CN101158068A - 旋流纺纱机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纺纱机械，具体地说是一种旋流纺纱机。按照本发明提供的技术方案，在棉条的行进方向上依次设置喂棉装置、梳辊牵伸机构、渐缩式纤维输送机构、闭合式纤维集聚装置、旋流加捻器和纱线卷绕装置；在长丝的行进方向上依次设置长丝架、张力装置、导丝器与压面辊；从棉条筒引出的棉条先经过喂棉装置和梳辊牵伸机构，再通过渐缩式纤维输送机构进入闭合式纤维集聚装置进行牵伸、并合和集聚，形成纤维细条，再随闭合式纤维集聚装置的回转送入旋流加捻器；同时，从长丝架上引出的芯丝经过张力装置后，通过导丝器和压棉辊送入旋流加捻器。本旋流纺纱机取消了高磨损的纺纱部件，采用气流作用纤维的方式，能够充分发挥旋流加捻器的高效率，从而提高纺纱速度。
Description
技术领域
本发明涉及纺纱机械，具体地说是一种旋流纺纱机。
背景技术
喷气纺纱是利用高速旋转气流对须条加捻的一种纺纱方法，纺纱速度200～400m/min、具有翻改品种类快、纱线的硬挺度和透气性好、毛羽少、成纱结构独特等特点。其牵伸形式大多是三罗拉或四罗拉双短皮圈或三罗拉长短皮圈牵伸，牵伸元件包括罗拉、胶辊、胶圈、下销、导条器和集束器、摇架等。但为了实现120～150倍的超大牵伸，喷气纺纱的罗拉牵伸机构在生产中必须执行“紧隔距、重加压、零钳口、强控制”的工艺路线，胶辊通常在2000r/min左右的高速度和前罗拉的重加压条件下与牵伸须条作无条件回转，必然会造成胶辊和胶圈磨损严重、使用寿命很短的缺点，例如普通胶辊平均使用寿命为一周，特制的日本帝人胶辊平均使用寿命仅为一个半月，使喷气纺生产成本居高不下。同时，牵伸机构虽然实现了须条的超大牵伸，但牵伸速度仍然与加捻器内气流的回转速度50～100万转/min的可纺能力相差甚远，制约了喷气纺纱速度的进一步提高。
最新的村田涡流纺纱机纺纱速度已高达450m/min，独特的机构保证了成纱动作的高速和可靠，但是它采用的牵伸形式仍然为罗拉牵伸，没有对牵伸形式作根本的改变，也因此制约了它的纺纱速度的进一步提高。
发明内容
为了克服现有技术所存在的上述不足，本发明的任务是提供一种能够取消纺纱过程中的高磨损牵伸部件并在合适的工艺条件下尽量发挥旋流加捻器高效率的纺纱机——旋流纺纱机。
按照本发明提供的技术方案，在棉条的行进方向上依次设置喂棉装置、梳辊牵伸机构、渐缩式纤维输送机构、闭合式纤维集聚装置、旋流加捻器和纱线卷绕装置；在长丝的行进方向上依次设置长丝架、张力装置、导丝器与压面辊；从棉条筒引出的棉条先经过喂棉装置和梳辊牵伸机构，再通过渐缩式纤维输送机构进入闭合式纤维集聚装置进行牵伸、并合和集聚，形成纤维细条，再随闭合式纤维集聚装置的回转送入旋流加捻器；同时，从长丝架上引出的芯丝经过张力装置后，通过导丝器和压棉辊送入旋流加捻器；纤维细条与芯丝一起被旋流加捻器加捻形成包芯纱，然后经过导纱钩和引纱罗拉后，被槽筒卷绕成筒子包芯纱。
渐缩式纤维输送机构的进口截面与出口截面均为矩形，并且渐缩式纤维输送机构的进口截面大于出口截面。闭合式纤维集聚装置的一端设置喇叭状开口，在喇叭状开口的外缘设置向喇叭状开口的中心线方向收缩的收缩环，在喇叭状开口与收缩环间形成截面呈V型的凝聚槽，工作时，闭合式纤维集聚装置绕喇叭状开口的中心线转动。在旋流加捻器中有前后两个相互串联的喷嘴，前后两个喷嘴的间距可调，在喷嘴上设置沿轴向的气道，喷嘴的底部与滑轨滑动连接，在滑轨内设置沿轴向的供气孔。在旋流纺纱机的头部设置控制与显示面板。
本发明的旋流纺纱机取消了罗拉牵伸，采用梳辊牵伸方式，因为减少了磨损消耗，在纤维的传送、汇聚和加捻过程中全部采用气流对纤维进行作用。可以省去粗纱工序，还能充分发挥旋流加捻器的加捻效率，从而提高纺纱速度。另外，对于整台旋流纺纱机的控制采取了终端并行控制的方式，简化了操作。
