專利名稱：聚四氟乙烯薄膜縱向拉伸機組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對聚四氟乙烯薄膜雙向拉伸的縱向拉伸機組，具體地說，是一種聚四氟乙烯透氣薄膜縱向拉伸設(shè)備。
背景技術(shù)：
市場上銷售的聚四氟乙烯薄膜縱拉機通常是用來制作生料帶的，采取如下工藝 放卷——脫油——縱向拉伸——收卷。如圖1所示，其主要組成包括放卷輥、磁粉離合器在內(nèi)的放卷機1、包括脫油輥在內(nèi)的脫油爐2、包括拉伸輥在內(nèi)的拉伸爐3、包括收卷輥、帶動收卷輥轉(zhuǎn)動的力矩電機在內(nèi)的收卷機4、張力輥5。這類設(shè)備存在以下缺陷其一，被動放卷，放卷張力用磁粉離合器手動控制，收卷張力用力矩電機控制，這種模式對有卷徑變化的收放卷張力控制及恒線速控制不夠精確， 容易造成膜厚不均勻，還由于力矩電機的有效工作范圍有限，使得卷裝直徑增大后不容易卷好，也即質(zhì)量差、生產(chǎn)效率及成品率都低。其二，縱向拉伸爐內(nèi)的拉伸輥間距太大，幾乎有 1米左右，容易造成橫向收縮，即俗稱的“頸縮”，微纖維間因橫向收縮而相互靠近，使有效孔徑變小，降低拉伸效率及透氣率。而聚四氟乙烯透氣膜需要具備較高的透氣率，厚薄均勻，工業(yè)化生產(chǎn)要求大卷裝以減少頻繁換卷接頭產(chǎn)生的浪費，降低生產(chǎn)成本。顯然，這種設(shè)備不能滿足聚四氟乙烯透氣膜的制作要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生產(chǎn)出的聚四氟乙烯薄膜厚度均勻、透氣率高，且浪費少、能耗低的聚四氟乙烯薄膜縱向拉伸機組。本發(fā)明的聚四氟乙烯薄膜縱向拉伸機組，包括對聚四氟乙烯薄膜進行放卷的放卷機、對放卷后的聚四氟乙烯薄膜進行脫油處理的多輥脫油爐、對脫油處理后的聚四氟乙烯薄膜進行拉伸的多點拉伸爐、對拉伸后的聚四氟乙烯薄膜進行收卷的收卷機；放卷機包括放卷輥、帶動放卷輥轉(zhuǎn)動的放卷電機、用于控制放卷電機的放卷變頻器；它還包括用于監(jiān)測放卷機與多輥脫油爐之間的聚四氟乙烯薄膜張力的放卷張力監(jiān)測裝置，放卷張力監(jiān)測裝置的輸出接PLC，PLC的輸出接放卷變頻器；收卷機包括收卷輥、帶動收卷輥轉(zhuǎn)動的收卷電機、用于控制收卷電機的收卷變頻器；它還包括用于監(jiān)測收卷機與多點拉伸爐之間的聚四氟乙烯薄膜張力的收卷張力監(jiān)測裝置，收卷張力監(jiān)測裝置的輸出接PLC，PLC的輸出接收卷變頻器。本發(fā)明的有益效果本聚四氟乙烯薄膜縱向拉伸機組，整機恒線速恒張力控制，使得在有卷徑變化的放卷、收卷處也能保持恒線速運行，張力自動測試、反饋及控制，迅速而準確；使卷徑增大后也能自動補償修正控制參數(shù)，繼續(xù)保持恒線速。這些特點使得該機組具有產(chǎn)量高、能耗低、生產(chǎn)出的聚四氟乙烯薄膜具有厚度均勻、透氣率高、質(zhì)量好等優(yōu)點。上述的縱向拉伸機組，放卷張力監(jiān)測裝置與收卷張力監(jiān)測裝置相同，均包括設(shè)置在一擺臂上的與聚四氟乙烯薄膜接觸的浮動輥，將擺臂擺動位置的變化轉(zhuǎn)換成可輸入PLC 的電信號的變換裝置。上述的縱向拉伸機組，變換裝置包括固定在擺臂上、且與擺臂的擺動中心同軸的主動輪，固定的電位器，與電位器的動觸點相連以帶動其轉(zhuǎn)動的被動輪，被動輪空套在固定在電位器上的被動輪軸上；主動輪與被動輪組成傳動副；電位器的動觸點的電位作為輸入 PLC的電信號。