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La présente invention se rapporte a un appareil pour le traitement de fils par un fluide et particulièrement a un appareil à ajutage ou tuyère pour traiter les filaments d'un fil afin de donner un meilleur gonflant et d'autres propriétés désirables au fil et aux tissus le contenant.
Les fils peuvent être exposés a des courants de fluides pour différentes raisons et dans divers types d'appareils..Un premier but de la présente invention est de fournir un nouveau type de tuyère pour le traitement des fils par un fluide. Un autre but est de construire une tuyère pouvant boucler les filaments individuels d'un fil qui la traverse.' Un autre but est de procurer un modèle de tuyère permettant d'atteindre économiquement les buts ci-dessus et d'autres qui ressortiront de la description de l'invention faite ci-dessous avec référence aux schémas annexés.
La fig. 1 est une représentation schématique d'un appareil suivant l'invention, en train de traiter-un fil. La fig. 2 est une vue en élévation de face d'une forme de l'appareil suivant l'invention. La fige 3 est une vue de côté de l'appareil de la fig : 2, démonté. La fig. 4 est une vue de côté en coupe du même appareil suivant la ligne 4-4 de la fig; 2.La fige 5 est une vue de dessous de l'appareil de la fig. 2.
De faon générale, on atteint les buts de l'invention a l'aide d'un dispositif pouvant faire passer le fil sous un angle appréciable dans un courant de fluide.turbulent, en introduisant particulièrement le fil en aval d'un obstacle situé dans la voie d'écoulement. Le courant turbulent de fluide (généralement de l'air) fait boucler les filaments individuels du fil. Comme le montre la fig. 1, le fil 1 a traiter est généralement amené a une vitesse déterminée par exemple par les rouleaux 2 et 3 entre lesquels.il passe en se dirigeant vers la tuyère. Le fil entre par le dispositif d'introduction de fil dépassant du bloc 30 sur le côté de la tuyère, le fond de la tuyère étant relié par le raccord 7 à une source d'air sous pression, et passe dans un courant d'air traversant la tuyère.
Le fil traité sortant de la pièce 40 de la tuyère est entraîné a une vitesse déterminée en passant entre les rouleaux4 et 5. Le plus souvent, un rouleau du chaque groupe est entraîné dans son mouvement de rotation par un organe moteur approprié ; les rouleaux 2 et 4 par exemple peuvent être entraînés de fa- çon a faire tourner positivment les rouleaux 3 et 5, respectivement, en contact avec eux. Lorsqu'ils sortent du courant d'air a la partie supérieure de la tuyère, les filaments individuels du fil sont bouclés comme l'indique la ligne ondulée représentant le fil sortant de la tuyère sur la fige 1.
Les détails d'une .forme préférée de tuyère sont représentés sur les figs, 2 a 5 inclus. La vue démontée (fig. 3) montre clairement les trois éléments'principauxle dispositif d'introduction du fil 6, le bloc 30 et la pièce 40. Le bloc 30, qui est percé d'un passai cylindrique principale 20 sur toute sa longueur, de bas en haut, constitue l'élément dans lequel sont montés les deux autres 'éléments, principaux de la tuyère. Le passage principal du bloc s'élargit trois fois près de la partie supérieure pour ' recevoir la pièce 4U également alésée longitudinalement d'une extrémité à l'autre. La partie rétrécie 48 de la pièce 40 se place a l'étage 21 du bloc.
L'étage 22 est exactement assez large pour recevoir un joint torordal 47 entourant la partie rétrécie de la pièce 40 et reposant contre le bossage 52 qui se place a son tour a l'étage 23 du bloc. La vis 38 se visse verticalement au sommet du bloc pour presser la pince 39, qui se divise en deux pour chevaucher le prolongement 28 de la pièce 40, contre la surface supérieure du bossage afin de retenir la pièce dans le bloc. Le bloc est également percé d'un passage secondaire 33, incliné vers le haut en formant un angle aigu avec le passage principal, s'amorçant a la partie antérieure du bloc et s'étranglant a son intersection avea l'alésage principal. Ce passage secondaire contient le tube 32 devant recevoir le fil dans sa partie étranglée, et la gaine 31 du tube a l'extrémité extérieure du passage.
