УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОФЛОКИРОВАНИЯ НИТЕПОДОБНОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к производству ворсовых нитеподобных материалов со специальными свойствами, а именно нового вида нитей для текстильной промышленности, кабелей, шнуров и т.п. способом электрофлокирования.
Известно устройство для электрофлокирования нитеподобного материала, состоящее из узла разматывания нитеподобного материала, клеенаносящего средства, камеры электрофлокирования с, по крайней мере, одним плоским и заземленным электродами, установленными параллельно один другому, сушильной камеры, очищающего средства, узла наматывания и движущегося нитеподобного материала [А.с. 798203 СССР, МКИ D04Н 11/00. Устройство для электрофлокирования нитеподобного материала / Е.Н.Бершев, Н.В.Никифорова, Л.С.Грачева и А.А.Вершинин (СССР). Заявл. 30.11.78; Опубл. 23.01.81. Бюл. №3.].
Недостатком известного устройства является отсутствие средств регулирования физико-технологических параметров электрофлокирования, что снижает плотность ворсового покрова, уменьшает глубину внедрения ворса и прочность его закрепления в клеевом слое и, тем самым, ухудшает качество и эксплуатационные свойства электрофлокированных материалов.
Известное устройство не предусматривает: натяжителя нитеподобного материала; регулятора уровня клея; средств заземления клеенаносящего средства, средств регулирования амплитуды и частоты вибрации флокатора; средства регулирования взаимного положения электродов и нитеподобного материала; средств регулирования режима сушки; регулирование средств очистки флокированного нитеподобного материала от слабо закрепленных или незакрепленных волокон в клеевом слое; средств регулирования скорости наматывания флокированного нитеподобного материала на паковку.
Технический результат - увеличение плотности ворсового покрова, глубины внедрения ворса и прочности его закрепление в клеевом слое, позволяющее повысить качество и эксплуатационные свойства нитеподобного флокированного материала.
Технический результат достигается тем, что предлагаемое устройство для электрофлокирования нитеподобного материала содержит: узел разматывания, клеенаносящее средство, камеру электрофлокирования, сушильную камеру, очищающее средство, узел наматывания; причем узел разматывания снабжен натяжителем нитеподобного материала, клеенаносящее средство - средством заземления и регулятором уровня клея в емкости с клеем, флокатор - вибратором, вибратор - кинематической передачей, которая содержит сменные элементы для регулирования частоты его колебаний, сушильная камера - воздухонагревателем с регулировкой температуры, очищающее средство - плоскими щетками и узел наматывания - вращающимся барабанчиком с канавкой, средством регулирования скорости наматывания нитеподобного флокированного материала и средством заземления для снятия статического электричества.
- Натяжитель нитеподобного материала выполнен в виде соприкасающихся шайб с пружиной, что позволяет регулировать ее сжатие регулировочной гайкой и изменять зазор между шайбами в соответствии с размером сечения нитеподобного материала.
- Регулятор уровня клея в емкости выполнен в виде трехуровневой системы контактных электродов.
- Клеенаносящее средство снабжено средством заземления.
- Вибратор флокатора выполнен в виде вращающейся рамки с роликом.
- Ролик воздействует на подпружиненный держатель флокатора с целью перемещения его в вертикальном направлении с последующим возвратом в исходное положение с помощью пружины.
- Амплитуда колебаний флокатора регулируется смещением центра вращения ролика от центра вращения рычага.
- Кинематическая передача к вибратору содержит сменные элементы для регулирования частоты колебаний вибратора.
- Держатель флокатора снабжен средством перемещения и закрепления флокатора по вертикали.
- Воздухонагреватель снабжен средством транспортировки горячего воздуха в сушильную камеру и средством регулирования его температуры.
- Плоские щетки очищающего средства обращены ворсовыми поверхностями друг к другу и имеют средство регулирования зазора между ними.
- Мотальный барабанчик с канавкой для раскладки нитеподобного материала снабжен кинематической передачей со сменными элементами для регулирования скорости наматывания флокированного нитеподобного материала.
Перечень фигур с названиями
Фиг.1. Технологическая схема устройства для электрофлокирования нитеподобного материала.
Фиг.2. Натяжитель нитеподобного материала.
Фиг.3. Регулятор уровня клея.
Фиг.4. Вибратор флокатора.
Фиг.5. Очищающее средство.
На Фиг.1. представлена технологическая схема устройства для электрофлокирования нитеподобного материала.
