一种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置及方法
【专利摘要】本发明涉及一种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置，包括由上到下顺次连接的处理容器、冷却装置、牵引装置和卷绕装置；还包括设置在处理容器外部的加热装置，所述加热装置用于给处理容器加热；所述处理容器上端设置有用于将处理容器密封的密封盖，密封盖上设置有进气孔和出气孔，底部有熔体压喷孔，所述处理容器中心轴处通过连接杆连接旋转电机，旋转电机可控制处理容器绕中心轴旋转。本发明直接熔喷出金属纤维，调节金属纤维喷出速度与纤维直径，牵引单根纤维丝，使其可以进行纺丝；将金属纤维螺旋化，并应用定型器定型。金属纤维螺旋化使金属纤维具有高弹性，可弯折性，且其可伸缩性大大增强，避免了金属纤维的脆性，适合生产各种金属纤维。
【专利说明】
一种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置及方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置及方法。
【背景技术】
[0002]金属纤维是以金属或其他合金制成的纤维。金属纤维的生产方法主要有单丝拉拔法、切削法、集束拉拔法、熔抽法四种。金属纤维具有良好的导电性、导热性、导磁性和耐高温性能。21世纪是信息技术、生命科学和高新技术发展的知识经济时代，新的纺织材料层出不穷，纺织品正向着高舒适、高功能和高智能等方向发展。利用专门技术将极细的不锈钢纤维与天然或合成纤维均匀混纺，则可生产出抗静电、防微波辐射、抗菌效果极佳的功能性织物。金属纤维能大量运用于纺织产品之中大多是因为它具有导电性，并具有抗静电性能。纺织用金属纤维大多采用金属线材经多次拉拔工艺制成，比较常见的制备电磁屏蔽纺织品的方式是将金属纤维或金属化纤维与普通纤维进行混纺、交织、并线等。金属纤维导电性能优良，但是与普通纤维对比，其抱合力较小，无延伸性，刚性强，韧性差，无卷曲，弹性差等特性。因此金属纤维可纺性能较差，直接织造困难。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供一种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置及方法。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0005]—种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置，包括由上到下顺次连接的处理容器、冷却装置、牵引装置和卷绕装置；
[0006]还包括设置在处理容器外部的加热装置，所述加热装置用于给处理容器加热；
[0007]所述处理容器上端设置有用于将处理容器密封的密封盖，密封盖上设置有进气孔和出气孔，底部有熔体压喷孔，所述处理容器中心轴处通过连接杆连接旋转电机，旋转电机可控制处理容器绕中心轴旋转。
[0008]本发明的有益效果是:本发明利用金属熔体性质，直接熔喷出金属纤维，调节金属纤维喷出速度与纤维直径，牵引单根纤维丝，使其可以进行纺丝;利用旋转电机将金属纤维螺旋化，金属纤维螺旋化使金属纤维具有高弹性，可弯折性，且其可伸缩性大大增强，避免了金属纤维的脆性，适合生产各种金属纤维。
[0009]在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0010]进一步的，所述进气孔和出气孔连接气压调节装置。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是:可以通过调节处理容器内气压的方式，调节金属熔体喷出的速度。
[0012]进一步的，所述冷却装置为冷却温度可调的气体冷却装置，气体冷却装置中的气体可以采用惰性气体，还可以添加液氮，液氦，氟利昂等增强冷却装置的降温效果。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是:气体冷却装置结构简单，使用方便。且温度可以调节，以达到不同程度的降温效果。
[0014]进一步的，本发明还包括对称设置在冷却装置两侧的螺旋定型装置，所述定型装置用于通过调节金属螺旋纤维的节距和/或直径给金属螺旋纤维定型。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是:通过螺旋定型装置可以调节金属螺旋纤维的节距和/或直径，使金属螺旋纤维的形状更加整齐。
[0016]进一步的，所述旋转电机的转速可调节。