La partie antérieure du bloc est divisée du sommet jusqu'a la base sur une , partie de sa profondeur en faces 35 et 36 par une fente 37. L'ouverture
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filetée 26 dans la face 36 reçoit une vis 34 passant par une-ouverture non filetée et un peu plus large 25 dans la face 35 pour que la vis puisse rapprocher les deux faces l'une de l'autre pour maintenir la gaine dans le passage secondaire.
Le fond 51 du bloc est fileté a l'extérieur pour être relié a une source de fluide sous pression-
La pièce 40 est percée d'un passage secondaire 41 ayant essentiellement le même diamètre que la partie étranglée du passage secondaire du bloc, et s'étendant depuis le coin extérieur de sa partie 48 vers une intersection avec le passage principal dans le goulot 43 en formant un angle identique a celui de l'intersection des deux passages du' bloc Le prolongement sans issue 42 du passage secondaire au-dela du goulot de la pièce 40 a le'même diamètre ou un diamètre un peu plus petit pour s' adapter a la forme et a la grandeur de l'extrémité de sortie 46 du tube dans lequel passe le fil.
Le goulot est élargi par une partie conique 29 a la partie inférieure du passage principal de la pièce 4u tandis que . l'embouchure 49 qui s'évawe vers l'extérieur comme un venturi est garnie d'une pièce rapportée plus dure, également évasée.
La gaine 31 entoure le tube 32 depuis une extrémité jusqu'au milieu du tube environ pour donner a l'ensemble une rigidité suffisante et le soutenir lorsque les faces du bloc sont rapprochées pour maintenir le tube en position. La gaine, qui est creuse pour recevoir le fil, s'étend au dela d'une extrémité du tube en une partie élargie 44 en forme d' écrou dont l'intérieur s'évase vers l'extérieur pour donner au tube une entrée aisée, et porte une pièce 45 évasée de la même manière.
L'extrémité de sortie 46 du tube est coupée en partie suivant son axe et affecte une forme semi cylindrique sur une distance voisine du diamètre du goulot de la pièce 40. A l'autre extrémité de la gaine, l'écrou 44 est marqué d'un point de repère (sur la face parallèle aux bords plats de la partie découpée du tube) pour faciliter l'orientation du tube avec l'ouverture formée par la partie découpée vers l'aval
Le montage de la tuyère est aisé. Le moteur introduit d'abord la pièce 40 dans la partie supérieure du bloc jusqu'a ce qu'elle s'y applique.
En regardant par le passage secondaire, il fait tourner lentement la pièce autour de l'axe du passage principal jusqu'a ce que la réflexion de la lumière par l'angle de la partie retrécie diminua brusquement au moment où le passage secondaire de la pièce entre dans-son rayon visuel. Il place alors la pince au-dessus du bloc, a cheval sur la pièce, et serre la vis a travers la pince dans la partie supérieure du bloc suffisamment pour comprimer le joint de façon étanche a l'air entre la pièce et le bloc. Le moteur fait alors glisser avec précaution le tube dans le passage secondaire jusqu'à une profondeur arbitraire suffisante pour placer l'extrémité du tube dans le prolongement du passage en travers du !goulot de la pièce.
Après avoir fait tourner le tube pour amener le point de repère ver le haut, il introduit l'autre vis dans la face du bloc et la serre suffisamment pour que la gaine soit maintenue en place' En supposant qu'une source d'air comprimé ait été raccordée a l'extrémité filetée du bloc, la tuyère est prête a fonctionner.
Comme l'air passe par le passage principal du bloc et le passage principal de la pièce et sort a la partie supérieure, la tuyère s'enfile d'elle-même c'est-a-dire que le courant d'air dans le passage principal aspire assez d'air par le tube pour qu'un bout de fil introduit a l'entrée et libre de se déplacer centre dans le tube et sorte par l'embouchure de la pièce. Cependant, la tuyere n'est pas qu'un dispositif d'avancement ; elle est capable de traiter le fil en modifiant sa configuration. Dans le cas de fils faits de filaments continus, le traitement peut être résumé en un bouclage des filaments individuels sur leur longueur.
Bien que le traitement soit tellement rapide qu'il ne permette pas d'effectuer des observations,c'est apparemment la burbulence régnant en aval du lieu d'introduction du fil dans le passage principal qui agite violem-
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ment les filaments et y forme des boucles qui subsistent lorsque le fil sort du courant d'air a l'embouchure de la tuyère. Le fil est généralement retiré assez brusquement du courant d'air à la sortie et entrainé par e- xemple d'un 'côté (comme sur la fig. 1).
