专利名称：整体管状织物结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及多层织物，更确切地讲是整体多层织物。这类整体多层织物中，缠绕纱线分别以预定角度排列于各层，纱线层由一组贯穿各纱线层的接结纱线按预定格式接结。
背景技术：
本实用新型说明中，列举并讨论了一些专利，专利申请和已发表的资料等等文献。 这些列举讨论仅仅为了清楚阐述本实用新型而已，并不意味着本实用新型是以这些文献为基础而开发的。所有在本实用新型说明中列举讨论的文献，其全部内容在这里仅仅作为参考文献而已。同样，即使个别列举讨论的在这里也仅仅是参考文献。整体多层织物在包括先进复合材料，动力工业，输送带以及造纸毛毯等等在内的诸多领域都有着广泛的应用。先进复合材料里的高性能纤维浸润于树脂内。由于纤维和树脂加上制造参数的变化，先进复合材料具有许多优异的特性，诸如，优异的强度重量比和优异的模量重量比，耐疲劳，耐损伤，耐化学品，耐气候，耐温以及热胀系数可设计性等等，不一一枚举。纤维增强复合材料主要由纤维承受负荷。纤维增强复合材料常先预制成各种形式的半成品以适应后续制造纤维增强复合材料部件的需要。这类半成品包括预浸带和织物。 用平行排列长丝预浸树脂制成预浸带，或用单层织物预浸树脂，然后以铺层或缠绕的方式形成部件。传统铺层或缠绕的复合材料仅仅靠比纤维材料弱得多的树脂维持其纤维层间连接，容易被分层剥离。三维复合材料在厚度方向引入纤维材料增强，能有效地降低分层剥离的危险，使材料更耐损伤。除具有更优异的性能外，整体结构增强复合材料还具有诸如加工自动化，实形制造和低生产成本等等优点。增强复合材料常也用到二维多层织物。这是一种无屈曲织物，其中，分布在各层的纱线以预定角度各自平行排列，用针织方法接结各纱线层。Wilkens的美国专利4518640介诏了制造这种多层织物的方法。这类方法仅适用于制造织物幅宽和纤维取向都固定的平幅织物。在这类方法中，各层内纱线通常采用诸如玻璃纤维或石墨纤维之类的高性能材料。而用来接结各纱线层的针织纱线，要用柔软性好的纤维，比如聚酯或聚酰胺纤维，而不能使用与纱线层同样的高性能纱线。以Florentine的美国专利4312261和Mohamed等的美国专利5085252为代表的方法，分别介诏了用三维织造和三维编织方法制造横截面形状为矩形或其它如I型和T型实芯织物的方法。在这些织物中，无论是层内的纱线还是贯通厚度的纱线都可以采用增强纤维。这些方法都因其所能制造织物的尺寸大小，横截面形状等等而受到局限。用机织或者编织方法可以制造各层全接结或仅相邻层间接结的三维织物。以 Rasero的美国专利4，174，739为代表的方法或许能制造管道结构的管状织物。在用这类方法制造的织物中，纱线因交织或缠结而屈曲。织物中纱线的屈曲会降低以这种织物为基础制成复合材料的刚性和强度。而且，虽然层间交织使织物成为一整体，但是这类织物中并没有在厚度方向直接配置纤维增强。由管状织物增强的复合材料部件应用广泛。而用平幅织物制成的这类复合材料中纤维不连续。如King的美国专利4001478,Banos等的美国专利4，346，741，和Bilisik的美国专利6,1 ，122表明的，或许可以把纱线分别配置在轴向，径向和圆周方向，直接用纱线制造管道类的管状织物。但这些方法无法在织物不同部位，改变织物几何形状或纱线取向。在迄今所有形成整体管状织物的方法中，还没有一个能在织物形成的过程中按要求改变纤维的取向，截面形状以及尺寸大小。这些方法常常还伴有其它不足之处，比如纤维体积含量低，纤维取向的局限，以及难以实形制造等等缺点，不一一枚举。因此，本技术领域，有必要解决上述缺陷和不足。
