一种中空纤维膜拉伸设备及拉伸方法与流程

1.本发明涉及中空纤维膜制造领域，具体涉及一种中空纤维膜拉伸设备及拉伸方法。


背景技术：

2.中空纤维膜是一种纤维壁具有微孔的选择透过性中空纤维的分离膜，其微孔尺寸为纳米至微米级。目前市场上中空纤维膜在生产制造过程中，主要采用箱式拉伸机分步一段一段的拉伸，其存在如下技术问题：单根膜丝无法连续拉伸、后期加工困难、材料浪费大、效率低、耗能大，以及膜丝拉伸粗细不均匀等问题，且拉伸后的编织整理过程又容易造成膜丝损伤。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种中空纤维膜拉伸设备及拉伸方法，将纤维膜原丝编织成纤维膜布后在拉伸设备上进行拉伸，通过分节拉伸和分区加热实现了纤维膜的均匀拉伸，避免了拉伸后编织整理易造成纤维膜原丝损伤的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供了一种中空纤维膜拉伸设备，包括拉伸机构、设置在所述拉伸机构右侧的放卷机构、设置在所述拉伸机构左侧的收卷机构；拉伸机构的外部包覆有加热烘箱；拉伸机构包括导轨、以及设置在导轨上的装夹机构，装夹机构沿着导轨移动；导轨包括对称设置的两条轨道，导轨包括拉伸段，拉伸段内两条轨道的间距从右向左逐渐增大。
5.进一步的，装夹机构设置有若干个固定针板，固定针板成对安装在两条轨道上。
6.进一步的，拉伸机构的右端设置有工艺边上浆机构，拉伸机构的左端设置有工艺边切割机构。
7.进一步的，拉伸机构上还设置有纤维膜布压紧机构和纤维膜布剥离机构，纤维膜布压紧机构设置在工艺边上浆机构的左侧，纤维膜布剥离机构设置在工艺边切割机构右侧。
8.进一步的，导轨靠近放卷机构的一段为上料段，导轨靠近收卷机构的一段为下料段，两条轨道在上料段和下料段平行设置，两条轨道在上料段的间距小于在下料段的间距，上料段和下料段之间间距变化的一段为拉伸段，工艺边上浆机构和纤维膜布压紧机构固定安装在上料段上，工艺边切割机构和纤维膜布剥离机构固定安装在下料段上。
9.进一步的，拉伸段包括至少一个拉伸节，每个拉伸节内两条轨道之间的间距从右向左逐渐增大。
10.进一步的，加热烘箱包括至少一个分区，每个分区均设置有控温装置。
11.进一步的，放卷机构和收卷机构均设置有张力检测装置。
12.进一步的，拉伸机构还包括链条，链条在导轨上移动，装夹机构固定在链条上。
13.本发明还提供了一种中空纤维膜拉伸方法，包括以下步骤：
14.s1、将纤维膜原丝编织成纤维膜布；
15.s2、将纤维膜布送入拉伸设备；
16.s3、将纤维膜布的工艺边涂覆成一个整体；
17.s4、将纤维膜布压紧在装夹机构上；
18.s5、拉伸纤维膜布同时热处理定型；
19.s5、将纤维膜布与装夹机构剥离；
20.s6、将伸纤维膜布的工艺边切除；
21.s7、将伸纤维膜布收卷。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
23.1)本发明的拉伸设备采用可变间距轨道，将纤维膜布进行拉伸，且间距分节可调，使纤维膜布的拉伸分阶段完成，实现更稳定的拉伸效果。
24.2)本发明的拉伸设备的加热烘箱包覆在拉伸机构外部，实现更高效的加热，且加热烘箱分区控温，可以根据纤维膜布的不同拉伸阶段，调整不同的温度，实现更好的拉伸效果。
25.3)本发明将纤维膜原丝编织成纤维膜布，再对纤维膜布整体进行拉伸，能够使拉伸均匀稳定，成孔均匀，解决了拉伸后再编制时容易造成膜丝损伤的问题，很好的保障了成膜质量，降低了成本，提高了效率。
附图说明
26.为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。
27.图1为本发明一种中空纤维膜拉伸设备的主视图；
28.图2为本发明一种中空纤维膜拉伸设备的俯视图；
29.图3为本发明纤维膜布的移动方向示意图；
30.图4为本发明固定针板的整体结构示意图；
31.图5为本发明放卷机构的整体结构示意图；
