专利摘要

本发明提供了一种再生蚕丝蛋白纤维的牵伸机和牵伸方法，包括机架、调节器、罗拉和控制相邻两个罗拉之间丝线存积量的牵伸控制装置，所述牵伸控制装置包括控制杆和感应器，并在机架底部配置了恒温加热装置，让再生蚕丝能够在温度均一的水溶液中均匀伸展,保证了拉伸张力维持在一个预先设定范围内，从而获得结构均一、具有优异力学性能的再生丝。牵伸方法的操作步骤简单、过程稳定、产能高、易于实现工业化大生产，具有很好的工业应用价值。

权利要求

1.一种牵伸机，包括机架和罗拉，其特征在于，还包括调节器和牵伸控制装置，所述牵伸控制装置包括控制杆和感应器，控制杆的一端为绕丝端，控制杆的另一端为控制端，感应器包括罗拉运行启动开关和罗拉运行停止开关，控制端的运行路线包括了与感应器的启动开关和停止开关相对应的位置，调节器接收和分析感应器传送的数据，并控制罗拉的运行。

2.根据权利要求1所述牵伸机，其特征在于，所述罗拉包括给丝罗拉、牵伸罗拉和卷丝罗拉。

3.根据权利要求2所述牵伸机，其特征在于，给丝罗拉的转速大于牵伸罗拉的转速，牵伸罗拉的转速大于卷丝罗拉的转速。

4.根据权利要求2所述牵伸机，其特征在于，所述牵伸罗拉包括一级牵伸罗拉和二级牵伸罗拉，所述一级牵伸罗拉与二级牵伸罗拉的转速比为1:2至1:3。

5.根据权利要求2所述牵伸机，其特征在于，还包括摆线机，所述摆线机安装在卷丝罗拉旁边。

6.根据权利要求1所述牵伸机，其特征在于还包括恒温控制装置。

7.用于控制罗拉之间丝线存积量的牵伸控制装置，其特征在于，包括控制杆和感应器，控制杆的一端为绕丝端，控制杆的另一端为控制端，感应器包括罗拉运行启动开关和罗拉运行停止开关，控制端的运行路线包括了与感应器的启动开关和停止开关相对应的位置。

8.根据权利要求7所述牵伸控制装置，其特征在于，牵伸控制装置还包括支撑杆，控制杆能以支撑杆为轴心摆动。

9. 一种再生蚕丝蛋白纤维牵伸的方法，包括将再生蚕丝蛋白纤维安装在牵伸机的罗拉上，转动罗拉进行拉伸，其特征在于，所述牵伸机包括机架、罗拉、调节器和牵伸控制装置，所述牵伸控制装置包括控制杆和感应器，控制杆的一端为绕丝端，控制杆的另一端为控制端，感应器包括罗拉运行启动开关和罗拉运行停止开关，控制端的运行路线包括了与感应器的启动开关和停止开关相对应的位置，调节器接收和分析感应器传送的数据，并控制罗拉的运行。

10.根据权利要求9所述的牵伸方法，其特征在于，当控制端到达感应器的罗拉启动开关或罗拉停止开关时，感应器将控制端到达启动开关或停止开关的信息传输至调节器，调节器根据信息调整罗拉的运行模式。

说明书

技术领域

本发明涉及一种纺丝装置和方法，特别涉及用于生物医学工程中再生蚕丝蛋白纤维的牵伸机及牵伸方法。

背景技术

我国是蚕丝生产大国，因此蚕丝的原材料十分充足。蚕丝中丝素蛋白的应用价值非常高，特别是用于生物医学工程材料。以天然蚕丝为原料，经过脱胶、溶解后得到的丝素蛋白，再经过纺丝工艺制成的生物工程材料，可用于制备丝素蛋白膜、人造皮肤、药物缓释、手术线、人造血管、眼角膜和再生骨等。

