聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置

摘要

本发明属于制备聚四氟乙烯微孔膜的装置。聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置，其特征在于：包括上下各1排扩幅圈排，每一扩幅圈排由3—20套扩幅圈成扇形排列在横向拉幅机的拉伸段中，上扩幅圈排位于薄膜通过面的上面，下扩幅圈排位于薄膜通过面的下面；每套扩幅圈包括扩幅链轮、主动链轮、被动链轮、张紧轮、链条、调控机构；链条套在扩幅链轮、主动链轮、张紧轮和被动链轮上，扩幅圈中的链条为中间大、前后端小的椭圆形。该装置可实现聚四氟乙烯微孔膜横向扩幅时，聚四氟乙烯微孔膜的孔径差异小厚度的均匀性好。

权利要求

1.聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置，其特征在于：包括上下各1排扩幅圈排，每一扩幅圈排由3—20套扩幅圈(20)成扇形排列在横向拉幅机的拉伸段中，上扩幅圈排位于薄膜通过面的上面，下扩幅圈排位于薄膜通过面的下面；

每套扩幅圈(20)包括扩幅链轮(1)、主动链轮(2)、被动链轮(3)、张紧轮(4)、链条(5)、调控机构，主动链轮(2)设置在主动链轮座(7)上，主动链轮座(7)固定在后横樑(9)上，被动链轮(3)设置在被动链轮座(8)上，被动链轮座(8)由链条张紧调整机构设置在前横樑(11)上，扩幅链轮(1)设置在扩幅链轮座上，扩幅链轮座设置在调控机构上，调控机构设置在中横樑(10)上，张紧轮(4)设置在调控机构上，链条(5)套在扩幅链轮(1)、主动链轮(2)、张紧轮(4)和被动链轮(3)上，扩幅圈(20)上的链条(5)为中间大、前后端小的椭圆形；中横樑(10)位于后横樑(9)与前横樑(11)之间，主动链轮(2)的链轮轴由万向节(17)与相邻的主动链轮(2)的链轮轴(26)相连，位于最右或最左侧的主动链轮(2)的链轮轴(26)与旋转机构相连；

所述的上扩幅圈排、下扩幅圈排均垂直于薄膜通过面，上扩幅圈排与下扩幅圈排相对排列，上扩幅圈排的每一行距中间排列着下扩幅圈排的扩幅圈，下扩幅圈排的每一行距中间排列着上扩幅圈排的扩幅圈；

所述的上扩幅圈排的扩幅圈(20)的链条(5)的前后两端与拉伸段的薄膜(21)上面相切，下扩幅圈排的扩幅圈(20)的链条(5)的前后两端与拉伸段的薄膜(21)下面相切。

2.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置，其特征在于，链条(5)中的U形链板(27)与相邻的U形链板(27)之间的接合部为V形或U形(30)。

3.根据权利要求1所述的聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置，其特征在于链条(5)中的U形链板(27)的每一链板的长度为2倍的链节距，表面应抛光镀铬处理。

说明书

聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置

技术领域

[0001] 本发明属于制备聚四氟乙烯微孔膜的装置，具体涉及一种聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置。

背景技术

[0002] 长期以来，工业生产所产生的粉尘和高温烟气的微小颗粒的除尘净化均采用静电除尘和复合纤维袋式过滤除尘，由于这种除尘方法和过滤材料的除尘效率一般为94%—98%的除净率，约有3%左右的微小颗粒被排入空气中，造成空气的严重污染，使雾霾天气频频发生，严重地影响人们的身体健康。聚四氟乙烯微孔膜由于具有耐高温、耐酸碱、不易老化、膜面光滑不粘、憎水、成膜孔径小（一般由0.1um-1.0um）、孔隙率高（可高达90%），作为过滤材料除尘净化率可达99.9%以上，是过滤微小颗粒、净化空气、治理雾霾最理想的过滤材料。聚四氟乙烯微孔膜是通过双向拉伸形成微原纤与节点相联的多微孔结构形成的微孔，拉伸工艺是决定膜结构和性能的重要因素，特别是横向拉伸中的拉伸力的均匀分布及拉伸速率的同步是决定聚四氟乙烯微孔膜孔径均匀性的关键因素，现有技术中，横向拉伸是由链铗夹持薄膜在梯形导轨中由小端至大端运行的横向平面拉伸实现的，但由于聚四氟乙烯微孔膜在横向拉伸时，薄膜两侧的横向拉伸力由两侧向中间传递时，拉伸力被逐渐衰减和滞后，这种横向拉伸中的不均匀拉伸过程，使中间部分的拉伸量小，中间区域部分的孔径小、孔隙率低，而两边部分的拉伸量大，孔径大、孔隙率大，这种横向拉伸中的不均匀性使聚四氟乙烯微孔膜的品质差、孔径差异大、净化率下降，厚度均匀性差，这种非均匀性横向拉伸的技术难题严重的影响了它在空气净化、过滤除尘，特别是在高温过滤微小颗粒、治理雾霾这一重大领域里的广泛应用。

