[发明专利]用于确定粗纱的膨化的方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于量化纤维材料的膨化程度的方法和系统，所述纤维材料例如是消声器填充材料。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年1月20日提交的美国临时申请No.62/280,796的优先权和任何权益，所述临时申请的全部内容通过引用并入本申请。

技术领域

本发明的总体构思涉及膨化纤维材料，更具体地涉及用于精确估算纤维材料的膨化程度的方法和系统。

背景技术

已知在消声器中使用膨化玻璃纤维来吸收声音。例如，美国专利No.4,569,471公开了一种利用膨化玻璃纤维填充消声器的方法和设备，所述专利的全部公开内容通过引用并入本申请。根据所述尾号471的专利，设备包括供给装置7，所述供给装置将多纤维纱线(例如，连续的玻璃纤维的粗纱2)推进到喷嘴9，压缩空气被吹到所述喷嘴中以便在吹散纤维并且纤维缠结的同时使得所述纱线移动从而形成连续的玻璃棉。将玻璃棉直接吹到消声器13中，而被吹入的空气则通过抽风机18排出。

此外，期望的是测量或以其他方式估算玻璃纤维的膨化程度，例如，期望测定材料的声学性能。确定膨化程度对于评估过程变量对材料性能的改变也是有用的。

传统上，工业上依靠测试(即“丰田测试”)来确定纤维材料的膨化程度。如图1所示，用于实施该测试的常规系统100涉及将一定量的膨化材料102放置在透明的管104中。然后，活塞106将盘108向下引导至膨化材料102上以便压缩所述膨化材料，其中压缩程度能够通过尺110或者与管104相联的其他标记来确定。管104内的膨化材料102的压缩程度越小，材料的膨化程度越大。以这种方式，该测试提供了代表着良好膨化和不良膨化的材料之间差异的一般结果。然而，该测试具有缺点，例如其依赖于执行测试的人员(例如，人员对结果进行目视测定)、材料放置在管中的方式以及活塞在没有推动或约束管中材料的情况下沿着所述管缓慢地向下移动的能力，这些方面都可能对结果的准确性产生负面影响。

发明内容

本文提出的是，提供一种更精确且更可靠的用于确定纤维材料的膨化程度的技术。纤维材料通常是膨化纤维，所述膨化纤维是通过利用压缩空气冲击粗纱以便将形成所述粗纱的单独的纤维彼此分开而形成的。所提出的技术基于测量气流阻抗，特别是测量在特定流量下跨纤维材料的压力降。该技术表明了从粗纱分离的纤维百分比例和这些纤维的缠结情况。

因此，本发明的总体构思涉及并且考虑了用于确定纤维材料的膨化的方法和系统。

根据示例性实施例，提供了一种量化纤维材料的膨化程度的方法。该方法包括：在隔室中提供一定量的纤维材料；以预定的流量将空气引入到所述隔室中；测量在该流量下跨纤维材料的压力降；使用该压力降来计算纤维材料的有效纤维直径；和使用有效纤维直径来确定纤维材料的膨化程度。

在一些示例性实施例中，膨化程度表示为纤维材料的实际纤维直径与纤维材料的有效纤维直径的比率。在一些示例性实施例中，膨化程度表示为通过所述比率乘以100计算得出的百分率。

在一些示例性实施例中，实际纤维直径处于8μm至40μm的范围内。

在一些示例性实施例中，隔室是产品消声器。在一些示例性实施例中，隔室是参考消声器。

在一些示例性实施例中，纤维材料是膨化玻璃纤维。在一些示例性实施例中，通过膨化喷嘴供给玻璃纤维粗纱来形成膨化玻璃纤维。

在一些示例性实施例中，所述方法还包括通过膨化喷嘴供给玻璃纤维粗纱以便在消声器的腔内形成纤维材料；将所述纤维材料中的至少一部分纤维材料从所述腔重新定位到所述隔室。

在一些示例性实施例中，隔室中的一定量的纤维材料具有处于80g/L至200g/L范围内的填充密度。