專利名稱：纖維收卷機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及中空纖維膜的生產(chǎn)設(shè)備，特別涉及中空纖維的收卷機(jī)。
背景技術(shù)：
膜分離技術(shù)是用半透膜作為選擇障礙層、在膜的兩側(cè)存在一定量的能量差作為動力，允許某些組分透過而保留混合物中其他組分，各組分透過膜的遷移率不同，從而達(dá)到分 離目的的技術(shù)。膜分離技術(shù)在20世紀(jì)初出現(xiàn)，20世紀(jì)60年代后迅速崛起。膜分離技術(shù)由于兼有 分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控 制等特征，因此，目前已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、 電子、仿生等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，已成為當(dāng)今分離科學(xué)中最重要的手 段之一。中空纖維膜是膜分離技術(shù)中一種常用的膜，它是將若干條長度一樣的中空纖維組 合在一起，兩端以封頭密封而形成的。中空纖維膜具有容塵量高、溫和低剪切力、操作靈活、 成本低、易于放大等優(yōu)點(diǎn)。為了能快速而高質(zhì)量地生產(chǎn)中空纖維膜，需要使用纖維收卷機(jī)。申請?zhí)枮?00720117832. 7的中國專利公開了一種炭纖維收卷機(jī)，包括機(jī)架、接絲 輪、導(dǎo)絲輪、調(diào)速導(dǎo)絲輪、控制箱、往復(fù)箱、滾筒支架、束絲卷筒、擺動架和電機(jī)，控制箱內(nèi)設(shè) 置位移傳感器和一帶有傳感磁鋼的轉(zhuǎn)輪，位移傳感器由微電腦控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，自動跟蹤、自 動調(diào)速、自動控制，保證在收卷炭纖維束絲時保持較低、較穩(wěn)定的線速度?；蛘咴陔姍C(jī)軸設(shè) 置主動磁盤，在減速器上設(shè)置被動磁盤，通過磁傳自動跟蹤、自動調(diào)速、自動控制，保證在收 卷炭纖維束絲時保持較低、較穩(wěn)定的線速度。該專利設(shè)置兩圓柱形或錐形撥體，減少了收卷 炭纖維束絲時因剪切和磨擦產(chǎn)生的斷絲和起毛。此外，在撥體下方設(shè)置展平導(dǎo)絲輥，適用于 大絲束炭纖維的生產(chǎn)。上述專利所公開的纖維收卷機(jī)如果要用于中空纖維的收卷，至少存在以下問題只能形成一個纖維卷，但生產(chǎn)中空纖維膜需要是形成一個布滿纖維的簾。一次收卷完成后，需要停下機(jī)器，手工完成纖維的剪切和進(jìn)一步的處理，取下已收 卷的纖維后才能重新開機(jī)進(jìn)行下一次的收卷。因?yàn)橥C(jī)時間較長，生產(chǎn)效率較低。作為原材料的中空纖維中含有殘留的化學(xué)物質(zhì)，這些殘留物會影響中空纖維膜的 質(zhì)量。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種纖維收卷機(jī)，能夠按照預(yù)定的速度和張力連續(xù)自 動地收卷中空纖維膜及其相關(guān)纖維狀材料。為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的實(shí)施方式提供了一種纖維收卷機(jī)，包括兩個獨(dú)立的收卷輪，前后平行排布，每個收卷輪可以在電機(jī)的帶動下獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中纖維被有序地收卷在收卷輪表面；一個驅(qū)動裝置，連接并驅(qū)動兩個收卷輪；一個水箱，兩個收卷輪中軸以下部分能夠浸入該水箱中，該水箱用于在收卷過程 中反復(fù)淋洗纏繞在兩個收卷輪上的纖維，除去纖維中的殘留化學(xué)物質(zhì)；一個液壓裝置，能夠?qū)蓚€收卷輪同時升起至高出水箱上沿的位置；當(dāng)其中一個收卷輪纏滿纖維以后，液壓裝置將兩個收卷輪同時頂起，升出水面的 兩個收卷輪繞中軸旋轉(zhuǎn)180度相互置換位置，另外一個空的收卷輪開始收卷纖維；在兩個收卷輪之間有一個自動切割刀，當(dāng)兩個收卷輪相互置換位置后，將連接這 兩個收卷輪的纖維切斷；每一個收卷輪上具有一個離合器，當(dāng)不需要該收卷輪旋轉(zhuǎn)的時候，能夠通過扳動 離合器使該收卷輪和動力脫離停止運(yùn)動；一個自動切割裝置，用于在一個收卷輪布滿纖維后，在計(jì)算機(jī)的控制下，將該收卷 輪上的纖維切斷形成一個由纖維構(gòu)成的簾。