32.图6为本发明工艺边上浆机构和纤维膜布压紧机构的整体结构示意图；
33.图7为本发明纤维膜布拉伸成孔后的电镜图。
34.图中：1-拉伸机构，2-放卷机构，3-收卷机构，4-加热烘箱，5-工艺边上浆机构，6-工艺边切割机构，7-纤维膜布压紧机构，8-纤维膜布剥离机构，11-导轨，12-装夹机构，13-链条，21-张力检测装置，22-气涨轴，51-涂浆轮，52-烘干器，71-定位导轮，72-压紧毛刷轮，111-轨道，112-上料段，113-拉伸段，114-下料段，121-固定针板。
具体实施方式
35.下面将结合本发明中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通的技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实
施例，都属于本发明的保护范围。
36.下面结合附图1至附图7以及具体实施例详细论述本发明：
37.本发明实施例提供了一种中空纤维膜拉伸设备，如图1-7所示，包括拉伸机构1、设置在所述拉伸机构1右侧的放卷机构2、设置在所述拉伸机构1左侧的收卷机构3；放卷机构2将编制好的纤维膜布放出，并控制放卷的速度，纤维膜布通过拉伸机构1进行拉伸，得到拉伸成型的纤维膜，最后通过收卷机构3将拉伸完成的纤维膜布收卷，收卷机构3控制收卷的速度。拉伸机构1的外部包覆有加热烘箱4，加热烘箱4用于在纤维膜布进行拉伸时对纤维膜进行热处理定型，加热烘箱4的包覆结构有利于实现更高效的加热。拉伸机构1包括导轨11、以及设置在导轨11上的装夹机构12，装夹机构12沿着导轨11移动；装夹机构12用于将纤维膜布装夹固定，纤维膜布沿着导轨11移动的过程中被拉伸成型。导轨11包括对称设置的两条轨道111，导轨11包括拉伸段113，拉伸段113内两条轨道111的间距从右向左逐渐增大；纤维膜布随着轨道111间距的增大被拉宽，实现拉伸的效果。
38.进一步的，装夹机构12设置有若干个固定针板121，固定针板121成对安装在两条轨道111上；固定针板121刺穿纤维膜布，将纤维膜布固定在装夹机构12上，成对设置的固定针板121将纤维膜布的两侧固定，在轨道111间距增大的时候，成对设置的固定针板121间距也随之增大，从而将纤维膜布拉宽。
39.进一步的，拉伸机构1的右端设置有工艺边上浆机构5，拉伸机构1的左端设置有工艺边切割机构6；工艺边上浆机构5用于将纤维膜布的两侧工艺边涂覆成一个整体，提高纤维膜布的强度，避免纤维膜布出现脱线、散开等问题，尤其是纤维膜布被固定针板121刺穿时，避免有纤维膜原丝被扎破而出现脱线问题，同时在拉伸时也可以避免针板从纤维膜布内脱出或出现纤维膜布散开等问题；工艺边切割机构6用于将涂覆过的工艺边切割去除，以得到拉伸完全的纤维膜。
40.具体的，工艺边上浆机构5包括设置在导轨11两侧的两个涂浆轮51、以及设置在涂浆轮51左侧的烘干器52；涂浆轮51用于将纤维膜布的两侧工艺边涂覆成一个整体，烘干器52用于将涂覆完成的工艺边进行烘干固定。
41.进一步的，拉伸机构1上还设置有纤维膜布压紧机构7和纤维膜布剥离机构8，纤维膜布压紧机构7设置在工艺边上浆机构5的左侧，纤维膜布剥离机构8设置在工艺边切割机构6右侧；纤维膜布压紧机构7用于将纤维膜布压紧固定在装夹机构12上，纤维膜布剥离机构8用于将纤维膜布从装夹机构12上剥离。
42.具体的，纤维膜布压紧机构7包括设置在所述导轨11上方的定位导轮71、以及设置在所述定位导轮71左侧的压紧毛刷轮72；定位导轮71用于将纤维膜布向下压至装夹机构12附近，压紧毛刷轮72用于将纤维膜布压入并穿过固定针板121进行固定。