這樣變換裝置結(jié)構(gòu)簡單巧妙，成本低廉。傳動副為鏈傳動副或同步齒形帶傳動副。上述的縱向拉伸機組，傳動副的傳動比大于1。傳動比大于1可以放大浮動輥和擺臂的位置變化，使電控精度更高。上述的任一縱向拉伸機組，多點拉伸爐內(nèi)具有五個以上的拉伸輥，拉伸輥間距為 5-200mm。多點拉伸爐內(nèi)的拉伸輥間距5_200mm，形成小間距多點拉伸，減小了 “頸縮”的可能性，聚四氟乙烯薄膜不會橫向收縮，有效孔徑較大，具有較高的透氣率。上述的任一縱向拉伸機組，縱向拉伸機組還包括對拉伸后的聚四氟乙烯薄膜進行牽引的、由2-3個主動轉(zhuǎn)動的牽引輥組成的牽引機，牽引輥線速度與拉伸爐內(nèi)的最后一根拉伸輥的線速度相等。脫油輥、拉伸輥、牽引輥的表面均鍍梨皮鉻，即先作噴砂處理，再鍍硬鉻，鍍后表面呈梨皮樣，表面粗糙度Ral. 6-6. 3微米。這種梨皮鉻表面可使輥筒對膜的握持力增加的同時又不損傷膜，能使橫向收縮減小，提高透氣率及拉伸效率。上述的任一縱向拉伸機組，多點拉伸爐內(nèi)的拉伸輥的上下方分別設(shè)置有對聚四氟乙烯薄膜上下表面吹風(fēng)的上下噴風(fēng)管。熱風(fēng)同時從上下噴風(fēng)管吹向拉伸輥上的縱拉帶(聚四氟乙烯薄膜)，使得縱拉帶上下兩面同時受熱，給均勻拉伸提供了保證。


圖1為市場上銷售的聚四氟乙烯薄膜縱拉機示意圖。圖2為本發(fā)明設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明前張力架示意圖。其中1-放卷機；2-前張力架；3-多輥脫油爐；4-多點拉伸爐；5-牽引機；6_后張力架；7-收卷機；8-浮動輥；9-浮動輥軸；10-擺臂；11-軸承座；12-支點軸；13-機架墻板；14-大鏈輪(主動輪)；15-配重；16-電位器動觸點；17-電位器固定觸點；18-小鏈輪軸；19-小鏈輪(被動輪)；20-低摩擦氣缸。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的具體實施方式
，但不作為對本發(fā)明內(nèi)容的限定。如圖2所示，本發(fā)明的聚四氟乙烯薄膜縱向拉伸機組包括放卷機1、前張力架(放卷張力監(jiān)測裝置)2、多輥脫油爐3、多點拉伸爐4、牽引機5、后張力架(收卷張力監(jiān)測裝置)6、收卷機7及控制柜。所述的放卷機1，采用中心主動放卷形式，放卷軸由放卷電機減速后驅(qū)動，放卷電機受放卷變頻器控制。所述的前張力架(放卷張力監(jiān)測裝置)2如圖3所示，由支點軸、擺臂、浮動輥、配重15、傳動副、電位器、低摩擦氣缸、精密調(diào)壓閥、機架等組成。支點軸12用軸承座11安裝在機架墻板13上。擺臂10、浮動輥8、支點軸12、大鏈輪14互相剛性連接組成浮輥系統(tǒng)，可同時繞支點軸軸線轉(zhuǎn)動。擺臂10 —端與浮動輥軸9固連，另一端掛配重15。與大鏈輪組成鏈傳動副的小鏈輪空套在小鏈輪軸上，小鏈輪軸固裝在電位器固定觸點上，電位器固定觸點固裝在機架上，電位器動觸點與小鏈輪剛性連接并隨小鏈輪一起繞小鏈輪軸線同步轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動時電位器動觸點與固定觸點之間就產(chǎn)生電位差。工作原理正常運行時，通過精密調(diào)壓閥給低摩擦氣缸設(shè)定一個運行壓力，此運行壓力與運行張力平衡，使浮動輥處在設(shè)計位置，此時擺臂中心線位于a-a’，電位器動觸點在A位。