[0017]进一步的，所述处理容器底部设置有连接盖，所述熔体压喷孔设置在连接盖上，连接盖通过可拆卸装置和处理容器固定连接。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是:可以通过更换连接盖的方式调节熔体压喷孔的大小，进而调节金属螺旋纤维的直径，简单方便。
[0019]—种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备方法，包括以下步骤:
[0020]步骤S1、将金属材料放置在处理容器内后，使用密封盖将处理容器密封；
[0021 ] 步骤S2、对处理容器进行加热，直到温度达到预设温度值；
[0022]步骤S3、处理容器内的金属材料熔融为金属熔体后，控制处理容器按预设速度匀速旋转，金属熔体从处理容器下的熔体压喷孔喷出；
[0023]步骤S4、喷出的金属熔体在电机带动下被螺旋化，同时冷却装置喷出气体对金属恪体进行缓慢冷却处理，得到金属螺旋纤维；
[0024]步骤S5、对金属螺旋纤维的节距和/或直径进行调节定型并进一步冷却处理；
[0025]步骤S6、将金属螺旋纤维在卷绕机上进行卷绕，得到弹簧式金属纤维丝。
[0026]进一步的，所述步骤SI后还包括，对处理容器内的压强进行控制，直到达到预设压强值的步骤。
【附图说明】
[0027]图1为本发明结构示意图。
[0028]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0029]1、旋转电机;2、进气孔;3、出气孔;4、处理容器;5、金属熔体;6、加热装置;7、熔体压喷孔;8、螺旋定型装置;9、冷却装置；10、金属螺旋纤维；11、螺旋定型装置电机；12、牵引装置;13、卷绕装置;14、连接盖。
【具体实施方式】
[0030]以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0031]如图1所示，一种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置，包括由上到下顺次连接的处理容器4、冷却装置9、牵引装置12和卷绕装置13;
[0032]还包括设置在处理容器4外部的加热装置6，所述加热装置6用于给处理容器4加执.JtW ，
[0033]所述处理容器4上端设置有用于将处理容器4密封的密封盖，密封盖上设置有进气孔2和出气孔3，底部有熔体压喷孔7，所述处理容器4中心轴处通过连接杆连接旋转电机I，旋转电机I可控制处理容器4绕中心轴旋转。
[0034]所述进气孔2和出气孔3连接气压调节装置。
[0035]所述冷却装置9为气体冷却装置。
[0036]本发明还包括对称设置在冷却装置两侧的螺旋定型装置8，所述螺旋定型装置8用于通过调节金属螺旋纤维10的节距和/或直径给金属螺旋纤维10定型。
[0037]所述旋转电机I的转速可调节。
[0038]所述处理容器4底部设置有连接盖14，所述熔体压喷孔7设置在连接盖14上，连接盖14通过可拆卸装置和处理容器4固定连接。
[0039]—种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备方法，具体包括以下步骤:
[0040](I)、将金属材料5放置在处理容器4中并使用密封盖进行密封，金属材料5可采用铁碳合金、有色金属合金等，主要采用铝及铝合金，处理容器4可采用不锈钢，高温合金，刚玉，石墨等耐高温材质制成，密封盖上面有进气孔2和出气孔3，通过与进气孔2和出气孔3连接的气压调节装置，可以对处理容器4内压强进行调节。
[0041](2)、将放有金属材料5的处理容器4放置在加热装置6中，加热装置6可采用加热棒或者电阻丝加热，温度可控，精确度高，温度由热电偶测量，加热装置6上面和下面有保温盖，保证温度的精确度，加热装置附带冷却装置和保温装置，以保证其温度的准确性。处理容器4通过连接杆连接旋转电机I，旋转电机I可固定在加热装置6上。旋转电机I转速可调，可用于控制处理容器4旋转。
[0042](3)、金属熔体由处理容器4下端的熔体压喷孔7喷出，喷出速度由容器内压强、熔体高度、熔体温度及熔体流动性决定，其中，喷出纤维细度由熔体压喷孔7尺寸，熔体温度以及喷出速度决定，而熔体压喷孔7尺寸，熔体温度和喷出速度均可以进行调节;金属螺旋纤维10的直径由熔体压喷孔7距离中心孔的位置决定；
[0043]所述熔体压喷孔7设置在安装于处理容器4底部的锥形连接盖14上，锥形连接盖14通过可拆卸螺钉和处理容器4固定连接，可以通过更换锥形连接盖14的方式来调节熔体压喷孔7的尺寸和熔体压喷孔7距离中心轴的距离，处理容器4和锥形连接盖14的连接缝处夹石棉片进行密封；