本實(shí)用新型實(shí)施方式與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別及其效果在于收卷機(jī)有一個自動切割裝置，當(dāng)一個收卷輪布滿纖維后，在計(jì)算機(jī)控制下，可將纖 維切斷，形成一個布滿纖維的簾。切斷后形成的纖維簾可直接與封頭粘合形成最終產(chǎn)品，提 高了生產(chǎn)效率。同時，根據(jù)需要可以改變纏繞寬度，形成不同寬度的產(chǎn)品。收卷機(jī)有兩個可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的收卷輪，由液壓裝置升起后可互換位置，當(dāng)一個收卷 輪布滿纖維后，通過兩個收卷輪互換位置，使另一個收卷輪馬上進(jìn)入收卷工作狀態(tài)，從而實(shí) 現(xiàn)不間斷收卷，提高了工作效率。兩個收卷輪中軸以下部分浸入水箱內(nèi)的水中，收卷過程中纏繞在收卷輪上的纖維 可以在水箱中反復(fù)清洗，除去纖維中的殘留化學(xué)物質(zhì)。進(jìn)一步地，通過纖維的張力、超聲波、激光等手段控制收卷纖維的速度，使收卷均 速進(jìn)行，可以使最終得到的纖維簾質(zhì)地均勻，提高了中空纖維膜產(chǎn)品的質(zhì)量。進(jìn)一步地，通過一個機(jī)械手的移動控制纖維在收卷輪上的排布，所需的機(jī)械結(jié)構(gòu) 體積較小。進(jìn)一步地，收卷輪的周長與最終產(chǎn)品相匹配，省去了量取尺寸、裁減等工序，簡化 了中空纖維膜產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中纖維收卷機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中兩個收卷輪浸入水箱中的情況示意圖；圖3是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中將兩個收卷輪頂起的情況示意圖；圖4是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中兩個收卷輪繞中軸旋轉(zhuǎn)的情況示意圖；圖5是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中兩個收卷輪完成180度旋轉(zhuǎn)互換位置后降下到 水箱的情況示意圖；圖6是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中兩個收卷輪互換位置全部完成后的狀態(tài)示意 圖；圖7是本實(shí)用新型第一實(shí)施方式中將已完成纖維收卷的輪切斷并展開形成一個由纖維構(gòu)成的簾的狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施方式
在以下的敘述中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于以下各實(shí)施方式的種種變化 和修改，也可以實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本實(shí)用新 型的實(shí)施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。本實(shí)用新型第一實(shí)施方式涉及一種纖維收卷機(jī)，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該纖維收卷 機(jī)包括兩個獨(dú)立的收卷輪(1)，前后平行排布，每個收卷輪可以在電機(jī)的帶動下獨(dú)立旋 轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中纖維被有序地收卷在收卷輪表面。