專利名稱：多錠變形紗機的激光加熱裝置的制作方法
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，通過加拈、加熱定型和退拈三個步驟，將長絲加工成假捻變形紗，國內外制造假捻變形紗大都是利用由電熱板組成的熱箱加熱器對長絲原料進行加熱定型。假拈法生產變形紗的技術關鍵主要有二一是加拈，二是加熱。經過多年來國內外對生產工藝的發(fā)展和改進。加拈的技術已不斷提高;而由于加熱速度慢、加熱效率低，則成為限制目前變形紗機的生產速度和增加機器尺寸的主要原因。十多年來中外科研人員都曾致力于改革熱箱加熱器，或提離加熱箱溫度，或增加熱箱長度，以求提高變形紗加工速度，由于受到這類加熱器加熱機理的限制，加熱速度不可能有顯著的提高，其實際效果并不理想。
本專利發(fā)明系將激光加熱應用于變形紗的加工，其優(yōu)點是1、因激光束的波長單一，相干性強且能量高度集中，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，能在一定的深度范圍內產生極為迅速的加熱作用，故以CO2激光束作用于化纖長絲時被極大地吸收能量提高加熱速度，加熱時間大大縮短。
3、在一定變形加工速度下，加熱器長度大大縮短。
4、能加工錦綸、滌綸、丙綸等多種長絲原料，工作穩(wěn)定可靠，變形效果理想。
圖是激光變形紗機的絲路及工藝流程示意

圖1、原絲筒2、導絲鉤3、輸入羅拉4、激光器
5、加拈器6、輸出羅拉7、導絲鉤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，通過若干個導絲鉤2和輸入羅拉3進入假拈區(qū)9。在此區(qū)段，加拈器5對原絲進行加拈，同時由激光器4射來的CO2激光束，經鏡面反射器14多次反射，在加熱區(qū)10對原絲反復幅射，進行加熱處理。當經過熱處理后的原絲通過冷卻區(qū)11和輸出加拈器5后，在退拈區(qū)12，紗上拈度退去。再經輸出羅拉6和導絲鉤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。
本發(fā)明專利對現(xiàn)有的變形紗機的改進是采作了CO2激光器其加熱系統(tǒng)，來替代一般的加熱箱。CO2激光器可幅射出連續(xù)工作的，波長為10.6微米屬于中紅外光波段的激光，激光光斑直徑約6毫米，正常工作時工作電壓約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，光電轉換效率約15%，穩(wěn)定度在10%左右。經CO2激光的幅射的高聚合物化纖可吸收約90%的激光熱能。
本機采用的激光器為C10A型，用一組以上的電源分別對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器左端的車頭箱內，與外界隔離。此一防護措施可保激光電源系統(tǒng)的安全使用。
本專利發(fā)明的激光器及其加熱系統(tǒng)見圖2圖24、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、激光束光路調節(jié)裝置由激光器4發(fā)射出的激光束經傾斜45度安置的平面鏡15反射轉向，通過鏡面反射器19(另一激光束則經過鏡面反射器18上方)水平射入加熱區(qū)。在加熱區(qū)10兩側端所裝置鏡面傾斜為45度的鏡面反射器16、17、18、19的導向下，激光束在水平方向來回反射多次，但始終被控制在加熱區(qū)內而不逸出，使高速通過的絲束20在與激光束的相互作用中能充分吸收激光束的幅射能量。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。為增大此一幅射范圍，可使用一組以上的激光器以擴大加熱區(qū)10。冷卻區(qū)長度則為300毫米(參見圖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，與外界隔離，以保證使用安全。
激光束的光路應能調節(jié)，使激光束射線不偏離加熱區(qū)10。因此為加熱區(qū)10兩側的鏡面反射器16、17、18、19配置了激光光路的調節(jié)裝置22，使鏡面反射器可沿垂直方向(Y方向)上下移動，繞Z軸轉動以及繞Y軸作微動旋轉，以控制激光光束的反射方向。此裝置的結構特點和調節(jié)見圖3。
圖321、鏡面反射器支座27、支點23、并緊螺母28、底板24、螺桿29、長槽25、拉簧30、差動螺桿26、弧形槽31、差動螺桿垂直方向(Y方向)的上下移動旋松并緊螺母23，用螺絲起子插入螺桿24的起子槽中;旋動螺桿24，即可帶動鏡面反射器支座21而使固連于其上的鏡面反射器16、17、18、19在垂直方向作上下移動，實現(xiàn)其在垂直方向上位置的調節(jié)。
繞Z軸的轉動松開底板28上弧形槽26內的螺釘(圖中未畫出)后，即可使整個底座以支點27為中心繞Z軸轉動而調節(jié)鏡面反射器16、17、18、19在垂直方向的俯仰角度。
繞Y軸的微動調節(jié)鏡面反射器16、17、18、19通過一組差動螺旋機構的螺桿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的長槽29中。旋轉螺桿30可調節(jié)底板28與鏡面反射器16、17、18、19在右端的相對距離。由于螺桿30的螺桿為M10X1，而螺桿31為M5×0.8，因而每旋轉螺桿30一圈，右端的相對距離改變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軸作微動旋轉，以精確調節(jié)反射器在水平方向的偏轉角。
多錠位各路喂入的長絲束在激光束的光斑范圍內通過加熱區(qū)10，由于加熱區(qū)處導紗鉤的定位導向，控制各根絲束在激光幅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;同時由于導紗鉤的定位導向，控制了激光幅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幅射量大致相等。見圖4為激光水平縱截面和橫截面中絲束的位置圖420.絲束32.導紗鉤的位置激光器4前的信號盤33是一塊園盤，沿盤的圓周開有一個以上的孔，當園盤繞園心的旋轉時對激光束的光路間斷地遮蓋或開放，用以控制射入加熱區(qū)10的激光束，來加工生產花式紗，見圖5