实用新型内容解决的技术问题本实用新型的宗旨是提供新颖的整体管状织物结构及各种变化，克服上述缺陷和不足。本实用新型一项宗旨是提供一种整体管状织物结构，这类织物结构具有更好的结构特性，诸如，抗形变性能更均勻，整体性强，以及若需要，可提供织物面内各向同性。本实用新型再一项宗旨是提供一种整体管状织物结构，这类织物结构在织物厚度方向，结构更合理。此外，本实用新型另一项宗旨是提供一种整体管状织物结构，这类织物结构在高温下，结构更稳定。本实用新型又一项宗旨是提供一种整体管状织物结构，这类织物结构的横截面几何形状，如横截面尺寸，可以沿织物长度方向变化。此外，本实用新型更进一层宗旨是提供一种整体管状织物结构，这种织物结构的横截面几何形状，如管状织物的壁厚，实芯织物的厚度，可以沿织物长度方向变化。本实用新型另一应提及的宗旨是提供一种整体管状织物结构，这种整体管状织物结构，通过选择接结纱线参与与否以及接结纱线接结方式，具有变化的横截面几何形状和尺寸。进而，本实用新型又一应提及的宗旨是提供一种整体管状织物结构，这种整体管状织物结构中，各层的纤维取向可按需要沿织物长度方向以及厚度方向而变化。技术方案本实用新型的一个范例是，整体管状织物结构呈圆柱体形状，有一中轴线；至少有两组缠绕纱，分别为第一组缠绕纱和第二组缠绕纱，每组缠绕纱在各自层内各自均勻排列；第一组和第二组缠绕纱沿径向从内表面到外表面交替叠加，构成织物径向厚度。第一组的各缠绕纱与中轴线成角度为α 的螺旋线，而第二组的各缠绕纱与中轴线成角度为α 2的螺旋线，两组缠绕纱相互交叉。第一组缠绕纱的α 角度在各层内可以相同也可以完全不同。同样，第二组缠绕纱的α 2角度在各层内可以相同也可以完全不同。一个实例是，-90°彡α 1彡90°，-90°彡α 2彡90°，及α 1 = -α 2。另一实例是，-90° ^ α 1 ^ 90°，-90° ^ α 2 ^ 90°，而 α 1 乒- α 2。一个实例中，各组的缠绕纱各自相互平行。整体管状织物结构还包括有接结纱线。接结纱线与各自对应的缠绕纱交叉点交错。接结纱线由接结圈和握持圈交替组成，接结第一组和第二组的缠绕纱层，其中，接结纱线的接结圈，在内表面跨越至少一个交叉点，接结纱线的握持圈呈圈状从交叉点之间插入并突出于外表面。整体管状织物结构还可能至少有一根握持纱线，握持纱线穿过各接结纱线的握持圈。一个实例中，接结纱线的接结圈和握持圈构成了径向面。而接结圈及至少一根的握持纱线则分别构成织物的内表面和外表面。本实用新型的另一个范例，整体管状织物结构包括一个这样的实体，这个实体有一根轴线；至少有两组不同的纱线层，每组纱线各自间隔均勻排列于各层，其中，至少有两组纱线层交替叠加并相互交叉，构成与轴线垂直方向的实体厚度；第三组纱线贯穿厚度把纱线层接结在一起，而接结的位置和格式可以按照要求变化。一个实例中，各组纱线各自相互平行并倾斜于轴线排列。两组纱线交叉。第一组纱线与实体轴向倾角为α ，而第二组纱线与实体轴向倾角为α2， 其中，-90 ° 彡α 1彡90 °，-90 ° 彡α 2彡90 °，和α 1 = - α 2。另一个实例中，-90° ^ α 1 ^ 90°，-90° ^ α 2 ^ 90°，和 α 1 乒-α 2。一个实例中，第三组纱线可配置在实体轴向，实体的圆周方向，或两者兼而有之。一个实例中，实体的横截面形状，可以是规则的也可以是异形的，而横断面形状可沿轴向而变化。—个实例中，制成该实体的材料，在高温下可以是稳定也可以是不稳定的。另一个实例中，制成该实体的材料，可以是碳质材料也可以是非碳质材料，或二者混和。一个实例中，整体织物结构的横截面几何形状，可以是圆环形，椭圆形环，正方形环以及矩形环，或其它几何形状的环，其中，整体织物结构的横截面壁厚可以是等厚度也可以是变厚度的。一个实例中，变换成形工艺或整体织物经整形，织物结构横截面可以是平板型，T 字型或其它的实芯形状，其中，整体织物结构可以是等厚度也可以是变厚度。本实用新型提出一种新颖的整体织物结构。根据本实用新型的精髓及其内涵，从下文所选实例的说明，结合附图，稍些变动，本实用新型可以轻而易举地衍生出许多变化。有益效果本实用新型提供一种整体管状织物结构，这类织物结构具有更好的结构特性，诸如，抗形变性能更均勻，整体性强，以及若需要，可提供织物面内各向同性。这类织物结构在织物厚度方向，结构更合理。这类织物结构在高温下，结构更稳定。这类织物结构的横截面几何形状，如横截面尺寸，可以沿织物长度方向变化。这种织物结构的横截面几何形状，如管状织物的壁厚，实芯织物的厚度，可以沿织物长度方向变化。这种整体管状织物结构，通过选择接结纱线参与与否以及接结纱线接结方式，具有变化的横截面几何形状和尺寸。这种整体管状织物结构中，各层的纤维取向可按需要沿织物长度方向以及厚度方向而变化。
