无纺布制造设备的导向装置及无纺布制造设备

技术领域

本发明涉及无纺布技术领域，尤其涉及无纺布制造设备的导向装置及无纺布制造设备。

背景技术

日前，医用口罩的需求日益增多，全球需求量仍居高不下，供应严重不足。一次性口罩材质有几种：无纺布口罩、纸口罩、活性碳口罩，其中无纺布口罩是需求量最大的口罩种类之一。

针刺无纺布是制作无纺布口罩的可选原料之一，中国专利CN112056652A公开了一种多功能防护口罩就采用针刺无纺布制成。针刺无纺布工艺的原理是利用三角截面或者其它尖锐形状截面的棱边带倒钩的刺针对纤网进行反复穿刺。倒钩穿过纤网时，将纤网表面和局部里层纤维强迫刺入纤网内部。由于纤维之间的摩擦作用，原来蓬松的纤网被压缩。刺针退出纤网时，刺入的纤维束脱离倒钩而留在纤网中，这样，许多纤维束纠缠住纤网使其不能再恢复原来的蓬松状态。经过许多次的针刺，相当多的纤维束被刺入纤网，使纤网中纤维互相缠结，从而形成具有一定强力和厚度的针刺法非织造材料。

针刺无纺布工艺包括有垂直针刺法和斜角针刺法，垂直针刺法指的是针刺沿无纺布表面的垂直方向刺入纤网中；而斜角针刺法指的是针刺沿倾斜于无纺布表面的方向刺入纤网中，根据最后获得产品的厚度需求以及品质需求，斜角针刺法中针刺刺入方向相对于无纺布表面的倾斜角度也存在区别。

中国专利CN114703606B公开了一种用于无纺布生产的针刺装置，可以发现目前针刺机的针刺机构的针刺是固定的，如果需要采用斜角针刺法，需要根据产品对针刺机进行定制。其原因在于，目前针刺机采用斜角针刺法时，无纺布的表面会沿其延伸方向倾斜于水平面，而针刺仍然沿铅垂线方向刺入纤网；当产品的厚度需求以及品质需求发生改变时，需要调整无纺布相对于水平面的倾斜角度使针刺刺入纤网的倾斜角度也需要随之改变，但这又会导致不同行列的针刺尖锐端与纤网的距离产生区别而无法同时刺入纤网，需要重新定制针刺机来对针刺刺入纤网的倾斜角度进行重新导向。

发明内容

有鉴于此，本发明提出了一种无纺布制造设备的导向装置及无纺布制造设备，目前针刺机的针刺机构的针刺是固定的，无法根据无纺布相对于水平面的倾斜角度来对针刺刺入纤网的倾斜角度进行重新导向的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种无纺布制造设备的导向装置，包括基座、针刺列单元及导向组件；基座设置在无纺布的其中一侧表面并朝向或者远离无纺布表面移动；若干针刺列单元沿无纺布延伸方向布设在基座朝向无纺布的端面上，各针刺列单元相对于基座朝向或者远离无纺布表面同步移动，使若干针刺列单元的尖锐端与无纺布表面的距离相同；导向组件驱使若干针刺列单元同步移动并锁定针刺列单元的位置。

在以上技术方案的基础上，优选的，导向组件包括固定部、活动部、限位杆及滑销；基座朝向无纺布的端面上沿无纺布延伸方向设置有若干插槽，插槽两端沿针刺列单元移动方向延伸，各针刺列单元远离无纺布的一端一一对应的插设在各插槽内并沿插槽移动；固定部与活动部均设置在基座上并位于若干针刺列单元布设方向的两端；活动部沿针刺列单元的移动方向相对于基座移动；至少一个限位杆设置在若干针刺列单元布设方向的侧面，限位杆一端铰连接固定部且另一端能够围绕铰连接部位转动，限位杆上沿限位杆延伸方向开设有滑槽；若干滑销一一对应的设置在各针刺列单元侧面及活动部侧面，各滑销均插入滑槽内并沿滑槽移动。

更进一步优选的，导向组件还包括旋转驱动机构及螺杆；旋转驱动机构设置在基座上并具有驱动部；螺杆一端连接驱动部且另一端沿针刺列单元移动方向延伸；活动部套设在螺杆上并与螺杆螺接。

