一种纤维纺丝加工设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种纤维纺丝加工设备及方法，纤维纺丝加工设备包括支撑架，支撑架上设置有竖向滑台，竖向滑台上设置有竖向的升降机构，升降机构上设置有升降块，升降块的下端设置有活塞杆，升降机构上设置有竖向的针筒，活塞杆与针筒内的活塞连接；针筒的下方设置有横向的收集辊，收集辊通过收集电机驱动转动，收集辊设置在横向滑台上。加工方法包括步骤S1

【技术实现步骤摘要】
一种纤维纺丝加工设备及方法


[0001]本专利技术涉及纤维纺丝加工
，具体涉及一种纤维纺丝加工设备及方法。

技术介绍

[0002]生物可降解医用纤维材料和一般的成纤聚合物一样，可采用熔融纺丝、溶液湿法纺丝和溶液干法纺丝等方法。此外，使用凝胶纺丝和液晶纺丝等新型纺丝方法也有报道。总之，无论采用哪种纺丝方法，化学纤维的成型都可概括为以下三个工序：
[0003]1、纺前准备：即纺丝熔体或纺丝溶液的制备。根据材料性质和采用的成型方法的不同，将成纤聚合物熔融或在某种适当的溶剂中溶解，得到熔体或配成一定浓度比例的溶液。必要时需过滤，脱泡。根据实际需要，可以在制纺丝溶液前，针对不同的材料进行纺前处理，以提高其溶解性能。
[0004]2、纺丝熔融：纺丝是最简单和最经济的纤维成型方法，适用于熔融时不分解和到达高流动性温度时属于热稳定性的聚合物(如聚羟基乙酸、聚二氧杂环几酮等)。熔融的聚合物通过喷丝头挤出，进入气态(或不常用的液体)的介质中，物料在其中冷却和发生固化。溶液湿法纺丝适用于可溶解的，熔融时分子结构要分解，而且不溶于任何挥发性溶剂的聚合物。此法是将聚合物溶液挤压进入含有非溶剂液体的“凝固浴”中，纺出的丝在浴中的固化实际是相分离作用、冻胶化作用，常常也是化学反应的结果。溶液干法纺丝是将聚合物(如聚乙烯醇)溶解在挥发性溶剂中，制成纺丝原液，纺出的丝流在热箱中遇到热气流将溶剂挥发，使丝凝固。
[0005]3、后处理：纺丝成型后的初生纤维其结构都不太理想，物理机械性能较差，不能直接用于纺织加工，必须经过一系列的后加工。其主要的工序是拉伸和热定型，还可以通过浸泡在适当的后处理液中数小时以提高性能。
[0006]现有的可吸收缝合线纺丝方法比较复杂，工艺步骤繁琐，导致生物可吸收缝合线无法达到批量性生产的水平。纺丝工艺的精度不高，在生产过程中容易出现粗细不均匀的等情况。

