩個收卷輪；一個水箱，所述兩個收卷輪中軸以下部分能夠浸入該水箱中，該水箱用於在收卷過程中反覆淋洗纏繞在所述兩個收卷輪上的纖維，除去纖維中殘留的化學物質；一個液壓裝置，能夠將所述兩個收卷輪同時升起至高出水箱上沿的位置；當其中一個收卷輪纏滿纖維以後，所述液壓裝置將所述兩個收卷輪同時頂起，升出水面的所述兩個收卷輪繞中軸旋轉180度相互置換位置，另外一個空的收卷輪開始收卷纖維；在所述兩個收卷輪之間有一個自動切割刀，當所述兩個收卷輪相互置換位置後，將連接這兩個收卷輪的纖維切斷；每一個收卷輪上具有一個離合器，當不需要該收卷輪旋轉的時候，能夠通過扳動離合器使該收卷輪和動力脫離停止運動；一個自動切割裝置，用於在一個所述收卷輪布滿纖維後，在計算機的控制下，將該收卷輪上的纖維切斷形成一個由纖維構成的簾。
2.根據權利要求1所述的纖維收卷機，其特徵在於，還包括一個速度控制裝置，用於根 據纖維的張力來控制所述收卷輪收卷纖維的速度。
3.根據權利要求1所述的纖維收卷機，其特徵在於，還包括一個速度控制裝置，用於根 據超聲波來控制所述收卷輪收卷纖維的速度。
4.根據權利要求1所述的纖維收卷機，其特徵在於，還包括一個速度控制裝置，用於根 據雷射來控制所述收卷輪收卷纖維的速度。
5.根據權利要求1至4中任一項所述的纖維收卷機，其特徵在於，還包括一個機械傳動 裝置，用於控制纖維在所述收卷輪上的排布，在纖維位置固定的情況下，所述收卷輪每旋轉 一圈，整個收卷輪沿著水平方向移動一個指定的距離，使纖維有序地排布在該收卷輪上。
6.根據權利要求5所述的纖維收卷機，其特徵在於，所述收卷輪的周長與中空纖維膜 產品的長度相匹配。
7.根據權利要求6所述的纖維收卷機，其特徵在於，所述收卷輪的周長為2500mm。
8.根據權利要求1至4中任一項所述的纖維收卷機，其特徵在於，還包括一個機械手， 用於控制纖維在所述收卷輪上的排布，在所述收卷輪位置固定的情況下，該收卷輪每旋轉 一圈，該機械手控制纖維沿著該收卷輪的水平方向移動一個指定的距離，使纖維有序地排 布在該收卷輪上。
9.根據權利要求1至4中任一項所述的纖維收卷機，其特徵在於，所述纖維是中空纖維。
專利摘要本實用新型涉及中空纖維膜的生產設備，公開了一種纖維收卷機。本實用新型中，收卷機有一個自動切割裝置，當一個收卷輪布滿纖維後，在計算機控制下，可將纖維切斷，形成一個布滿纖維的簾。切斷後形成的纖維簾可直接與封頭粘合形成最終產品，提高了生產效率。收卷機有兩個可獨立旋轉的收卷輪，由液壓裝置升起後兩輪可互換位置，當一個收卷輪布滿纖維後，通過兩個收卷輪互換位置，使另一個收卷輪馬上進入收卷工作狀態，從而實現不間斷收卷。兩個收卷輪中軸以下部分浸入水箱內的水中，收卷過程中纏繞在收卷輪上的纖維可以在水箱中反覆清洗，除去纖維中的殘留化學物質。
文檔編號B65H79/00GK201634269SQ200920272649
公開日2010年11月17日 申請日期2009年12月10日 優先權日2009年12月10日
發明者傅傳林, 汲江 申請人:上海生物醫學工程研究中心