用于收缩设备的加热系统的制作方法

专利名称：用于收缩设备的加热系统的制作方法
技术领域：
本发明背景及简述在加工不同的织物的过程中，具体包括但不局限于筒形的和开幅针织物，在对织物进行正常的加工以便裁剪做衣物的过程中，织物纵向收缩操作属于织物的许多加工操作中的一种，用于稳定织物的几何尺寸。由于针织物自身结构，它的几何尺寸有些不稳定。在正常的织物加工期间，为了准备织物用于制造衣物，通常在纵向张紧的情况下，使织物湿润。因此，织物在长度方向上趋于变长，而宽度方向上变短。因此，作为加工织物并准备将之裁剪做成衣物的最终工步，织物通常被横向膨胀到一个预定尺寸，然后在长度方向上进行一次或多次机械收缩操作，因此，在以后被裁剪做成衣物时，当被损坏和洗涤时，织物在尺寸上不发生变化。
用于针织物机械收缩的设备是众所周知的。美国专利US4，882，819ji介绍了一种特别优秀的用于此目的的设备，该专利被Tubular纺织机械厂所拥有。这种设备包括一对可控制的驱动辊，其中一个是进料辊，另一个是减速辊。一个拱形的导向板与进料辊相互配合，形成一个受约束的通道，用于导引织物，将由进料辊所传送的织物送入收缩区，所述收缩区由两个相反的叶片组成，所述叶片在进料辊和减速辊之间突起。所述叶片形成一个短的、受约束的通道，用于对织物进行导向，此时，所述织物从进料辊的表面移向减速辊的表面。减速辊的表面速度稍小于进料辊的速度，所以，在由相反的叶片所构成的所述短的受约束通道内，织物在长度方向上被可控制地挤紧。
上述普通类型的收缩设备必须被制造成一个非常精密、准确控制的间隙内，保持该间隙，并在该间隙内操作。具体地说，对于宽幅织物的加工机械来说，在操作过程中，由于必须使设备中的工作部件在一定的高温下工作，在保持必要的精密的间隙上出现了问题。过去，为了加热进料辊，通常是将蒸汽直接送入进料辊内部。为了加热上导向板和相关的叶片，通常使用电加热元件，例如Calrods。蒸汽和电加热元件都有显著的缺点，必须周期开启和关闭蒸汽和电流，避免部件过热。这导致部件温度在上下极限值之间过多的波动，导致部件出现不希望的膨胀和收缩变化。此外，当由于更换织物种类或别的原因，必须停止设备运转时，通常需要同时关闭通向进料辊的蒸汽，这导致在进料辊内部形成冷凝。因此，当设备被重新启动时，在一定时期内，导致辊的上部和底部的温度不同，导致辊弧形弯曲。对精密调整的部件形成干扰和损坏。
采用了一些方法，用于克服使用蒸汽加热进料辊所带来的缺陷。一种方法是使用循环流动的热油，通过一个蒸汽加热的热交换器，在远离进料辊的地方加热循环流动的油。这种装置能够减少循环工作和消除在关闭设备期间由蒸汽冷凝所带来的问题。然而，使用循环流动的热油也有严重的缺点。对于流体系统，必须使用转动接头，将介质传送给转动的辊子，类似的接头有时是一个泄露源。更重要的是，必须时时服务或更换进料辊，在此时，循环流动的油系统是肮脏的和难以处理的，特别是在设备需要清洁的环境时，此时，设备的清洁是非常重要的，以便在加工中不污损织物。
另一种方法是使用热水替代热油，所述热水流过进料辊，对进料辊进行加热，在外围，使用蒸汽热交换器加热所述热水，这解决了循环流动的热油所碰到的问题。为了在一个宽范围的生产过程中，获得所希望的操作温度，必须使循环水保持一个相当高的压力，所述水的压力为40～50psi(磅／英寸2)，以便在所期望的温度下加工织物。此外，热油和热水系统都还保持众所周知的用于上导向板组件的电加热装置。