利用丝素蛋白制备的再生丝，通常需要通过物理或化学等方法来提高再生丝的理化性能。例如对再生丝素进行牵伸，对其施加一定张力，获得机械性能更好的再生蚕丝。

现有的再生丝牵伸机包括机架、给丝罗拉、牵伸罗拉和卷绕罗拉。借助不同罗拉的不同转速所形成的牵伸张力，使位于两罗拉之间的丝线得到拉伸。经过牵伸后的再生丝被牵长变细，提高了机械性能。

现有的牵伸机通过微机处理器能很好地控制电机的转速，从而保持电机相连的罗拉转速恒定，保证了罗拉稳定的工作状态，通过给丝罗拉放线、牵伸罗拉牵伸和卷绕罗拉卷绕获得变细的再生丝。但是现有的牵伸机不能很好地控制缠绕在罗拉上的丝线的线速度。例如随着给丝罗拉地不断放线，卷绕在给丝罗拉上的丝线变少，导致丝线卷绕的半径逐渐变小，丝线的线速度随之逐渐减小。当牵伸罗拉的线速度不变时，在给丝罗拉存积量减少，位于给丝罗拉和牵伸罗拉之间的丝线变得更紧绷，改变了牵伸机原先设定的牵伸效果，出现了不同直径丝线。也即放线速度变慢，牵伸或绕线速度变快，使得施加在丝线上的在拉伸初期和后期的张力前后不均，从而造成牵伸初始时的再生丝线的性能与后来的再生丝线之间不一致。当需要拉伸较长再生丝时，现有的牵伸机常会出现再生丝纤度不均匀、丝线强力不高、品质恶化的现象。现有的牵伸机一方面这些存积的丝线不仅使牵伸的张力减少，使牵伸张力不在预先设定的范围内，影响了牵伸效果。另一方面若丝线存积过多，会引起丝线之间的相互缠绕甚至打结，影响纺丝过程的顺利进行。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种牵伸机，包括机架、罗拉、调节器和牵伸控制装置，所述牵伸控制装置包括控制杆和感应器，控制杆的一端为绕丝端，控制杆的另一端为控制端，感应器包括罗拉运行启动开关和罗拉运行停止开关，控制端的运行路线包括了与感应器的启动开关和停止开关相对应的位置，调节器接收和分析感应器传送的数据，并控制罗拉的运行。

进一步的，所述罗拉包括给丝罗拉、牵伸罗拉和卷丝罗拉。

更进一步的，给丝罗拉的转速大于牵伸罗拉的转速，牵伸罗拉的转速大于卷丝罗拉的转速。

优选的，所述牵伸罗拉包括一级牵伸罗拉和二级牵伸罗拉，所述一级牵伸罗拉与二级牵伸罗拉的转速比为1:2至1:3。

进一步的，还包括摆线机，所述摆线机安装在卷丝罗拉旁边。

所述牵伸机还包括恒温控制装置。

本发明还提供了一种用于控制罗拉之间丝线存积量的牵伸控制装置，包括控制杆和感应器，控制杆的一端为绕丝端，控制杆的另一端为控制端，感应器包括罗拉运行启动开关和罗拉运行停止开关，控制端的运行路线包括了与感应器的启动开关和停止开关相对应的位置。

进一步的，牵伸控制装置还包括支撑杆，控制杆能以支撑杆为轴心摆动。

进一步的，所述罗拉运行启动开关和罗拉运行停止开关选自磁感应开关、红外线感应开关或射频感应开关。

本发明还提供一种再生蚕丝蛋白纤维牵伸的方法，包括将再生蚕丝蛋白纤维安装在牵伸机的罗拉上，转动罗拉进行拉伸，所述牵伸机包括机架、罗拉、调节器和牵伸控制装置，所述牵伸控制装置包括控制杆和感应器，控制杆的一端为绕丝端，控制杆的另一端为控制端，感应器包括罗拉运行启动开关和罗拉运行停止开关，控制端的运行路线包括了与感应器的启动开关和停止开关相对应的位置，调节器接收和分析感应器传送的数据，并控制罗拉的运行。