[0044]熔体温度可以通过加热装置6进行控制，喷出速度可以通过气压调节装置调节处理容器4内的压强的方式来调节。
[0045](4)、启动旋转电机I，使喷射出的金属纤维螺旋化，金属熔体由熔体压喷孔7喷出后，成为金属螺旋纤维10，熔体压喷孔7附近设置有螺旋定型装置8，螺旋定型装置8可通过调节金属螺旋纤维的节距、直径来对金属螺旋纤维进行定形，螺旋定型装置8左右对称设置，根据孔的旋转方向交替工作。该定型装置由螺旋定型装置电机11控制。在金属螺旋纤维被定型后再经过冷却装置9快速冷却，增加金属纤维的强度。
[0046](5)、金属纤维经螺旋化、弹簧式定型以及冷却后进入牵引装置12(可选用导轨)，由牵引装置12牵引至13卷绕机上，形成螺旋状高弹性金属纤维丝。
[0047]本发明的方法制成的螺旋状高弹性金属纤维丝具有高弹性，可弯折性，可伸缩性。与其它材料混纺，提高纺织物的使用性能。
[0048]同时该高弹性金属纤维丝具有高弹性的特质，可以使用Al及Al合金作为原材料进行制作。挤压并成型过程中可在金属熔体半凝固状态时操作。大大提高了金属纤维的纺织特性，降低了成本。
[0049]以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置，其特征在于，包括由上到下顺次连接的处理容器(4)、冷却装置(9)、牵引装置(12)和卷绕装置(13); 还包括设置在处理容器(4)外部的加热装置(6)，所述加热装置(6)用于给处理容器(4)加热； 所述处理容器(4)上端设置有用于将处理容器(4)密封的密封盖，密封盖上设置有进气孔(2)和出气孔(3)，底部有熔体压喷孔(7)，所述处理容器(4)中心轴处通过连接杆连接旋转电机(I)，旋转电机(I)可控制处理容器(4)绕中心轴旋转。2.根据权利要求1所述的螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置，其特征在于，所述进气孔(2)和出气孔(3)连接气压调节装置。3.根据权利要求1所述的螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置，其特征在于，所述冷却装置(9)为冷却温度可调的气体冷却装置。4.根据权利要求1所述的螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置，其特征在于，还包括对称设置在冷却装置两侧的螺旋定型装置(8)，所述螺旋定型装置(8)用于通过调节金属螺旋纤维(10)的节距和/或直径给金属螺旋纤维(10)定型。5.根据权利要求1-4任一项所述的螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置，其特征在于，所述旋转电机(I)的转速可调节。6.根据权利要求1-4任一项所述的螺旋状高弹性金属纤维丝的制备装置，其特征在于，所述处理容器(4)底部设置有连接盖(14)，所述熔体压喷孔(7)设置在连接盖(14)上，连接盖(14)通过可拆卸装置和处理容器(4)固定连接。7.—种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤S1、将金属材料放置在处理容器(4)内后，使用密封盖将处理容器(4)密封； 步骤S2、对处理容器(4)进行加热，直到温度达到预设温度值； 步骤S3、处理容器(4)内的金属材料熔融为金属熔体(5)后，控制处理容器(4)按预设速度匀速旋转，金属熔体(5)从处理容器(4)下的熔体压喷孔喷出； 步骤S4、对喷出金属熔体进行冷却处理，得到金属螺旋纤维； 步骤S5、将金属螺旋纤维进行卷绕，得到弹簧式金属纤维丝。8.根据权利要求6所述一种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备方法，其特征在于，所述步骤SI后还包括，对处理容器(4)内的压强进行控制，直到达到预设压强值的步骤。9.根据权利要求6所述一种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备方法，其特征在于，所述步骤S4中还包括，对金属螺旋纤维金属螺旋纤维的节距和/或直径进行调节定型的步骤。10.根据权利要求6-8任一项所述一种螺旋状高弹性金属纤维丝的制备方法，其特征在于，所述步骤S4的对喷出金属熔体进行冷却处理是采用气体冷却方式进行冷却处理。
【文档编号】B22D11/12GK106001466SQ201610499424
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月29日
【发明人】武玉琴, 李金 , 李雪莲, 徐自立, 祖耀
【申请人】武汉纺织大学