附图举例说明本实用新型的范例。结合文字阐述，附图仅仅阐明本实用新型原理而言。其中，为了说明要完成的操作步骤及其功能，附图中举例列出部件的形状，相对位置， 数量，以及动作等，但这些绝不代表本实用新型所有可能的各种方案。实例中涉及到的同类部件，附图尽可能采用相同的标号，这里有[0033]图1A-1C是根据本实用新型一个实例整体管状织物结构的几幅示意图，A)透视图；B)纵截面图；C)横截面图，图2是根据本实用新型一个实例制造整体管状织物结构装置的示意图，图3至图6是根据本实用新型一个实例的装置制造多层织物一系列步骤的示意图。(a)装置的俯视图，(b)装置的剖面图。图7是根据本实用新型一个实例具有05/-45/0/90/-45/4 铺层管道织物的示意图，其中从内层到外层各层纱线取向以度为单位表示。图8是根据本实用新型所能制成织物横截面形状的举例(a)-(i)。
具体实施方式
在这里举例详细说明本实用新型，这些例子也仅仅是为了说明本实用新型而已， 因为对那些熟悉本技术领域的人来说，稍作改动就能轻而易举地衍生出许多变化。各附图中相同的标号表示相同的部件。正如在这里说明及下文的权利要求中用到的，除非特别指出，“一个”和“这个”具有多个的含义。此外，正如在这里说明及下文的权利要求中用到的， 除非特别指出，凡提到的部件就包含该部件的方方面面，各个部分。无论在本实用新型说明上下文还是具体情况下用到，本说明中的术语一般具有在其技术领域中原有的含义。在接下来的说明中，有些为说明本实用新型而用到的术语会作进一步的说明。说明中各处用到的例子，也包括用到术语的例子，仅仅是为了举例说明而已，丝毫没有任何限制本实用新型内涵及其覆盖范围的意思。同样，本实用新型并不仅局限于本阐述中给出的例子。这里用到的，“左右”，“大约”或“约莫”一般是给出值或范围的20%上下，更好是 10%上下，而最好是5%上下。除非特别说明，这里提到的数值量可以理解为“左右”，“大约” 或“约莫”。这里用到的“纱线”这个词，是指包括纤维及纤维集合体在内的线性物体。它可能是纱，单根或多根长丝，单纱，合股纱线，或纱线的其他形式。它可能是有捻或无捻的。它也可能是以预浸纱线或预浸带的形式，包括由增强纤维和基体构成的材料。这些纤维可以是不同的材料制成的，包括，但不限于，碳纤维，玻璃纤维，芳纶纤维或各种不同纤维的组合 (混合纤维)，等等。本文中所使用的内表面和外表面二术语分别指织物的内壁和外壁。它们也可以指织物任何相对的两个表面。本文中所使用的“组成，，，“包括”，“有”，“含有”，“涉及”及类似的术语，其涵义更
广泛，即意味着包括但不限于。结合附图图1-图8，举例说明本实用新型。概括地讲，依据本实用新型的宗旨，本实用新型的一个实例是整体管状织物结构，这种织物结构由以预定角度排列纱线的各纱线层组成，这些纱线层由一组穿层纱线接结在一起。根据对局部纤维结构和织物几何形状要求的不同，这种整体管状织物结构，可以是等截面也可以是变截面，其纤维取向及整合格式可以是恒定的也可以是变化的。整体管状织物结构中，有两个系统的纱线，一个系统是缠绕纱线，另一系统是接结纱线。缠绕纱线与织物长度方向以预定角度排列于各层，这预定角度可在士90°度之间变
7化。接结纱线穿过并把缠绕纱线各层接结在一起。接结纱可以自成圈将自身锁定在织物里， 也可以用另外辅助系统的握持纱线把接结纱线锁定。因为握持纱线的主要功能并不为织物结构提供强刚度，而仅仅是固定接结纱线而已，诸如尼纶或涤纶之类的柔性纤维都可以用作握持纱线。每层缠绕纱线的纱线来自放置在各自缠绕纱线载器上的卷装。制成截面形状， 纱线取向和整体格式均符合要求的织物需重复以下各操作步骤按照整合格式运动各自缠绕纱线载器形成新的缠绕纱线交叉点；在所选择的位置穿过各缠绕纱线层引入并锁定接结纱线；推紧并收紧可能松弛的接结纱线形成织物，沿机器方向也即织物长度方向卷取新形成的织物，其中，卷取长度可调节。这刚形成的织物可以在圆周方向、厚度方向或者二个方向用压紧部件压紧。通过控制在织物形成过程中参与的纱线层数，缠绕纱线载器相对运动距离以及接结纱线参与与否，可以变化整体管状织物结构的横截面形状，纱线取向以及整体格式。图1A-1C是本实用新型整体管状织物结构的一个实例100。这个整体管状织物结构100具有以101为中心轴的常见圆柱形状。整体管状织物结构100有二组缠绕纱线，第一组缠绕纱线和第二组缠绕纱线。每组都有多根缠绕纱线 IlOa(IlOb)，在 IlOal, 110a2,110a3(110bl, 110b2,110b3)三层内各自均勻地排列了这些缠绕纱线IlOa(IlOb)。