根据本发明，一种新颖的和改进的加热装置被提供给机械收缩设备，在该设备中，使用循环流动的液体媒介，所述液体媒介依次通过多个需要被加热的部件，包括上导向板组件、进料辊和下导向板组件，所述下导向板组件安装了下叶片。液体媒介依次通过这些部件具有显著的优点。
通过使液体媒介依次通过上述部件，最好是先通过上导向板，其次通过进料辊，最终通过下导向板，在设备被操纵期间和停止期间，由这些被精密的调整和相互配合的部件所形成的压实器具有稳定和均匀的温度。设备可以在一个冷的条件下被轻易地和安全的启动，也可以在临时停转条件下重新轻易地启动。通过确保受控地、均匀地加热几个部件，不会临时出现热反常情况，而对昂贵的、精密的部件造成损坏。
根据本发明的另一方面，所述液体媒介是一种水和无害的“防冻”添加剂的混合物，例如丙二醇酒精(PGA)，能够确保系统在所希望的温度范围内工作，而不需要使用过高的压力。例如，使用由70％的水和30％的PGA所形成的混合物，液体媒介可以被加热到230°F，司时液体媒介的压力为15～30psi，与单独使用水所需的压力相比，此范围值压力更容易处理，单独使用水所需的压力为40～50psi。不象循环流动的热油，在维护设备时，使用水／PGA混合物，没有引起清洁问题。
为了更好地理解本发明的上述和别的特性和优点，下文将结合附图和所推荐的实施例，对本发明进行详尽的描述。
附面说明

图1是一个简略的流程图，用于说明符合本发明的优选系统，该系统用于加热机械收缩设备的关键零件，两个辊子，两个叶片；图2是一个透视图，有选择地显示了图1所示的机械收缩设备中的零件；图3是沿图2中3-3线所做的横截面视图。
优选实施例的描述下面看附图，图3显示了压实器中的基本零件，所述压实器是机械收缩设备中的一部分，所述机械收缩设备符合上述美国专利US4，882，819所介绍的收缩设备，作为Pak-Nit Ⅱ，该种机械收缩设备可以在北卡罗来纳州里星敦的Tubular纺织机械厂购买到。用符号10表示的压实器包括一个进料辊11，所述进料辊是一个中空的钢圆柱体，它的两端被固定在轴承支座12上，所述进料辊11的外表面13上具有网纹，提供一个与被加工的织物相啮合的表面。
一个上导向板组件被安装在枢轴14上，所述上导向板组件包括一个主导向板15，主导向板15具有一个与进料辊11的外表面13相符的弧形下表面16，构成了一个被送进的、要被加工的织物的导向通道，在出口端，一个叶片17被安装在主导向板15上，叶片17上具有一个弧形表面18和端表面19，所述弧形表面18与导向板之表面16形成一个连续的弧面，端表面19构成了一个短压实区的一部分。
在设备的整个宽度上，延伸通过一个重的金属导向板支撑杆20，杆20最好具有正方形横截面，将上导向板15刚性地安置在杆20上，所述导向板可以由多个部分组成，所述部分彼此端部对端部地连接在一起，形成一个有效的、连续的导向板结构。支撑杆20和导向板零件15都具有宽的、紧密接触的表面，如图3中附图标记21所示。同样，叶片17和导向板零件15之间基本上是面接触。类似的配置使热量能够在上导向板组件之间有效地传播。
与进料辊11平行设置的是减速辊22，减速辊22包括一个金属芯23和一个弹性的表面覆盖层24。安装减速辊用于控制趋向和远离进料辊11的运动，减速辊的工作位置如图3所示，与进料辊11稍微分离，上压实叶片17在进料辊11和减速辊17之间延伸，基本上到达通过两个辊子的轴线的平面。
用一个适当的装置(图中未示)安置减速辊22，用于控制趋向和远离图3所示的工作位置的运动。发明人为Allison等人，并被转让给Tubular纺织LLC的美国专利US5，655，275介绍了用于压实器的不同零件的安装和驱动配置。
