CN101294319B - 低落纤的喷气涡流纺装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于纺纱加工领域，它提供了一种利用高速旋转气流加捻自由尾端纤维成纱的低落纤的喷气涡流纺装置。该装置由引导管、引导针、储气罩、加捻喷嘴、第一储气室、第二储气室、排气罩、紧密锭子、涡流管、涡流管支架组成。本发明通过新设置的引导针、紧密锭子和对加捻喷嘴、涡流管的结构及工艺改进可以有效地降低纺纱过程中的落纤率，获得毛羽少、细节少的高品质纱线，同时有利于提高原料的利用率，降低纱线生产成本。

Description

低落纤的喷气涡流纺装置
技术领域：
本发明属于纺织领域，它提供了一利有效降低喷气涡流纺落纤率的装置。
背景技术：
气流广泛应用于纺织加工领域。纺纱过程中常采用气流对纤维进行输送，凝聚，加捻等。利用气流加捻纤维成纱克服了加捻部件高速回转产生的惯性力大的缺点，不但可大大提高加捻效率，而且能大幅提高纺纱速度和降低能耗。但气流对纤维的控制不如机械对纤维的控制强，在高速气流作用，部分纤维将脱离气流的控制，随气流排出，形成落纤，致使原料的利用率大大降低，从而增加纱线生产成本。现有的喷气涡流纺纱技术是利用正压产生高速旋转气流对自由尾端纤维加捻而成纱，克服了传统纺纱加捻部件高速回转产生的惯性力大的缺点，提高了加捻效率。目前存在的问题是，一方面高速旋转气流容易干扰纤维的输入，使得部分纤维头端未能进入纱尾，最终形成落纤；另一方面当纱体对纤维头端的握持力较小时，进入纱尾的纤维头端易被高速旋转气流引起的离心力所抽拔，最终形成落纤。成纱过程中落纤的产生将造成纱线支数偏小，同时落纤的时间随机性将引起须条定量偏轻的无规波动，从而随机产生纱线细节。因此研制低落纤的喷气涡流纺装置具有现实意义。
中国发明专利号ZL02112467.1，发明名称为喷气涡流纺复式加捻器，它包括纤维入口11、涡流腔42、排气口12、出纱口84，其特征在于由上部加捻器包括第一进气口31、第一进气通道32、第一贮气室5、喷嘴10、须条出口13和下部加捻器还包括第二进气口91、第二进气通道92、第二贮气室5′、环形腔61、须条入口14、进气通道15、输气管道口16、收缩管17共同组成。在加捻器的上部，利用正压气流产生涡流场，该涡流场提供吸引纤维进入涡流区域的负压，同时带动纤维须条绕纱心转动；在加捻器的下部，利用气流的喷射产生一股高速管道流，管道流与纱线卷绕张力共同作用下引导正在加捻的须条离开涡流场，管道气流包围着纤维须条，在管道流和纱线卷绕张力的牵引下，纤维须条尾端通过涡流场的作用实现加捻。但该公开的发明仍存在着气流对纤维的控制不够，易引起落纤，此外没有充分考虑气流对纱线结构的影响。具体而言，公开的发明中涡流腔42直径一致，从而使得压缩气体经喷嘴10后产生的涡流易向纤维入口11方向膨胀扩散，影响须条顺利进入须条出口13，从而增加落纤发生的概率，同时下部加捻器利用气流喷射产生的管道流仅为辅助纱线的输出，并没有考虑利用气流对纱线结构进行控制，纱尾对纤维的束缚能力较弱，从而涡流腔42中的涡流易将纤维从纱尾中抽拔，引起落纤，同时靠喷射气流产生管道流速度有限，输送纱线的效果并不显著，反而将造成大量能量消耗。本发明针对公开的发明存在的问题从加捻部件的结构设计及气流对纱线结构作用原理出发提出了又一新的发明构思。
发明内容：
为克服现有喷气涡流纺纱过程中，气流加捻引起的落纤率过高，易产生纱线细节等缺点，本发明提供了一种新构思的低落纤的喷气涡流纺装置，以解决现有技术中存在的缺陷。
本发明解决技术问题的技术方案如下：