假如放卷速度快了(或者慢了)， 膜張力變小(或者變大)，浮動輥下降(或者上升)，擺臂中心線位于b-b’(或c-c’)，浮輥系統(tǒng)繞支點軸軸線轉(zhuǎn)過3° (或α ° )，同時鏈傳動使電位器動觸點轉(zhuǎn)到B(或C)位，電位器立即將測得的A-B (或A-C)電位變化信號發(fā)送給控制柜的PLC (可編程控制器)，PLC經(jīng)過內(nèi)部運算后迅速給放卷變頻器發(fā)出減速(或者升速)指令，放卷電機立即減速(或者升速)，膜張力逐漸變大(或者變小)浮動輥逐漸上升(或下降)，直到浮動輥處于設(shè)計位置。設(shè)定浮動輥的零電位工作位置后，浮動輥上下浮動的位置變化通過傳動副就轉(zhuǎn)換成電位差，此電位差作為輸入信號反饋給PLC，經(jīng)PLC運算后控制的是放卷變頻器及放卷電機速度，使放卷線速度與脫油輥線速度匹配。所述的傳動副可以是鏈傳動或同步齒形帶傳動，其速度比為增速比，可以放大浮動輥的位置變化，使電控精度更高。所述的多輥脫油爐3，爐內(nèi)配置了 5-11根脫油輥(圖中所示是11根脫油輥)，脫油輥直徑90-150毫米(優(yōu)選100毫米)，各輥縱向間距500-1200毫米(優(yōu)選900毫米)。 可根據(jù)所需脫油時間長短決定需用的脫油輥數(shù)。所述的多點拉伸爐4，爐內(nèi)配置了一組5-7根拉伸輥，最多可4-6點拉伸(圖中是7 根拉伸輥，最多可6點拉伸)，拉伸輥直徑130-400毫米(優(yōu)選230mm)，輥子拉伸間距5-200 毫米(優(yōu)選5-40mm)，可以調(diào)節(jié)。拉伸輥群的上下各配置一個上下噴風(fēng)管，熱風(fēng)同時從上下噴風(fēng)管吹向拉伸輥上的縱拉帶，使得縱拉帶上下兩面同時接收相同溫度的熱風(fēng)，給均勻拉伸提供了保證。同時由于熱風(fēng)循環(huán)是在相對密閉的空間內(nèi)進行，熱損耗較小，所以總能耗較所述的牽引機5，配置了一組2-3個牽引輥(圖中是3個牽引輥)，牽引輥直徑 130-400(優(yōu)選250毫米)，主動傳動，線速度與最后一根拉伸輥同步控制。所述的后張力架6，配置與前張力架相同，此處電位器所測信號經(jīng)PLC反饋控制的是收卷變頻器及收卷電機速度，使收卷線速度與牽引機線速度實現(xiàn)同步控制。所述的收卷機7，最大收卷直徑800-1200毫米，采用中心主動收卷形式，收卷軸由收卷電機減速后驅(qū)動，收卷電機速度由收卷變頻器控制。所述的聚四氟乙烯薄膜縱向拉伸機組，各脫油輥、拉伸輥、牽引輥的輥筒材質(zhì)用普通無縫鋼管制作，表面機加工后均鍍梨皮硬鉻，也可用不銹鋼材質(zhì)制作，表面拋丸處理，表面粗糙度1^1.6-6.3(優(yōu)選妝2.幻微米。這種具有梨皮面的輥筒能使橫向收縮減小，提高透氣率及拉伸效率。所述的聚四氟乙烯薄膜縱向拉伸機組，電氣控制核心由PLC+觸摸屏+變頻器+電機，收放卷采用PLC+浮動輥+變頻器+電機的閉環(huán)控制回路，采用浮動輥對實時收卷情況進行反饋，并對主速進行修正。
本發(fā)明設(shè)計了一種新的聚四氟乙烯薄膜縱向拉伸機組，整機采取恒線速恒張力控制，使得在有卷徑變化的放卷、收卷處也能保持恒線速運行，張力自動測試、反饋及控制，迅速而準確；程序控制使卷徑增大后也能自動補償修正控制參數(shù)，繼續(xù)保持恒線速；同時小間距多點拉伸，使得該設(shè)備能夠制造具有產(chǎn)量高、質(zhì)量好、能耗低等特點的聚四氟乙烯透氣薄膜。下表是本機組拉制的某一品種縱拉帶經(jīng)橫拉成膜后的相關(guān)數(shù)據(jù)，可以看出綜合性能優(yōu)秀。