La configuration et les caractéristiques associées du fil traité par l'appareil de la présente invention dépendent en partie de la quantité et de la vitesse de l'air (ou d'un autre fluide d'entraînement) et égale- ment de divers éléments de la construction de la tuyère et de son réglage
Par exemple, le produit peut avoir une configuration relativement stable comme celle que décrivent les demandes de brevets américains n . 261.635 du 14 décembre 1951 et 375.372 du 20 août,153, ou une configuration re- lativement instable décrite par exemple dans la demande de brevet n 419355 du 29 mars 1954.
Le gonflant désiré et d'autres qualités des fils ainsi traités sont discutés dans ce brevet
Pour créer la turbulence nécessaire pour boucler les filaments, les tuyères de la présente invention comportent un obstacle approprié dans le courant d'air et le fil y est introduit en aval de l'obstacle, en for- mant un angle appréciable avec l'axe du courant dont l'orifice d'entrée est coaxial au passage de sortie tant pour le fil que pour l'air Dans la filiè- re représentée, èt obstacle est d'une pièce avec le dispositif servant à l'introduction du fil , l'extrémité semi-cylindrique du tube s'étend dans le courant d'air du passage principal, et le tube peut être introduit assez profondément pour se placer dans le prolongement du passage secondaire de la pièce 40.
Le fil sort de la partie cylindrique du tube et passe immédiatement en aval de l'extrémité semi-cylindrique découpée dans cette direction. La partie amont du passage principal (depuis le bas de la tuyère jusqu'a l'intersection avec le passage secondaire) est simplement une conduite pour l'air (ou autre fluide) tandis que la partie aval conduit a la fois l'air venant de la partie amont et le fil introduit ainsi qu'une petite quantité d'air qui entre avec le fil par le dispositif introducteur.
La profondeur d'introduction du tube peut être variée a volonté par l'opérateur (comme on peut le voir sur la fige 4) mais est fixée lorsque la vis de réglage est serrée. Le réglage de la prof ondeur d'introduction est simple grâce a la division du bloc en deux faces (figs. 2 et 5).
L'obstacle créant la turbulénce ne doit pas être nécessairement d'une seule pièce avec le dispositif introducteur du fil, mais peut être monté, de façon .fixe ou réglable, dans le passage principal de la pièce 40. Le tube et la pièce elle-même peuvent être solidaires du bloc si on le désire, mais la tuyère en trois parties représentée sur le dessin se monte facilement et se règle pour obtenir une efficience optimum, et peut être facilement démontée pour vérification. Il est désirable que l'obstacle et le tube pour le fil soient en matière particulièrement dure pour réduire leur usure, mais comme ils doivent être remplaçables en cas d'usure il est moins utile de les combiner a une autre partie de la tuyère, sauf l'un a l'autre.
Lorsqu'ils sont d'une seule pièce, l'extrémité du tube peut être fermée au lieu d'ouverte avec simplement une encoche ou une fente du côté du tube dont le fil doit sortir. En outre, bien qu'une seule 'dimension de tube puisse être utilisée de façon satisfaisante pour des fils de denier très différent en réglant par exemple la profondeur d'introduction , d'autres diamètres ou formes de tube peuvent être facilement utilisés lorsque le tube est amovible. La pièce n'est généralement pas aussi exposée a l'usure de sorte qu'elle peut être avantageusement solidaire du bloc. Alors que le dispositif d'introduction du fil est de préférence en acier spécial au carbone de grande dureté, la pièce et le bloc peuvent être en métal beaucoup plus tendre, par exemple en acier inoxydable ordinaire ou même en cuivre.
Il est désirable que l'embouchure de la pièce soit relativement Jure ou contienne une pièce rapportée durcie pour réduire l'usure entrainée par le frottement du fil traité. Le tube lui-même est avantageusement muni d'une pièce rapportée
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en matière céramique a son extrémité d'entrée pour guider le fil sans usure excessive.