一种低落纤的喷气涡流纺装置，它包括引导管1、储气罩3、加捻喷嘴4、第一储气室5、第二储气室5′、排气罩6、涡流管8、涡流管支架9，其特征在于它还包括设置的引导针2，它紧固于引导管1上，其上部为圆柱形，下部为圆锥形，引导针2的圆柱形直径D0为0.3～0.6mm，引导针2的上部高度h0为6.5～7.5mm，引导针2的总高度h1为7～10mm、所述的加捻喷嘴4上部既与引导管1相连又与储气罩3相连，中部与储气罩3和排气罩6相连，加捻喷嘴4的入口内孔直径D1为6～8mm，涡流腔42的上部内孔直径D2为3.5～6mm，涡流腔42的下部内孔直径D3为4～6.5mm，加捻喷嘴4的入口外径D4为8～12mm，加捻喷嘴4的中部突肩直径D5为10～18mm，加捻喷嘴4的入口端面与涡流腔42的上部内孔端面间的高度h2为1.5～3mm，涡流腔42的上部内孔高度h3为1.5～2.5mm，涡流腔42的下部内孔高度h4为4～6mm，锥形排气通道43的半锥角α为30～60°，锥形排气通道43的高度h5为4～8mm，加捻喷嘴4的入口端面与加捻喷嘴4的中部突肩端面间的高度h6为3～6mm，加捻喷嘴4的中部突肩高度h7为2～5mm，加捻喷嘴4的总高度h8为11～19.5mm，加捻喷孔41的数量为3～6个，加捻喷孔41的进口直径d1为0.8～1.6mm，加捻喷孔41的出口直径d2为0.4～0.8mm，加捻喷孔41与加捻喷嘴4的轴向夹角γ为45～90°、设置的紧密锭子7既与排气罩6相连又与涡流管支架9相连，紧密锭子7的中部下端口还与涡流管8相连，紧密入口71的直径D6为2～4mm，紧密入口71的倒角θ为30～60°，紧密通道72的直径D7为0.8～1.4mm，紧密锭子7的中部小内孔直径D8为3～5mm，它与涡流管8的导纱通道83的直径D13相等，紧密锭子7的中部大内孔直径D9为5～10mm，它与涡流管8的入口外径D14相等，紧密锭子7的出口内径D10为9～14mm，紧密锭子7的下部外径为D11为10～20mm，紧密锭子7的出口外径D12为14～26mm，紧密锭子7的上部高度h9为5～8mm，紧密锭子7的上部半锥角d为5～15°，紧密锭子7的中部高度h10为8～12mm，紧密锭子7的中部外表面与中心轴的夹角η为30～60°，且要求紧密锭子7的中部外表面与加捻喷嘴4下部内斜面平行，紧密锭子7的中部外端面与下部上端面间的高度h11为3～5mm，紧密锭子7的下部高度h12为5～8mm、所述的涡流管8上部与紧密锭子7相连，下部支撑在涡流管支架9上，导纱通道83的直径D13为3～5mm，涡流管8的入口外径D14为5～10mm，涡流管8的突台外径D15为6～12mm，涡流管8的上端面与假捻喷孔81的入口中心间的高度h13为5～10mm，假捻喷孔81的入口中心与减羽喷孔82的入口中心间的高度h14为30～40mm，减羽喷孔82的入口中心与涡流管8的突台上端面间的高度h15为4～6mm，涡流管8的突台高度h16为5～10mm，涡流管8的总高度h17为50～70mm，假捻喷孔81的直径d3为0.3～1mm，数量为3～6个，沿圆周均匀分布，且垂直于涡流管8的轴线，减羽喷孔82的直径d4为0.4～1mm，数量为3～6个，沿圆周均匀分布，减羽喷孔82与涡流管8的轴向夹角β为30～90°。所述的引导管1，加捻喷嘴4、紧密锭子7及涡流管8的制作材料为陶瓷材料，其余部件的制作材料为不锈钢材料。
与现有技术相比，本发明的优点是：
本发明通过新设置的引导针2、紧密锭子7和对加捻喷嘴4、涡流管8的结构及工艺改进，可以获得毛羽少、细节少的高品质纱线，同时有效地降低纺纱过程中的落纤率，有利于提高原料的利用率，降低纱线生产成本。
附图说明：
图1为现有发明的喷气涡流纺复式加捻器示意图
图1中，31-第一进气口，32-第一进气通道，5-第一贮气室，10-喷嘴，42-涡流腔，11-纤维入口，12-排气口，13-须条出口，91-第二进气口，92-第二进气通道，5′-第二贮气室，14-须条入口，15-进气管道，16-输气管道口，61-环形腔，17-收缩管，84-出纱口；
图2为本发明的低落纤的喷气涡流纺装置示意图