用符号25表示一个下导向板组件，在驱动器27和杠杆28的作用下，所述下导向板组件被铰接并围绕轴26运动。下导向板组件25包括一个筒状零件29、安装板30和一个下导向板31，安装板30在设备的整个宽度上延伸，下导向板31由多个部分组成，所述多个部分彼此端部对端部地延伸通过设备的宽度。一个低压实叶片32被安装在下导向板31上，并在进料辊11和减速辊22之间向上延伸，叶片32上具有一个端面33，它与上叶片上的相应端面19彼此相对，两者之间保持一个短的距离，这些表面构成了一个短的、受约束的织物通道，所述织物从进料辊11移向减速辊22。
在图3所示的收缩设备的操作中，一种要被加工的织物(图中未示，但是可以是一种筒状或开幅针织物)被初始膨胀到一个预定宽度，接受蒸汽，随后被送入进料通道，所述进料通道位于进料辊11的表面13和上导向板零件15的相应表面16之间。织物以进料辊11的表面速度前进，直到它到达上、下压实叶片17、32的相对表面19、33所构成的通道为止，在此时，织物改变方向，通过所述通道，与减速辊22的表面24接触，以一个可控制的相对小的表面速度运动。作为织物被减速的结果，局限于压实叶片17、32的相对的表面之间，织物以一个众所周知的方式收缩。
众所周知，为了收缩操作的正常的进行，对收缩设备的工作零件进行适当的加热是非常重要的，一直使用上述的不同的方法，以获得必要的加热，然而，由于设备变得越来越大和需要一直在努力维持精密的公差和控制，现有加热装置的缺陷越来越来严重地影响设备的操作。通过使用一种单独的加热媒介，采用连续流动液体热交换媒介的形式，控制所有被加热的设备零件的温度，本发明所述装置解决了现有加热装置的问题。在远处被加热后，液体热交换媒介连续地、依次地流过所有需要被加热的零件。在设备上的一个预定点测量操作温度，在传感器的控制下，根据需要，将热量添加到循环流动的媒介中。由于液体热交换媒介依次流过需要被加热的零件，所有被加热零件的温度时刻被保持在接近和预定的关系，所以，用于调整热反常的部件可以被取消。确保了高质量的输出，减少了设备维护成本。
图1示意性地显示了一个符合本发明的加热装置，在该装置中，液体热交换媒介依次顺序地流过上导向杆20，进料辊的中空内部35，筒状零件29之中空内部36，所述上导向杆20构成上导向板组件的一部分，所述筒状零件29构成下导向板组件25的一部分。在图1所示的装置中，一个流体供给源被安置在储液槽37内，通过管路38，所述储液槽与一个间接的热交换器39相连，通过控制阀41，将来自工厂的蒸汽传递到热交换器39。通过挠性软管42，被来自热交换器39的加热后的流体媒介送入上导向杆20的一端。导向杆20具有一个内部通道43(图3)，所述通道在导向杆的整个长度上延伸，从杆一端的入口44延伸到杆另一端的出口45，最好通道43位于或接近上导向板组件的中心，使热量在整个组件上优化分布，所述上导向板组件包括上导向杆20、上导向板15和上压实叶片17。
在出口45，热交换媒介离开导向杆20，通过挠性软管46和转动的接头47，流入进料辊11的中空的内部35(图3)，在进料辊内，液体媒介从一端流向另一端，通过转动的接头49，离开进料辊。从转动的接头49，通过挠性软管50，热交换媒介进入筒状零件29的中空的内部36。筒状零件29的两端被密封，如图1所示，两端分别具有一个入口51和一个出口52，从出口52，热交换媒介流过挠性软管53和管路54，进入与储液槽37相连的循环泵55。
