一种自动抬升的拉丝装置的制作方法

1.本实用新型涉及石英玻璃纤维原丝制作领域，具体地涉及一种自动抬升的拉丝装置。


背景技术：

2.连续生产石英玻璃纤维的生产方法目前有三种：棒拉丝法、熔融拉丝法和溶胶-凝胶法。基于实用性和经济成本的考虑，工业上以棒拉丝法生产石英玻璃纤维。棒拉丝法是将φ1.8～4mm左右的石英玻璃棒加热熔融，并从熔融处引丝，集成一束，经过集束轮涂浸润剂，由高速旋转的拉丝机牵引，连续的由排线轮绕在绕丝机构上，成为连续石英玻璃纤维原丝。
3.拉丝工艺中α角为定位板最外侧单丝与铅锤角的夹角，亦称扇形半角，它决定了定位板的长度以及定位板与集束槽之间的距离，α角一般不希望大于7
°
，α角愈大则定位板边部单根纤维的张力愈大。当张力过大时，就会导致断头和飞丝。因此，α角尽量小，减小α角最有效的措施是提高拉丝作业线的总长度，即提高定位板与集束轮的间距。
4.目前，棒拉法一般采用单排孔拉丝的方式进行，当我们需要增加单次拉丝孔数时，插棒数量随之向两侧增加，这导致两侧的石英玻璃纤维原丝夹角过大，不利于拉丝作业。当前的生产工艺中，为了同时达到扩孔的目的和降低α角对拉丝作业的影响，作业高度一般设置为远超工人身高的高度，这导致很难独立完成拉丝作业。