图2中，1-引导管，11-纤维入口，2-引导针，3-储气罩、31-第一进气口，32-第一进气通道，4-加捻喷嘴，41-加捻喷孔，42-涡流腔，43-锥形排气通道，5-第一储气室，5′-第二储气室，6-排气罩、61-环形腔，62-切向气流排气通道，7-紧密锭子，71-紧密入口，72-紧密通道，8-涡流管，81-假捻喷孔，82-减羽喷孔，83-导纱通道，84-出纱口，9-涡流管支架，91-第二进气口，92-第二进气通道；
图3为引导针的结构示意图
图3中，2-引导针，D0-引导针2的圆柱形直径，h0-引导针2的上部高度，h1-引导针2的总高度；
图4为加捻喷嘴的结构示意图
图4(a)为加捻喷嘴的剖视图
图4(a)中，4-加捻喷嘴，41-加捻喷孔，42-涡流腔，43-锥形排气通道，D1-加捻喷嘴4的入口内孔直径，D2-涡流腔42的上部内孔直径，D3-涡流腔42的下部内孔直径，D4-加捻喷嘴4的入口外径，D5-加捻喷嘴4的中部突肩直径，h2-加捻喷嘴4的入口端面与涡流腔42的上部内孔端面间的高度，h3-涡流腔42的上部内孔高度，h4-涡流腔42的下部内孔高度，h5-锥形排气通道43的高度，h6-加捻喷嘴4的入口端面与加捻喷嘴4的中部突肩端面间的高度，h7-加捻喷嘴4的中部突肩高度，h8-加捻喷嘴4的总高度，α-锥形排气通道43的半锥角，γ-加捻喷孔41与加捻喷嘴4的轴向夹角；
图4(b)为图3(a)的S1-S1的剖视图
图4(b)中41-加捻喷孔，d1-加捻喷孔41的进口直径，d2-加捻喷孔41的出口直径；
图5为紧密锭子的结构示意图
图5中，7-紧密锭子，71-紧密入口，72-紧密通道，D6-紧密入口71的直径，D7-紧密通道72的直径，D8-紧密锭于7的中部小内孔直径，D9-紧密锭子7的中部大内孔直径，D10-紧密锭子7的出口内径，D11-紧密锭子7的下部外径，D12-紧密锭子7的出口外径，h9-紧密锭子7的上部高度，h10-紧密锭子7的中部高度，h11-紧密锭子7的中部外端面与下部上端面间的高度，h12-紧密锭子7的下部高度，d-紧密锭子7的上部半锥角，θ-紧密入口71的倒角；η-紧密锭子7的中部外表面与中心轴的夹角；
图6为涡流管的结构示意图
图6(a)为涡流管的剖视图
图6(a)中，8-涡流管，81-假捻喷孔，82-减羽喷孔，83-导纱通道，D13-导纱通道83的直径，D14-涡流管8的入口外径，D15-涡流管8的突台外径，β-减羽喷嘴82与涡流管8的轴向夹角，h13-涡流管8的上端面与假捻喷孔81的入口中心间的高度，h14-假捻喷孔81的入口中心与减羽喷孔82的入口中心间的高度，h15-减羽喷孔82的入口中心与涡流管8的突台上端面间的高度，h16-涡流管8的突台高度，h17-涡流管8的总高度；
图6(b)为图6(a)的S2-S2的剖视图
图6(b)中，81-假捻喷孔，d3-假捻喷孔81的直径；
图6(c)为图6(a)的S3-S3的剖视图
图6(c)中，82-减羽喷孔，d4-假捻喷孔82的直径。
具体实施方式：
如图2、图3、图4、图5和图6所示，本发明安装在纺纱机牵伸区和卷绕区之间。该低落纤的喷气涡流纺装置，它包括引导管1、储气罩3、加捻喷嘴4、第一储气室5、第二储气室5′、排气罩6、涡流管8、涡流管支架9，其特征在于它还包括设置的引导针2，它紧固于引导管1上，其上部为圆柱形，下部为圆锥形，引导针2的圆柱形直径D0为0.3～0.6mm，引导针2的上部高度h0为6.5～7.5mm，引导针2的总高度h1为7～10mm、所述的加捻喷嘴4上部既与引导管1相连又与储气罩3相连，中部与储气罩3和排气罩6相连，加捻喷嘴4的入口内孔直径D1为6～8mm，涡流腔42的上部内孔直径D2为3.5～6mm，涡流腔42的下部内孔直径D3为4～6.5mm，加捻喷嘴4的入口外径D4为8～12mm，加捻喷嘴4的中部突肩直径D5为10～18mm，加捻喷嘴4的入口端面与涡流腔42的上部内孔端面间的高度h2为1.5～3mm，涡流腔42的上