另一方面，本发明还提供了一种无纺布制造设备，包括上述的无纺布制造设备的导向装置，还包括进料端、出料端、针刺机构主体及辊筒；进料端及出料端的位置固定不变，无纺布在进料端与出料端之间的部分拉紧；针刺机构主体上设置基座并驱使基座沿铅垂线方向移动，针刺列单元的尖锐端沿铅垂线方向朝向无纺布，针刺列单元随基座同步移动并刺入或者脱离无纺布；辊筒设置在进料端与出料端之间并紧贴在无纺布表面，辊筒的辊面紧贴无纺布表面，辊筒沿铅垂线移动使无纺布表面相对于水平面倾斜设置并改变倾斜角度。

在以上技术方案的基础上，优选的，进料端与出料端设置在针刺列单元布设方向的同一端，出料端沿铅垂线方向设置在进料端的正上方；两个辊筒设置在针刺列单元布设方向的另一端并远离进料端或者出料端，两个辊筒同时设置在无纺布朝向进料端或出料端的一侧表面并拉紧无纺布，两个辊筒沿铅垂线方向间隔设置，各辊筒沿铅垂线方向移动，并调整辊筒与进料端之间的无纺布部分或者辊筒与出料端之间的无纺布部分与水平面的倾斜角度；针刺机构主体上沿铅垂线方向设置两个基座，两个基座同步移动，并使两个基座上的针刺列单元分别对无纺布的同一表面或者两个表面进行针刺。

更进一步优选的，辊筒与进料端之间的无纺布部分及辊筒与出料端之间的无纺布部分分别为两个作业段，两个作业段与水平面的倾斜方向相反。

更进一步优选的，两个基座位于两个作业段相同朝向的端面时，两个基座同步移动并使两个基座上的针刺列单元对无纺布的两个表面同时进行针刺；两个基座位于两个作业段相反朝向的端面时，两个基座同步移动并使两个基座上的针刺列单元分别对无纺布的同一表面进行针刺。

更进一步优选的，两个辊筒沿铅垂线方向同时朝相反的方向移动，使两个作业段与水平面的倾斜角度相同。

更进一步优选的，位于作业段的辊筒沿铅垂线方向移动后，作业段与水平面的倾斜角度随之改变，作业段与水平面的倾斜角度为，

a＝ tan

其中，a代表作业段与水平面的倾斜角度，A代表两个辊筒沿铅垂线方向的间距，B代表进料端与出料端沿铅垂线方向的间距，L代表辊筒与进料端或者出料端沿水平方向的间距。

更进一步优选的，作业段与水平面的倾斜角度改变时，活动部沿铅垂线方向的移动距离为，

d＝|h

h＝S×tan(a)(3)，

其中，d代表活动部沿铅垂线方向的移动距离，h代表若干针刺列单元布设方向两端沿铅垂线方向的高度差，S代表针刺列单元布设方向两端的两个针刺列单元尖锐端沿水平方向的间距。

本发明的无纺布制造设备的导向装置及无纺布制造设备相对于现有技术具有以下有益效果：

(1)本发明设置各针刺列单元相互独立并相对于无纺布表面同步移动，不仅根据无纺布的倾斜角度调整针刺列单元尖锐端连线与无纺布表面平行，而且使各针刺列单元尖锐端与无纺布表面的间距均相同而能够同时刺入纤网内，实现了对各针刺列单元的重新导向，能够适配无纺布与水平面的倾斜角度变化；通过在各针刺列单元及活动部的侧面设置滑销，而滑销滑动设置在限位杆的滑槽内，当限位杆自由端转动时会带动各滑销在滑槽内移动，又由于各针刺列单元及活动部只能沿插槽移动，因此限位杆转动会带动各针刺列单元及活动部移动，并使各针刺列单元移动的距离等比例增大，实现了针刺列单元尖锐端连线与水平面的倾斜角度调整，以及实现了针刺列单元尖锐端始终位于同一直线上的目的，使针刺列单元尖锐端连线与无纺布表面平行且与无纺布表面间距一致。

(2)本发明通过螺杆转动带动活动部移动，通过螺杆转动圈数来准确控制活动部移动距离，从而对各针刺列单元的升降高度进行精确的调控，并实现对各针刺列单元尖锐端连线相对于水平面倾斜角度的精确控制。

(3)本发明通过位置固定的进出料端拉紧无纺布，通过辊筒上下移动便于调整作业段相对于水平面具有的倾斜角度，而且当无纺布持续不断的前进时，无论无纺布的倾斜角度如何变化，针刺列单元都沿铅垂线方向刺入纤网内并符合斜角针刺工艺的刺入角度需求。