權(quán)利要求
1.聚四氟乙烯薄膜縱向拉伸機組，包括對聚四氟乙烯薄膜進行放卷的放卷機、對放卷后的聚四氟乙烯薄膜進行脫油處理的多輥脫油爐、對脫油處理后的聚四氟乙烯薄膜進行拉伸的多點拉伸爐、對拉伸后的聚四氟乙烯薄膜進行收卷的收卷機；其特征是放卷機包括放卷輥、帶動放卷輥轉(zhuǎn)動的放卷電機、用于控制放卷電機的放卷變頻器；它還包括用于監(jiān)測放卷機與多輥脫油爐之間的聚四氟乙烯薄膜張力的放卷張力監(jiān)測裝置，放卷張力監(jiān)測裝置的輸出接PLC，PLC的輸出接放卷變頻器；收卷機包括收卷輥、帶動收卷輥轉(zhuǎn)動的收卷電機、用于控制收卷電機的收卷變頻器；它還包括用于監(jiān)測收卷機與多點拉伸爐之間的聚四氟乙烯薄膜張力的收卷張力監(jiān)測裝置，收卷張力監(jiān)測裝置的輸出接PLC，PLC的輸出接收卷變頻器。
2.如權(quán)利要求1所述的縱向拉伸機組，其特征是放卷張力監(jiān)測裝置與收卷張力監(jiān)測裝置相同，均包括設(shè)置在一擺臂上的與聚四氟乙烯薄膜接觸的浮動輥，將擺臂擺動位置的變化轉(zhuǎn)換成可輸入PLC的電信號的變換裝置。
3.如權(quán)利要求2所述的縱向拉伸機組，其特征是變換裝置包括固定在擺臂上、且與擺臂的擺動中心同軸的主動輪，固定的電位器，與電位器的動觸點相連以帶動其轉(zhuǎn)動的被動輪，被動輪空套在固定在電位器上的被動輪軸上；主動輪與被動輪組成傳動副；電位器的動觸點的電位作為輸入PLC的電信號。
4.如權(quán)利要求3所述的縱向拉伸機組，其特征是傳動副的傳動比大于1。
5.如權(quán)利要求3所述的縱向拉伸機組，其特征是傳動副為鏈傳動副或同步齒形帶傳動副。
6.如權(quán)利要求1-5所述的任一縱向拉伸機組，其特征是多點拉伸爐內(nèi)具有五個以上的拉伸輥，拉伸輥間距為5-200mm。
7.如權(quán)利要求1-5所述的任一縱向拉伸機組，其特征是縱向拉伸機組還包括對拉伸后的聚四氟乙烯薄膜進行牽引的、由2-3個主動轉(zhuǎn)動的牽引輥組成的牽引機，牽引輥線速度與拉伸爐內(nèi)的最后一根拉伸輥的線速度相等。
8.如權(quán)利要求7所述的縱向拉伸機組，其特征是脫油輥、拉伸輥、牽引輥的表面均鍍硬鉻，表面粗糙度Ral. 6-6. 3微米。
9.如權(quán)利要求1-5所述的任一縱向拉伸機組，其特征是多點拉伸爐內(nèi)的拉伸輥的上下方分別設(shè)置有對聚四氟乙烯薄膜上下表面吹風(fēng)的上下噴風(fēng)管。
全文摘要
本發(fā)明提供一種生產(chǎn)出的聚四氟乙烯薄膜厚度均勻、透氣率高，且浪費少、能耗低的聚四氟乙烯薄膜縱向拉伸機組。它包括放卷機、多輥脫油爐、多點拉伸爐、收卷機；放卷機包括放卷輥、放卷電機、用于控制放卷電機的放卷變頻器、放卷張力監(jiān)測裝置，放卷張力監(jiān)測裝置的輸出接PLC，PLC的輸出接放卷變頻器；收卷機包括收卷輥、收卷電機、收卷變頻器、收卷張力監(jiān)測裝置，收卷張力監(jiān)測裝置的輸出接PLC，PLC的輸出接收卷變頻器。
文檔編號B29D7/01GK102173354SQ20111005621
公開日2011年9月7日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者周群, 宋尚軍, 白耀宗, 董浩宇, 鄧志剛, 陳月興, 項吉明, 項朝衛(wèi) 申請人:中材科技股份有限公司, 昆山無名機械有限公司