Предлагаемое устройство содержит:
- узел разматывания, состоящий из бобины 1 с движущимся нитеподобным материалом 2; нитенаправителей 3, 4, 15, 20, 21; натяжителя 5;
- клеенаносящее средство, состоящее из клеенаносящего валика с канавкой 6; направляющих роликов 7, 8; емкости с клеем 9; регулятора уровня клея 10;
- камеру электрофлокирования 11, включающую флокатор 12; вибратор флокатора 13; нижний заземленный электрод 14; движущийся флокированный нитеподобный материал 16;
- сушильную камеру 17 со средством подачи горячего воздуха 18;
- очищающее средство 19;
- узел наматывания, состоящий из мотального барабанчика 22;
регулятора скорости мотального барабанчика в виде сменных элементов кинематической передачи 23 и цилиндрической паковки с флокированным нитеподобным материалом 24.
Предлагаемое устройство для электрофлокирования нитеподобного материала работает следующим образом (при описании термины волокно, флок и ворс по сути идентичны; ворс образуется при внедрении флока (волокна) в клеевой слой и последующем его закреплении при термофиксации).
Равномерно сматываясь с бобины 1 движущийся нитеподобный материал 2 через систему направителей 3, 4 узла разматывания, натяжитель 5 поступает в клеенаносящее средство, состоящее из емкости 9 с клеем, регулятором уровня клея 10 и клеенаносящего валика 6, имеющего на своей поверхности небольшое углубление (канавку шириной до 5 мм). Так как нитеподобный материал находится под постоянным равномерным натяжением, то при движении и трении о клеенаносящий валик 6 происходит его вращение и набирание клея на поверхность валика и, следовательно, смачивание клеем нитеподобного материала, проходящего по углублению канавки валика.
Клеенаносящее средство замыкают на землю для нейтрализации зарядов путем отвода их через клеевой слой, что позволяет повысить плотность нанесения ворса на нитеподобный материал (в известном устройстве заземлены узлы разматывания и наматывания).
Далее нитеподобный материал 2 поступает в пластиковую прозрачную камеру электрофлокирования 11 для нанесения на него ворса.
Камера электрофлокирования выполнена из прозрачного оргстекла, позволяет непосредственно наблюдать за процессом электрофлокирования и осуществлять визуальный контроль.
Непосредственно процесс флокирования осуществляется с использованием флокатора ФР-01 заводского изготовления.
Флок засыпается в бункер флокатора 12, внутри которого находится высоковольтный электрод, осуществляющий его зарядку. Высокое (30-70 кВ) напряжение подается на высоковольтный электрод бункера с высоковольтного генератора. Генератор преобразует регулируемое низковольтное питающее напряжение, поступающее с адаптера в отрицательное постоянное - 30…70 кВ/25 мкА. Питание высоковольтного генератора осуществляется сетевым адаптером, преобразующим напряжение первичной сети 220 В/50 Гц в низковольтные стабилизированные напряжения.
Регулировка подачи флока на флокируемый нитеподобный материал осуществляется интенсивностью встряхивания флокатора 12, а также регулировкой напряжения высоковольтного генератора посредством регулятора.
Вибратор флокатора 13 позволяет регулировать величину подачи флока в зону флокирования путем изменения числа вибраций в единицу времени.
Бункер флокатора снабжен сменной сеткой (на фиг.1. не обозначена), позволяющей изменять размеры ячеек сетчатого дна бункера с учетом геометрических размеров флока и его сыпучести.
Оптимальное расстояние от флокируемого нитеподобного материала до бункера флокатора регулируется специальным зажимом держателя флокатора.
Время нанесения флока (необходимое время нахождения данного участка нитеподобного материала под бункером флокатора в зоне нанесения) определяет скорость перемещения нитеподобного материала и, в конечном итоге, производительность устройства.
Скорость движения нитеподобного материала соответствует данной подаче бункера, т.е. величине подаче флока в зону флокирования.
Флокирование осуществляется в электростатическом поле, которое создается между высоковольтным электродом (на фиг.1. не обозначен), находящимся внутри бункера флокатора 12 и заземленным нижним электродом 14, представляющим собой лист металла (алюминий), расположенный на дне камеры электрофлокирования. Благодаря электростатическому полю, волокна приобретают высокую скорость движения и ориентируются строго вдоль линий поля, в направлении, перпендикулярном движению нитеподобного материала. Так как на поверхность нитеподобного материала нанесен слой электропроводящего клея и он сам является электродом, то заряженные волокна радиально внедряются в слой клея, образуя ворс.
Затем флокированный нитеподобный материал 16 выводится из камеры флокирования и поступает в сушильную камеру 17, представляющую собой трубу с отверстием и средством 18 для подачи горячего воздуха. Температура сушки регулируется переключателем (имеется два уровня температуры). Сушка осуществляется безконтактным способом. Благодаря термофиксации происходит прочное закрепление ворса в слое клея. Сушильная камера 17 располагается на кронштейнах, закрепленных на основании (на фиг.1. не обозначены).