一個驅(qū)動裝置(3)，連接并驅(qū)動兩個收卷輪。一個水箱(2)，兩個收卷輪(1)中軸以下部分能夠浸入該水箱中的清洗液中，如圖 2所示，該水箱用于在收卷過程中反復(fù)淋洗纏繞在兩個收卷輪上的纖維，除去纖維中的殘留 化學(xué)物質(zhì)。優(yōu)選地，清洗液可以是水。當(dāng)然也可以用其它的清洗液，例如加入特定化學(xué)物質(zhì) 的水。一個液壓裝置，能夠?qū)蓚€收卷輪同時升起至高出水箱上沿的位置。當(dāng)其中一個收卷輪纏滿纖維以后，液壓裝置將兩個收卷輪同時頂起(如圖3所 示)，升出水面的兩個收卷輪繞中軸旋轉(zhuǎn)180度相互置換位置(如圖4所示)，液壓裝置再 將兩個收卷輪放下(如圖5、圖6所示)，另外一個空的收卷輪開始收卷纖維。收卷機(jī)有兩 個可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的收卷輪，在液壓傳動機(jī)制升起后可互換位置，當(dāng)一個收卷輪布滿纖維后，通 過兩個收卷輪互換位置，使另一個收卷輪馬上進(jìn)入收卷工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)不間斷收卷，提 高了工作效率。在兩個收卷輪之間有一個自動切割刀，當(dāng)兩個收卷輪相互置換位置后，將連接這 兩個收卷輪的纖維切斷。每一個收卷輪上具有一個離合器，當(dāng)不需要該收卷輪旋轉(zhuǎn)的時候，能夠通過扳動 離合器使該收卷輪和動力脫離停止運(yùn)動。離合器本身是一種現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型中不進(jìn) 行詳細(xì)說明了。一個自動切割裝置，用于在一個收卷輪布滿纖維后，在計(jì)算機(jī)的控制下，將該收卷 輪上的纖維切斷形成一個由纖維構(gòu)成的簾(如圖7所示)。切斷后形成的纖維簾可直接與 封頭粘合形成最終產(chǎn)品，提高了產(chǎn)生效率。同時根據(jù)需要可以改變纏繞寬度，形成不同寬度 的產(chǎn)品。—個機(jī)械傳動裝置，用于控制纖維在收卷輪上的排布，在纖維位置固定的情況下， 收卷輪每旋轉(zhuǎn)一圈，整個收卷輪沿著水平方向移動一個指定的距離，使纖維有序地排布在 該收卷輪上。纖維沿著該收卷輪的水平方向移動的指定距離是可以設(shè)定的，以適應(yīng)不同生 產(chǎn)工藝的要求。收卷輪的周長應(yīng)當(dāng)與中空纖維膜產(chǎn)品的長度相匹配，這樣可以省去量取尺寸、裁 減等工序，簡化了中空纖維膜產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝。在本實(shí)用新型的一個優(yōu)選例子中，收卷輪的周長為2500mm。當(dāng)然，收卷輪的周長也可以是其它的尺寸，如2000mm、3200mm等等，只要能 和最終產(chǎn)品的尺寸相匹配就可以了。優(yōu)選地，纖維是中空纖維，當(dāng)然本實(shí)用新型各實(shí)施方式中提出的收卷機(jī)方案也可 以用于其它纖維的的收卷。本實(shí)用新型第二實(shí)施方式涉及一種纖維收卷機(jī)。第二實(shí)施方式與第一實(shí)施方式基本相同，區(qū)別主要在于在第一實(shí)施方式中，通過機(jī)械傳動裝置控制纖維在收卷輪上的排布，在纖維位置 固定的情況下，收卷輪每旋轉(zhuǎn)一圈，整個收卷輪沿著水平方向移動一個指定的距離，使纖維 有序地排布在該收卷輪上。然而在第二實(shí)施方式中，通過機(jī)械手控制纖維在收卷輪上的排布。收卷機(jī)中有一個機(jī)械手，用于控制纖維在收卷輪上的排布，在收卷輪位置固定的 情況下，該收卷輪每旋轉(zhuǎn)一圈，纖維沿著該收卷輪的水平方向移動一個指定的距離，使纖維 有序地排布在該收卷輪上。通過一個機(jī)械手的移動控制纖維在收卷輪上的排布，所需的機(jī)械結(jié)構(gòu)體積較小。 類似于第一實(shí)施方式，纖維沿著該收卷輪的水平方向移動的指定距離是可以設(shè)定的。本實(shí)用新型第三實(shí)施方式涉及一種纖維收卷機(jī)。