部内孔高度h3为1.5～2.5mm，涡流腔42的下部内孔高度h4为4～6mm，锥形排气通道43的半锥角α为30～60°，锥形排气通道43的高度h5为4～8mm，加捻喷嘴4的入口端面与加捻喷嘴4的中部突肩端面间的高度h6为3～6mm，加捻喷嘴4的中部突肩高度h7为2～5mm，加捻喷嘴4的总高度h8为11～19.5mm，加捻喷孔41的数量为3～6个，加捻喷孔41的进口直径d1为0.8～1.6mm，加捻喷孔41的出口直径d2为0.4～0.8mm，加捻喷孔41与加捻喷嘴4的轴向夹角γ为45～90°、设置的紧密锭子7既与排气罩6相连又与涡流管支架9相连，它的中部下端口还与涡流管8相连，紧密入口71的直径D6为2～4mm，紧密入口71的倒角θ为30～60°，紧密通道72的直径D7为0.8～1.4mm，紧密锭子7的中部小内孔直径D8为3～5mm，它与涡流管8的导纱通道83的直径D13相等，紧密锭子7的中部大内孔直径D9为5～10mm，它与涡流管8的入口外径D14相等，紧密锭子7的出口内径D10为9～14mm，紧密锭子7的下部外径D11为10～20mm，紧密锭子7的出口外径为D12为14～26mm，紧密锭子7的上部高度h9为5～8mm，紧密锭子7的上部半锥角δ为5～15°，紧密锭子7的中部高度h10为8～12mm，紧密锭子7的中部外表面与中心轴的夹角η为30～60°，且紧密锭子7的中部外表面与加捻喷嘴4下部内斜面平行，紧密锭子7的中部外端面与下部上端面间的高度h11为3～5mm，紧密锭子7的下部高度h12为5～8mm、所述的涡流管8上部与紧密锭子7相连，下部支撑在涡流管支架9上，导纱通道83的直径D13为3～5mm，涡流管8的入口外径D14为5～10mm，涡流管8的突台外径D15为6～12mm，涡流管8的上端面与假捻喷孔81的入口中心间的高度h13为5～10mm，假捻喷孔81的入口中心与减羽喷孔82的入口中心间的高度h14为30～40mm，减羽喷孔82的入口中心与涡流管8的突台上端面间的高度h15为4～6mm，涡流管8的突台高度h16为5～10mm，涡流管8的总高度h17为50～70mm，假捻喷孔81的直径d3为0.3～1mm，数量为3～6个，沿圆周均匀分布，且垂直于涡流管8的轴线，减羽喷孔82的直径d4为0.4～1mm，数量为3～6个，沿圆周均匀分布，减羽喷孔82与涡流管8的轴向夹角β为30～90°。所述的引导管1，加捻喷嘴4、紧密锭子7及涡流管8的制作材料为陶瓷材料，其余部件的制作材料为不锈钢材料。
下面结合附图对本发明再作进一步的说明如下：
如图2所示，纤维进口11处设置引导针2，可以使纤维流在引导针2的引导下更顺利地进入紧密入口71；如图4所示，对加捻喷嘴4的结构进行巧妙设计，使涡流腔42的上部内孔直径D2小于涡流腔42的下部内孔直径D3，防止高速旋转气流向加捻喷嘴4的入口膨胀扩散，降低高速旋转气流对刚进入加捻喷嘴4入口处须条的影响，从而使须条不发生絮乱，减少浮游纤维的出现，利于降低落纤率，同时加捻喷嘴4的锥形排气通道43的结构设计符合可压缩气体的扩散原理，利于加捻后的气体排出，减少回流，以致不影响旋转气流加捻自由纤维尾端，合适的锥形排气通道43的半锥角选择有利于加捻后的气流顺利排出，减少回流的产生，加捻喷孔41的数目可根据需要进行调整，常采用的喷孔数目为4个，加捻喷孔41采用渐缩喷孔，这样有利于提高喷孔出口的速度；如图5所示设置的紧密锭子7，其紧密入口71的直径D6较大，利于须条的纤维头端进入纱尾，从而降低浮游纤维形成的概率，从而减少落纤，紧密通道72的直径D7较小，致使须条紧密，增加了纤维间的抱合力，防止进入纱尾的纤维被旋转气流抽拔而形成落纤，同时有利于束缚须条在旋转气流作用下发生绕轴转动，紧密入口71及紧密通道72的直径根据纺纱支数进行调整，纺纱支数较高时直径减小，纺纱支数较低时直径增大；改进的涡流管8的假捻喷孔81的气流旋转方向与加捻喷孔41