一种密封刷的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种密封刷的制造方法。该方法简单易行，基板与刷丝一体成型，并且具有可设计、可调整性，无需再经过复杂的焊接工艺，简化生产工艺，降低生产成本。得到的密封刷采用三维编织技术，采用三维五向或三维六向编织结构，使用1×1四步法直接编织成密封刷。
【专利说明】
一种密封刷的制造方法
技术领域
[0001]本发明涉及三维编织成型技术，具体是一种密封刷的制造方法。
【背景技术】
[0002]常见的密封刷广泛的应用于各类自动门窗、电梯上用来阻隔灰尘。航空发动机、工业燃气轮机等透平机械应用刷式密封机构，其泄露量仅为传统篦齿密封刷的1/5?1/10，具有更优异的密封性能。发动机上采用刷式密封机构之后，增加了发动机推力，降低了耗油率和飞行成本，显著地提高了效率。由于刷式密封机构与转动部件的接触面是由金属刷丝组成的，这种设计使得刷丝起到了无数个小弹簧的作用，避免了刷丝因直接长时间高频率与转动部件碰磨而导致密封刷与转动部件之间密封间隙永久性增大，具有使用寿命长、维护简单、发热量低等优点。
[0003]目前，公知的金属丝密封刷的基本型刷环由前板、背板(统称为基板)和夹于两者之间的细刷丝组成，采用焊接方法将三者连接成一体。同时，由于刷丝固定端所在的外圆比刷丝自由端所在的内圆大，内圆处的刷丝排列限制了刷丝的总根数，即使内圆处刷丝排列比较紧密，靠近固定端都会有一定的间隙，并且刷丝自由端至刷丝固定端间隙不断变大。孔隙率是决定刷式密封性能的关键因素之一，密封刷复杂的制造工艺是阻碍其发展的另一原因。传统密封刷机械化生产必须经过精密的排丝过程来减少刷丝之间的干涉，再经过复杂的焊接工艺才能制造，因此传统密封刷的制造成本较高。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种密封刷的制造方法。该密封刷采用三维编织技术，采用三维五向或三维六向编织结构，使用I X I四步法直接编织成密封刷。密封刷是由五向纱或者六向纱与基板一体成型，并且具有可设计、可调整性，无需再经过复杂的焊接工艺，简化生产工艺，降低生产成本。
[0005]本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种密封刷的制造方法，其特征在于包括以下步骤:
[0006](I)编织前，将编织纱携纱器和轴纱携纱器按密封刷横截面的形状排列成行与列，形成基本的列阵;编织纱的一端连接编织纱携纱器，另一端固定于三维编织机的挂纱装置中；轴纱的一端连接轴纱携纱器，另一端固定于三维编织机的挂纱装置中；所述编织纱与轴纱在三维编织机的挂纱装置中的末端固定连接；
[0007](2)编织开始，轴纱不动，编织纱携纱器携带编织纱将沿着轨道按三维编织原理反复运动，运动每重复一次为一个机器循环;编织纱每一个机器循环分为四步，一个机器循环后所获得的预制件长度为一个花节长度;第一步中，不同行的编织纱交替地以不同的方向向左或者向右运动一个编织纱的位置;在第二步中，不同列的编织纱交替地以不同的方向向上或者向下运动一个编织纱的位置；当一个机器循环中的前两步结束后，编织纱与轴纱编织得到基板，沿着基板的列的方向，将刷丝在每两列之间按U形排列加入;刷丝的自由端预留30mm-50mm的长度，刷丝的固定端缠绕在基板的每一列的最后一行纱线上，与基板固定在一起；当刷丝的固定端完成对基板的最后两列的缠绕后，调整到规定花节长度;然后进行一个机器循环中的后两步的编织，后两步的编织方式与前两步相同，第三步编织纱携纱器的运动方向与第一步相反，第四步编织纱携纱器的运动方向与第二步相反;后两步结束后，用相同方法加入刷丝并调整花节长度;完成后，进行下一个机器循环，最终完成编织过程；