Le trajet pratiquement droit du fluide de traitement dans l'appareil de l'invention est particulièrement avantageux parce qu'il permet d'utiliser moins d'air sous une pression plus faible pour boucler-de fa- on satisfaisante des filaments du fil. Dans les dispositifs connus, le fil passe généralement en ligne plus ou moins droite et l'air est introduit sous un ou plusieurs angles. La création de la turbulence par bifurcation du courant d'air autour d'un obstacle opproprié consomme moins d' air que le choc sur la paroi de la conduite de fluide, ou que l'emploi de courants multiples en angles.
(Cette caractéristique du modèle représenté se voit clairement sur la fig' 5) Lorsque les dispositifs servant a créer la turbulence et a introduire le fil sont séparés, on peut obtenir un effet analogue en plaçant une aiguille ou un autre obstacle relativement effilé en travers du passage principal en amont de l'intersection avec le passage secondaire; Uet obstacle séparé peut avoir une forme transversale ou longitudinale irrégulière et peut tourner ou coulisser pour faire varier son effet sur le courant d'air.
Si 'on la compare a la tuyère représentée sur la fig. 11 de la demande de brevet américain n . 375.372, la tuyère suivant la présente invention donne des résultats égaux ou supérieurs (au point de vue de la configuration du.fil traité et de l'uniformité de cette configuration sur un temps de traitement assez long) en consommant moins des 3/4 de la quantité d'aira et permet de réduire la pression de l'alimentation du courant. d'air de 60 livres / pouce carré (4,2 kg/cm2) a 40 livres/pouce carré (2,8 kg/cm2) en obtenant des résultats comparables .La comparaison avec les autres tuyeres décrites dans cette demande de brevet est au moins aussi favorable a la tuyere de la présente invention.
Ce modèle permet d'obtenir des suralimentations extrêmement élevées avec une pression d'alimentation d'air relativement basse. Par exemple, la-vitesse d'entrée du fil non traité peut atteindre ou dépasser cinq fois la vitesse de sortie du fil traité ou bouclé de la filiere reliée a une source d'air sous 60 livres/pouce carré (4,2 kg/cm2), tandis que les tuyères connues ne permettaient dans ces conditions qu'une suralimentation inférieure a 100 %.
En utilisant un fil de nylon 40 deniers 30 filaments avec une torsion de 3 tours par pouce,on obtient un excellent produit type Breen avec une suralimentation de 40 % déterminée par le rapport entre la vitesse d'envidage t la vitesse d'alimentation) et une pression de 50 livres/pouce carré (3,5 kg/cm2) en consom- mant 1,5 pied/cube d'air (0,042 m3) par minute (mesuré a la pression atmosphérique et a la température ordinaire) ;
un produit de qualité supérieure, du type décrit dans la demande de brevet américain n .419.355 est obtenu a partir du même fil dont la torsion n'atteint que 1 tour par pouce avec une suralimentation de 250 % et une pression de 40 livres/pouce carré 2,8 kg/cm2),en ne consommant que 1,4 pied cube (0,04 cm3) d'air, par minute, Le diametre minimum du passage principal de la tuyere utilisée est 0,06 pouce 1,5 mm) et le diamètre du tube 0,016 pouce (0,4 mm). L'angle d'introduction du fil est 45 .
Les éléments de la tuyere peuvent être dessinés pour que l'angle d'introduction du fil dans le courant d'air principal s'écarte fortement de celui de l'exemple cité. Pour un bouclage satisfaisant des filaments, il est désirable que le fil soit obligé de changer appréciablement son trajet au moment ou il sort du tube et passe dans le courant d'air ; la raison n'est pas tres claire , mais il s'agit peut être d'exposer une surface suffisamment étendue des filaments individuels au courant d'air. Un changement de direction du trajet du fil de 30 ou moins n'est généralement pas satisfaisant (angle mesuré entre l'axe du tube et l'axe de la partie amont du passage principal).
D'autre part, un angle d'injection voisin de la perpendiculaire n'est pas satisfaisant parce qu'il crée des irrégularités et parfois même des casses dans le fil traité, peut être a cause d'une tension excessive par l'air ou d'un contact intermittent
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du fil avec la paroi du bloc en face du tube d'introduction. De toute fa- çon , au point de vue économie de la pression d'air, l'emploi d'une tuyère de ce type avec un angle d'injection de beaucoup supérieur à 60 est peu probable. Dans cesconditions, le terme "appréciable" appliqué dans la présente description a l'angle formé par le trajet du fil introduit et celui de l'air doit être considéré comme exprimant un angle d'environ 45 a environ 60 .
