专利名称：加强带连续热合机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械，具体来说是一种生产通过涤纶丝加强的塑料加强带的连续热合机。
背景技术：
高空气球是一种相对费用低廉的高空运载工具，它可以携带几百公斤乃至几吨重的科学观测仪器升至30-40km的高空，飞行时间可长达数天至数十天，可用于多学科的科学实验和观测研究。由于高空气球体积庞大(体积可达数十万立方米)，浮力在几百公斤至数吨，所以要求重量轻、强度高，使用的球膜材料只能在0.2毫米左右，由于球皮材料较薄强度有限，制作气球时根据球体的大小需要几十至上百幅塑料薄膜将边缘部位焊接而成，加强带就垫付在薄膜边缘与其一起焊接，使气球充气后加强带在完全承受拉力的情况下，塑料薄膜只起到阻气作用，受的力却很小，因此保证了气球的质量轻、强度高，充分发挥了高空气球的优势。根据试验表明，加强带的结构以塑料薄膜及涤纶丝复合材料构成的复合加强带最为有利，但是，现在还没有一种自动化的设备来生产这种加强带。
发明内容
本发明的目的在于提供一种加强带的生产机械，即一种加强带连续热合机，这种热合机可以连续生产不同规格的加强带，具有自动化程度高的优点。
本发明提供的加强带连续热合机包括丝架机构及热合机构，丝架机构包括支架以及支架上多排安装涤纶丝轴筒用的插轴构成，在支架上还有使多根涤纶丝合成股的多丝合股装置；所述的热合机构包括热合机构支架，在热合机构支架上安装有塑料薄膜放料轴，放料轴下游位置安装有使薄膜张紧的张紧轮及使薄膜分开的分膜装置，在分膜装置下游位置有浆涤纶丝束导向至两层薄膜之间的导丝分配装置，导丝分配装置下游位置安装有使上、薄膜热合在一起的热合装置，热合装置下游位置安装有产品收卷轴，产品收卷轴被电机驱动。
所述的热合装置可以为热吹风焊接装置，也可以为热合辊机构，热合辊机构由一个内部有电发热装置的电热辊及一个压力辊构成。
所述的电热辊外表面为聚四氟材料，内部绕有电热丝，电热丝与电热辊轴上的电滑环电性连接。
所述的压力辊由一个圆辊及压力支架构成，圆辊外表面有硅橡胶材料层，圆辊安装在压力支架上，压力支架由一对安装在热合机构支架上的连杆机构制成。
所述的连杆机构可以包括一个“L”形的连杆，所述的压力头通过调整螺丝安装在“L”形连杆的向上的一个杆头上，另一杆头铰接在热合机构支架上，一个三角形的连杆上端与“L”形连杆的直角拐角处铰接，三角形连杆另一个顶点通过一个铰链板铰接在所述的热合机构支架上，当铰链板两端的铰接点与三角形的连杆上端的铰接点处于一条线上时，连杆机构使压力头压在所述的热合头上。
在所述的热合装置下游还可以有冷却装置。所述的冷却装置可以为一个或多个冷却辊轮或风扇，其较佳的方式是由一个冷却辊轮及一个风扇组成，使热合后的加强带经过该冷却辊轮及冷风后被冷却。
在所述的热合装置下游位置还可以有切割装置。所述的切割装置可以由切割刀构成，其较佳的一种方式是一种组合刀具，由一根轴、刀片及多个轴套构成，轴套穿在轴上，所述的刀片被夹在轴套之间的缝隙处。所述的刀片可以为一片也可以为多片，以便将热合带分割成两条或多条，或进行修边处理。
所述的热合机构上的导丝分配装置可以由一个上表面带有多条斜沟槽的板状的导丝分配板及带有环形导丝沟槽的导丝辊构成。当然也可以为其它形式的导丝装置，例如带有多个导向孔的装置。