如图IC所示，第一组缠绕纱线层llOal，110a2, 110a3与第二组缠绕纱线层llObl，110b2，110b3在径向方向交替叠加，从而构成内表面 112，外表面114以及径向厚度H。譬如，缠绕纱线层IlObl叠加在缠绕纱线层IlOal上，而缠绕纱线层110a2又叠加在缠绕纱线层IlObl上，依此类推。由缠绕纱线形成的层数可以根据需要进行调整。每组缠绕纱线IlOa(IlOb)各自相互平行。呈螺旋线排列第一组缠绕纱线IlOa相对于中心轴101的螺旋夹角为α 1，呈螺旋线排列第二组缠绕纱线IlOb相对于中心轴101 的螺旋夹角为α 2 ；根据本实用新型，-90°彡α 彡90°和-90°彡α 2彡90°。可以有， α2 = -α10当α 或α2接近0°时，对应的缠绕纱线在织物的长度方向排列；而当α 1 或α2接近90°或-90°时，对应的缠绕纱线在织物的圆周方向排列。第一组缠绕纱线不同层内的角度α 可以相同也可以完全不同。同样，第二组缠绕纱线不同层内的角度α2 可以相同也可以完全不同。此外，第一组缠绕纱线IlOa与第二组缠绕纱线IlOb交叉。形成了交叉点115。整体管状织物结构100还包括接结纱线120。每根接结纱线120由与相应交叉点 115交错的接结圈122和握持圈IM交替构成，接结第一组和第二组缠绕纱线构成的纱线层 llOal, 110a2,110a3, llObl, 110b2,110b3o 如图 IA 和图 IB 所示，接结圈 122 在内表面 112 跨越交叉点115，而握持圈IM是在交叉点115之间插入并突出外表面114。整体管状织物结构100还可能包括握持纱线130，沿圆周方向的握持纱线130穿过接结纱线120形成的握持圈124，构成外表面114。这种整合格式是可以变化的。在一个实例中，完全省略握持纱，而由接结纱自相锁定。在另一个实例中，在外表面的握持纱则配置在非圆周方向上。在又一个实例中，接结纱线上的接结圈跨越一个以上的交叉点。根据本实用新型，整体管状织物结构可以用二个系统的纱线制成，一是缠绕纱线，另一是接结纱线。缠绕纱线以与织物长度方向形成预定角度排列在各层，这角度可在士90°度之间变化。接结纱线把需要接结的缠绕纱线层接结在一起。缠绕纱线层数可以按要求而变化，但受到所使用装置上缠绕纱线载器数量的局限。在一个实例中，沿机器方向放置合适几何形状的芯模，使缠绕纱线层成形，制成管状或带芯模的整体织物。随着织物形成时，在织物不同的部位，可以改变各层缠绕纱线的取向。在选用芯模的情况下，芯模可以从织物成品中移去，也可以保留在成品中，成为织物结构的一部分。在后者，制成芯模的材料可以是轻质材料，纤维集合体，复合材料及其它。 图2是根据本实用新型一个实例制造具有预定整合格式整体管状织物结构装置200的示意图。装置200有沿第一方向201配置二个缠绕纱线载器210a和210b，配置方式使每个缠绕纱线载器210a/210b能够沿与第一方向201相垂直的第二方向20h/202b作相对运动。纱线卷装220提供缠绕纱线230。为织物中各层提供缠绕纱线230的纱线卷装220间隔安装在各自缠绕纱线载器210a/210b上。图2所示实例中，用芯模203卷取已成织物222。缠绕纱线230从纱线卷装220退出并直接连入芯模203上的织物。缠绕纱线载器210a和210b 沿相反方向20 和20 的运动使其上的缠绕纱线230交叉而形成交叉点232。在本实例中，缠绕纱线载器210a和210b能单独或协同分别沿方向20 和/或 202b转动。缠绕纱线载器210a和210b环绕芯模203轴心201转动，从而，形成管型或管道类织物。在其它实例中，缠绕纱线载器可以单独或协同一起沿与缠绕纱线载器设置方向 (第一方向)相垂直的方向(第二方向)移动。在操作中，缠绕纱线载器的运动由控制系统控制。形成预定整合格式是通过控制缠绕纱线层数，缠绕纱线载器相对运动距离，沿第一方向卷取织物的距离以及选择接结纱线参与与否达到的。在其他实例中，织物的轴线与装置的轴线(第一方向201)可以不重合或不平行。此外，所示实例中用二个缠绕纱线载器210a 和210b，这样从二个缠绕纱线载器210a和210b输出的缠绕纱线230形成二层缠绕纱线。 然而，使用本实用新型并不受缠绕纱线载器数量的限制。