(4)本发明通过两个辊筒对无纺布延伸方向进行导向，使无纺布回向弯折，并在针刺机构中上下设置两个导向装置，两个导向装置通过针刺机构同步移动能够对无纺布的不同表面进行同时针刺，或者两个导向装置通过一个上下来回移动能够对无纺布的同一表面进行两次针刺，大幅提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地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地介绍，显而易见地，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他的附图。

图1为本发明的导向装置的侧视图；

图2为本发明的无纺布制造设备的侧视图；

图3为本发明的无纺布制造设备的另一种实施方式的侧视图；

图4为本发明的无纺布制造设备的再一种实施方式的侧视图。

图中：1、基座；101、插槽；2、针刺列单元；3、导向组件；31、固定部；32、活动部；33、限位杆；34、滑销；35、旋转驱动机构；36、螺杆；301、滑槽；4、无纺布；41、作业段；5、进料端；6、出料端；7、针刺机构主体；8、辊筒。

具体实施方式

下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明的一种无纺布制造设备的导向装置，包括基座1、针刺列单元2及导向组件3。

其中，基座1设置在无纺布4的其中一侧表面并朝向或者远离无纺布4表面移动。基座1是安装针刺列单元2的主体，在现有技术中，若干针刺列单元2是固定安装在基座1上的。但在本案中，由于需要对若干针刺列单元2形成的针刺面与水平面的倾斜角度进行调整，针刺列单元2活动安装在基座1上。

本案中的无纺布4指代制成无纺布4的原料纤网。

针刺列单元2是一个长列状的结构，每列针刺形成一个列单元，针刺列单元2的列延伸方向通常垂直于无纺布4的延伸方向。若干针刺列单元2沿无纺布4延伸方向布设在基座1朝向无纺布4的端面上，若干针刺列单元2的尖锐端形成一个针刺面，当若干针刺列单元2同步下移时，整个针刺面会同时刺入无纺布4的纤网内，因此针刺面应当与无纺布4表面相平行；但当无纺布4表面与水平面的倾斜角度改变时，传统的针刺机中针刺的安装位置固定而无法上下移动，因此传统的针刺机中的针刺面的位置也始终保持固定不变；而在本实施例中，始终各针刺列单元2相对于基座1朝向或者远离无纺布4表面同步移动，各针刺列单元2的移动距离等比例增大或者缩小，使若干针刺列单元2的尖锐端与无纺布4表面的距离相同，从而使形成的针刺面也能够随之改变与水平面的倾斜角度，实现对各针刺列单元2的重新导向以适配无纺布4的倾斜角度。

导向组件3驱使若干针刺列单元2同步移动并锁定针刺列单元2的位置。

在图1所示的一优选实施例中，为了实现导向组件3的功能，具体来说，导向组件3包括固定部31、活动部32、限位杆33及滑销34。

其中，基座1朝向无纺布4的端面上沿无纺布4延伸方向设置有若干插槽101，插槽101两端沿针刺列单元2移动方向延伸，各针刺列单元2远离无纺布4的一端一一对应的插设在各插槽101内并沿插槽101移动，通过插槽101限制针刺列单元2只能上下移动而不会左右移动，从而保证相邻针刺列单元2的间距不变。

固定部31与活动部32均设置在基座1上并位于若干针刺列单元2布设方向的两端；活动部32沿针刺列单元2的移动方向相对于基座1移动，可以在基座1侧面设置导轨限制活动部32的移动路径。

至少一个限位杆33设置在若干针刺列单元2布设方向的侧面，若干针刺列单元2布设方向的侧面实际上就是单列针刺列单元2的列端部，通常选择在若干针刺列单元2布设方向的两侧都设置限位杆33以起到准确的控制效果。限位杆33一端铰连接固定部31且另一端能够围绕铰连接部位转动，限位杆33上沿限位杆33延伸方向开设有滑槽301。

若干滑销34一一对应的设置在各针刺列单元2侧面及活动部32侧面，各滑销34均插入滑槽301内并沿滑槽301移动。

通过上述技术方案，当限位杆33的自由端转动时，由于滑销34卡在滑槽301内，滑销34会受到限位杆33转动而使滑槽301内壁产生的推动力，同时由于滑销34固定在各针刺列单元2或者活动部32上，而各针刺列单元2或者活动部32又仅能沿插槽101移动，因此限位杆33转动就会带动各针刺列单元2或者活动部32沿插槽101移动；而且限位杆33也限制了各针刺列单元2的移动高度，离限位杆33自由端越近的针刺列单元2上下移动的距离越大，而离限位杆33自由端越远的针刺列单元2上下移动的距离越小，且各针刺列单元2的移动距离在限位杆33的限制下是等比例增大或者缩小的。同时尽管各针刺列单元2的水平间距受到滑槽301的限制而并未发生变化，但各针刺列单元2上的滑销34的高度之间却会增大或者虽小，因此滑销34在此过程中是会沿滑槽301移动，而不会阻碍各针刺列单元2仅做上下移动。