所述的丝架上的多丝合股装置可以为多个圆环，也可以为多个圆孔，其最佳的方式是由两块带有多个穿丝孔的陶瓷板及两个带有多条环状沟槽的辊子构成，丝架上的涤纶丝穿过陶瓷板后及辊子上的沟槽后合成所需的涤纶丝束。
本发明的这种加强带连续热合机，可以生产由两层塑料薄膜及多束涤纶纤维丝复合成的加强带，具有自动化程度高、使用方便的特点，其热合温度恒定，热合质量好，生产数量可自动设定，能够生产多种规格的加强带。
图1为发明的加强带连续热合机的一种较佳实施方式立体图；
图2为丝架机构中多丝合股装置立体图；图3为热合机构的另一侧立体结构图；图4为热合机构的压力辊结构立体图；图5为切割装置的立体图；图6为热合温度调节原理示意图；图7为控制电路原理示意图；图8为本发明的加强带连续热合机的工作原理示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施方式
对本发明的加强带连续热合机的结构作进一步说明。
如图1所示，本发明的加强带连续热合机包装一个丝架机构1及一个热合机构2。丝架机构1由安装在支架10上的多排安插涤纶丝轴筒11用的插轴(图中未示出，其结构为一个圆轴)以及支架上端的多丝合股装置12构成，安装涤纶丝轴筒11的插轴根据所生产的加强带用的涤纶丝的数量决定，可以根据需要增减，例如为264个，可以安装264轴涤纶丝。支架10两侧有多个平行的水平横梁13，梁上有与支架上的涤纶丝轴的列数相等的圆孔(图中未示出)。如图2所示，支架顶部有两个带有8条环形导向沟槽14的导向辊15，以及两条带有圆孔的陶瓷板(图中省略)形成的多丝合股装置。同一列的涤纶丝穿过横梁13上的圆孔后合成一束，合成束的涤纶丝经过支架顶端的两个带有圆孔的合股陶瓷板导向后经过两个导向辊15上的8个环形凹槽14后形成8股，当然，导向辊15上的环形凹槽14可以根据需要增减。
热合机构结构如图1、图3至图7所示，在热合机构支架20中部有两个塑料薄膜放料轴21，当然也可以采用一个放料轴，放料轴用来装双层塑料薄膜卷，采用两个放料轴使得生产过程中换卷比较方便，不需停机。在放料轴21上方有三个辊子22构成张紧轮机构，通过将薄膜绕在辊子22上达到使薄膜舒展并加以一定的拉力张紧的目的。张紧轮机构上方有一对定位导向辊23，定位导向辊23中部直径较小，形成一个与所用的薄膜宽度一致的浅槽(图中省略)，使薄膜被定位在导向辊23的浅槽内，对薄膜通过横向约束防止薄膜跑偏。在定位导向辊23后有一对由细辊24构成的分膜装置，使自一对导向辊23之间出来的薄膜经过分膜装置后分离开。在分膜装置后安装有导丝机构，导丝机构由两个带有环形沟槽的导丝辊25构成，当然也可以采用带圆孔的导丝装置，例如圆环或带有圆孔的导丝板。成束的涤轮丝绕在导丝辊25的环形槽25’内使成束的丝不致分散开。为了使涤纶丝张紧，在导丝辊25一侧有中间夹有毛毡的一对夹板26，使涤纶丝通过毛毡被夹在夹板26之间，以增大涤纶丝穿过毛毡时的摩擦力，使涤纶丝张紧，保持热合在塑料薄膜中的涤纶丝能够受力均匀，保证加强带的强度。在下游位置有一个使双层薄膜的下层薄膜导向并张紧的导向辊轮27，导向辊轮27上方安装有一个导丝分配板28，导丝分配板为一块平板，平板上开有穿过涤纶丝束并使其向中部靠拢的斜导丝沟槽28’。在导丝分配板28后有一个使上片薄膜通过的传动辊轮29和使涤纶丝通过的导向辊轮30。