根据本实用新型，缠绕纱线载器数量决定可以制造织物的最多层数。通过刚性圆盘载器的转动，缠绕纱线载器作圆周方向运动，使各层中纱线转过一个预定的角度。缠绕纱线载器可以是刚性的也可以是柔性的。刚性载器可以是如实例中的圆形也可以是其它几何形状。柔性的载器实例包括传动带，链条和在轨道上运行的链接机械装置等等。一个实例中，部分缠绕纱线载器提供的缠绕纱线也可以由静止的筒子架供纱。这些缠绕纱线载器在织造过程中可保持静止状态，形成0°缠绕纱线层，这些缠绕纱线载器也可以来回运动形成有突缘的织物。提供缠绕纱线的卷装可以是一个卷装一根纱，也可以是一个卷装上多根纱在缠绕过程中送出多根缠绕纱线。卷装可以是有边，交叉卷绕或其它卷装形式。缠绕纱线卷装可以安装在载器的内侧，外侧，表面上或者里面。每个缠绕纱线载器上可以配置一套或多套张力控制机构(没有显示)，以调节退绕时缠绕纱线的张力。止动机构，可以是单独部件，也可以是张力控制机构的一部分，用来防止因压紧时退出缠绕纱线。相对于缠绕纱线载器210a和210b，装置200还配置有一根或多根接结纱线引针 M0，这些接结纱线引针240用来在预定位置沿第一方向201穿过各缠绕纱线层引入/插入接结纱线，从而把缠绕纱线各层穿层接结在一起。接结纱线的供纱卷装可以是一纱一筒也可以是如卷轴那样多根纱的卷装。按照整合格式在确当的位置穿过各层缠绕纱线230引入并锁定接结纱线。压紧新铺设的缠绕纱线 230后，如缝纫那样穿层引入接结纱线接结各层，可能会导致一些缠绕纱线受损。于是，正如上文举例中提到的，穿过由缠绕纱线230新形成交叉点232之间的空隙引入接结纱线，可以避免损伤缠绕纱线。如何引入接结纱线有多个方案可选，包括各种针织机构，剑杆引纱机构，梭子和缝
纫等等，不一一枚举。如图2和图3至图6的实例所示，用接结纱线引针240穿过缠绕纱线各层引入接结纱线并合拢成圈。装置200还可能有相对于接结纱线引针240配置的握持纱线喂入针272 和握持纱线引针274。接结纱线引针240穿过各缠绕纱线层引入接结纱线并合拢成圈，握持纱线喂入针272和握持纱线引针274把握持纱线穿过张开的接结纱线线圈并在织物中锁定接结纱线。为提高运转速度，装置200配置了与缠绕纱线卷装数相同套数的接结纱线和握持纱线针。每套接结纱线引针和握持纱线引针的运动遵循控制系统的指令。最低限度需要一对握持纱线用针。在这种情况下，每个织造循环中，相对于缠绕纱线层这对针沿圆周方向移
动一圈。如图2所示，装置200还配置有一根或多根打紧棒沈0。在预定步骤，打紧棒260 穿过缠绕纱线叉开处把接结纱线推向织口打紧。在操作上，一根或多根打紧棒260在适当时刻穿过缠绕纱线230叉开处向织口 205 推紧缠绕纱线230打紧准备引入接结纱线。安排打紧运动先于引入接结纱线可以尽可能靠近织口引入接结纱线。选用适当的几何形状加上滑轮及低摩擦系数材料把打紧棒与缠绕纱线的摩擦及造成的损伤降至最低。另一个选择是，除采用前打紧外，后打紧可以在引入接结纱线后把刚引入的接结纱线推向织口 205。虽然多根打紧棒有助于高效率的运转而青睐，类似的动作也可以用沿圆周方向运动的单根打紧棒完成。装置200还配置有多个成形环251，253和255，成形环起到紧缩缠绕纱线层和在引入接结纱线和打紧运动中支撑缠绕纱线层的作用。在每个织物形成的循环中，这几个成形环的相对位置会变换。此外，装置200上每根握持纱线引针240还可能配有辅助棒(没有显示)。辅助棒的作用是当把握持纱线穿过接结纱线圈时保持线圈张开，以及在穿入握持纱线后收紧接结纱线时不至于使接结纱线弯曲太多。装置还可能有一套包括有引针和喂纱器在内能形成握持纱线线圈的针织机构。这握持纱线线圈穿过接结纱线合拢形成的线圈，其中，用握持纱线在织物中握持接结纱线，以防止因接结纱线引针退出收紧接结纱线时拉出接结纱线。根据本实用新型，使用上述装置按照下列步骤能够制造出整体管状织物结构首先，沿第二方向移动至少一个缠绕纱线载器形成多个缠绕纱线交叉点。这移动由控制系统根据整合格式要求控制。然后，在预定位置沿第一方向穿过各缠绕纱线层插入即引入并锁定接结纱线。向多个缠绕纱线交叉点推紧接结纱线形成多层织物。若需要可使用紧缩机构致密织物。卷取已形成的多层织物。重复以上各步骤直到多层织物达到所要求的尺寸。缠绕纱线载器运动，接结纱线引入，打紧和卷取等各运动由控制系统同步协调，整个操作可以是连续也可以是步进的。