含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋及其制造方法

摘要

含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋及其制造方法，本发明涉及一种取芯软袋及其制造方法，它为了降低取芯软袋及提芯拉绳连接处易产生应力集中，导致断裂的问题。该一体化结构取芯软袋由带有纱束的柔性取芯袋和空心绳组成，在纱束的外表面包覆有空心绳。制造方法：一、编织筒状柔性织物，退纱集束出纱束，得到带有纱束的柔性取芯袋；二、以纱束为股芯，在股芯上交互编织两组股线，得到空心绳外包覆；三、由距封口2～5cm处开始向封口处进行包覆编织，再反向编织直至纱束末端。本发明将取芯软袋与提芯拉绳两部分组件进行一体化设计，降低连接处断裂的风险，使连接处的断裂拉伸强度达到2000N以上，满足钻探取芯功能的要求。

说明书

技术领域

本发明涉及一种取芯软袋及其制造方法。

背景技术

中国探月工程已全面进入“绕、落、回”三步走发展规划的第三期，计划于2017年前后 执行嫦娥五号任务，实现月壤无人自动采样返回，将实现具有划时代意义的月球钻探-取芯 -返回实验。在这个实验过程中将存在非常多的技术难点，其中钻取采样取芯软袋的结构设 计、产品织造与功能实现即是其中之一。钻取采样取芯袋需要有效地完成月壤样品的获取 及层理保持工作，将月壤样品包裹于取芯柔性袋中并对柔性袋末端进行可靠地封口，保证 高取芯率、不漏样、不掉样、层理保持度高，而且，整个取芯装置必须具有很高的环境适 应性，能在月面高低温交替、低重力、月尘等苛刻环境下可靠工作，并与后续的取芯软袋 提取以及缠绕整型动作形成良好接口，为整型缠绕做充分准备。

提芯拉绳主要具有连接部件和载力的作用，是钻取采样装置必不可少的一部分，包括 与软袋连接端和取芯机构连接端。软袋缠绕用提芯拉绳完成提芯、整形的可靠牵拉功能， 是取芯过程顺利进行的必要保障。它质量轻、强度大，在发射及着陆过程中有效的避免了 共振，为展开机构的顺利进行提供必要的保障。

在实际工况中，若将取芯软袋与提芯拉绳进行外部连接，易在软袋嵌入处引起端口收 缩以致应力集中，引起断裂风险。因此将取芯软袋和提芯拉绳进行一体化结构设计及制造 能最大程度满足月壤采样任务。

发明内容

本发明的目的是为了降低取芯软袋及提芯拉绳连接处易产生应力集中，导致断裂的问 题，而提供含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋及其制造方法。

本发明含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋由带有纱束的柔性取芯袋和 空心绳组成，在筒状柔性取芯袋的底端连接纱束，纱束由柔性取芯袋中的经纱延伸而成， 在纱束的外表面往复编织包覆有空心绳。

本发明含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋的制造方法按下列步骤实现：

一、将纤维经纱进行整经处理，然后采用织机平纹编织出筒状柔性织物，编织结束后 将经纱从织机综片上进行退纱处理，退纱集束得到纱束，再将纱束均匀绕于工字轴上，得 到带有纱束的柔性取芯袋；

二、将带有纱束的柔性取芯袋通过锭数为8锭～36锭之间的高速编织机成型孔，以 纱束为股芯，柔性取芯袋中同批次纤维加捻、分纱，并装配于高速编织机的编织锭上，外 包覆纤维分成两组股线，两组股线的编织方向相反互相交织包覆在股芯上，得到空心绳外 包覆；

三、使用封口线将位于柔性取芯袋与纱束连接处的连接口扎紧形成封口，再将步骤二 的空心绳外包覆由距封口2～5cm处开始向封口处进行包覆编织，至封口线后反向编织直 至纱束末端，切断、打结后点胶，完成含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋的 制造。

本发明所提供的一体化取芯软袋将取芯软袋与提芯拉绳两部分功能组件进行结构一 体化设计及制造，从而减少取芯钻取机构中其他功能组件的引入，降低连接处断裂的风险， 使取芯软袋与提芯拉绳连接处的断裂拉伸强度达到2000N以上，能够满足钻探取芯功能 的要求，而且具有优良的可靠性。与此同时，该取芯软袋的制造工艺简单、安装使用方便， 通过现有设备进行制造与装配。因此，本发明提供的一体化取芯软袋具有很高的实用价值。

附图说明

图1为本发明含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋的制造方法步骤二的 编织示意图，其中箭头代表外包覆纤维编织方向；

图2为本发明含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋的制造方法步骤三的 编织示意图，其中箭头代表外包覆纤维编织方向；