技术实现思路

[0007]针对现有技术中的上述不足，本专利技术提供了一种能实现流水式成批量生产的纤维纺丝加工设备及方法。
[0008]为了达到上述专利技术目的，本专利技术所采用的技术方案为：
[0009]提供一种纤维纺丝加工设备，其包括支撑架，支撑架上设置有竖向滑台，竖向滑台上设置有竖向的升降机构，升降机构上设置有升降块，升降块的下端设置有活塞杆，升降机构上设置有竖向的针筒，活塞杆与针筒内的活塞连接；针筒的下方设置有横向的收集辊，收集辊通过收集电机驱动转动，收集辊设置在横向滑台上。
[0010]进一步地，升降机构包括U形的升降架，升降架内设置有第一丝杆，第一丝杆穿过升降架的上端与升降电机传动连接，升降块上设置有螺纹套筒，螺纹套筒套设在第一丝杆
上，且升降块在升降架内上下移动，升降架设置在竖向滑台上。
[0011]进一步地，第一丝杆的两侧平行设置有第一滑杆，第一滑杆穿过升降块，且升降块通过滑轨套筒与第一滑杆滑动连接，第一滑杆的两端穿过升降架的两端固定在固定块上，升降电机安装在位于升降架上端的固定块上。
[0012]进一步地，位于升降架下端的固定块两侧分别设置有面光源和光源接收板，光源和光源接收板之间的中心连线与针筒的中心线垂直且相交。
[0013]进一步地，位于升降架下端的固定块与升降架之间设置有固定针筒的固定架。
[0014]进一步地，横向滑台和竖向滑台均包括U形的滑座，滑座内设置有第二丝杆，第二丝杆通过轴承设置在滑座的两端，第二丝杆的一端穿过滑座的一端与手轮连接，第二丝杆的两侧设置有第二滑杆，第二丝杆上设置有滑块，滑块与第二丝杆螺纹连接，且滑块与第二滑杆滑动连接，第二滑杆和第二丝杆均贯穿滑块，升降机构设置在竖向滑台的滑块上，收集辊设置在横向滑台的滑块上。
[0015]进一步地，收集辊两端的转轴均通过轴承安装在U形的安装座上，收集辊一端的转轴穿过安装座与收集电机传动连接，安装座安装在横向滑台的滑块上。
[0016]提供一种基于上述纤维纺丝加工设备的纺丝加工方法，其包括以下步骤：
[0017]S1：将制备纤维纺丝的原料装入针筒内，升降机构带动活塞向下移动挤压原料，原料通过针筒挤出形成纤维纺丝；
[0018]S2：成型的纤维纺丝经过面光源和光源接收板之间的空隙，并通过收集辊的卷绕进行收集；
[0019]S3：面光源发射光照射到光源接收板上，光源接收板获取形成的竖向阴影尺寸，竖向阴影为纤维纺丝遮挡光源形成；
[0020]S4：分别计算竖向阴影上端和下端的宽度尺寸b1、b2，将宽度尺寸b1、b2与纤维纺丝的标准直径B进行比较：
[0021]若b1＜B且b2＜B，则判定针筒挤出的原料过少，增加升降电机的转速，加快升降块下降的速度，调整针筒单位时间挤出的原料量；
[0022]若b1＜B且b2＞B，则判定针筒挤出的原料形成的纤维纺丝为上小下大的结构，重力的作用促使纤维纺丝越靠近收集辊尺寸越大，驱动竖向滑台提升滑块的高度，增加对纤维纺丝的拉力，并调整针筒单位时间挤出的原料量；
[0023]若b1＞B且b2＞B，则判定针筒挤出的原料过多，降低升降电机的转速，使升降块下降的速度降低，并调整针筒单位时间挤出的原料量；
[0024]若b1＞B且b2＜B，则判定针筒挤出的原料形成的纤维纺丝为上大下小的结构，纤维纺丝越靠近收集辊尺寸越小，驱动竖向滑台降低滑块的高度，缩小对纤维纺丝的拉力；
[0025]若b1＝B且b2＝B，则判定纤维纺丝成型正常，保持竖向滑台上滑座的高度以及升降电机的转速，收集辊收集纤维纺丝；
[0026]若b1＝B且b2＞B，则判定针筒挤出的原料正常，纤维纺丝受到的拉力过小，驱动竖向滑台升高滑块的高度，增加对纤维纺丝的拉力；
[0027]若b1＝B且b2＜B，则判定针筒挤出的原料正常，纤维纺丝受到的拉力过大，驱动竖向滑台降低滑块的高度，减小对纤维纺丝的拉力；
[0028]若b1＞B且b2＝B，则判定针筒挤出的原料过多，降低升降电机的转速，使升降块下