Les dimensions absolues et relatives du passage principal et du passage secondaire (et le diamètre intérieur du tube) peuvent varier assez largement, mais la passage principal est généralement plus large.
Une caractéristique avantageuse des tuyères de l'invention est qu'elles peuvent servir a traiter efficacement des fils de numéros très différents sans qu'on doive modifier leurs dimensions ; ces dimensions peuvent d'ailleurs s'écarter largement des dimensions citées plus haut, qui conviennent pour des numéros de fil (denier total et nombre de filaments) de 36-10 et 40-34 a 210-102 en passant par 84-34, entre autres, en donnant des résultats également bons. Des fils ayant des deniers totaux et unitaires plus élevés, et plus bas peuvent être traités par l'appareil suivant 1'-invention avec des résultats également satisfaisants. Evidemment, une tuyère déterminée peut être choisie pour son efficacité sur un fil particulier a traiter, son économie dans la consommation d'air, le prix de sa fabrication ou d'autres facteurs.
L'invention n'est pas limitée a la forme de tuyère décrite et représentée sur le dessin ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes.
Revendications.
1. Appareil pour le traitement de fils, caractérisé en ce qu' il comprend une conduite pour un fluide et un dispositif introducteur du fil débouchant dans la 'conduite en formant un angle appréciable avec elle et en faisant obstacle au courant de fluide qui la traverse*
2. Appareil pour le traitement de fils, caractérisé en ce qu'il comprend une conduite pour un fluide et un dispositif pour introduire un fil sous un angle appréciable avec l'axe de la conduite,et un obstacle placé a l'intérieur de la partie de la conduite formant un angle aigu avec la passage transversal.
3. Appareil pour le traitement de fils, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif conducteur de fluide percé d'un passage pour l'écoulement du fluide et un dispositif introducteur du fil se terminant à l'intérieur du dispositif conducteur en formant un angle appréciable avec le passage et capable de faire obstacle au courant de fluide.
4. Appareil pour le traitement de fils, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif conducteur de fluide percé d'un passage pratiquement droit pour l'écoulement du fluide, un dispositif tubulaire pour l'introduction du fil se terminant a l'intérieur du dispositif conducteur en formant un angle appréciable avec le passage, et un obstacle placé a l'intérieur du passage du dispositif conducteur de fluide et en amont de l'axe du dispositif tubulaire pour l'introduction du fil.
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The present invention relates to an apparatus for the treatment of yarns with a fluid and particularly to a nozzle or nozzle apparatus for treating the filaments of a yarn to provide better loft and other desirable properties to the yarn and fabrics. container.
Yarns can be exposed to streams of fluids for different reasons and in various types of apparatus. A first object of the present invention is to provide a new type of nozzle for the treatment of yarns with a fluid. Another object is to construct a nozzle capable of looping the individual filaments of a wire passing through it. Another object is to provide a nozzle model making it possible to economically achieve the above objects and others which will emerge from the description of the invention given below with reference to the attached diagrams.
Fig. 1 is a schematic representation of an apparatus according to the invention, in the process of treating a yarn. Fig. 2 is a front elevational view of one form of the apparatus according to the invention. Fig 3 is a side view of the apparatus of fig: 2, disassembled. Fig. 4 is a sectional side view of the same apparatus taken on line 4-4 of FIG. 2.Fine 5 is a bottom view of the apparatus of FIG. 2.
In general, the objects of the invention are achieved with the aid of a device capable of passing the wire at an appreciable angle in a stream of turbulent fluid, particularly by introducing the wire downstream of an obstacle situated in the flow path. The turbulent flow of fluid (usually air) causes the individual filaments of the yarn to loop. As shown in fig. 1, the wire 1 to be treated is generally fed at a speed determined for example by the rollers 2 and 3 between which it passes while moving towards the nozzle. The wire enters through the wire introduction device protruding from the block 30 on the side of the nozzle, the bottom of the nozzle being connected by connection 7 to a source of pressurized air, and passes into a current of air. passing through the nozzle.