附图说明
图1以前视图表示旋流纺纱机的一个工作单元；
图2表示了本发明的渐缩式纤维输送机构；
图3为闭合式纤维集聚装置的正视图；
图4为闭合式纤维集聚装置的剖视图；
图5所示为旋流加捻器；
图6是图5的A-A视图；
图7所示为旋流纺纱机的控制原理。
具体实施方式
如图1所示：在棉条21的行进方向上依次设置喂棉装置1、梳辊牵伸机构2、渐缩式纤维输送机构3、闭合式纤维集聚装置4、旋流加捻器9和纱线卷绕装置；在长丝的行进方向上依次设置长丝架5、张力装置6、导丝器7与压面辊8；从棉条筒引出的棉条21先经过喂棉装置1和梳辊牵伸机构2，再通过渐缩式纤维输送机构3进入闭合式纤维集聚装置4进行牵伸、并合和集聚，形成纤维细条，再随闭合式纤维集聚装置4的回转送入旋流加捻器9；同时，从长丝架5上引出的芯丝经过张力装置6后，通过导丝器7和压棉辊8送入旋流加捻器9；纤维细条与芯丝一起被旋流加捻器9加捻形成包芯纱，然后经过导纱钩10和引纱罗拉11后，被槽筒12卷绕成筒子包芯纱13。
渐缩式纤维输送机构3的进口截面与出口截面均为矩形，并且渐缩式纤维输送机构3的进口截面大于出口截面。见图2。
如图3、4所示：闭合式纤维集聚装置4的一端设置喇叭状开口14，在喇叭状开口14的外缘设置向喇叭状开口14的中心线方向收缩的收缩环15，在喇叭状开口14与收缩环15间形成截面呈V型的凝聚槽，工作时，闭合式纤维集聚装置4绕喇叭状开口14的中心线转动。图3中的虚线位置表示凝聚槽底。
在旋流加捻器9中有前后两个相互串联的喷嘴16、17，前后两个喷嘴16、17的间距可调，在喷嘴上设置沿轴向的气道19，喷嘴17的底部与滑轨18滑动连接，在滑轨18内设置沿轴向的供气孔20。在旋流纺纱机的头部设置控制与显示面板。见图5、6。
工作时，棉条随给棉罗拉1向前运动，随后被高速转动的梳辊2的锯齿抓取，在梳辊2高速回转产生的离心力和梳辊表面的气压差以及锯齿的多重作用下逐步分离、混合、伸直，最终被抛入渐缩式纤维输送机构3。由于渐缩式纤维输送机构3内气流流动的平均速度是逐渐增大的纤维在气流作用下得到继续牵伸并保持伸直。渐缩式纤维输送机构3与闭合式纤维集聚装置4相连。离开渐缩式纤维输送装置3的纤维进入闭合式纤维集聚装置4，在离心力的作用下依次滑向凝聚槽底，如图3，纤维头尾相接而实现并合，并随凝聚槽回转。当纤维束随凝聚槽运动到压棉辊8处时，在闭合式纤维集聚装置4凝聚槽形状的约束下，继续向前传送的纤维束被喷气加捻器9中的负压吸入加捻器，接受空气涡流的加捻，同时在喷嘴前的凝聚槽底形成一个纤维剥离点(下同)。喷气加捻器由第一喷嘴和第二喷嘴前喷嘴和后喷嘴，下同串接而成，两个喷嘴所喷出的气流旋转方向相反，且第二喷嘴内的气流转速大于第一喷嘴内的气流转速，须条受这两股反向旋转气流的作用而获得真捻，形成纱线。
图1用正视图展示了梳理牵伸机构中的喂棉罗拉1和梳辊2、渐缩式纤维输送装置3、闭合式纤维集聚装置4和旋流加捻器9的相对位置，其中渐缩式纤维输送装置3的进口与梳理牵伸机构1和2的出口紧密相连，渐缩式纤维输送装置3的出口也刚好探入闭合式纤维集聚装置4中的V型凝聚槽中，这保证了梳理后的伸直单纤维能顺利地进入凝聚槽而得到凝聚。另外，精确的设计保证了单纤维落入凝聚槽的线速度方向与落入点的凝聚槽回转方向一致。
图3、4所示的为闭合式纤维集聚装置，其中图3所示为正视图，图4所示为左视图，V型槽采用正负角设计，即喇叭状开口14的断面与垂线间的夹角为逆时针方向旋转10度，收缩环13的断面与垂线间的夹角为顺时针旋转40度，见图4，形成凝聚槽。
图1所示的旋流加捻器9前端探入闭合式纤维集聚装置4的V型凝聚槽中，并有一定的安装倾斜角，其后配有引纱罗拉11。
喂棉机构1，梳理牵伸机构2，闭合式纤维集聚装置4和卷绕装置都由独立电机驱动，所有电机都与控制显示面板连接。此面板还与纱线检测装置、喷嘴气阀相连，并保持协调。