[0003] 为了使聚四氟乙烯微孔膜在横向扩幅中的非均匀性技术难题得到根本的解决，本发明提供了聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置，该装置可实现聚四氟乙烯微孔膜横向拉伸中均匀性好。

[0005] 为了实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置，其特征在于：包括上下各1排扩幅圈排，每一扩幅圈排由3—20套扩幅圈20成扇形排列在横向拉幅机的拉伸段中，上扩幅圈排位于薄膜通过面的上面，下扩幅圈排位于薄膜通过面的下面；

[0006] 每套扩幅圈20包括扩幅链轮1、主动链轮2、被动链轮3、张紧轮4、链条5、调控机构，主动链轮2设置在主动链轮座7上，主动链轮座7固定在后横樑9上，被动链轮3设置在被动链轮座8上，被动链轮座8由链条张紧调整机构设置在前横樑11上，扩幅链轮1设置在扩幅链轮座上，扩幅链轮座设置在调控机构上，调控机构设置在中横樑10上，张紧轮4设置在调控机构上，链条5套在扩幅链轮1、主动链轮2、张紧轮4和被动链轮3上，扩幅圈20中的链条5为中间大、前后端小的椭圆形；中横樑10位于后横樑9与前横樑11之间，主动链轮2的链轮轴26由万向节17与相邻的主动链轮2的链轮轴26相连，位于最右或最左侧的主动链轮2的链轮轴26与旋转机构相连。

[0007] 所述的旋转机构包括变频减速电机18、主动齿轮19、被动齿轮，变频减速电机18的输出轴上设有主动齿轮19，上扩幅圈排位于最右或最左侧的主动链轮2的链轮轴26与旋转机构的变频减速电机18的输出轴由联轴器相连，下扩幅圈排位于最右或最左侧的主动链轮2的链轮轴26上设有被动齿轮，被动齿轮与主动齿轮19啮合。

[0008] 所述的调控机构包括支臂6、调控电机13、螺杆14、螺母15、连接板16，调控电机13固定在中横樑10上，调控电机13的输出轴由联轴器与螺杆14连接，螺母15旋在螺杆
14上，螺母15设置在连接板16，连接板16与支臂6的前端铰接，支臂6的后端部铰接在主动链轮座上，支臂6的前端设置有扩幅链轮座。

[0009] 所述的上扩幅圈排、下扩幅圈排均垂直于薄膜通过面，上扩幅圈排与下扩幅圈排相对排列，上扩幅圈排的每一行距中间排列着下扩幅圈排的扩幅圈，下扩幅圈排的每一行距中间排列着上扩幅圈排的扩幅圈。

[0010] 所述的上扩幅圈排的扩幅圈20的链条5的前后两端与拉伸段的薄膜21上面相切，下扩幅圈排的扩幅圈20的链条5的前后两端与拉伸段的薄膜21下面相切。

[0011] 所述的被动链轮3与扩幅链轮1之间设有直线导条25，直线导条25的一端由导条连板29与被动链轮座8铰接，直线导条25的另一端由导条连板29与扩幅链轮座铰接；直线导条25的两侧面上均设有L形导块28；链条5的U形链板27滑配在L形导块28上。

[0012] 所述的主动链轮2与扩幅链轮1之间设有直线导条25，直线导条25的一端由导条连板29与主动链轮座7铰接，直线导条25的另一端由导条连板29与扩幅链轮座铰接；直线导条25的两侧面上均设有L形导块28；链条5的U形链板27滑配在L形导块28上。