进一步的，当控制端到达感应器的罗拉启动开关或罗拉停止开关时，感应器将控制端到达启动开关或停止开关的信息传输至调节器，调节器根据信息调整罗拉的运行模式。

本发明的有益效果是：本发明所述牵伸控制装置有效控制了罗拉纺丝的速度，保证了牵伸张力维持在一个预先设定范围内。在机架底部配置恒温加热装置，使得再生蚕丝能够在温度均一的水溶液中均匀伸展。利用所述牵伸控制装置和牵伸机及牵伸方法所获得的再生丝的丝纤度均匀、结构均一，具有优异的力学性能，并且操作步骤简单高效、过程稳定、产能高、易于实现工业自动化大生产。因此本发明所述的牵伸机和方法能为蚕丝在生物医学应用提供稳定的再生蚕丝蛋白纤维材料，具有重要的应用价值。

附图说明

图1 牵伸控制装置位于第一位置的示意图。

图2 牵伸控制装置位于第二位置，即控制杆位于第一开关处的示意图。

图3 牵伸控制装置位于第三位置，即控制杆位于第二开关处的示意图。

图4 湿法再生蚕丝纺丝牵伸机正面视图。

图5 湿法再生蚕丝纺丝牵伸机右面视图。

图6 湿法再生蚕丝纺丝牵伸机俯视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图详细说明本发明。

再生蚕丝蛋白纤维的牵伸机，包括机架、调节器、罗拉（roller）和控制相邻两个罗拉之间丝线存积量的牵伸控制装置。所述牵伸控制装置包括控制杆和感应器。控制杆的一端为绕丝端，其上缠绕着丝线，并随着相邻两个罗拉的转动做上下运动。控制杆的另一端为控制端，控制端随着绕丝端的上下运动而运动。感应器包括罗拉运行启动开关和罗拉运行停止开关，控制端的运行路线包括了与感应器的启动开关和停止开关相对应的位置。调节器接收和分析感应器传送的数据，并控制罗拉的运行。感应器将控制端到达启动开关的信息传输至调节器，调节器开启罗拉转动模式，或改变罗拉转动速度。感应器将控制端到达停止开关的信息传输至调节器，调节器关闭罗拉转动模式，或改变罗拉转动速度。

在如图1-3所示的牵伸控制装置控制相邻两个罗拉之间丝线存积量的一个设计方案中，牵伸控制装置包括控制杆1和感应器2，控制杆1包括绕丝端11和控制端12，感应器2包括给丝罗拉运行启动开关21和给丝罗拉运行停止开关22。再生蚕丝蛋白纤维的丝线100从给丝罗拉31牵出，缠绕在控制杆的绕丝端11后，引入一级牵伸罗拉32，最终卷绕在卷绕罗拉34上，如图中箭头的方向即为丝线走线的方向。随着丝线的不断给出和卷绕，丝线在给丝罗拉和卷丝罗拉上的线速度会发生变化，绕丝端11随着给丝罗拉和牵伸罗拉上丝线的线速度的变化做上下运动，随着绕丝端的运动，控制端也在感应器的启动开关和停止开关上之间做来回运动。

如图1所示，在丝线牵伸的初期，控制杆的控制端12位于启动开关21和停止开关22之间。随着牵伸的进行，给丝罗拉31上的丝线不断减少，给丝罗拉上丝线的线速度随之变小，卷丝罗拉34上的丝线越来越多，卷丝罗拉上丝线的线速度随之变大。也即在罗拉转速不变的情况下，卷丝速度变快，给丝速度变慢，使得给丝罗拉和一级牵伸罗拉之间丝线存积量减少，给丝罗拉和牵伸罗拉之间的丝线越来越紧绷，从而带动绕丝端11向上运动。如图2所示，随着绕丝端11向上运动，控制端12向下运动。当控制端到达启动开关21处时，被感应器监测到，随即感应器将控制端到达启动开关的信息传输至调节器，调节器根据获得的信息，启动给丝罗拉转动模式或以提高给丝罗拉转动速度的方式来提高给丝罗拉的给丝速度，增加给丝量。随着给线量的增加，随着给丝罗拉和一级牵伸罗拉之间丝线存积量增加，给丝罗拉和牵伸罗拉之间的丝线越来越松弛，从而带动绕丝端向下运动。如图3所示，随着绕丝端的向下运动，控制端向上运动。当控制端到达停止开关22处时，感应器将控制端到达停止开关的信息传输至调节器，调节器停止给丝罗拉转动模式或以降低给丝罗拉转动速度的方式以降低给线速度，减少给丝量，控制两罗拉之间的丝线存积量。