[0071]如图3所示，装置配有6个环型缠绕纱线载器310a_310f。开始运转之前，已在每个缠绕纱线载器310a，310b, 310c, 310d, 310e和310f上安装有缠绕纱线卷装320，纱线一端系在沿芯模轴向301放置在成形环351内侧的芯模303上，芯模303的直径与要制造的管状织物312内径匹配。上机操作稳定后，一个完全循环有下列各步骤首先，按照设计/ 预定的织物格式，移动缠绕纱线载器310a-310f铺放缠绕纱线330。在这个实例中，缠绕纱线载器310a(顶部)和310f (底部)在正方向(逆时针)移动一步，缠绕纱线载器310b和 310e在反方向(顺时针)移动一步，缠绕纱线载器310c保持不动，缠绕纱线载器310d转一圈。然后，缠绕纱线330止动器启动停止退出缠绕纱线330。接着，打紧棒360推向织口打紧然后退回。接结纱线342穿过缠绕纱线交叉点332间的叉开处。引入的接结纱线342 由握持纱线371锁定。此时接结纱线和握持纱线若有松弛则要收紧。控制系统(没标出) 判定引入接结纱线是否完成。假如引入接结纱线还没完成，这个过程将重复直到每个穿过缠绕纱线层的接结纱线线圈被握持纱线锁定。另外，还可能要压紧织物，释放缠绕纱线330 止动器。然后，以预定速率即预定长度移动芯模303，卷取已形成的织物312。控制系统确定所需织物是否完成。若所需织物已完成，加工过程在此终止。否则，若有需要根据结构整合要求调整一些参数，重复整个过程。整个步骤可以调节，操作可以是连续也可以是步进的。缠绕纱线载器速度(载器运动步长)和在机器方向织物卷取速度(芯模移动步长)二者合在一起确定了织物中纱线局部取向。相对于织物卷取速度改变纱线载器速度，能够按需要变化纱线取向。因此，通过在织物形成过程中调节缠绕和卷取的相对速度，有可能制造出各层铺设角度随长度变化的织物。为了缠绕接近90°的纱线层，应根据所需层厚减少从卷装上退出的有效纱线数或选用细一些的纱线。图3至图6是根据本实用新型一个实例接结纱线引入和相应锁定机构的示意图。 图中省略了辅助部件和部件的其它动作，因为这些对熟悉本技术领域的人来说是显而易见的。接结纱线弓I针340穿过各缠绕纱线层330弓I入接结纱线342合拢并形成张开线圈，这样握持纱线371可以穿过线圈锁定接结纱线342。每个握持纱线引针340还可能配有辅助棒 (没有显示)。辅助棒的作用是当穿入握持纱线371时保持接结纱线线圈张开，以及在穿入握持纱线371后收紧接结纱线342时限制接结纱线342的曲率。一套包括引针和喂纱器的针织机构形成握持纱线线圈，这握持纱线线圈穿过接结纱线张开的线圈。握持纱线371的目的是在织物312中固定接结纱线342，并防止因接结纱线引针340退出收紧接结纱线342 时拉出接结纱线342。形成握持纱线线圈锁住接结纱线各步骤(a)至(d)分别在图3至图6中说明，其程序如下如图3所示，在步骤(a)，可动成形环355向下移动，以减少在转动缠绕纱线载器 310a-310f送出缠绕纱线330时，缠绕纱线330间的摩擦。在引入接结纱线之前，打紧棒360 推紧缠绕纱线打紧各层，然后，向上升高可动成形环355以压紧各层缠绕纱线。退出打紧棒 360。如图4所示，在步骤(b)，接结纱线引针340穿过缠绕纱线的叉开处并在织物312 上表面留下张开的张开圈345。握持纱线引针374穿过接结纱线线圈345。如图5所示，在步骤(c)，接结纱线引针340从织物312上表面退出但没收紧接结纱线342。向里侧运动握持纱线喂入针372在握持纱线引针374的针口中喂入握持纱线 371。如图6所示，在步骤(d)，握持纱线引针374从接结纱线线圈345中退出把握持纱线371锁入前一握持纱线线圈中。进一步退出接结纱线引针340，收紧接结纱线342。握持纱线引入机构沿圆周方向运动到下一个接结纱线位置，重复步骤(C)和(d) 直到锁定收紧所有接结纱线342。引入握持纱线还有其他的途径可选，包括各种针织方法，剑杆引纱方法，织梭方法，缝纫和自锁等等，不一一枚举。可以在织物的圆周方向，厚度方向或各个方向的组合，用紧缩机构(未显示)致密刚织成的织物。芯模带着织物上移完成织物卷取。重复以上各步骤直到完成整个织物的制造。在这个例子中，芯模带着已形成的织物上移，这样握持纱线(若不用握持纱线的话，就是接结纱线)线圈将露在织物外表面。