[0013] 链条5的U形链板27的长度等于2倍链节距，表面应抛光镀铬处理。

[0014] 链条5的U形链板27与相邻的U形链板27之间的接合部为V形或U形30。

[0015] 本发明中实现了聚四氟乙烯微孔膜的W形立体、多面、多行的均匀扩幅和扩幅速率的同步及在线检测分行自动调控均匀性，使制备聚四氟乙烯微孔膜时的横向扩幅的非均匀性技术难题得到根本的解决。

[0016] 本发明的有益效果是：该装置可实现聚四氟乙烯微孔膜横向扩幅时，聚四氟乙烯微孔膜的孔径差异小厚度的均匀性好。

附图说明

[0017] 图1是本发明的结构示意图（俯视）。

[0018] 图2是本发明的上、下扩幅圈的示意图。

[0019] 图3是本发明的扩幅圈的结构示意图。

[0020] 图4是图1沿A-A线的剖视图。

[0021] 图5是扩幅区、定型区的划分图。

[0022] 图6是本发明直线导条、L形导块、U形链板的结构示意图。

[0023] 图7是图6的K向视图。

[0024] 图中，1-扩幅链轮，2-主动链轮，3-被动链轮，4-张紧轮，5-链条，6-支臂，7-主动链轮座，8-被动链轮座，9-后横樑，10-中横樑，11-前横樑，12-张力调整螺钉，13-调控电机，14-螺杆，15-螺母，16-连接板，17-万向节，18-变频减速电机，19-主动齿轮，20-扩幅圈，21-薄膜，22-测厚仪，23-左链铗，24-右链铗，25-直线导条，26-链轮轴，27-U形链板，28-L形导块 ，29-导条连板，30-V形或U形。

具体实施方式

[0025] 如图1、图2、图3、图4所示，聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置，包括上下各1排扩幅圈排（即它包括上扩幅圈排和下扩幅圈排），每一扩幅圈排由3—20套扩幅圈20成扇形排列在横向拉幅机的拉伸段中（图1、图4中，上扩幅圈排采用5套扩幅圈，下扩幅圈排采用4套扩幅圈；具体数量根据需要确定），上扩幅圈排位于薄膜通过面（或称薄膜通过线）的上面，下扩幅圈排位于薄膜通过面的下面；

[0026] 每套扩幅圈20包括扩幅链轮1、主动链轮2、被动链轮3、张紧轮4、链条5、调控机构，主动链轮2设置在主动链轮座7上（主动链轮旋转），主动链轮座7固定在后横樑9上（图1中的上方后，下方为前，左边为左，右边为右），被动链轮3设置在被动链轮座8上（被动链轮旋转），被动链轮座8由链条张紧调整机构设置在前横樑11上【所述的链条张紧调整机构可为张力调整螺钉12，即被动链轮座8固定在前横樑11上（调节张力调整螺钉12能使被动链轮座8沿前后位置移动，调整链条5的张紧力）】，扩幅链轮1设置在扩幅链轮座上，扩幅链轮座设置在调控机构上（扩幅链轮旋转），调控机构设置在中横樑10上，张紧轮4设置在调控机构上【张紧轮4设置在调控机构的连接板16上（张紧轮旋转）】，链条5套在扩幅链轮
1、主动链轮2、张紧轮4和被动链轮3上，扩幅圈20中的链条5形成中间大、前后端小的椭圆形；中横樑10位于后横樑9与前横樑11之间（扩幅链轮1和张紧轮4均位于主动链轮2与被动链轮3之间），主动链轮2的链轮轴26由万向节17与相邻的主动链轮2的链轮轴26相连，位于最右（或最左）侧的主动链轮2的链轮轴26与旋转机构相连（旋转机构带着各主动链轮2旋转）。

[0027] 所述的旋转机构包括电机（变频减速电机18）、主动齿轮19、被动齿轮，电机的输出轴上设有主动齿轮19，上扩幅圈排位于最右（或最左）侧的主动链轮2的链轮轴26与旋转机构的电机的输出轴由联轴器相连，下扩幅圈排位于最右（或最左）侧的主动链轮2的链轮轴26上设有被动齿轮，被动齿轮与主动齿轮19啮合。