[0008](3)编织完成后，修剪刷丝为统一长度，得到密封刷。
[0009]与现有技术相比，本发明有益效果在于:
[0010](I)该密封刷具有三维编织网状结构，所编织的三维四向或者三维五向结构为密封刷的基板，加入的五向纱或六向纱为密封刷的刷丝，基板与刷丝一体成型，并且具有可设计、可调整性，无需再经过复杂的焊接工艺，简化生产工艺，降低生产成本。
[0011](2)原料为空心石英纤维、Nextel纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维或硅酸铝纤维，具有高强、高模、导数系数低、重量轻等特点，由于直径更细，在相同的单位面积中，可以排列更多的刷丝，这样使得刷丝区孔隙率更小，提高密封刷的密封性能。
[0012](3)基板为不分层的网状结构，密封刷在各个方向、特别是在厚度方向上可以得到增强。密封刷的形状以及刷丝的排列结构可以进行多样化的设计，基板可以整体编织为T字形、U字形、工字形等等多种形状，刷丝的方向不仅可以垂直排列，也可以倾斜有一定角度的排列。此外，刷丝的排列也是可设计调整的，除了紧密排列，还可以是间隔式排列、圆周式排列和圆周螺旋式排列等。
【附图说明】
[0013]图1为本发明密封刷的制造方法的编织机底盘纱线排列示意图；
[0014]图2为本发明密封刷的制造方法实施例1的三维六向编织结构示意图；
[0015]图3为本发明密封刷的制造方法实施例1得到的刷环形密封刷整体结构示意图；
[0016]图4本发明密封刷的制造方法实施例1得到的刷环形密封刷的横截面示意图；
[0017]图5为发明密封刷的制造方法实施例2得到的长条形密封刷整体结构示意图；
[0018]图6为发明密封刷的制造方法实施例2的部分刷丝U形排列加入的示意图；(图中:
1、编织纱;2、刷丝;3、轴纱;4、基板;5、编织纱携纱器;6、轴纱携纱器)
【具体实施方式】
[0019]下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0020]本发明提供了一种密封刷的制造方法(参见图1-6)，其特征在于包括以下步骤:[0021 ] (I)编织前，将编织纱携纱器5和轴纱携纱器6按密封刷横截面的形状排列成行与列，形成基本的列阵;编织纱I的一端连接编织纱携纱器5，另一端固定于三维编织机的挂纱装置(图1中未画出)中；轴纱3的一端连接轴纱携纱器6，另一端固定于三维编织机的挂纱装置中；所述编织纱I与轴纱3在三维编织机的挂纱装置中的末端固定连接；
[0022](2)编织开始，轴纱3不动，编织纱携纱器5携带编织纱I将沿着轨道按三维编织原理反复运动，运动每重复一次为一个机器循环;编织纱I每一个机器循环分为四步，一个机器循环后所获得的预制件长度为一个花节长度;第一步中，不同行的编织纱I交替地以不同的方向向左或者向右运动一个编织纱I的位置;在第二步中，不同列的编织纱I交替地以不同的方向向上或者向下运动一个编织纱I的位置。当一个机器循环中的前两步结束后，编织纱I与轴纱3编织得到基板4，沿着基板4的列的方向，将刷丝2在每两列之间按U形排列加入；刷丝2的自由端21预留30mm-50mm的长度，刷丝2的固定端22缠绕在基板4的每一列的最后一行纱线上，与基板4固定在一起；当刷丝2的固定端22完成对基板4的最后两列的缠绕后，调整到规定花节长度;然后进行一个机器循环中的后两步的编织，后两步的编织方式与前两步相同，第三步编织纱携纱器5的运动方向与第一步相反，第四步编织纱携纱器5的运动方向与第二步相反;后两步结束后，用相同方法加入刷丝2并调整花节长度;完成后，进行下一个机器循环，最终完成编织过程；
[0023](3)编织完成后，修剪刷丝为统一长度，得到密封刷。