导向辊30后为一个合紧辊31，使两片薄膜及涤纶丝通过该辊并转向下时合在一起。在支架20侧面中部为热合装置，热合装置由一个内部绕有11.4Ω电热丝的电热辊32及一个压力辊构成，电热辊32内部的电热元件与轴上的电滑环33连通，与电源电性连通的铜编织带34绕在电滑环33上以向电热元件通电，电热辊32外表面喷有聚四氟喷涂层，以防止热合时与塑料薄膜粘连。电热丝额定电流7A，经加21V直流电压，电热辊32外套温度可达到130°；压力辊由压力装置及一个压力头构成，压力头为一个外表面包有硅橡胶外层的辊子35构成，以将塑料薄膜及涤纶丝压向电热辊32使两层塑料薄膜热合在一起，并将塑料薄膜中的气泡挤压出去；压力装置为一个四连杆机构，四连杆机构为一对称机构，包括一个“L”形的连杆36，所述的压力头35通过调整螺丝37安装在“L”形连杆36的一个杆头上，另一杆头铰接在机架20的一个安装板40上，一个三角形的连杆38上端与“L”形连杆36的直角拐角处铰接，三角形连杆38另一个顶点通过一个铰链板39铰接在安装板40上，通过机构的死点位置作为调节薄膜的压力接触，使热合辊32与压力头35之间形成作用力与反作用力，薄膜在此压力下受到加热辊32合适的温度加热挤压成型热合成型，由于涤纶丝的热熔点比薄膜的热熔点高，所以在薄膜已经热合连接牢固的情况下，涤纶丝所占据的空间仍然可以自由伸缩，这是加强带制作中的重要功能。在热合装置之下有一个冷却辊41及一个电风扇42，以使热合后的加强带冷却。在电风扇42之下有一个切割装置，切割装置包括一根轴43，轴43上套有多个轴套44，在适当的轴套缝隙之间夹有三个刀片45，以使热合后的加强带被分割成所需宽度的加强带，这种结构使刀片的位置及数量可以方便地调整。在切割装置下游位置有上、下导向辊46、47及收卷装置，收卷装置为一个轴48，安装在热合机构机架20下部的电机(图中省略)通过传动链条驱动收卷轴48，电机同时驱动上导向辊46。
为了保证热合辊的热合温度恒定以及方便调整，热合机构还有一个温度调节装置。如图6所示，在支架上位于热合辊后部有一个型号为MID02LT的红外传感器60，红处传感器60与一个型号为XSC/A-H的PID控制仪61的输入连接，电热辊32的电源线连接在PID控制仪61上。220V电源通过一个调压器62调为56V后接在PID控制仪61的电源端。用红外传感器60测量热合头电热辊32表面温度的优点在于无接触、精度高、反应快。当然也可以采用铂电阻式温度传感器，将铂电阻埋入热合头电热辊内或放置在电热辊表面，这种测温方式不适合测量物体表面温度，而且铂电阻的测量精度低、反应慢。PID控制仪是一种现有控制仪，使用智能控温，其优点在于控制精度高、控制电流平稳。当温度接近设定值时，电流会自动减小。到达设定值时，会根据热合头电热辊散热的速度自动维持一定的电流，所以被控温度变化很小。当然也可以采用其它温度控制方式，例如采用开关方式，其缺点是控温精度低、加热电流是脉冲式的，当温度超过设定值时，开关断开，电流为零。而温度低于设定值时，开关接通，电流为最大。结果是热合头温度过冲很大，温度不宜精确控制，对仪器的损耗较大。
