纺原材料的改进方法和装置制造方法及图纸

一种与用于处理和纺原料的机器组合使用的喷丝头。该喷丝头包括一个底座和一个与底座分离的盖。将若干分立的、紧密相间的长形加热元件设置在底座与盖之间，由它们构成挡板，原料通过该挡板而被处理。可将加热元件单独加热至足于处理所述原料的温度。转动该喷丝头，以便通过加热元件之间的间隙把原料排出。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上涉及加热和纺原材料的方法和装置。更具体地说，本专利技术涉及一种加热和纺固体、不可溶的原材料的改进方法和装置。该原材料在热和外力的作用下能发生粒内流动，如淀粉糠浆于粉、蔗糖、聚合物等，其中，可更精确地控制上述材料的加热，以便生产出具有理想形态的纺丝制品。已设计出多种用于熔化并纺可熔材料，尤其是糖的机器。所述可熔材料能以固体形式被引入纺丝机的喷丝头。这些材料就在要从喷丝头中喷出之前才在那里熔化，纺出后直空气中固化。熔化纺丝糖的方法在絮状棉花糖的生产中最为常见。典型的棉花糖纺丝机包括一个具有大体上为筒形的有孔壁的喷丝头。固体形态的糖被送入喷丝头并在那里被熔化。喷丝头纺丝，使得熔化的糖从筒形壁上的孔中纺出，并固化成絮状结构，也就是已知的棉花糖。纺丝材料的特征形状和稠度受以下因素影响，包括喷丝头的尺寸和结构，孔的大小及在筒形壁上的排列和位置，以及为喷丝头加热的方式。为了生产纺丝制品，已对为纺棉花糖而专门设计的无数机器的喷丝头进行改进。美国专利4,872,821号中公开了一种棉花糖纺丝机，该机包括一个喷丝头，喷丝头上有堆叠的带槽的筒形壁和贴近各壁的螺旋加热元件。固体形态的糖被送入喷丝头中，并被推送至加热元件，在那里被熔化。熔化的糖从槽中纺出并固化成絮状材料，即所谓的棉花糖。美国专利3,930,043中公开了一种机器，它包括一个螺旋阻抗加热元件，安装在开有细孔的壳中。该加热元件由衬垫元件支承在该壳的内壁上。当所述的壳纺丝时，熔化的糖被从孔中挤出。在美国专利3,073,262和3,070,045中公开了类似的机械。美国专利3,856,443中公开了另外一种类型的纺丝机，其中，用于挤出糖的有孔的壳，同时也起到加热装置和电阻元件的作用。美国专利1,541,378中公开了一种纺丝机，它包括一个置于螺旋盘绕的金属丝里的加热带。加热带熔化糖，溶化了的糖从其间隙中通过，然后再从螺旋盘绕的金属丝的线圈之间通过。美国专利US-1,489,342中公开了一种纺丝头，它具有一个由一条电阻材料构成的圆形加热元件。该加热条盘绕成平螺环结构，产生加热元件的倾斜伸长，在这些伸长之间有窄缝。加热元件把糖熔化，熔化的糖再从加热元件的伸长之间的缝中流过，并从安装在其外面的有孔的壳中流出。在美国专利816,055中公开了一种类似的机器。在美国专利816,114中，也是由紧密排列的线圈构成加热元件，或是由带状电阻加热器的折叠构成加热元件。加热器被设计成圆形，并靠外喷丝头罩放置，喷丝头罩是由若干间隙很小的玻璃棒构成。糖被圆形加热元件熔化，流经加热元件并从玻璃棒的间隙流过。尽管上述机械中的某一些能成功地将颗粒状的糖转变成棉花糖形式的絮状材料，但它并不能完全满足纺其它材料的需要，这些材料可能具有大大不同于糖的特征，或是由其它材料与糖混合而成。上述机械也不具备生产具有理想的形状和尺寸的制品的能力。近年来，越来越渴望不仅能纺糖和与糖混合的材料之类的原料，而且能纺非糖类材料的机械。在美国专利4,855,326中公开了一种新专利技术的生产具有药理学特性的物质的方法。该专利披露，将糖与一种药物混合，并把该混合物纺成易溶于水的絮状或纤维状物。美国专利5,011,532中所公开的内容，涉及油脂物质如植物油、婴儿油、人造黄油、羊毛脂、可可脂等，以及如何通过将这种油脂物质与糖混合并在棉花糖纺丝机或同类机械上对该混合物熔融纺丝改变其不亲水性。经这样改性后，这种产品在水中分散，形成一种胶体状或假胶体状的分散体。在美国专利US-4,873,085，US-5,034,421，US-5,028,632和US-4,997,856中公开的内容，涉及一种或多种糖的絮状纺丝物质。上述专利中所述的物质都是在传统的纺棉花糖机上生产的。然而，这种传统机械可能不可以用来纺用于某种目的的某些材料。传统机械也不能由使用者来选择孔口的尺寸，原材料在从喷丝中纺出之前要先从上述孔口中通过。