技术实现要素：

5.为解决上述提出的技术问题，本实用新型提供一种自动抬升的拉丝装置，通过设置抬升单元及其相关设计，实现了在作业高度不变的情况下，可以同时达到扩孔的目的和降低扇形半角对拉丝作业的影响。
6.本实用新型提供了一种自动抬升的拉丝装置，包括：拉丝单元，设有下棒部、定位部及熔融部，从上到下依次平行间隔设置；集束单元，设置在熔融部下方，用于集束石英玻璃纤维原丝形成石英玻璃纤维束；收丝单元，设置在集束单元下方，用于收集石英玻璃纤维束；抬升单元，驱动拉丝单元相对于集束单元和收丝单元上下移动；其中，下棒部保持多个石英玻璃棒呈竖直状态下移；定位部设有均匀分布的多个通孔，用于定位多个石英玻璃棒底端；熔融部设有熔融石英玻璃棒底端的熔棒器；通孔与多个石英玻璃棒一一对应设置。
7.进一步的，拉丝单元设有安装部；下棒部通过移动部与安装部连接；移动部通过滑块进行上下移动，与滑块配合的导轨垂直安装在安装部上。
8.进一步的，滑块通过电机组件在导轨上移动；电机组件包括电机、齿轮和齿条；电机设置在移动部上；电机的输出轴穿过移动部在末端设置有齿轮，与齿轮啮合的齿条垂直固定在安装部上；电机带动齿轮在齿条上移动，从而移动部在安装部上移动。
9.进一步的，在移动部与熔融部之间设置折叠的隔热膜；在定位部与熔融部之间设置有隔热板。
10.进一步的，抬升单元设有垂直固定的驱动杆，以及由驱动杆驱动的移动块；移动块通过固定板与拉丝单元固定。
11.进一步的，定位部设有均匀分布的若干通孔；通孔与多个石英玻璃棒对应设置。
12.进一步的，熔棒部通过熔喷支架固定在定位部底部；熔棒部设有若干熔棒器；熔棒器沿定位部与通孔()一一对应设置。
13.进一步的，集束单元包括间隔设置的第一集束组件和第二集束组件；第一集束组件设置在熔融部的正下方；第二集束组件设置在第一集束组件的下方。
14.进一步的，收丝单元包括排线轮和绕丝机构；排线轮设置在第二集束组件的右下方；绕丝机构设置在排线轮的左下方。
15.在使用本实用新型的拉丝装置时，通过抬升单元与拉丝单元的配合，及移动配比的设计，实现了在作业高度不变的情况下，可以同时达到扩孔的目的和降低扇形半角对拉丝作业的影响。
16.应当理解，实用新型内容部分中所描述的内容并非旨在限定本实用新型的实施例的关键或重要特征，亦非用于限制本实用新型的范围。本实用新型的其它特征将通过以下的描述变得容易理解。
附图说明
17.结合附图并参考以下详细说明，本实用新型各实施例的上述和其他特征、优点及方面将变得更加明显。在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的元素，其中：
18.图1是本实施例的拉丝装置的结构主视图；
19.其中，图1中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：
20.1、拉丝单元，1-1、安装部，1-2、导轨，1-3、滑块，1-4、电机，1-5、输出轴，1-6、齿轮，1-7、齿条，1-8、限位器，1-9、限位片，1-10、移动部，1-11、隔热膜，1-12、夹棒装置，1-13、隔热板，1-14、定位部，1-15、通孔；2、熔融部，2-1熔融支架；3、抬升单元，3-1、驱动杆，3-2、固定板，3-3、移动块；4、第一集束组件，4-1、第一集束器，4-2、双头浸润剂喷嘴；5、第二集束组件，5-1、第二集束器，5-2、单头浸润剂喷嘴；6、浸润剂回收槽；7、排线轮；8、绕丝机构。
具体实施方式
21.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的全部其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
22.另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
23.下面参照图1来描述本实用新型提供的一种自动抬升的拉丝装置，包括：拉丝单元1，设有下棒部1-12、定位部1-14及熔融部2，从上到下依次平行间隔设置；集束单元，设置在熔融部2下方，用于集束石英玻璃纤维原丝形成石英玻璃纤维束；收丝单元，设置在集束单
元下方，用于收集石英玻璃纤维束；抬升单元3，驱动拉丝单元1相对于集束单元和收丝单元上下移动；其中，下棒部1-12保持多个石英玻璃棒呈竖直状态下移；定位部1-14设有均匀分布的多个通孔1-15，用于定位多个石英玻璃棒底端；熔融部2设有熔融石英玻璃棒底端的熔棒器；通孔1-15与多个石英玻璃棒一一对应设置。
24.在上述实施例中，拉丝单元1设有安装部1-1；下棒部1-12通过移动部1-10与安装部1-1连接；移动部1-10通过滑块1-3进行上下移动，与滑块1-3配合的导轨1-2垂直安装在安装部1-1上。
25.在上述实施例中，滑块1-3通过电机组件在导轨1-2上移动；电机组件包括电机1-4、齿轮1-6和齿条1-7；电机1-4设置在移动部1-10上；电机1-4的输出轴1-5穿过移动部1-10在末端设置有齿轮1-6，与齿轮1-6啮合的齿条1-7垂直固定在安装部1-1上；电机1-4带动齿轮1-6在齿条1-7上移动，从而移动部1-10在安装部1-1上移动。其中，齿轮1-6与齿条1-7配合在空中转动。
26.在此实施例中，电机1-4与plc控制系统电性连接，通过电机1-4的正反转动带动齿轮1-6在齿条1-7上正反转动，从而带动移动部1-10进行上下的移动。结合导轨1-2和滑块1-3的设置，实现移动部1-10在安装部1-1上实现平滑的上下移动。
27.在上述实施例中，在移动部1-10的滑块1-3下方设置有限位片1-9，限位片1-9固定在移动部1-10上，向安装部1-1的方向延伸，与之配合的限位器1-8安装在安装部1-1上。限位片1-9与限位器1-8配合决定移动部1-10的移动位移。限位器1-8可以根据实际拉丝作业的需要进行上下的移动，以匹配移动部1-10的不同位移，保证在拉丝结束的时候，起到限位固定的作用。
28.在上述实施例中，在移动部1-10与熔融部2之间设置折叠的隔热膜1-11；在定位部1-14与熔融部2之间设置有隔热板1-13。
29.在此实施例中，隔热膜1-11在移动部1-10上下移动的过程中进行展开和折叠，以防止熔融部2的高温损坏安装部1-1上的导轨1-2、齿条1-7等传动机构，增加装置的使用寿命。