加强带连续热合机还有一控制电路，如图7所示，连接有双刀开关HK及热熔断器RD的电源通过常开触头JZ2与变压器输入线圈连接，变压器的一个输出线圈并联有一个常开触头JZ4及一个常闭触头JZ5，常开触头JZ4与开机指示灯串联，常闭触头JZ5与停机指示灯连接。变压器的另一个输出线圈通过桥形整流电路后与一个发光二极管70和一个光电接收器71连接，光电接收器71与继电器JS串联。电源之间还连接有一个继电器JZ，与继电器JZ串联的常开触点JZ3与一个常开按钮A2并联，一个常闭按钮A1与继电器JZ串联。一个调压器L1的输入端串联有常开触点JZ1和热保护继电器RJ后与电源部分电性连接，调压器L1的输出端通过桥形整流电路ZL与电机DJ连接。在上导向辊46的轴端固定有一对阻光片(图中未示出)，上述的发光二极管70及光电接收器71安装在阻光片两侧。
结合图8所示，其工作原理如下，合上开关HK，按下常开按钮A2，继电器JZ线圈通电，使触头JZ1闭合，电机DJ通电动转，上导向辊46及收卷轴48转动，带动薄膜及涤纶丝前进。同时，常开触头JZ2、JZ4闭合，开机指示灯亮。此时发光二极管70发光，上导向辊46带着阻光片转动，使发光二极管70发出的光被阻光片遮住或透过，光电接收器71接到脉冲式光信号，产生脉冲电流，使继电器JS不停的通电断电，驱动计数器(图中省略，该计数器为一现有技术)进行计数，以计量加强带的加工量。
收卷轴48转动时，拉动放卷辊21上的双层塑料薄膜100转动放卷，薄膜100通过张紧轮机构后被张紧，通过定位导向机构导向后，稳定地通过分膜辊24使两层薄膜被分为上下两层，一层自导丝分配板28上面经过，另一层由导丝分配板28下面通过；同时，丝架机构的涤纶丝轴筒上的涤纶丝200经过多丝合股装置合成8股(也可能不为8股)，经过热合机构上的导丝分配机构中的导丝辊25及导丝调节装置中的夹板26后使8束涤纶丝被均匀张紧，通过导丝分配板28的作用自薄膜两侧向中部选择排列，经过合紧辊31后被两层薄膜夹在中间并使合股涤纶丝夹持定位。薄膜100及8股涤纶丝200通过热合辊32及压力头35被夹紧，通过温度调节装置使热合辊32被加热并恒温，使两层薄膜受热均匀地热合粘连在一起。热合后的薄膜及涤纶丝经冷却辊41及电风扇42的冷风冷却后，被切割装置的刀片45切割成两条所需宽度、边缘整齐的加强带，通过上导向辊46转向后被绕在收卷轴48上，同时将切割下来的边缘的废品边角料通过下导向辊47向下输出。红外传感器60测得热合辊32表面温度输入到PID控制仪61，PID控制仪61根据热合辊32表面温度的变化来调整热合辊电热元件的电流，使热合辊32表面温度维持稳定。按下常闭按钮A1，继电器JZ断电，触头JZ1、JZ2、JZ4断电，电机DJ停止运转。
权利要求
1.一种加强带连续热合机，其特征在于包括丝架机构及热合机构，丝架机构包括支架以及支架上多排安装涤纶丝轴筒用的插轴构成，在支架上还有使多根涤纶丝合成股的多丝合股装置；所述的热合机构包括热合机构支架，在热合机构支架上安装有塑料薄膜放料轴，放料轴下游位置安装有使薄膜张紧的张紧轮及使薄膜分开的分膜装置，在分膜装置下游位置有将涤纶丝束导向至两层薄膜之间的导丝分配装置，导丝分配装置下游位置安装有使上、薄膜热合在一起的热合装置，热合装置下游位置安装有产品收卷轴，产品收卷轴被电机驱动。
2.如权利要求1所述的加强带连续热合机，其特征在于所述的热合装置由一个内部有电发热装置的电热辊及一个压力辊构成，所述的电热辊外表面为聚四氟材料，内部绕有电热丝，电热丝与电热辊轴上的电滑环电性连接。