43.进一步的，导轨11靠近放卷机构2的一段为上料段112，导轨11靠近放卷机构2的一段为下料段114，两条轨道111在上料段112和下料段114平行设置，两条轨道111在上料段112的间距小于在下料段114的间距，上料段112和下料段114之间间距变化的一段为拉伸段113，工艺边上浆机构5和纤维膜布压紧机构7固定安装在上料段112上，工艺边切割机构6和纤维膜布剥离机构8固定安装在下料段114上；上料段112用于进行工艺边上浆和纤维膜布的压紧固定，下料段114用于进行工艺边切割和纤维膜布的剥离；两条轨道111在上料段112和下料段114平行设置，可以使纤维膜布在与装夹机构12压紧固定前和剥离后也能稳定的
移动，不会偏离导轨11方向。
44.进一步的，拉伸段113包括至少一个拉伸节，每个拉伸节内两条轨道111之间的间距从右向左逐渐增大；每个拉伸节内两条轨道111的夹角单独设置且可单独调节；夹角不同使纤维膜布的拉伸速度不同，且可以根据纤维膜布的具体情况进行调整。
45.进一步的，加热烘箱4包括至少一个分区，每个分区均设置有控温装置；加热烘箱4根据不同工艺增加或者减少分区，每个分区独立控温，且可以根据具体的拉伸速度和拉伸阶段调整温度，提高拉伸效率。
46.具体的，加热烘箱4可以选用蒸汽、油浴或电热管加热等多种方式，能实现加热控温功能即可。
47.进一步的，放卷机构2和收卷机构3均设置有张力检测装置21；张力检测装置21能够随时检测到张力的大小，根据检测结果调节放卷机构2和收卷机构3的速度，以保证不损伤纤维膜布；具体的，所述放卷机构2由伺服电机控制的气涨轴22驱动，用于控制放卷速度。
48.进一步的，拉伸机构1还包括链条13，链条13在导轨11上移动，装夹机构12固定在链条13上；链条13带动装夹机构12从而带动纤维膜布移动，并完成拉伸定型；链条13随异形轨道111的形状移动，链条13上侧受力的同时，侧面也受到导轨11对其产生的力，因此，链条13的侧面安装了免润滑的ptfe高温耐磨板。
49.一种中空纤维膜拉伸方法，包括以下步骤：
50.s1、将纤维膜原丝编织成纤维膜布，用于将纤维膜布整体进行拉伸；
51.s2、将纤维膜布送入拉伸设备，通过放卷机构2将纤维膜布送入拉伸机构1，放卷机构2可以调节纤维膜布的放卷速度，避免伤害纤维膜布；
52.s3、将纤维膜布的工艺边涂覆成一个整体，通过工艺边上浆机构5将纤维膜布的工艺边涂覆成一个整体，提高纤维膜布的强度，避免纤维膜布出现脱线、散开等问题；
53.s4、将纤维膜布压紧在装夹机构12上，通过纤维膜布压紧机构7将纤维膜布压紧固定在装夹机构12上；
54.s5、拉伸纤维膜布同时热处理定型，纤维膜布随着装夹机构12在导轨11上向左移动，由于两轨道111间距的增大，使得纤维膜布在宽度方向得到拉伸，同时在加热烘箱4的作用下使得纤维膜布得到热处理定型；拉伸段113的轨道111间距采用分节调整，能够根据具体纤维膜布的具体情况，调节不同的拉伸速度；加热烘箱4采用分区加热，可以根据具体的拉伸速度和拉伸阶段分区调整温度，提高拉伸效率；纤维膜布在分节拉伸和分区加热的共同作用下，纤维膜原丝拉伸成孔，得到的组织结构均匀，品质高；
55.s5、将纤维膜布与装夹机构12剥离，通过纤维膜布剥离机构8将纤维膜布与装夹机构12剥离；
56.s6、将伸纤维膜布的工艺边切除，通过工艺边切割机构6将涂覆过的工艺边切除，以得到拉伸完全的纤维膜；
57.s7、将伸纤维膜布收卷，通过收卷机构3将纤维膜布收卷，收卷机构3可以调节纤维膜布的收卷速度，避免伤害纤维膜布。
58.本发明的拉伸方法将纤维膜原丝编织成纤维膜布，再对纤维膜布整体进行拉伸，能够使拉伸均匀稳定，成孔均匀，成孔电镜图如图7所示，解决了拉伸后再编制时容易造成膜丝损伤的问题，很好的保障了成膜质量，降低了成本，提高了效率。
59.在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。
60.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。
61.以上借助具体实施例对本发明做了进一步描述，但是应该理解的是，这里具体的描述，不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。