相反，芯模和织物也可以下移，这样由握持纱线(若不用握持纱线的话，就是接结纱线)形成的线圈将出现在织物内表面。根据本实用新型，在各个位置，由控制系统决定接结纱线引入与否以及是否用握持纱线锁定。这样，即使在同一块织物内也能够按要求改变整合格式。缠绕纱线载器在相反方向的运动造成其上的缠绕纱线交叉而形成交叉点，构成织物格式。图7是根据本实用新型一个实例有G5/-45/0/90/-45/45)铺层结构管道织物的例子，其中从内层到外层各层取向以度表示。根据上面阐述的方法，可以制成横截面形状各异的织物。图8举例其中一部分。除能够做圆筒型管状结构(a)外，还有许多变化，生产的织物沿长度方向有不同或变化的横截面形状。生产诸如(b)和(c)所示非圆形截面的织物，要用非圆形截面的芯模。如图(d) 所示，织物横截面大小和形状也能够沿长度方向变化。另一个变化是，不用芯模改用整形装置，也能够制造如平板型(e)或其它横截面形状(f)织物。平板型织物也可以用割开管状结构(a)的途径制成，而T型结构可以通过折叠管状结构(a)的途径形成。通常情况下，当载器保持一个方向运动时，各载器提供的缠绕纱线在织物中形成连续的纱线层。然而，有意识在载器上适当位置安装卷装，让载器来回运动，可以铺设不连续的纱线层。一层或多层这种不连续的纱线层在织物上形成突缘(g)。突缘的宽度，高度和间隔可以按要求变化。突缘可以在织物外侧，内侧或二侧都有。带有突缘的平板型织物(h)可以通过割开管状结构 (g)的途径获得。变换截面上不同位置的轴向(0°度)纱线数量，或者有的缠绕纱线层不铺完整，或二者兼有，能够制造在同一截面内厚度变化的织物(i)。总之，本实用新型列举了整体管状织物结构及其各种变化，其中，根据对局部纱线排列和织物几何形状的要求，整体织物结构可以是恒截面也可以是变截面的，纱线取向和构成整合格式可以是恒定的也可以是变化的。上文中本实用新型实例的阐述仅仅是为了说明和叙述的方便，丝毫没有仅此而已，也没有把本实用新型仅局限于已叙述例子的企图。鉴于上文的讲解，可以衍生出许多变化。范例的选择和阐述是为了解释本实用新型的原理及其用途，也帮助那些熟悉本领域的人们用好本实用新型，可以预期会有许许多多针对特定用途的变化和实例涌现。对那些熟悉本实用新型领域的人们来说，根据本实用新型的精髓及其内涵，其它的实例将会显而易见的。因此，本实用新型的覆盖范围是由权利要求而不是由上文说明及其中阐述实例界定。
权利要求1.整体管状织物结构，其特征在于形状为常见圆柱形，该整体管状织物结构有一中轴线，该结构包括(a)至少有两组缠绕纱，分别为第一组缠绕纱和第二组缠绕纱，每组缠绕纱在各自层内排列；两组缠绕纱沿径向从内表面到外表面交替叠加，构成织物径向厚度；第一组各缠绕纱与中轴线成角度为α 1的螺旋线，而第二组各缠绕纱与中轴线成角度为α 2的螺旋线，两组缠绕纱相互交叉形成交叉点；(b)接结纱线，接结纱线与各自对应的缠绕纱交叉点交错，接结纱线由接结圈和握持圈交替组成，接结两组缠绕纱层，其中，接结纱线的接结圈部分在一个表面跨越至少一个交叉点，接结纱线的握持圈部分呈圈状放置在交叉点之间并突出于另一表面。
2.根据权利要求1所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，各组内缠绕纱各自相互平行。
3.根据权利要求1所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，-90°< α 1 < 90° 和-90° ^ α 2 ^ 90°。
4.根据权利要求1所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，第一组各缠绕纱层的角α 是相同的或完全不同的，第二组各缠绕纱层的角α 2是相同或完全不同的。
5.根据权利要求1所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，接结纱线形成线圈自锁。
6.根据权利要求1所述的整体管状织物结构，其特征在于，还包括至少一根握持纱线， 握持纱线穿过接结纱线的握持圈。
7.根据权利要求6所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，至少有一根握持纱线，握持纱线在外表面沿周向、轴向或其它方向。