3.如权利要求2所述的加强带连续热合机，其特征在于所述的压力辊由一个圆辊及压力支架构成，圆辊外表面有硅橡胶材料层，圆辊安装在压力支架上，压力支架由一对安装在热合机构支架上的连杆机构制成。
4.如权利要求3所述的加强带连续热合机，其特征在于所述的连杆机构包括一个“L”形的连杆，所述的压力头通过调整螺丝安装在“L”形连杆的向上的一个杆头上，另一杆头铰接在热合机构支架上，一个三角形的连杆上端与“L”形连杆的直角拐角处铰接，三角形连杆另一个顶点通过一个铰链板铰接在所述的热合机构支架上，当铰链板两端的铰接点与三角形的连杆上端的铰接点处于一条线上时，连杆机构使压力头压在所述的热合头上。
5.如权利要求1所述的加强带连续热合机，其特征在于在所述的热合装置下游有冷却装置，由一个冷却辊轮及一个风扇组成，使热合后的加强带经过该冷却辊轮及冷风后被冷却。
6.如权利要求1所述的加强带连续热合机，其特征在于在所述的热合装置下游位置还有切割装置，所述的切割装置由一根轴、刀片及多个轴套构成，轴套穿在轴上，所述的刀片被夹在轴套之间的缝隙处。
7.如权利要求1所述的加强带连续热合机，其特征在于所述的热合机构上的导丝分配装置由一个上表面带有多条斜沟槽的板状的导丝分配板及带有环形导丝沟槽的导丝辊构成。
8.如权利要求1所述的加强带连续热合机，其特征在于所述的丝架上的多丝合股装置由两块带有多个穿丝孔的陶瓷板及两个带有多条环状沟槽的辊子构成。
9.如权利要求2所述的加强带连续热合机，其特征在于所述的热合机构还包括一个温度调节装置，温度调节装置由位于热合辊后部的一个红外传感器以及PID控制仪构成，红处传感器与PID控制仪的输入连接，所述的电热辊的电源线连接在PID控制仪上。
10.如权利要求1所述的加强带连续热合机，其特征在于所述的热合机构还包括控制电路，控制电路包括与电源连接的变压器，变压器的一个输出线圈并联有一个常开触头及一个常闭触头，常开触头与开机指示灯串联，常闭触头与停机指示灯连接，变压器的另一个输出线圈通过桥形整流电路后与一个发光二极管和一个光电接收器连接，光电接收器与继电器JS串联，电源之间还连接有一个继电器JZ，与继电器JZ串联的常开触点JZ3与一个常开按钮并联，一个常闭按钮与继电器JZ串联，一个调压器L1的输入端串联有常开触点JZ1和热保护继电器RJ后与电源部分电性连接，调压器L1的输出端通过桥形整流电路与电机DJ连接，在热合机构的一个辊轴的轴端固定有一对阻光片，上述的发光二极管及光电接收器安装在阻光片两侧。
全文摘要
本发明公开了一种加强带连续热合机，包括丝架机构及热合机构，丝架机构包括支架以及支架上的插轴以及多丝合股装置；所述的热合机构包括热合机构支架，在热合机构支架上安装有塑料薄膜放料轴，放料轴下游位置安装有使薄膜张紧的张紧轮及使薄膜分开的分膜装置，在分膜装置下游位置有将涤纶丝束导向至两层薄膜之间的导丝分配装置，导丝分配装置下游位置安装有使上、薄膜热合在一起的热合装置，热合装置下游位置安装有产品收卷轴，产品收卷轴被电机驱动。这种加强带连续热合机可以连续生产由塑料薄膜及加强丝复合成的加强带，具有使用方便，自动化程度高的特点。
文档编号B64B1/00GK1562701SQ20041000796
公开日2005年1月12日 申请日期2004年3月17日 优先权日2004年3月17日
发明者张童, 顾逸东, 姜鲁华, 张希元, 王挺鹤, 王立祥 申请人:中国科学院高能物理研究所