降的速度降低，调整针筒单位时间挤出的原料量；
[0029]若b1＜B且b2＝B，则判定针筒挤出的原料过少，增加升降电机的转速，加快升降块下降的速度，调整针筒单位时间挤出的原料量；
[0030]进一步地，步骤S4中调整针筒单位时间挤出的原料量的方法为：
[0031]A1：根据宽度尺寸b1、b2计算位于面光源与光源接收板之间的纤维纺丝的体积V1：
[0032][0033]其中，h为纤维纺丝在光源接收板上形成竖向阴影的高度；
[0034]A2：计算标准纤维纺丝在相同高度h下的体积V2：
[0035][0036]A3：计算体积V1与体积V2的差值ΔV：ΔV＝V2‑
V1；
[0037]A4：根据差值ΔV计算单位时间内针筒应调整挤出的原料量的单位体积V
s
：
[0038][0039]其中，v为收集电机的转速，L为收集辊的截面周长；
[0040]A5：利用单位体积V...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种纤维纺丝加工设备，其特征在于，包括支撑架，所述支撑架上设置有竖向滑台，所述竖向滑台上设置有竖向的升降机构，所述升降机构上设置有升降块，所述升降块的下端设置有活塞杆，所述升降机构上设置有竖向的针筒，所述活塞杆与针筒内的活塞连接；所述针筒的下方设置有横向的收集辊，所述收集辊通过收集电机驱动转动，所述收集辊设置在横向滑台上。2.根据权利要求1所述的纤维纺丝加工设备，其特征在于，所述升降机构包括U形的升降架，所述升降架内设置有第一丝杆，所述第一丝杆穿过升降架的上端与升降电机传动连接，所述升降块上设置有螺纹套筒，所述螺纹套筒套设在第一丝杆上，且升降块在升降架内上下移动，所述升降架设置在竖向滑台上。3.根据权利要求2所述的纤维纺丝加工设备，其特征在于，所述第一丝杆的两侧平行设置有第一滑杆，所述第一滑杆穿过升降块，且升降块通过滑轨套筒与第一滑杆滑动连接，所述第一滑杆的两端穿过升降架的两端固定在固定块上，所述升降电机安装在位于升降架上端的固定块上。4.根据权利要求3所述的纤维纺丝加工设备，其特征在于，位于所述升降架下端的固定块两侧分别设置有面光源和光源接收板，所述光源和光源接收板之间的中心连线与针筒的中心线垂直且相交。5.根据权利要求3所述的纤维纺丝加工设备，其特征在于，位于所述升降架下端的固定块与升降架之间设置有固定针筒的固定架。6.根据权利要求1所述的纤维纺丝加工设备，其特征在于，所述横向滑台和竖向滑台均包括U形的滑座，所述滑座内设置有第二丝杆，所述第二丝杆通过轴承设置在滑座的两端，所述第二丝杆的一端穿过滑座的一端与手轮连接，所述第二丝杆的两侧设置有第二滑杆，所述第二丝杆上设置有滑块，所述滑块与第二丝杆螺纹连接，且滑块与第二滑杆滑动连接，所述第二滑杆和第二丝杆均贯穿滑块，所述升降机构设置在竖向滑台的滑块上，所述收集辊设置在横向滑台的滑块上。7.根据权利要求6所述的纤维纺丝加工设备，其特征在于，所述收集辊两端的转轴均通过轴承安装在U形的安装座上，所述收集辊一端的转轴穿过安装座与收集电机传动连接，所述安装座安装在横向滑台的滑块上。8.一种基于权利要求1
‑
7任一项所述的纤维纺丝加工设备的纺丝加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：将制备纤维纺丝的原料装入针筒内，升降机构带动活塞向下移动挤压原料，原料通过针筒挤出形成纤维纺丝；S2：成型的纤维纺丝经过面光源和光源接收板之间的空隙，并通过收集辊的卷绕进行收集；S3：面光源发射光照射到光源接收板上，光源接收板获取形成的竖向阴影尺寸，竖向阴影为纤维纺丝遮挡光源形成；S4：分别计算竖向阴影上端和下端的宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：张斌，黄纪刚，陈卓熙，查湘军，
申请(专利权)人：四川大学，
类型：发明
国别省市：