旋流纺纱机的运行过程如下：
通过机头的控制面板输入参数，检查空气压力源等部件后启动开关，终端处理器首先慢速开动各机构，在无异常反馈的情况下开始正常运行。各部件的运行顺序为：纱线卷绕装置(包括导纱钩10、引纱罗拉11、槽筒12及筒子纱13)，闭合式纤维集聚装置4，梳辊2，旋流加捻器9，喂棉罗拉1。参看图1和图5，喂棉罗拉1开始转动，棉条进入梳辊2梳理后，被送入渐缩式纤维输送机构3，然后进入闭合式纤维集聚装置4，被充分梳理的纤维在凝聚槽中得到有效的汇聚，并随凝聚槽回转输送到旋流加捻器9的前喷嘴16处，接着被旋流加捻器9吸入喷嘴加捻成纱，经导纱钩10、引纱罗拉11和纱线检测装置最后被卷绕成筒子纱13。在纺纱过程中，可以适时的通过参数设定面板输入新的参数来改变旋流纺纱机运行状态。出现断纱时，纱线检测装置会向终端处理器反馈断纱信号，此时终端处理器首先停止喂棉动作，间隔一定时间后顺序关闭梳辊，纤维集聚装置，喷嘴气阀和纱线卷绕装置。由于喷嘴的负压作用，纤维集聚装置中剩余的纤维将被清理。重新引纱或接纱后，旋流纺纱机才开始继续运行。
喂给机构如图1所示，包括喇叭口、给棉板、喂棉罗拉1、加压弹簧等部件。本发明中喂棉罗拉1选用镍合金包覆材料，给棉板表面采用电镀光滑，使给棉板与条子间的摩擦因数小于纤维与纤维间的摩擦因数。以保证条子能顺利通过喂给板而不破坏条子的均匀度，防止条子上下之间纤维的分层现象。
梳辊2如图1所示，为实现超大牵伸，采用了在高转速下能产生强分梳的锯齿辊。与传统的转杯纺牵伸机构相比，本发明增加了梳辊2与给棉转速的独立调节装置以控制加工质量；加大了梳辊2的尺寸以利于高速和高倍牵伸；重新设计了锯齿形状与角度，以减少纤维损伤并有利于纤维伸直；根据流场分布，设计了与梳辊匹配的箱罩，以利于纤维输送和排杂。
渐缩式纤维输送机构3如图2所示，其作用是将经过梳辊2牵伸的纤维细条送入凝聚槽。纤维细条在依靠气流输送的过程中，不但要求其具有好的伸直度和均匀度，而且也要求具有良好的分离度。但由于纤维细条自身的卷曲、开松机构的不完善等原因，纤维细条不可能以完全伸直的状态进入输送管道。因此，必须通过管道形状和气流状态的合理设计来使输送中的纤维细条满足上述要求。为确保送出均匀、伸直、变细的纤维流，气流速度需采用加速设计，本发明采用渐缩式纤维输送机构3。
闭合式纤维集聚装置4如图3所示，纤维细条经分梳辊分梳后，通过渐缩式纤维输送机构3被气流传送到闭合式凝聚槽，它是闭合式旋流纺的核心部件之一，边缘的V形凝聚槽用于集聚纤维细条。纤维细条离开输送管道后将有很大一部分是落在V型凝聚槽的斜面上，由于V型凝聚槽经过了镀铬处理，它的表面非常耐磨而且摩擦系数非常小，使得纤维细条能够在离心力的作用下依次沿凝聚槽的斜面以一定弧线轨迹滑向槽底，形成有一定细度和均匀度的须条，并随凝聚槽回转输出。
旋流加捻器9如图5、6所示，与压力空气源相连的旋流加捻器9由第一喷嘴16和第二喷嘴17串接而成，两个喷嘴所喷出的气流旋转方向相反，且第二喷嘴17内的气流转速大于第一喷嘴16内的气流转速，纤维须条受这两股反向旋转气流的作用而获得真捻，形成纱线。通过对流场的考察以及对产品适应性的研究，本旋流加捻器9的第一喷嘴16前端能够探入V型凝聚槽，其次第一喷嘴16被固定于一有刻度的滑轨18上，其供气孔20被整合在滑轨18中，再次第二喷嘴17被安装在第一喷嘴16后面的滑轨18上，且可以沿滑轨18前后移动或固定。
旋流纺纱机的控制与调节如图7所示，旋流纺纱机机头的控制与显示面板是整个旋流纺纱机的控制与显示终端。通过这个面板可以设置各独立电机的输出速度、启动顺序和停车顺序，并显示它们的运行状态。终端控制器监控着各机构的运行，并对反馈的信息适时地处理后发出预定的解决命令。此控制显示系统还留有升级联网的空间。