8.整体管状织物结构，其特征在于包括有(a)一个这样的实体，这个实体有一轴线以及与该轴线垂直方向的实体厚度；(b)至少有两组不同的纱线层，第一组纱线层和第二组纱线层，每组纱线各自排列于各层，其中，至少有两组纱线层交替叠加并相互交叉，构成实体的厚度；以及(c)第三组纱线贯穿实体厚度把纱线层接结在一起，而接结的位置和格式可以按照要求而变化。
9.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，至少两组纱线，第一组纱线和第二组纱线，各组纱线各自相互平行并倾斜于轴线排列。
10.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，两组纱线，第一组纱线和第二组，相互交叉，形成交叉点。
11.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，第一组各缠绕纱与实体中轴线倾角为α 1，第二组各缠绕纱与实体中轴线倾角为α 2。
12.根据权利要求11所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，-90° ( α 1 ^ 90°，以及-90° ^ α 2 ^ 90°。
13.根据权利要求11所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，各层内第一组缠绕纱的角α 相同或完全不同；同样，各层内第二组缠绕纱的角α 2相同或完全不同。
14.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，第三组纱线形成线圈自锁。
15.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，还包括至少一根握持纱线，握持纱线与第三组纱线互锁。
16.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，第三组的纱线排列方向沿实体的轴向、实体的周向或其他方向。
17.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，实体的横截面形状是规则的或异形的。
18.根据权利要求17所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，其横断面形状沿轴向变化。
19.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，其材料，在高温下是稳定或不稳定的。
20.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，其材料，是碳质材料或非碳质材料，或上述两者的混和。
21.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，其横截面为几何形状，所述几何状为圆形环、椭圆形环、正方形环、矩形环或其它几何形状的环，其中，整体织物结构的横截面壁厚是等厚度的或变厚度的。
22.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，其横截面是平板型、 T字型或其它的实芯形状，其中，整体织物结构是等厚度的或变厚度的。
23.根据权利要求8所述的整体管状织物结构，其特征在于，其中，芯模保留在成品中， 成为织物结构的一部分。
专利摘要整体管状织物结构，在本实用新型的一个范例中，整体管状织物结构包含这样一个实体，该实体有一中心轴和与轴线方向垂直的厚度，至少有二组纱线，第一组纱线和第二组纱线，每组纱线均匀排列于各层，至少两组纱线的纱线层相互交叉交替叠加在一起构成实体厚度，纱线层由贯穿实体厚度的第三组纱线接结在一起，其中接结的位置和方式可以根据需要而变化。
文档编号D04B21/14GK202055011SQ20112006928
公开日2011年11月30日 申请日期2011年3月16日 优先权日2011年3月16日
发明者王幼江, 糜仲兴, 赵谦, 陈士洁 申请人:中材科技股份有限公司, 通利科技公司