第三實(shí)施方式在第一或第二實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于 增加了一個速度控制裝置，用于根據(jù)纖維的張力來控制收卷輪收卷纖維的速度。速度控制裝置中包括一個張力傳感器，用于感知纖維的張力，如果張力超過預(yù)定 上限則適當(dāng)減慢收卷輪的收卷速度，如果張力低于預(yù)定下限則適當(dāng)加快收卷輪的收卷速度。張力傳感器本身是現(xiàn)有技術(shù)，有多種實(shí)現(xiàn)方法，所以這里不對張力傳感器進(jìn)行詳 細(xì)描述了。通過纖維的張力控制收卷纖維的速度，使收卷均速進(jìn)行，可以使最終得到的纖維 簾質(zhì)地均勻，提高了中空纖維膜產(chǎn)品的質(zhì)量。本實(shí)用新型第四實(shí)施方式涉及一種纖維收卷機(jī)。第四實(shí)施方式在第一或第二實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于 增加了 一個速度控制裝置，用于根據(jù)超聲波來控制收卷輪收卷纖維的速度。速度控制裝置中包括一個超聲波測速部件，可以通過超聲波在纖維上的傳播情況 測量纖維收卷的速度，如果測得的收卷速度超過預(yù)定上限，則適當(dāng)減慢收卷輪的收卷速度， 如果測得的收卷速度低于預(yù)定下限則適當(dāng)加快收卷輪的收卷速度。超聲波測速本身是一種現(xiàn)有技術(shù)，本申請只是將該技術(shù)結(jié)合到纖維收卷機(jī)中，并 不是對超聲波測速技術(shù)本身進(jìn)行創(chuàng)新，因此本申請中不對超聲波測速度進(jìn)行詳細(xì)描述了。通過超聲波控制收卷纖維的速度，使收卷均速進(jìn)行，可以使最終得到的纖維簾質(zhì) 地均勻，提高了中空纖維膜產(chǎn)品的質(zhì)量。本實(shí)用新型第五實(shí)施方式涉及一種纖維收卷機(jī)。第五實(shí)施方式在第一或第二實(shí)施方式的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于 增加了 一個速度控制裝置，用于根據(jù)激光來控制收卷輪收卷纖維的速度。速度控制裝置中包括一個激光測速部件，可以通過激光測量纖維收卷的速度，如果測得的收卷速度超過預(yù)定上限，則適當(dāng)減慢收卷輪的收卷速度，如果測得的收卷速度低 于預(yù)定下限則適當(dāng)加快收卷輪的收卷速度。激光測速本身是一種現(xiàn)有技術(shù)，本申請只是將該技術(shù)結(jié)合到纖維收卷機(jī)中，并不 是對激光測速技術(shù)本身進(jìn)行創(chuàng)新，因此本申請中不對激光測速度進(jìn)行詳細(xì)描述了。
通過激光控制收卷纖維的速度，使收卷均速進(jìn)行，可以使最終得到的纖維簾質(zhì)地 均勻，提高了中空纖維膜產(chǎn)品的質(zhì)量。第一和第二實(shí)施方式中由驅(qū)動裝置本身保證收卷速度的均勻，而在第三、第四、第 五實(shí)施方式中加入了反饋機(jī)制，從而使收卷速度的控制更為準(zhǔn)確。第三、第四、第五實(shí)施方式中提到了三種控制纖維收卷速度的方案，不過本實(shí)用新 型并不限于這三種方案，可以理解，也可以使用其它的手段來實(shí)現(xiàn)纖維收卷速度的控制。雖然通過參照本實(shí)用新型的某些優(yōu)選實(shí)施方式，已經(jīng)對本實(shí)用新型進(jìn)行了圖示和 描述，但本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該明白，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對其作各種改變，而不偏 離本實(shí)用新型的精神和范圍。