还需要说明的是，本针刺设备的原理是通过驱动各针刺列单元2形成的针刺面对无纺布4表面进行处理，因此仅需要针刺的尖锐端插入无纺布4内，而不需要对无纺布4的表面进行挤压，且无纺布4质地柔软，因而对于针刺的反作用力几乎可以视作不存在，因此即使本实施例通过限位杆33抵持滑销34来挤压各针刺列单元2插入无纺布4，限位杆33上通常不会发生受到很强的反作用力而损坏的问题。

在图1所示的一优选实施例中，为了能够准确控制针刺列单元2的移动距离，从而实现精准控制各针刺列单元2尖锐端形成的针刺面的倾斜角度，导向组件3还包括旋转驱动机构35及螺杆36。

其中，旋转驱动机构35设置在基座1上并具有驱动部；旋转驱动机构35可以是旋转电机。

螺杆36一端连接驱动部且另一端沿针刺列单元2移动方向延伸；活动部32套设在螺杆36上并与螺杆36螺接，通过将螺杆36转动圈数转换为活动部32的移动距离，从而能够准确控制活动部32的移动距离。

如图2所示，本发明的一种无纺布制造设备，包括上述任意一种实施例的无纺布制造设备的导向装置，还包括进料端5、出料端6、针刺机构主体7及辊筒8。

其中，进料端5及出料端6分别指代位于针刺工序的前后两个工序，进料端5将作为无纺布4原料的纤网送入针刺工序并经过针刺列单元2以受到针刺，而出料端6则接收受到针刺处理的纤网进行后续工序以获得最终产品，由于进料端5及出料端6包括本领域的大量常规标准设备，且本案也并不涉及对于进料端5及出料端6工序的改进，因此并未对进料端5及出料端6的具体结构进行详细的描述。在本实施例中，进料端5及出料端6的位置固定不变，无纺布4在进料端5与出料端6之间的部分拉紧。

针刺机构主体7实际上是整个针刺机的主体，在本实施例中主要包括用于安装基座1的支撑机构，以及驱动支撑机构及基座1移动的驱动设备，由于本案并不涉及对于针刺机主要运行原理和机械结构的改进，而仅涉及对于各针刺列单元2刺入角度导向原理和结构的改进，因此并未对针刺机构主体7的具体结构进行详细的描述，而简单描述为针刺机构主体7上设置基座1并驱使基座1沿铅垂线方向移动，针刺列单元2的尖锐端沿铅垂线方向朝向无纺布4，针刺列单元2随基座1同步移动并刺入或者脱离无纺布4。

辊筒8设置在进料端5与出料端6之间并紧贴在无纺布4表面，辊筒8能够将无纺布4拉紧以使无纺布4表面保持平整方便进行针刺处理，因此辊筒8的辊面紧贴无纺布4表面；但在本实施例中，辊筒8还有一个作用就是调整无纺布4表面与水平面的倾斜角度，辊筒8沿铅垂线移动使无纺布4表面相对于水平面倾斜设置并改变倾斜角度，其原理为进料端5及出料端6的位置固定不变，相当于无纺布4其中一端的高度保持不变，而辊筒8上下移动使无纺布4另一端的高度发生相对变化，因此使无纺布4具有了倾斜角度。

本实施例通过采用上述技术方案，重新设计了斜角针刺的工艺，其与现有技术的区别在于，现有技术中无纺布4通常采用水平方向进行输送，然后将各针刺设置为倾斜朝向无纺布4，通过斜向移动针刺机构使针刺沿斜角插入无纺布4的纤网内。但现有工艺的难度在于，无纺布4一直在持续的分段移动，无纺布4每移动一端就对该段进行针刺，而现有的斜角针刺工艺中斜向移动针刺机构使针刺沿斜角插入无纺布4时，因此针刺机构的移动路径是斜线而需要较长的移动时间，且针刺插入无纺布4的部分的长度也较长，如果针刺机构还未驱使针刺脱离无纺布4时无纺布4就再次开始移动，就会导致针刺会划破无纺布4表面，因此每次进行针刺时，都需要停顿较长的时间以保证针刺完全脱离无纺布4。但本实施例中由于无纺布4为倾斜设置，而各针刺列单元2始终沿铅垂线移动并刺入无纺布4中，因此各针刺列单元2的移动路径是垂直直线，因此移动时间相较于现有设备的斜线路径要短，且由于无纺布4倾斜设置，各针刺列单元2垂直移动插入时仍然能够对无纺布4进行斜角针刺处理，这样就大幅缩短了针刺机构单次针刺处理所需的时间。