[0024]所述编织纱I是空心石英纤维、Nextel纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维或硅酸铝纤维；
[0025]所述刷丝2是空心石英纤维、Nextel纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维或硅酸铝纤维；
[0026]所述轴纱3是空心石英纤维、Nextel纤维、氧化铝纤维、莫来石纤维或硅酸铝纤维；
[0027]所述编织结构为三维五向或三维六向编织结构。
[0028]所述密封刷的制造方法得到的密封刷具有三维编织网状结构，包括基板4和编织于基板中的刷丝2;所述基板4是由编织纱I和轴纱3采用三维编织原理编织而成;所述密封刷为长条型、圆筒形或者刷环型。
[0029]实施例1 (参见图1-4)
[0030]所述编织纱1、刷丝(六向纱)2和轴纱3均采用190tex的空心石英纤维；编织参数为:基板截面为矩形;截面尺寸为1mm X 6mm;编织纱1、刷丝2和轴纱3的细度均为190tex X 2合股，花节长度为5.0mm/个;编织角为26° ;基板4的纱线排列为11列X (6行编织纱+5行轴纱)，织物结构为三维六向结构，第六向纱为刷丝方向。
[0031](I)编织前，将编织纱携纱器5和轴纱携纱器6按密封刷横截面的形状(矩形)排列成行与列，形成基本的列阵。编织纱I的一端连接编织纱携纱器5，另一端固定于三维编织机的挂纱装置(图1中未画出)中；轴纱3的一端连接轴纱携纱器6，另一端固定于三维编织机的挂纱装置中；所述编织纱I与轴纱3在三维编织机的挂纱装置中的末端固定连接;本实施例中基板4的纱线排列为11列X (6行编织纱+5行轴纱)，其中编织纱I和轴纱3共121根纱线。
[0032](2)编织开始，轴纱3不动，编织纱携纱器5携带编织纱I将沿着轨道按三维编织原理反复运动，运动每重复一次为一个机器循环;编织纱I每一个机器循环分为四步，一个机器循环后所获得的预制件长度为一个花节长度;第一步中，不同行的编织纱I交替地以不同的方向向左或者向右运动一个编织纱I的位置;在第二步中，不同列的编织纱I交替地以不同的方向向上或者向下运动一个编织纱I的位置。当一个机器循环中的前两步结束后，编织纱I与轴纱3编织得到基板4，沿着基板4的列的方向，将刷丝2(六向纱)在每两列之间按U形排列加入;刷丝2的自由端21预留30mm的长度，刷丝2的固定端22缠绕在基板4的每一列的最后一行纱线上，与基板4固定在一起；当刷丝2的固定端22完成对基板4的最后两列的缠绕后，调整到规定花节长度;然后进行一个机器循环中的后两步的编织，后两步的编织方式与前两步相同，第三步编织纱携纱器5的运动方向与第一步相反，第四步编织纱携纱器5的运动方向与第二步相反;后两步结束后，用相同方法加入刷丝2并调整花节长度;完成后，进行下一个机器循环；
[0033](3)当织物长度为240mm时，用剪刀剪断纱线，对下机的织物进行修整，基板4截面尺寸为1mm X 6mm，修剪刷丝长度为20mm，然后用石英纤维束，采用双搭接缝合连接的方式，将织物的两端缝合，连接刷丝朝向圆环内侧，形成刷环形密封刷。
[0034]实施例2(参见图1、5、6)
[0035]所述编织纱1、刷丝(五向纱)2和轴纱3均采用190tex的空心石英纤维；编织参数为:基板截面为T字形，可以视为两个矩形组合形式，尺寸分别为4mm X 30mm与6mm X 8mm ；编织纱1、刷丝2和轴纱3的细度均为190tex X 2合股，花节长度为4.0mm/个;编织角为30° ;基板纱线排列为8列X 4行编织纱+8列X 6行编织纱;织物结构为三维五向结构，第五向纱为刷丝方向。