上述专利中公开的内容被用作本申请的参考。在于1994年2月4日申请的，名称为＂Method and Apparatusfor Spinning Thermo-Flow Material＂的普通转让的美国专利申请08/192,133中公开了一种解决传统机构的缺陷的方案，特别涉及非糖及糖与非糖混合物的纺丝，该专利也作为本申请的参考。这里所公开的喷丝头被称为＂Cable head＂喷丝头。该喷丝头的筒形壁由加热元件构成，加热元件包括绕喷丝头的转动轴线螺旋盘绕的电绕。这样，加热元件又起到喷丝头壁的作用，纺丝材料从它里面喷出。尽管在上述专利申请中公开的装置克服了现有装置的许多缺陷，但螺盘绕的电缆不能产生在某些用途中所必须的均匀加热。连续盘绕的阻抗型加热元件会有来自能量源的明显的热量损失。这会导致非均匀供热。已经发现，均匀加热是精确控制纺出产品形态的极为重要的一个因素。很清楚，我们需要这样一种纺丝机构，使用着可用它来加工并纺不同类型的材料，并可用它生产具有从微球状到絮状的理想的受控制的形态的纺出产品。本专利技术的一个目的是提供一种改进的方法和装置，用于在喷丝头中速流加工和快速液化加工原材料的方法。本专利技术的又一个目的是提供一种具有精确控制的孔的喷丝头，原材料可从孔中排出。本专利技术的另一个目的是提供间隙很小的一些加热元件，原材料可由间隙中排出。本专利技术的再一个目的是提供一种喷丝头，它包括若干加热元件，可有选择让其中的一些加热元件加热，以便均匀控制对喷丝头的加热。本专利技术所提供的喷丝头包括一个底座和置于底座上面的盖。若干分立的长形加热元件在底座和盖之间以间隔并排的方式分布。由底座、盖和加热元件构成容纳并处理原材料的腔室。有选择地把其中一些加热元件单独加热至一较高温度，该温度足以处理上述原材料。喷丝头绕转动轴转动，以便把原料推向起着受控阻挡层作用的加热元件，并从加热元件的间隙中排出。本专利技术的一个效果是，热可被有效地、受控制地送至挡板，原料必须从该挡板中通过以完成加工。通过加热所有的加热元件或加热元件的选定部位，可提供高强度的供热。通过对被通电的加热元件的数目和部位进行选择，可有效地，准确的控制供热量。另外，可控制加热元件间隙的大小，以进一步控制对原料对原料的控制。可将诸如筒形套管式散热片安装在加热元件外面，以减少它们之间的间隙。在本专利技术的另一个实施例中，可以将一种网状材料板置于加热元件之间。原材料可从网状材料板中纺出。应当理解，本专利技术的装置和方法可用于生产精度极小的微球状颗粒或纤维型絮状材料或是形状介于上述两个极端形状之间的某种颗粒。通过精确控制条件，本专利技术的装置可被用来生产预定形状的颗粒。必须控制的条件包括使原料变成熔化的流动状态所必需的热量；使熔化的原料克服外界大气阻力而运动所需的离心力，该力把原料细分为颗粒状；大气的温度和相对流动，熔化的原料被送入该大气中进行细分；以及为了使排出的原料颗粒能够从理想的形状真正地再固化所需的相对环境大气的距离。本领域技术人员可按照本专利技术的教导选择加工材料。根据使所选原料成为液体状态所需热量和离心力，可选择相对环境大气的出口孔的大小和形状(一般为缝隙状)，以便能真正生产出微球状物、絮状物或形状介于上述二者之间的颗粒。有关可在本专利技术的装置和方法中采用的材料的进一步细节，可在与本申请同日提交的、由本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种喷丝头，包括：一个底座；一个正对上述底座并与之分开的盖；若干分开的分立长形加热元件，位于上述底座与盖之间并构成一圆周形状；上述底座，盖和加热元件共同构成容纳固体不可溶的原料的腔室，所述原料在热和外力作用下能发生粒内流动； 加热装置，用于有选择地将上述分立加热元件单独加热至足以处理上述原料的较高温度；使上述腔室绕一转动轴线转动的装置，以使把原料推向上述加热元件并将其从上述加热元件的间隙中排出。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JH佩金斯，WF卢考斯基，ML拉夫，GL迈耶斯，
申请(专利权)人：富伊兹技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]