在图3所示的一优选实施例中，为了进一步提高针刺处理的效率，本实施例采用如下手段。

其中，进料端5与出料端6设置在针刺列单元2布设方向的同一端，出料端6沿铅垂线方向设置在进料端5的正上方。两个辊筒8设置在针刺列单元2布设方向的另一端并远离进料端5或者出料端6，两个辊筒8同时设置在无纺布4朝向进料端5或出料端6的一侧表面并拉紧无纺布4，两个辊筒8沿铅垂线方向间隔设置。通过两个辊筒8的导向，使无纺布4从进料端5向一个方向延伸后经过弯折又回头朝进料端5延伸并最终进料端5正上方的出料端6输出。

各辊筒8沿铅垂线方向移动，并调整辊筒8与进料端5之间的无纺布4部分或者辊筒8与出料端6之间的无纺布4部分与水平面的倾斜角度。

针刺机构主体7上沿铅垂线方向设置两个基座1，两个基座1同步移动，并使两个基座1上的针刺列单元2分别对无纺布4的同一表面或者两个表面进行针刺。

因此在本实施例中，辊筒8与进料端5之间的无纺布4部分及辊筒8与出料端6之间的无纺布4部分分别为两个作业段41，两个作业段41与水平面的倾斜方向相反。

如果两个基座1位于两个作业段41相同朝向的端面时，由于无纺布4弯折回向延伸，因此此时两个基座1实际上是分别面朝无纺布4的两个不同表面。因此两个基座1同步移动并使两个基座1上的针刺列单元2对无纺布4的两个表面同时进行针刺，能够通过针刺机构主体7同时驱动两个基座1进行一步移动就能够实现对无纺布4的位于两个不同表面的两个作业段41的同时针刺。

在图2所示的一优选实施例中，相比前一实施例，如果两个基座1位于两个作业段41相反朝向的端面时，此时两个基座1实际上是同时面朝无纺布4的同一表面。因此，两个基座1同步移动并使两个基座1上的针刺列单元2分别对无纺布4上位于同一表面的两个作业段41进行针刺。

在图4所示的一优选实施例中，实际上本发明可以在两个作业段41可以分别进行不同斜角角度的针刺作业，但本实施例中两个辊筒8沿铅垂线方向同时朝相反的方向移动，使两个作业段41与水平面的倾斜角度相同。

由于位于作业段41的辊筒8沿铅垂线方向移动后，作业段41与水平面的倾斜角度随之改变，因此本案的原理是通过辊筒8的上下移动来控制无纺布4的倾斜角度，为了能够快速获知无纺布4的倾斜角度，可以通过勾股定理换算出作业段41与水平面的倾斜角度为，

a＝ tan

其中，a代表作业段41与水平面的倾斜角度，A代表两个辊筒8沿铅垂线方向的间距，B代表进料端5与出料端6沿铅垂线方向的间距且是保持不变的，L代表辊筒8与进料端5或者出料端6沿水平方向的间距且是保持不变的。

在图4所示的一优选实施例中，作业段41与水平面的倾斜角度改变时，由于本案的原理是通过活动部32的上下移动来控制各针刺列单元2的上下移动，从而使形成的针刺面倾斜角度发生变化，因此可以通过勾股定理换算出活动部32沿铅垂线方向的移动距离为，

d＝|h

h＝S×tan(a) (3)，

其中，d代表活动部32沿铅垂线方向的移动距离，h代表若干针刺列单元2布设方向两端沿铅垂线方向的高度差，S代表针刺列单元2布设方向两端的两个针刺列单元2尖锐端沿水平方向的间距且是保持不变的。

当作业段41处于初始状态时，作业段41与水平面的倾斜角度为a

需要说明的是，由于活动部32的上下移动高度与针刺列单元2的最大移动距离实际上是有差异的，且机械结构本身具有较多的误差范围，本案中公式的目的是描述获取相应参数的原理。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。