调节器根据两个罗拉之间丝线的松紧程度，对罗拉的运行模式做出调整。当给丝罗拉和牵伸罗拉之间的张力接近预先设定的最大张力范围时，调节器对给丝罗拉运行模式的调整可以选自以下，但不限于所列模式，例如启动给丝罗拉转动，或提高给丝罗拉的转速，或同时调整给丝罗拉和牵伸罗拉的转速，以实现牵伸张力保持在预先设定的范围内。当给丝罗拉和牵伸罗拉之间的张力接近预先设定的最小张力范围时，调节器对给丝罗拉的运行的调整可以选自以下模式，但不限于所列模式，例如停止给丝罗拉转动，或降低给丝罗拉的转速，或同时调整给丝罗拉和牵伸罗拉的转速，以实现牵伸张力保持在预先设定的范围内。

在另一个实施方式中，在卷丝罗拉34和牵伸罗拉之间也设置了牵伸控制装置。如图1所示，在丝线的牵伸初期，控制杆的控制端12位于启动开关21和停止开关22之间。随着牵伸的进行，卷丝罗拉34上的丝线不断增加，卷丝罗拉上的丝线线速度变大。在罗拉转速不变的情况下，卷丝速度越来越快，使得卷线罗拉和牵伸罗拉之间丝线存积量减少，给丝罗拉和牵伸罗拉之间的丝线越来越紧绷，从而带动绕丝端向上运动。如图3所示，随着绕丝端的向上运动，控制端向下运动。当控制端到达停止开关22处时，感应器将控制端到达停止开关的信息传输至调节器，调节器以停止卷丝罗拉转动模式或以降低卷丝罗拉转动速度的方式，减少卷丝量。随着丝线的不断喂给，卷线罗拉和牵伸罗拉之间丝线存积量增加，卷丝罗拉和牵伸罗拉之间的丝线越来越松弛，从而带动绕丝端向下运动。如图2所示，随着绕丝端的向下运动，控制端向上运动。当控制端到达启动开关21处时，感应器将控制端到达启动开关的信息传输至调节器，调节器以开启罗拉转动模式或以提高卷丝罗拉转动速度的方式，增加牵伸罗拉和卷绕罗拉之间的丝量。

调节器根据两个罗拉之间丝线的松紧程度，对罗拉的运行模式做出调整。当卷丝罗拉和牵伸罗拉之间的张力接近预先设定的最大张力范围时，对卷丝罗拉的运行的调整可以选自以下模式，但不限于所列模式，例如停止给丝罗拉转动，或降低给丝罗拉的转速，或同时调整给丝罗拉和牵伸罗拉的转速，以实现牵伸张力保持在预先设定的范围内。当卷丝罗拉和牵伸罗拉之间的张力接近预先设定的最小张力范围时，对给丝罗拉的运行的调整可以选自以下模式，但不限于所列模式，例如启动给丝罗拉转动，或增加给丝罗拉的转速，或同时调整给丝罗拉和牵伸罗拉的转速，以实现牵伸张力保持在预先设定的范围内。