[0036](I)编织前，将编织纱携纱器5和轴纱携纱器6按密封刷横截面的形状(T字形)排列成行与列，形成基本的列阵。编织纱I的一端连接编织纱携纱器5，另一端固定于三维编织机的挂纱装置(图1中未画出)中；轴纱3的一端连接轴纱携纱器6，另一端固定于三维编织机的挂纱装置中；所述编织纱I与轴纱3在三维编织机的挂纱装置中的末端固定连接;本实施例中基板4的纱线排列为8列X 4行编织纱+8列X 6行编织纱，其中编织纱I和轴纱3共9 4根纱线。
[0037](2)编织开始，轴纱3不动，编织纱携纱器5携带编织纱I将沿着轨道按三维编织原理反复运动，运动每重复一次为一个机器循环;编织纱I每一个机器循环分为四步，一个机器循环后所获得的预制件长度为一个花节长度;第一步中，不同行的编织纱I交替地以不同的方向向左或者向右运动一个编织纱I的位置;在第二步中，不同列的编织纱I交替地以不同的方向向上或者向下运动一个编织纱I的位置。当一个机器循环中的前两步结束后，编织纱I与轴纱3编织得到基板4，沿着基板4的列的方向，将刷丝2(五向纱)在每两列之间按U形排列加入;刷丝2的自由端21预留35mm的长度，刷丝2的固定端22缠绕在基板4的每一列的最后一行纱线上，与基板4固定在一起;开始从第一列与第二列之间加入，当穿过四列纱线之后，中间隔开两列纱线，即从第六列与第七列之间穿过，穿过四列之后，再次空两列，依次循环。当刷丝2的固定端22完成对基板4的最后两列的缠绕后，调整到规定花节长度;然后进行一个机器循环中的后两步的编织，后两步的编织方式与前两步相同，第三步编织纱携纱器5的运动方向与第一步相反，第四步编织纱携纱器5的运动方向与第二步相反；后两步结束后，用相同方法加入刷丝2并调整花节长度;完成后，进行下一个机器循环；
[0038](3)当织物长度为300mm时，用剪刀剪断纱线，对下机的织物两端进行修整。最终基板截面为T字形，尺寸分别为4mm X 30mm与6mm X 8mm，修剪刷丝长度为20mm，形成长条形密封刷。
[0039]本发明未述及之处适用于现有技术。
【主权项】
1.一种密封刷的制造方法，其特征在于包括以下步骤: (1)编织前，将编织纱携纱器和轴纱携纱器按密封刷横截面的形状排列成行与列，形成基本的列阵;编织纱的一端连接编织纱携纱器，另一端固定于三维编织机的挂纱装置中；轴纱的一端连接轴纱携纱器，另一端固定于三维编织机的挂纱装置中；所述编织纱与轴纱在三维编织机的挂纱装置中的末端固定连接； (2)编织开始，轴纱不动，编织纱携纱器携带编织纱将沿着轨道按三维编织原理反复运动，运动每重复一次为一个机器循环;编织纱每一个机器循环分为四步，一个机器循环后所获得的预制件长度为一个花节长度;第一步中，不同行的编织纱交替地以不同的方向向左或者向右运动一个编织纱的位置;在第二步中，不同列的编织纱交替地以不同的方向向上或者向下运动一个编织纱的位置；当一个机器循环中的前两步结束后，编织纱与轴纱编织得到基板，沿着基板的列的方向，将刷丝在每两列之间按U形排列加入;刷丝的自由端预留30mm-50mm的长度，刷丝的固定端缠绕在基板的每一列的最后一行纱线上，与基板固定在一起;当刷丝的固定端完成对基板的最后两列的缠绕后，调整到规定花节长度;然后进行一个机器循环中的后两步的编织，后两步的编织方式与前两步相同，第三步编织纱携纱器的运动方向与第一步相反，第四步编织纱携纱器的运动方向与第二步相反;后两步结束后，用相同方法加入刷丝并调整花节长度;完成后，进行下一个机器循环，最终完成编织过程； (3)编织完成后，修剪刷丝为统一长度，得到密封刷。2.—种权利要求1所述制造方法得到的密封刷，其特征在于所述密封刷由基板和编织于基板中的刷丝组成;所述基板是由编织纱和轴纱采用三维编织原理编织而成。
【文档编号】D04C3/40GK105839288SQ201610312564
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】焦亚男, 陈利, 景媛媛, 李凡
【申请人】天津工业大学