在本发明所述的装置中，在设备工作时，或设备临时停转时，循环泵55连续工作。通过温差电偶或别的温度传感部件56，保持对循环流动的液体媒介之温度的控制，在所希望的位置，温度传感部件56用于检测机械设备的一个零件的温度。优选的是，用热传感器检测支撑杆20的温度，当热传感器所检测的温度低于一个期望值时，例如低于200°F，导致打开阀41，向热交换器39提供蒸汽，向循环流动的液体媒介补充热量。当检测到的支撑杆20的温度为所期望的温度时，停止或减少向热交换器39提供蒸汽。同时，流体热交换媒介继续以通常方式循环，向需要加热的零件提供恒定和基本上均匀的热输入。减少温度波动的速率和范围。在设备的操作过程中，由于潮湿的织物不断通过压实器，热量连续地被吸走，所以恒定的热输入是必须的。
流过支撑杆20之后，热交换媒介损失一些热量，因此，当支撑杆20的温度被控制在一个预先设定的温度(根据被加工的织物和被调查的结果)时，进料辊11的温度通常比所述预定的温度低几度，离开支撑杆20的热交换媒介通过进料辊11。在经过进料辊时，进一步地从热交换媒介中吸收热量，在上述条件下，下导向板组件29的温度比进料辊11的温度低几度。重要的是，检测点56所检测到的温度的波动，将被反应在进料辊和下导向板组件的温度波动上，确保准确地调整工作部件之间的温度关系，使之具有最高程度的连续性和均匀性。
在本发明优选的一个实施例中，作为一个零件温度的函数，通过一个可编程的逻辑设备60，对供给热交换器39的蒸汽进行控制。逻辑设备60接受来自零件温度传感器56的输入，温度传感器56检测上导向支撑杆20的温度。逻辑设备60的输出可以被用于开启和关闭(或调整节流阀门)蒸汽阀门41。这种配置允许在加热期间将水加热到一个更高的温度，例如，用于快速加热设备。随着零件的温度接近所期望的温度，可以相应地减少液体热交换媒介的温度，以保持稳定的状态。
首先，减少由热气工厂供向阀门41和热交换器39的蒸汽压力，热气工厂通常保持蒸汽的温度为300°F。通过减少压力，蒸汽的温度被降低，比所期望的液体热交换媒介的最高温度高几十度，使液体热交换媒介的温度过高的机会被减少，容易保持稳定的状态。
在本发明所推荐的一个优选实施例中，液体热交换媒介的温度可以被升高到230°F，以保持一个期望的加热速率，特别是在预热期间。使用纯水作为热交换媒介，设备必须能够承受高达40～50psi的压力，这显著地增强了设备中某些零件的应力，例如转动的接头。使用油作为热交换媒介可以减轻上述问题，但是给整个设备带来别的问题。在本发明优选的一个实施例中，热交换媒介是水和丙二醇酒精(通常被用做防冻添加剂)的混合物，70％的水和30％的PGA基本上提高了混合物的沸点，确保混合物被加热到所需的温度，同时系统所承受的压力为15～30psi，这种范围的压力在所使用的设备中更容易控制。
最理想的是，使用逻辑设备60，用于提供特定的安全程序和操作限制。在所示的装置中，设置一个压力开关62，用以检测流过设备的热交换媒介的压力。如果压力过低或过高，显示出现故障，通过逻辑设备60，相应的措施被采取或传送。同时阻止辊11、22转动，直到传感器56显示正常的温度为止，所以，早期的启动不会给设备和要被加工的织物带来有害的影响。
将本发明所述的加热装置与机械收缩设备配合使用，能够获得显著的优点。通过减少了多个加热设备，例如，对特定的零件使用蒸汽或液体，对别的零件使用电加热设备，在加热关键的设备零件时，一个更高程度的均匀性和一致性被确保。具体地说，使用一个单独的、连续流动的热液体，顺序流过需要被加热的零件，提供了重要的优点。与周期工作的电加热部件、蒸汽或类似的方式相比，被远处加热的、流动的液体媒介提供更恒定的、均匀的热源。此外，热交换媒介顺序地流过所有需被加热的零件确保，无论流体的温度如何波动，同样的波动被反应在所有要被加热的零件上，零件彼此之间的温度关系被保持。