Claims (10)
1.一种旋流纺纱机，其特征是：在棉条的行进方向上依次设置喂棉装置(1)、梳辊牵伸机构(2)、渐缩式纤维输送机构(3)、闭合式纤维集聚装置(4)、旋流加捻器(9)和纱线卷绕装置；在长丝的行进方向上依次设置长丝架(5)、张力装置(6)、导丝器(7)与压面辊(8)；从棉条筒引出的棉条先经过喂棉装置(1)和梳辊牵伸机构(2)，再通过渐缩式纤维输送机构(3)进入闭合式纤维集聚装置(4)进行牵伸、并合和集聚，形成纤维细条，再随闭合式纤维集聚装置(4)的回转送入旋流加捻器(9)；同时，从长丝架(5)上引出的芯丝经过张力装置(6)后，通过导丝器(7)和压棉辊(8)送入旋流加捻器(9)；纤维细条与芯丝一起被旋流加捻器(9)加捻形成包芯纱，然后经过导纱钩(10)和引纱罗拉(11)后，被槽筒(12)卷绕成筒子包芯纱(13)。
2.按权利要求1所述的旋流纺纱机，其特征在于，渐缩式纤维输送机构(3)的进口截面与出口截面均为矩形，并且渐缩式纤维输送机构(3)的进口截面大于出口截面。
3.按权利要求1所述的旋流纺纱机，其特征在于，闭合式纤维集聚装置(4)的一端设置喇叭状开口(14)，在喇叭状开口(14)的外缘设置向喇叭状开口(14)的中心线方向收缩的收缩环(15)，在喇叭状开口(14)与收缩环(15)间形成截面呈V型的凝聚槽，工作时，闭合式纤维集聚装置(4)绕喇叭状开口(14)的中心线转动。
4.按权利要求1所述的旋流纺纱机，其特征在于，在旋流加捻器(9)中有前后两个相互串联的喷嘴(16、17)，前后两个喷嘴(16、17)的间距可调，在喷嘴上设置沿轴向的气道(19)，喷嘴(17)的底部与滑轨(18)滑动连接，在滑轨(18)内设置沿轴向的供气孔(20)。
5.按权利要求1所述的旋流纺纱机，其特征在于，在旋流纺纱机的头部设置控制与显示面板。
6.如权利要求1所述旋流纺纱机的纺纱方法，其特征是：在棉条的行进方向上依次设置喂棉装置(1)、梳辊牵伸机构(2)、渐缩式纤维输送机构(3)、闭合式纤维集聚装置(4)、旋流加捻器(9)和纱线卷绕装置；在长丝的行进方向上依次设置长丝架(5)、张力装置(6)、导丝器(7)与压面辊(8)；从棉条筒引出的棉条先经过喂棉装置(1)和梳辊牵伸机构(2)，再通过渐缩式纤维输送机构(3)进入闭合式纤维集聚装置(4)进行牵伸、并合和集聚，形成纤维细条，再随闭合式纤维集聚装置(4)的回转送入旋流加捻器(9)；同时，从长丝架(5)上引出的芯丝经过张力装置(6)后，通过导丝器(7)和压棉辊(8)送入旋流加捻器(9)；纤维细条与芯丝一起被旋流加捻器(9)加捻形成包芯纱，然后经过导纱钩(10)和引纱罗拉(11)后，被槽筒(12)卷绕成筒子包芯纱(13)。
7.按权利要求6所述旋流纺纱机的纺纱方法，其特征在于，渐缩式纤维输送机构(3)的进口截面与出口截面均为矩形，并且渐缩式纤维输送机构(3)的进口截面大于出口截面。
8.按权利要求6所述旋流纺纱机的纺纱方法，其特征在于，闭合式纤维集聚装置(4)的一端设置喇叭状开口(14)，在喇叭状开口(14)的外缘设置向喇叭状开口(14)的中心线方向收缩的收缩环(15)，在喇叭状开口(14)与收缩环(15)间形成截面呈V型的凝聚槽，工作时，闭合式纤维集聚装置(4)绕喇叭状开口(14)的中心线转动。
9.按权利要求6所述旋流纺纱机的纺纱方法，其特征在于，在旋流加捻器(9)中有前后两个相互串联的喷嘴(16、17)，前后两个喷嘴(16、17)的间距可调，在喷嘴上设置沿轴向的气道(19)，喷嘴(17)的底部与滑轨(18)滑动连接，在滑轨(18)内设置沿轴向的供气孔(20)。
10.按权利要求6所述旋流纺纱机的纺纱方法，其特征在于，在旋流纺纱机的头部设置控制与显示面板。
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