權(quán)利要求一種纖維收卷機(jī)，其特征在于，包括兩個獨(dú)立的收卷輪，前后平行排布，每個收卷輪可以在電機(jī)的帶動下獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)過程中纖維被有序地收卷在收卷輪表面；一個驅(qū)動裝置，連接并驅(qū)動所述兩個收卷輪；一個水箱，所述兩個收卷輪中軸以下部分能夠浸入該水箱中，該水箱用于在收卷過程中反復(fù)淋洗纏繞在所述兩個收卷輪上的纖維，除去纖維中殘留的化學(xué)物質(zhì)；一個液壓裝置，能夠?qū)⑺鰞蓚€收卷輪同時升起至高出水箱上沿的位置；當(dāng)其中一個收卷輪纏滿纖維以后，所述液壓裝置將所述兩個收卷輪同時頂起，升出水面的所述兩個收卷輪繞中軸旋轉(zhuǎn)180度相互置換位置，另外一個空的收卷輪開始收卷纖維；在所述兩個收卷輪之間有一個自動切割刀，當(dāng)所述兩個收卷輪相互置換位置后，將連接這兩個收卷輪的纖維切斷；每一個收卷輪上具有一個離合器，當(dāng)不需要該收卷輪旋轉(zhuǎn)的時候，能夠通過扳動離合器使該收卷輪和動力脫離停止運(yùn)動；一個自動切割裝置，用于在一個所述收卷輪布滿纖維后，在計(jì)算機(jī)的控制下，將該收卷輪上的纖維切斷形成一個由纖維構(gòu)成的簾。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維收卷機(jī)，其特征在于，還包括一個速度控制裝置，用于根 據(jù)纖維的張力來控制所述收卷輪收卷纖維的速度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維收卷機(jī)，其特征在于，還包括一個速度控制裝置，用于根 據(jù)超聲波來控制所述收卷輪收卷纖維的速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的纖維收卷機(jī)，其特征在于，還包括一個速度控制裝置，用于根 據(jù)激光來控制所述收卷輪收卷纖維的速度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的纖維收卷機(jī)，其特征在于，還包括一個機(jī)械傳動 裝置，用于控制纖維在所述收卷輪上的排布，在纖維位置固定的情況下，所述收卷輪每旋轉(zhuǎn) 一圈，整個收卷輪沿著水平方向移動一個指定的距離，使纖維有序地排布在該收卷輪上。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的纖維收卷機(jī)，其特征在于，所述收卷輪的周長與中空纖維膜 產(chǎn)品的長度相匹配。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的纖維收卷機(jī)，其特征在于，所述收卷輪的周長為2500mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的纖維收卷機(jī)，其特征在于，還包括一個機(jī)械手， 用于控制纖維在所述收卷輪上的排布，在所述收卷輪位置固定的情況下，該收卷輪每旋轉(zhuǎn) 一圈，該機(jī)械手控制纖維沿著該收卷輪的水平方向移動一個指定的距離，使纖維有序地排 布在該收卷輪上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的纖維收卷機(jī)，其特征在于，所述纖維是中空纖維。
專利摘要本實(shí)用新型涉及中空纖維膜的生產(chǎn)設(shè)備，公開了一種纖維收卷機(jī)。本實(shí)用新型中，收卷機(jī)有一個自動切割裝置，當(dāng)一個收卷輪布滿纖維后，在計(jì)算機(jī)控制下，可將纖維切斷，形成一個布滿纖維的簾。切斷后形成的纖維簾可直接與封頭粘合形成最終產(chǎn)品，提高了生產(chǎn)效率。收卷機(jī)有兩個可獨(dú)立旋轉(zhuǎn)的收卷輪，由液壓裝置升起后兩輪可互換位置，當(dāng)一個收卷輪布滿纖維后，通過兩個收卷輪互換位置，使另一個收卷輪馬上進(jìn)入收卷工作狀態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)不間斷收卷。兩個收卷輪中軸以下部分浸入水箱內(nèi)的水中，收卷過程中纏繞在收卷輪上的纖維可以在水箱中反復(fù)清洗，除去纖維中的殘留化學(xué)物質(zhì)。
文檔編號B65H79/00GK201634269SQ200920272649
公開日2010年11月17日 申請日期2009年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月10日
發(fā)明者傅傳林, 汲江 申請人:上海生物醫(yī)學(xué)工程研究中心