The treated yarn leaving the part 40 of the nozzle is driven at a determined speed passing between rollers 4 and 5. Most often, a roll of each group is driven in its rotational movement by an appropriate motor member; rollers 2 and 4 for example can be driven so as to positively rotate rollers 3 and 5, respectively, in contact with them. As they exit the air stream at the top of the nozzle, the individual filaments of the yarn are looped as shown by the wavy line representing the yarn exiting the nozzle in Fig 1.
Details of a preferred form of nozzle are shown in Figs, 2 to 5 inclusive. The disassembled view (fig. 3) clearly shows the three main elements, the thread introduction device 6, the block 30 and the part 40. The block 30, which is pierced with a main cylindrical passage 20 over its entire length, from bottom to top, constitutes the element in which are mounted the two other main elements of the nozzle. The main passage of the block widens three times near the top to accommodate the 4U part also bored longitudinally from end to end. The narrowed part 48 of the part 40 is placed on the floor 21 of the block.
Stage 22 is exactly wide enough to accommodate a torordal seal 47 surrounding the narrowed portion of part 40 and resting against boss 52 which in turn is placed on stage 23 of the block. Screw 38 screws vertically at the top of the block to press clamp 39, which splits in half to overlap extension 28 of part 40, against the top surface of the boss to hold the part in the block. The block is also pierced with a secondary passage 33, inclined upwards forming an acute angle with the main passage, starting at the front part of the block and constricting at its intersection with the main bore. This secondary passage contains the tube 32 to receive the wire in its constricted part, and the sheath 31 of the tube at the outer end of the passage.
The anterior part of the block is divided from the top to the base over part of its depth in faces 35 and 36 by a slot 37. The opening
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threaded 26 in the face 36 receives a screw 34 passing through an unthreaded opening and a little wider 25 in the face 35 so that the screw can bring the two faces together to keep the sheath in the passage secondary.
The bottom 51 of the block is threaded on the outside to be connected to a source of pressurized fluid.
The part 40 is pierced with a secondary passage 41 having essentially the same diameter as the constricted part of the secondary passage of the block, and extending from the outer corner of its part 48 towards an intersection with the main passage in the neck 43 in forming an angle identical to that of the intersection of the two passages of the block The dead end 42 of the secondary passage beyond the neck of the part 40 has the same diameter or a slightly smaller diameter to accommodate the shape and size of the outlet end 46 of the tube through which the wire passes.
The neck is widened by a conical part 29 at the lower part of the main passage of the part 4u while. the mouth 49 which evades outwards like a venturi is furnished with a harder insert, also flared.
Sheath 31 surrounds tube 32 from one end to about the middle of the tube to give the assembly sufficient rigidity and support it when the faces of the block are brought together to hold the tube in position. The sheath, which is hollow to receive the wire, extends beyond one end of the tube into an enlarged part 44 in the form of a nut, the interior of which widens outwards to give the tube an easy entry. , and wears a part 45 flared in the same way.
The outlet end 46 of the tube is partly cut along its axis and has a semi-cylindrical shape over a distance close to the diameter of the neck of the part 40. At the other end of the sheath, the nut 44 is marked with d '' a reference point (on the face parallel to the flat edges of the cut part of the tube) to facilitate the orientation of the tube with the opening formed by the cut part downstream
The fitting of the nozzle is easy. The motor first introduces part 40 into the upper part of the block until it is applied.
Looking through the secondary passage, he slowly rotates the coin around the axis of the main passage until the reflection of light from the angle of the narrowed portion abruptly diminishes as the secondary passage of the coin. enters its visual radius. He then places the clamp over the block, straddling the part, and tighten the screw through the clamp at the top of the block enough to compress the gasket airtight between the part and the block. The motor then carefully slides the tube through the secondary passage to an arbitrary depth sufficient to place the end of the tube in line with the passage across the neck of the workpiece.
After rotating the tube to bring the reference point up, he drives the other screw into the face of the block and tightens it enough so that the sheath is held in place. Assuming a source of compressed air has been connected to the threaded end of the block, the nozzle is ready for operation.
As the air passes through the main passage of the block and the main passage of the room and exits at the upper part, the nozzle threads itself that is to say that the air flow in the main passage draws enough air through the tube so that a piece of wire introduced at the inlet and free to move center in the tube and out through the mouth of the room. However, the nozzle is not only an advancement device; it is able to process the wire by modifying its configuration. In the case of yarns made from continuous filaments, the processing can be summarized as looping the individual filaments along their length.