30.在此实施例中，熔融部2上方设有隔热板1-13，隔热板1-13一侧固定安装在安装部1-1底部，隔热板1-13中部与下棒部1-12对应的位置设置有凹槽，凹槽内设定位部1-14。隔热板1-13的设置，一是为定位部1-14起到支撑，二是起到熔融部2与拉丝单元1之间的隔热作用，保护拉丝单元1的机械结构，增加使用寿命。隔热板1-13可以在安装部1-1底部延伸到驱动杆3-1附近，全方位的起到隔热和污染的作用。
31.在上述实施例中，抬升单元3设有垂直固定的驱动杆3-1，以及由驱动杆3-1驱动的移动块3-3；移动块3-3通过固定板3-2与拉丝单元1固定。安装部固定板3-2的设置是增加移动块3-3的受力面积。固定板3-2可以设置成“l”型，分别安装在安装部1-1侧面底部和安装部1-1底面上，增加受力面积，稳固拉丝单元1。
32.在此实施例中，抬升单元3的抬升高度可设置为100-5000mm，根据下棒部1-12的长度及石英玻璃棒的数量，进行高度的调整，作用是减小α角，降低飞丝率。
33.在上述实施例中，定位部1-14设有均匀分布的若干通孔1-15；通孔1-15与多个石英玻璃棒一一对应设置。
34.在此实施例中，下棒部1-12是由两个具有多个半孔夹板组成的具有多个夹孔的夹
棒。每个半孔内设置硅胶片，起到夹持石英玻璃棒的缓冲作用，增加摩擦力。在夹持石英玻璃棒时，两个半孔夹板夹住石英玻璃棒后，用螺丝将两个半孔夹板夹紧，从而固定夹持石英玻璃棒。石英玻璃棒正好穿过定位部1-14的通孔1-15，定位部1-14起到稳固石英玻璃棒的作用，在作业时，不产生晃动。
35.在此实施例中，下棒部1-12上夹孔的数量在1-200孔，夹孔与通孔1-15一一对应且中心在同一铅垂线上。夹孔与通孔1-15的孔心距2-10mm。
36.在上述实施例中，熔棒部2通过熔喷支架2-1固定在定位部1-14底部；熔棒部2设有若干熔棒器；熔棒器沿定位部1-14与通孔1-15对应设置。熔棒器由管道和喷头组成，管道的一端与燃气和氧气连接，一端与喷头连接，喷头喷出气体点燃后进行石英玻璃棒的熔融。因熔融温度很高，以免喷头变形堵塞喷头，所以在熔喷支架2-1上设置有冷却循环管，及时进行降温，增加喷头的使用寿命。在此实施例中，每个喷头对应一个通孔1-15设置；也可以进行一个喷头对应2个或多个通孔1-15，根据石英玻璃棒的直径和间距大小及喷头的火焰范围来定。
37.在上述实施例中，集束单元4，5包括间隔设置的第一集束组件4和第二集束组件5；第一集束组件4设置在熔融部2的正下方；第二集束组件5设置在第一集束组件4的下方。
38.在此实施例中，第一集束组件4由第一集束器4-1和双头浸润剂喷嘴4-2组成；第一集束器4-1在相反的两侧表面设置多个集束槽，石英玻璃纤维原丝被分为两组分别经两侧的集束槽而被集束成两组；第二集束组件5由第二集束器5-1和单头浸润剂喷嘴5-2组成；第二集束器5-1在一侧表面设置多个集束槽，石英玻璃纤维原丝经由集束槽而被集束成一组。
39.在此实施例中，第一集束器4-1上方设置双头浸润剂喷嘴4-2，作用是涂覆更加均匀，降低里层石英玻璃纤维原丝涂覆效果差的问题；而且在第二集束器5-1上进行再次涂覆，使其更加均匀，避免在作业时产生飞丝等问题。第一集束器4-1和第二集束器5-1下方还设置有浸润剂回收槽6，实现了浸润剂的重复利用，有利于节约生产成本。
40.在上述实施例中，收丝单元7，8包括排线轮7和绕丝机构8；排线轮7设置在第二集束组件5的右下方；绕丝机构8设置在排线轮7的左下方。绕丝机构7与plc控制系统电性连接，由控制系统调节转速，根据拉丝单元1上升，下棒部1-12下降时来调整绕丝速度，防止飞丝和断丝的产生。绕丝机构7的转速与拉丝单元1的速度、下棒部1-12的速度成配比关系，可以保证绕丝速度在抬升过程中不会发生变化，从而保证单丝直径的一致性。
41.采用本实用新型的拉丝装置进行拉丝，其步骤如下：
42.装载工序，抬升单元3驱动拉丝单元1下降至装载高度，在拉丝单元1中，石英玻璃棒上端固定于下棒部1-12，将下棒部1-12上升至规定的下棒起始高度；
43.拉丝开始工序，启动熔融部2，对石英玻璃棒加热并抽丝，同时抬升单元3驱动拉丝单元1上升至作业高度；
44.拉丝持续工序，利用下棒部1-12使石英玻璃棒向下移动，向熔融部2供给石英玻璃棒，利用熔融部2对经过定位部1-14的石英棒加热，形成石英玻璃纤维原丝；
45.集束工序，石英玻璃纤维原丝分成两组，分别在第一集束器4-1的两侧进行集束并第一次涂覆浸润剂，在第二集束器5-1侧面合股并第二次涂覆浸润剂，在集束单元集束成石英玻璃纤维束；和
46.收丝工序，经排线轮7进行排线，最后卷绕在绕丝机构8上成为成品石英玻璃纤维
束；
47.连续进行上述熔融、集束、收丝工序，直至拉丝单元1中下棒部1-12下降至下棒截止高度。抬升单元3驱动拉丝单元1上升至装载高度后，进行下一次装载拉丝作业。
48.在上述实施例中，在拉丝开始时，下棒部1-12向下移动，抬升单元3向上抬升拉丝单元1，绕丝机构8按程序设定的慢转速转动，当抬升单元3到达程序设定作业高度后，抬升单元3停止运动，绕丝机构8按程序设定的高转速转动，进行后续的拉丝作业。
49.在上述实施例中，拉丝单元1、抬升单元3和绕丝机构8均与plc控制系统电性连接。其中，拉丝单元1的电机转速、抬升单元3的抬升速度、绕丝机构8的转速之间的配比关系，下棒部1-12下棒的起始高度和截止高度，抬升单元3的装载高度和作业高度，均需要预先在plc控制系统上进行预设，可以保证绕丝速度在抬升过程中不会发生偏移，从而保证单丝直径的一致性。
50.在使用本实用新型的拉丝装置时，通过抬升单元与拉丝单元的配合，及移动配比的设计，实现了在作业高度不变的情况下，可以同时达到扩孔的目的和降低扇形半角对拉丝作业的影响。
51.在本实用新型说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
52.在本实用新型说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
53.以上仅为本实用新型的优选实施，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。