本发明所述装置提供快速的、有效的预热时间，用以将设备从冷条件下启动，使被加热的零件在整个宽度方向上均匀受热。由于热媒介连续循环流动，顺序加热设备的部件，当设备停转时，确保连续和均匀地加热设备。
以上已对本发明作了十分详细的描述，所以阅读和理解了本说明书后，对本领域技术人员来说，本发明的各种改变和修改将变得明显。所以一切如此改动和修正也包括在此发明中，因此它们在权利要求书的保护范围内。
权利要求
1．一种用于机械收缩设备的加热系统，所述机械收缩设备用于在纵向收缩织物，所述机械收缩设备包括一个转动的进料辊和一个导向板组件，所述导向板组件与所述进料辊协同操作，所述加热系统包括(a)液体加热媒介的供给源，(b)用以使所述媒介连续地循环流动的装置，(b)一种与所述循环流动的媒介相关的热交换设备，用以加热媒介，使媒介的的温度升高，(c)管道设施，用于将所述加热的媒介从所述的热交换设备导引到所述的导向板组件和所述进料辊，从一个到另一个，依次流过。
2．一种根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于，进一步包括(a)用于检测所述机械收缩设备的一个零件的温度的部件，所述零件从所述环流媒介中吸收热量，(b)用于控制热交换器所供给的热量的部件，上述热量根据检测到的零件温度，由所述热交换设备所提供。
3．一种根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于(a)所述管道设施被这样布置，它使环流的、被加热的媒介首先通过所述导向板组件，然后通过进料辊。
4．一种根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于(a)所述机械设备包括一个第二导向板组件，和(b)所述管道设施被这样布置，它引导被加热的媒介按顺序通过所述导向板组件、进料辊和第二导向板组件。
5．一种根据权利要求4所述的加热系统，其特征在于(a)所述管道设施被这样布置，它引导被加热的媒介首先通过所述导向板组件，其次通过进料辊，最后通过第二导向板组件，(b)用于检测所述任一个导向板组件或进料辊的温度的部件，(c)根据检测部件所检测到的温度，用于控制热交换设备操作的部件。
6．一种根据权利要求1所述的加热系统，其特征在于(a)所述液体加热媒介是水和丙二醇酒精的混合物。
7．一种根据权利要求6所述的加热系统，其特征在于(a)所述液体加热媒介是大约70％水和大约30％丙二醇酒精的混合物。
8．一种根据权利要求2所述的加热系统，其特征在于(a)所述液体加热媒介是水和至少30％丙二醇酒精的混合物，(b)所述检测和控制部件用于保证所述零件的温度至少为200°。
全文摘要
一种用于机械收缩设备的加热装置,连续流动的液体热交换媒介顺序流过需要被加热的零件。根据被加热零件之一的温度,最好是首先被加热的零件的温度,向流动媒介中输入热量。在顺序相连的零件上,均匀和连续的绝对温度和相对温度被获得。水和丙二醇酒精的混合物最适合充当热交换媒介,它允许设备在一个较低的压力下操作,同时又没有给所用装置带来象使用油作为热交换媒介而产生的维修问题。
文档编号D06C21/00GK1281518SQ98812113
公开日2001年1月24日 申请日期1998年12月9日 优先权日1997年12月12日
发明者厄尔·S·阿利森, 加文·B·郎布尔, 罗伯特·J·休斯, 巴里·D·米勒 申请人:管式纺织公司