После высушивания флокированный нитеподобный материал проходит через очищающее средство 19, нитенаправители 20, 21 и наматывается на цилиндрическую паковку 24, закрепленную на мотальном барабанчике 22 с канавкой для раскладки флокированного нитеподобного материала. Мотальный барабанчик получает движение от двигателя (на фиг.1. не показано), имеет регулятор скорости 23, который через кинематическую передачу со сменными элементами позволяет плавно менять скорость наматывания нитеподобного материала на паковку. Узел наматывания снабжен средством заземления для снятия статического электричества.
На фиг.2. показан натяжитель нитеподобного материала. На кронштейне 25 жестко крепится стержень 28, на котором находятся шайбы 26, зазор между которыми регулируется через пружину 27 регулировочной гайкой 29 в соответствии с размером сечения нитеподобного материала 2.
На фиг.3. показан регулятор уровня клея в емкости, выполненный в виде датчика с трехуровневой системой контактных электродов 30, который через исполнительный механизм 31 соединяется с трубопроводом 32 для подачи клея. Нитеподобный материал 2 касается клеенаносящего валика 6 с канавкой, который погружен на некоторую глубину в емкость с клеем 9. При падении уровня клея сигнал с датчика поступает на исполнительный механизм и осуществляется подача клея в емкость.
На фиг.4. показан вибратор флокатора, работающий следующим образом.
Ручной флокатор 12 жестко крепится держателем 33 к поршневой колонке 34. Ролик 35, закрепленный на рычаге 36, свободно вращается вокруг своей оси и давит на поршневую колонку 34. Поршневая колонка получает вертикальное возвратно-поступательное движение благодаря пружине 37, которая располагается под ним. Когда ролик 35 давит на поршневую колонку 34 происходит движение флокатора вниз, а при отсутствии давления ролика - движение флокатора вверх. Так осуществляется колебание, необходимое для равномерной подачи в камеру электрофлокирования флока, который засыпается в бункер флокатора.
На фиг.5. показано очищающее средство. К станинам 38 посредством регулировочных винтов 39 крепятся основания 40, которые образуют плоские щетки, на которых закреплена щетина 41. Флокированный нитеподобный материал 16, проходит между плоскими щетками, зазор R между которыми регулируется с помощью регулировочных винтов 39 и, таким образом, очищается от не закрепившихся или слабо закрепившихся волокон.
В предлагаемом устройство для электрофлокирования нитеподобного материала:
- натяжитель предусматривает придание предварительного натяжения нитеподобному материалу, что важно для равномерного нанесения клеевого слоя, флока, сушки и термофиксации флокированного нитеподобного материала;
- регулятор уровня клея позволяет осуществлять дозированную загрузку клея в емкость, поддерживать его постоянный уровень и, следовательно, постоянное количество клея, наносимого на нитеподобный материал; кроме того, доля клея на нитеподобном материале регулируется подбором диаметра клеенаносящего валика и глубиной канавки;
- клеенаносящее средство замыкают на землю для нейтрализации зарядов путем отвода их через клеевой слой, что позволяет повысить плотность нанесения ворса на нитеподобный материал.
- зажим для флокатора обеспечивает регулирование его положения относительно движения нитеподобного материала, что позволяет менять межэлектродное расстояние и регулировать напряженность электрического поля и, таким образом, увеличить глубину внедрения ворса и его закрепление в клеевом слое;
- ролик на вращателе рычага обеспечивает периодическое встряхивание флокатора вместе с его сетчатым бункером; интенсивность встряхивания регулируется смещением расстояния между центрами ролика и осью вращения рычага, а кинематическая передача со сменными элементами к вибратору регулирует частоту колебаний вибратора и, следовательно, интенсивность встряхиваний волокна в бункере, что позволяет изменять величину подачи волокна в зону флокирования;
- средство регулирования температуры воздуха обеспечивает дифференцированность условий сушки и термофиксации клея в зависимости от его свойств;
- регулируемое расстояние между щетками очищающего средства обеспечивает изменение их воздействия на флокированный нитеподобный материал в зависимости от его диаметра;
- регулятор скорости мотального барабанчика обеспечивает изменение скорости движения нитеподобного материала и, тем самым, влияет на длительность нахождения нитеподобного материала в клеенаносящем средстве, камере флокирования, сушильной камере и очищающем средстве в зависимости от технологической необходимости.
Перечисленные признаки в совокупности увеличивают плотность ворсового покрова, глубину внедрения ворса и прочность его закрепления в клеевом слое и, тем самым, повышают качество и эксплуатационные свойства нитеподобного флокированного материала.