图3为实施例得到的含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋的实物图。

具体实施方式

具体实施方式一：本实施方式含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋由带有 纱束3的柔性取芯袋1和空心绳2组成，在筒状柔性取芯袋1的底端连接纱束3，纱束3 由柔性取芯袋1中的经纱延伸而成，在纱束3的外表面往复编织包覆有空心绳2。

具体实施方式二：本实施方式含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋的制造 方法按下列步骤实施：

一、将纤维经纱进行整经处理，然后采用织机平纹编织出筒状柔性织物，编织结束后 将经纱从织机综片上进行退纱处理，退纱集束得到纱束，再将纱束均匀绕于工字轴上，得 到带有纱束的柔性取芯袋；

二、将带有纱束的柔性取芯袋通过锭数为8锭～36锭之间的高速编织机成型孔，以 纱束为股芯，柔性取芯袋中同批次纤维加捻、分纱，并装配于高速编织机的编织锭上，外 包覆纤维分成两组股线，两组股线的编织方向相反互相交织包覆在股芯上，得到空心绳外 包覆；

三、使用封口线将位于柔性取芯袋与纱束连接处的连接口扎紧形成封口，再将步骤二 的空心绳外包覆由距封口2～5cm处开始向封口处进行包覆编织，至封口线后反向编织直 至纱束末端，切断、打结后点胶，完成含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋的 制造。

本实施方式步骤一采用织机编织出筒状柔性织物，编织结束后以筒状柔性织物的末端 为起点，对经纱进行集束。步骤二所述的同批次纤维指同种纤维。

本实施方式将集束经纱平顺后，在柔性袋与拉绳过渡处采用高速编织机进行空心绳编 织工艺对集束纱进行钩型编织包覆，得到拉绳与主体袋部分一体化的取芯软袋，此一体化 取芯软袋在取芯软袋和提芯拉绳之间不引入其他组分及组件，进而简化并优化成为一体化 结构，保证力学性能达标及外观规整的要求。该一体化结构取芯软袋主体为平纹编织结构， 拉绳为柔性袋编织用纱集束-空心绳外包覆的复合结构。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是步骤一所述的纤维的材质为 芳纶纤维、聚对苯撑苯并双恶唑纤维(PBO)、聚苯撑吡啶并咪唑纤维(PIPD)、聚酰亚 胺纤维、聚乙烯纤维、玻璃纤维、聚芳酯纤维中的一种或者其中多种的混合纤维。其它步 骤及参数与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是步骤一所述的织机为有 梭织机或无梭织机。其它步骤及参数与具体实施方式二或三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是步骤一经纱数为 80～300根。其它步骤及参数与具体实施方式二至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是步骤二将带有纱束 的柔性取芯袋通过锭数为36锭的高速编织机成型孔。其它步骤及参数与具体实施方式二 至五之一相同。

具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式二至六之一不同的是步骤二外包覆纤维 分成两组股线，每一组股线按同一斜度以同方向平行缠绕在股芯上。其它步骤及参数与具 体实施方式二至六之一相同。

本实施方式两组股线的编织方向相反，其中一股编织方向为顺时针，另一股编织方向 为逆时针。

实施例：本实施例含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋的制造方法按下列 步骤实施：

一、将168根芳纶Kevlar-49纤维经纱进行整经处理，然后采用有梭织机平纹编织出 直径为20.5mm、长度为200mm的筒状柔性织物，编织结束后将经纱从织机综片上进行 退纱处理，退纱集束得到长度为5000mm的纱束，再将纱束均匀绕于工字轴上，得到带 有纱束的柔性取芯袋；

二、将带有纱束的柔性取芯袋通过锭数为36锭的高速编织机成型孔，以纱束为股芯， 柔性取芯袋中同批次纤维加捻、分纱，并装配于高速编织机的编织锭上，外包覆纤维分成 两组股线，两组股线的编织方向相反互相交织包覆在股芯上，得到空心绳外包覆；

三、使用封口线将位于柔性取芯袋与纱束连接处的连接口扎紧形成封口，再将步骤二 的空心绳外包覆由距封口4cm处开始向封口处进行包覆编织，至封口线后反向编织直至 纱束末端，切断、打结后点胶，完成含空心绳外包覆提芯拉绳的一体化结构取芯软袋的制 造。

本实施例得到的取芯软袋的断裂拉伸强度为2500～3000N，提芯拉绳断裂拉伸强度为 3800～4000N，取芯软袋与提芯拉绳连接处断裂拉伸强度为2200-2500N。完全满足地面 模拟钻取采样装置中对该取芯部件在力学性能上的要求。

实施例二：本实施例与实施例一不同的是步骤一采用无梭织机编织出直径为20.5mm、 长度为200mm的平纹结构筒状柔性织物。