Although the treatment is so rapid that it does not allow observations to be made, it is apparently the burbulence prevailing downstream from the place of introduction of the wire into the main passage which agitates violently.
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ment the filaments and forms therein loops which remain when the yarn leaves the air stream at the mouth of the nozzle. The wire is usually withdrawn quite abruptly from the air stream at the outlet and drawn, for example, to one side (as in Fig. 1).
The configuration and associated characteristics of the yarn processed by the apparatus of the present invention depends in part on the amount and speed of the air (or other entraining fluid) and also on various elements of the yarn. the construction of the nozzle and its adjustment
For example, the product may have a relatively stable configuration such as that described in US patent applications no. 261,635 of December 14, 1951 and 375,372 of August 20, 153, or a relatively unstable configuration described, for example, in patent application No. 419355 of March 29, 1954.
The desired bulk and other qualities of the yarns so treated are discussed in this patent.
To create the turbulence necessary to loop the filaments, the nozzles of the present invention have a suitable obstacle in the air stream and the wire is introduced therein downstream of the obstacle, forming an appreciable angle with the axis. of the current whose inlet orifice is coaxial with the outlet passage for both the wire and the air In the die shown, the obstacle is in one piece with the device used for the introduction of the wire, the The semi-cylindrical end of the tube extends into the air stream of the main passage, and the tube can be inserted deep enough to line up with the secondary passage of part 40.
The wire exits the cylindrical part of the tube and passes immediately downstream of the semi-cylindrical end cut in that direction. The upstream part of the main passage (from the bottom of the nozzle to the intersection with the secondary passage) is simply a conduit for air (or other fluid) while the downstream part conducts both the incoming air. of the upstream part and the introduced thread as well as a small quantity of air which enters with the thread through the introducer device.
The depth of insertion of the tube can be varied at will by the operator (as can be seen in fig 4) but is fixed when the adjustment screw is tightened. The adjustment of the insertion depth is simple thanks to the division of the block into two faces (figs. 2 and 5).
The obstacle creating the turbulence does not necessarily have to be in one piece with the thread introducer device, but can be mounted, in a fixed or adjustable manner, in the main passage of the part 40. The tube and the part it -even can be integral with the block if desired, but the three-part nozzle shown in the drawing is easily assembled and adjusted to obtain optimum efficiency, and can be easily disassembled for verification. It is desirable that the obstacle and the tube for the wire be of particularly hard material to reduce their wear, but since they must be replaceable in the event of wear it is less useful to combine them with another part of the nozzle, except to one another.
When they are in one piece, the end of the tube can be closed instead of open with just a notch or slit on the side of the tube from which the wire is to exit. Further, although only one tube size can be used satisfactorily for yarns of very different denier by adjusting, for example, the depth of insertion, other tube diameters or shapes can be readily used when the tube. is removable. The part is generally not so exposed to wear so that it can be advantageously secured to the block. While the wire feeder is preferably made of special high hardness carbon steel, the workpiece and the block can be made of much softer metal, for example ordinary stainless steel or even copper.
It is desirable that the mouth of the part be relatively loose or contain a hardened insert to reduce the wear caused by the friction of the treated wire. The tube itself is advantageously provided with an insert
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ceramic material at its entry end to guide the wire without excessive wear.
The substantially straight path of the process fluid in the apparatus of the invention is particularly advantageous because it allows less air to be used at lower pressure to satisfactorily loop filaments of the yarn. In known devices, the wire generally passes in a more or less straight line and the air is introduced at one or more angles. Creating turbulence by bifurcating the air stream around an inappropriate obstacle consumes less air than hitting the wall of the fluid line, or using multiple angled currents.
(This characteristic of the model shown is clearly seen in fig '5) When the devices for creating the turbulence and for introducing the thread are separated, a similar effect can be obtained by placing a needle or other relatively tapered obstacle across the thread. main passage upstream of the intersection with the secondary passage; The separate obstacle may have an irregular transverse or longitudinal shape and may rotate or slide to vary its effect on the air stream.