圖54激光器33信號盤變形紗機架采用底座-立柱-橫梁裝配式的鋼板焊接式構件，選定底座加工面和各橫梁的加工孔為基準以安裝機架，從而可確保各立柱的平行度和立柱與底座間的垂直度。對激光加熱區(qū)基座面是另一關鍵基準面，因而在安裝時將固定激光器4的底板28的基準面與加熱區(qū)底座的基準面緊固聯(lián)接，使基準統(tǒng)一，以求能達到激光器4保持底板同步的高精度要求。
權利要求
1.一種利用化學纖維的熱塑性，通過加拈、加熱定型和退拈，將長絲加工成變形紗的多錠激光變形紗機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，激光束光路調節(jié)裝置22，和信號盤33。
2.權利要求1所說的多錠激光變形紗機的激光加熱裝置其特征在于其激光束加熱系統(tǒng)系有加熱區(qū)10和冷卻區(qū)11兩部份，在加熱區(qū)10由激光器4發(fā)射出激光束，經傾斜45度安置的平面鏡15反射轉向，通過鏡面傾斜45度的鏡面反射器19(另一激光束經過鏡面反射器18的上方)水平射入加熱區(qū)10，在加熱區(qū)10另一端所裝置的鏡面反射器16、17的導向下，使激光束在加熱區(qū)內水平方向來回反射多次，使通過加熱區(qū)的絲束20在與激光束的相互作用下能充分吸收激光的幅射能量。
3.權利要求1或2所說的多錠激光變形紗機的激光加熱裝置其特征在于激光束加熱系統(tǒng)的鏡面反射器裝置有沿垂直方向(Y方向)上下移動，繞Z軸轉動及繞Y軸作微動旋轉的調節(jié)器裝置22以調節(jié)激光束的光路不偏離加熱區(qū)10;垂直方向的上下移動系旋松并緊螺母23、旋動螺桿24可帶動反射器支座21而使固連于其上的鏡面反射器16、17、18、19、在垂直方向作上下移動;繞Z軸的轉動系松開底板28上弧形槽26內的螺釘，可使整個底座以支點27為中心繞Z軸轉動;繞Y軸的微動調節(jié)系由一組差動螺旋機構螺桿30、31與拉簧25將鏡面反射器的16、17、18、19與底板28相連接，螺桿31的下端頭部扁平，嵌在底板28的長槽29中，旋轉螺桿30，可調節(jié)底板28與反射器16、17、18、19的相對距離，根據(jù)螺桿30與螺桿31的螺距差，使鏡面反射器16、17、18、19繞Y軸作微動旋轉。
4.權利要求1或2所說的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于長絲束在激光束的光斑直徑范圍內通過加熱區(qū)10時由于導紗鉤的定位導向，使各根絲束在激光束的光斑截面上根與根之間不發(fā)生重疊遮蓋和控制在激光束幅射的水平方向各根絲束的位置。
5.權利要求3所說的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于長絲束在激光束的光斑直徑范圍內通過加熱區(qū)10時由于導紗器的定位導向，使各根絲束在激光束的光斑截面上根與根之間不發(fā)生重疊遮蓋和控制在激光束幅射的水平方向各根絲束的位置。
6.權利要求1或2所說的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于激光器4前的信號盤33是一塊沿圓周開有一個以上孔的圓盤，當圓盤繞園心軸旋轉時，對激光束的光路間斷地遮蓋或開放。
7.權利要求3所說的的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于激光器4前的信號盤33是一塊沿圓周開有一個以上孔的圓盤，當圓盤繞園心軸旋轉時，對激光束的光路間斷地遮蓋或開放。
8.權利要求4所說的的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于激光器4前的信號盤33是一塊沿圓周開有一個以上孔的圓盤，當圓盤繞園心軸旋轉時，對激光束的光路間斷地遮蓋或開放。
9.權利要求5所說的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于激光器4前的信號盤33是一塊沿圓周開有一個以上孔的圓盤，當圓盤繞園心軸旋轉時，對激光束的光路間斷地遮蓋或開放。
10.權利要求1或2所說的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于激光器4的底板28的基準面與加熱區(qū)底座的基準面緊固聯(lián)接，以保證激光器與底板同步動作。
11.權利要求3所說的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于激光器4的底板28的基準面與加熱區(qū)底座的基準面緊固聯(lián)接，以保證激光器與底板同步動作。
12.權利要求4所說的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于激光器4的底板28的基準面與加熱區(qū)底座的基準面緊固聯(lián)接，以保證激光器與底板同步動作。
13.權利要求6所說的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于激光器4的底板28的基準面與加熱區(qū)底座的基準面緊固聯(lián)接，以保證激光器與底板同步動作。
14.權利要求9所說的多錠變形紗機的激光加熱裝置其特征在于激光器4的底板28的基準面與加熱區(qū)底座的基準面緊固聯(lián)接，以保證激光器與底板同步動作。
全文摘要
一種利用化學合成纖維的熱塑性，通過加拈、加熱定型和退拈，將長絲加工成變形紗的多錠激光變形紗機，它的加熱系統(tǒng)，采用一組以上的激光器對經過加熱區(qū)的長絲進行輻射加熱，能極大地提高加熱速率和縮短加熱時間，并能加工錦綸、滌綸、丙綸等多種化纖原料，同時還可加工花式變形紗，所生產的變形紗毛型感強，變形效果理想。
文檔編號D02G3/00GK1047542SQ8910344
公開日1990年12月5日 申請日期1989年5月20日 優(yōu)先權日1989年5月20日
發(fā)明者王善元, 張志龍, 吳玉庚, 楊定超, 倪蓉珍 申請人:中國紡織大學