[0028] 所述的调控机构包括支臂6、调控电机13、螺杆14、螺母15、连接板16，调控电机13固定在中横樑10上，调控电机13的输出轴由联轴器与螺杆14连接，螺母15旋在螺杆
14上（构成丝杆副，调控电机13旋转，螺母15作直线移动），螺母15设置在连接板6上，连接板16与支臂6的前端铰接，支臂6的后端部铰接在主动链轮座上（即支臂6的前端能摆动），支臂6的前端设置有扩幅链轮座。

[0029] 所述的上扩幅圈排、下扩幅圈排均垂直于薄膜通过面，上扩幅圈排与下扩幅圈排相对排列，上扩幅圈排的每一行距中间排列着下扩幅圈排的扩幅圈，下扩幅圈排的每一行距中间排列着上扩幅圈排的扩幅圈【即，上扩幅圈排的扩幅圈与下扩幅圈排的扩幅圈交错布置（即上扩幅圈排的扩幅圈位于下扩幅圈排的两相邻扩幅圈之间，下扩幅圈排的扩幅圈位于上扩幅圈排的两相邻扩幅圈之间，如图1、图4所示）】。

[0030] 所述的上扩幅圈排的扩幅圈20的链条5的前后两端与拉伸段的薄膜21上面相切，下扩幅圈排的扩幅圈20中的链条5的前后两端与拉伸段的薄膜21下面相切。

[0031] 因为扩幅圈20中的链条5为中间大、两端小的椭圆形，所以，上扩幅圈20上的扩幅链轮1上的链条5将扩幅区中间的薄膜21向下切入薄膜21的上平面，同时，下扩幅圈排的扩幅链轮1上的链条5将扩幅区中间的薄膜21向上切入薄膜21的下平面，由于上下链条5对薄膜上下面的相对切入，使薄膜21由平面逐渐成为W形的立体多面而获得均匀的横向扩幅。

[0032] 如图3、图6所示，所述的被动链轮3与扩幅链轮1之间设有直线导条25，直线导条25的一端由导条连板29与被动链轮座8铰接，直线导条25的另一端由导条连板29与扩幅链轮座铰接；直线导条25的两侧面上均设有L形导块28；链条5的U形链板27滑配在L形导块28上。

[0033] 所述的主动链轮2与扩幅链轮1之间设有直线导条25，直线导条25的一端由导条连板29与主动链轮座7铰接，直线导条25的另一端由导条连板29与扩幅链轮座铰接；直线导条25的两侧面上均设有L形导块28；链条5的U形链板27滑配在L形导块28上。

[0034] 直线导条25的作用是该段的链条5作直线运动。链条5上的U形链板27为U形，每一链板的长应为链节距2倍，表面应抛光镀铬处理。

[0035] 如图7所示，链条5的U形链板27与相邻的U形链板27之间的接合部为V形或U形(如图7之标号30处)。

[0036] 链条5的U形链板27的长度L等于2倍链节距t（L=2t），表面应抛光镀铬处理。

[0037] 薄膜21上下面的链条5应与两边的链铗同步同向运行，由变频减速电机驱动主动齿轮19、被动齿轮驱动链轮轴26，带动主动链轮2，驱动链条5绕张紧轮4、被动链轮3、扩幅链轮1作椭圆形的圆周运动。

[0038] 所述的上扩幅圈排、下扩幅圈排的后方还设有测厚仪22，测厚仪在梯形拉伸段的大端之后横向排列设置，测厚仪22将扫描测得的横向扩幅后的薄膜上下各行的厚度信号输入多路控制系统（计算机），多路控制系统经过处理后输出各行厚度差的调控指令给相对应行中的扩幅圈20上的调控电机13，调控电机13根据调控指令驱动螺杆14、螺母15、连接板16、支臂6上的扩幅链轮1作上升或下降的运动，改变相对应行中薄膜的扩幅量，使该行薄膜依据厚度差的指令调控厚度，实现了W形横向扩幅制备聚四氟乙烯微孔膜在线检测分行自动调控各行间的扩幅量，达到了对厚度的均匀性进行精确调控的目的。