在丝线的牵伸过程中，由于给丝罗拉上的丝线会不断减少，卷丝罗拉上的丝线会不断增加，因此在罗拉转速不变的情况下，给丝线速度变慢，卷丝线速度变快，这就造成不同罗拉之间丝线的松紧程度发生变化。本发明所述的牵伸控制装置，能自动的将两罗拉之间的丝线松紧程度控制在一定范围内，很好控制了丝线的张力，保证了稳定的牵伸效果。利用本发明所述的牵伸控制装置和原理，牵伸机可以及时获得丝线的存积量信息，并自动对罗拉的运行做出调整，让牵伸张力保持在预先设定的范围内。

为了防止丝线在牵伸控制装置绕丝端来回滑动，在绕丝端上固定安装了一个卡丝件14。卡丝件上设有凹槽，丝线卷绕在该凹槽内，从而保证丝线在绕丝臂上的位置是固定的，进一步提高牵伸控制装置的运行灵敏度。

在优选的方案中，牵伸机的罗拉包括给丝罗拉31、一级牵伸罗拉32、二级牵伸罗拉33和卷丝罗拉34。其中给丝罗拉31的转速大于一级牵伸罗拉32的转速，二级牵伸罗拉33的转速大于卷丝罗拉34的转速，一级牵伸罗拉32与二级牵伸罗拉33的转速比为1:2至1:3。各个罗拉之间还可以包括过渡罗拉35。

在另一个优选方案中，再生蚕丝蛋白纤维的牵伸机还包括一摆线机5。从牵伸罗拉出来的丝线缠绕在摆线机的摆臂上后，进入卷丝罗拉。随着摆线机的来回摆动，将牵伸后的丝线均匀、有序地在卷绕罗拉上卷绕起来。

所述感应器上的罗拉运行启动开关和罗拉运行停止开关，选在磁感应开关、红外线感应开关、射频感应开关等。

如图4-6所示的再生蚕丝蛋白纤维的湿法牵伸机，包括机架4，电机6、牵伸控制装置、控制电箱7和恒温箱8分别安装在机架上。罗拉与电机相连接，所述罗拉包括给丝罗拉31、一级牵伸罗拉32、二级牵伸罗拉33和卷丝罗拉34。牵伸控制装置包括控制杆1和感应器2，牵伸控制装置通过支撑杆13与机架相连。控制杆与支撑杆转动配合，控制杆能以支撑杆为轴心摆动。控制杆1包括绕丝端11和控制端12，感应器2包括给丝罗拉31运行启动开关21和给丝罗拉31运行停止开关22。在一个具体的方案中，所述的运行启动开关和运行停止开关为磁感应开关。控制杆的材料为可以被磁感应开关感应到的铁质材料。其中一个牵伸控制装置安装在给丝罗拉31 的外侧，控制着给丝罗拉的运行。另一个牵伸控制装置安装在卷丝罗拉34的外侧，控制着卷丝罗拉的运行。控制电箱7内安装有调节器，牵伸控制装置通过数据线与调节器相连，调节器与电机之间通过数据线连接，控制电机的运行。当恒温箱8注入水后，给丝罗拉、牵伸罗拉位于水面之下，控制给丝罗拉运行的控制杆的控制端也位于水面下。在恒温箱内安装有恒温加热装置9，例如加热片。在卷丝罗拉的一侧还包括有摆线机5。从牵伸罗拉出来的丝线缠绕在摆线机的摆臂上后，进入卷丝罗拉。随着摆线机的来回摆动，将牵伸后的丝线均匀、有序地卷绕起来。

在更具体的方案中，所述的控制电箱7的长、宽、高分别是500mm、225mm和500mm。控制电箱上安装有4个旋转按钮10，分别控制着四个电机6的转动速度。所述的四个电机6大小一致，高为140mm，直径为90mm。所述摆线机的长、宽、高分别是280mm、60mm和70mm。启动开关和停止开关之间的距离为140mm。所述控制杆1的长度为325mm。

利用本发明所述再生蚕丝蛋白纤维的牵伸机，可以对再生丝素蛋白纤维进行有效的牵伸，牵伸后的丝无断线长度可以达数千米，且丝纤维直径均一，表面光滑。

再生蚕丝蛋白纤维的牵伸机和牵伸控制装置及方法专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。