If we compare it to the nozzle shown in FIG. 11 of US patent application no. 375.372, the nozzle according to the present invention gives equal or better results (from the point of view of the configuration of the treated wire and the uniformity of this configuration over a fairly long processing time) while consuming less than 3/4 of the amount of aira and allows to reduce the pressure of the current supply. of air from 60 pounds / square inch (4.2 kg / cm2) to 40 pounds / square inch (2.8 kg / cm2) obtaining comparable results. The comparison with the other nozzles described in this patent application is at least as favorable to the nozzle of the present invention.
This model achieves extremely high supercharging with relatively low air supply pressure. For example, the entry speed of the untreated yarn may reach or exceed five times the exit speed of the treated or looped yarn from the spinneret connected to an air source under 60 psi (4.2 kg / sq. cm2), while the known nozzles only allowed under these conditions a supercharging of less than 100%.
Using a 40 denier 30 filament nylon yarn with a twist of 3 turns per inch, an excellent Breen type product is obtained with a 40% overfeed determined by the ratio between the winding speed t the feeding speed) and a pressure of 50 pounds / square inch (3.5 kg / cm2) consuming 1.5 feet / cubic of air (0.042 m3) per minute (measured at atmospheric pressure and room temperature);
a higher quality product of the type described in U.S. Patent Application No. 419,355 is made from the same yarn only twisted to 1 turn per inch at 250% overfeed and 40 pounds per inch pressure square 2.8 kg / cm2), consuming only 1.4 cubic feet (0.04 cm3) of air, per minute, The minimum diameter of the main passage of the nozzle used is 0.06 inch 1.5 mm ) and the tube diameter 0.016 inch (0.4 mm). The wire entry angle is 45.
The elements of the nozzle can be designed so that the angle of introduction of the wire into the main air stream differs greatly from that of the example cited. For satisfactory looping of the filaments, it is desirable that the yarn be forced to change its path appreciably as it exits the tube and passes through the air stream; the reason is not clear, but it may be to expose a sufficiently large area of the individual filaments to the air stream. A change of direction of the wire path of 30 or less is generally not satisfactory (angle measured between the axis of the tube and the axis of the upstream part of the main passage).
On the other hand, an injection angle close to the perpendicular is not satisfactory because it creates irregularities and sometimes even breaks in the treated yarn, may be due to excessive tension by the air or intermittent contact
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wire with the block wall facing the introduction tube. In any case, from the point of view of economy of air pressure, the use of a nozzle of this type with an injection angle much greater than 60 is unlikely. Under these conditions, the term "appreciable" applied in the present description to the angle formed by the path of the introduced wire and that of the air should be taken to express an angle of about 45 to about 60.
The absolute and relative dimensions of the main passage and the secondary passage (and the inside diameter of the tube) can vary quite widely, but the main passage is generally wider.
An advantageous characteristic of the nozzles of the invention is that they can be used to efficiently process yarns of very different numbers without having to modify their dimensions; these dimensions can also vary widely from the dimensions mentioned above, which are suitable for yarn numbers (total denier and number of filaments) from 36-10 and 40-34 to 210-102 via 84-34, among other things, giving equally good results. Yarns having higher, and lower total and unit deniers can be processed by the apparatus of the invention with equally satisfactory results. Obviously, a particular nozzle can be chosen for its efficiency on a particular wire to be treated, its economy in air consumption, the price of its manufacture or other factors.
The invention is not limited to the form of nozzle described and shown in the drawing; on the contrary, it embraces all the variants.
Claims.
1. Apparatus for the treatment of threads, characterized in that it comprises a pipe for a fluid and a device for introducing the thread which opens into the pipe forming an appreciable angle with it and obstructing the flow of fluid which passes through it. *
2. Apparatus for the treatment of threads, characterized in that it comprises a pipe for a fluid and a device for introducing a thread at an appreciable angle with the axis of the pipe, and an obstacle placed inside the pipe. part of the pipe forming an acute angle with the transverse passage.
3. Apparatus for the treatment of threads, characterized in that it comprises a fluid conductive device pierced with a passage for the flow of fluid and a thread introducer device terminating inside the conductive device forming a appreciable angle with the passage and capable of obstructing the flow of fluid.
4. Apparatus for the treatment of threads, characterized in that it comprises a fluid conducting device pierced with a substantially straight passage for the flow of the fluid, a tubular device for the introduction of the thread ending inside. of the conductive device by forming an appreciable angle with the passage, and an obstacle placed inside the passage of the fluid conductive device and upstream of the axis of the tubular device for the introduction of the wire.
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