[0039] 薄膜21在扩幅区至定型区扩幅定型的全过程中是由链条5在该区段的运行轨迹跟踪切入控制薄膜扩幅和跟踪支撑控制薄膜定型的全过程而实现的，所以，“聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置”实现了由链条5在线跟踪控制薄膜扩幅速率的同步，实现了聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅在全部扩幅区段中扩幅速率的同步，使聚四氟乙烯微孔膜的孔径差异小，过滤净化率和孔隙率得到更进一步提高。

[0040] 由上下各3-20套扩幅圈组成的上下扩幅圈排，它们分上下成扇形排列在薄膜21的梯形拉伸段中，使通用的两边链铗（左链铗23、右链铗24）握持薄膜两边的扩幅力变为上下各3-20行的W形与扇形同步扩幅力，使两边的扩幅分成多行均匀的扩幅，使扩幅速率同步进行，达到聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅中的均匀性进一步的提高。

[0041] 聚四氟乙烯微孔膜是由水平扩幅和垂直扩幅同步进行的双向W形的横向扩幅实现的。在链条5由梯形拉伸段的小段至梯形拉伸段的中段即扩幅链轮1之垂直中心处，由于上下扩幅链轮1，使链条5对薄膜的上下面逐渐垂直切入到扩幅区的终端时，垂直切入量达到最大，已完成扩幅总量的1/2，另由于扩幅圈20成扇形排列，当链条5由梯形拉伸段的小端至梯形拉伸段的中间时水平方向的扩幅也完成了1/2总量的扩幅量，水平方向和垂直方向的同步扩幅量相加完成了扩幅的总量。聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅是由水平和垂直双向同步扩幅实现的横向扩幅。

[0042] 由被动链轮3至扩幅链轮1之间，上下链条5在直线导条25的控制下成直线运动对薄膜21是垂直逐渐增加切入量的垂直扩幅，同时由于扩幅圈20成扇形排列，链条5由扇形的小端至扇形中段水平面也逐渐增大扩幅量，水平扩幅量与垂直扩幅量之和在拉伸段的中部即完成了扩幅。这一段为薄膜的扩幅区（如图5所示），在扩幅链轮1至主动链轮2的这一区段由于垂直切入量逐渐退出而扇形水平扩幅量的逐渐加大，水平增量的1/2和垂直减量的1/2相互抵消，在这一区段薄膜保持扩幅量不变，在扩幅链轮1至主动链轮2，这一区段薄膜为定型区。因此在聚四氟乙烯微孔膜W形横向扩幅及分行自动调控装置中还包括薄膜21在梯形拉伸段的1/2区段左右完成了扩幅，使扩幅速率提高1倍。

[0043] 由于扩幅圈20上的链条5与薄膜21两端的上下面相切，扩幅圈20为中间大两端小的椭圆形，所以上扩幅圈排中的扩幅链轮1上的链条5将扩幅区中间的薄膜21向下逐渐切入薄膜21的上面，同时，下扩幅圈排中的扩幅链轮1上的链条5将扩幅区中间的薄膜21向上切入薄膜21的下平面，由于上下链条5对薄膜21上下面的相对切入，使薄膜21由平面逐渐成为W形的立体多面而获得均匀的扩幅；直线导条25控制链条5在扩幅链轮1与被动链轮3之间作直线运动，在扩幅链轮1与主动链轮2之间作直线运动。在扩幅圈20的椭圆形圆周上布置着链条5，它沿扩幅链轮1、主动链轮2、张紧轮4、被动链轮3、及直线导条25在主动链轮2的驱动下作与两边链铗握持薄膜21同步同向运动。主动链轮2的驱动是由变频减速电机18，驱动主被动齿轮19、链轮轴26，万向节17，使主动链轮2旋转驱动链条
5，在张紧轮4、被动链轮3、直线导条25、扩幅链轮1上作椭圆形的圆周运动实现的。

[0044] 本发明装置可适用于其它塑料薄膜的制备。

[0045] 说明：上述装置仅用于说明本发明中各部件的结构、连接、传动方式都是可以变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的变换和改进，不应排除在本发明的保护范围之外。