形成的气流旋转方向相反，同时气压也较加捻喷嘴4的气压低，目的是利用假捻喷孔81的旋转气流对须条产生假捻作用，进一步紧密须条结构，从而增强纱尾对纤维的束缚，使得进入纱尾的纤维被高速旋转气流抽拔的概率降低，进一步降低了落纤率、减羽喷孔82的旋转气流方向与假捻喷孔81形成的旋转气流方向相反，主要作用在于进一步均匀纱体，减少纱线毛羽，涡流管8内产生的涡流将从出纱口84排出，致使紧密入口71产生负压，利于须条的头端首先进入紧密通道72，以进一步的减少浮游纤维产生的概率，从而降低落纤，同时利用涡流管8内的正向气流输送纤维，比现有专利应用管道流输送效率更高，假捻喷孔81和减羽喷孔82的数目可根据需要进行调整，常采用的喷孔数为4个。
如图2所示，压缩气体经过加捻喷孔41后在涡流腔42中形成高速旋转气流，因高速旋转气流的射流及卷吸作用，在涡流腔42的入口产生负压效应，将纤维流的头端沿引导针2顺利吸入紧密入口71，进入紧密入口71的纤维流头端被纱尾握持，且纱尾受到紧密通道72的束缚，当纤维流尾端形成自由端后，高速旋转气流对纤维流的自由尾端纤维进行加捻，加捻后的气流由锥形排气通道43排出，当加捻后的纱线经过导纱通道83时，纱线经过假捻喷嘴81和减羽喷孔82的作用后，使具有落纤低、毛羽少、细节少的高品质纱线从出纱口84导出，输出的纱线再经过纱疵清除后卷绕在筒子上。
经实验证明与现有专利装置相比，采用本发明的装置纺纱，落纤率可降低5％，毛羽可减少10％，纱线细节可减少30％，为此本发明装置的采用一方面能纺制高品质的纱线，另一方面还可以提高原料利用率，降低纱线生产成本。

Claims (2)

1.一种低落纤的喷气涡流纺装置，它包括引导管(1)、储气罩(3)、加捻喷嘴(4)、第一储气室(5)、第二储气室(5′)、排气罩(6)、涡流管(8)、涡流管支架(9)，其特征在于它还包括设置的引导针(2)，它紧固于引导管(1)上，其上部为圆柱形，下部为圆锥形，引导针(2)的圆柱形直径(D0)为0.3～0.6mm，引导针(2)的上部高度(h0)为6.5～7.5mm，引导针(2)的总高度(h1)为7～10mm、所述的加捻喷嘴(4)上部既与引导管(1)相连又与储气罩(3)相连，中部与储气罩(3)和排气罩(6)相连，加捻喷嘴(4)的入口内孔直径(D1)为6～8mm，涡流腔(42)的上部内孔直径(D2)为3.5～6mm，涡流腔(42)的下部内孔直径(D3)为4～6.5mm，加捻喷嘴(4)的入口外径(D4)为8～12mm，加捻喷嘴(4)的中部突肩直径(D5)为10～18mm，加捻喷嘴(4)的入口端面与涡流腔(42)的上部内孔端面间的高度(h2)为1.5～3mm，涡流腔(42)的上部内孔高度(h3)为1.5～2.5mm，涡流腔(42)的下部内孔高度(h4)为4～6mm，锥形排气通道(43)的半锥角(α)为30～60°，锥形排气通道(43)的高度(h5)为4～mm，加捻喷嘴(4)的入口端面与加捻喷嘴(4)的中部突肩端面间的高度(h6)为3～6mm，加捻喷嘴(4)的中部突肩高度(h7)为2～5mm，加捻喷嘴(4)的总高度(h8)为11～19.5mm，加捻喷孔(41)的数量为3～6个，加捻喷孔(41)的进口直径(d1)为0.8～1.6mm，加捻喷孔(41)的出口直径(d2)为0.4～0.8mm，加捻喷孔(41)与加捻喷嘴(4)的轴向夹角(γ)为45～90°、设置的紧密锭子(7)既与排气罩(6)相连又与涡流管支架(9)相连，紧密锭子(7)的中部下端口还与涡流管(8)相连，紧密入口(71)的直径(D6)为2～4mm，紧密入口(71)的倒角(θ)为30～60°，紧密通道(72)的直径(D7)为0.8～1.4mm，紧密锭子(7)的中部小内孔直径(D8)为3～5mm，它与涡流管(8)的导纱通道(83)的直径(D13)相等，紧密锭子(7)的中部大内孔直径(D9)为5～10mm，它与涡流管(8)的入口外径(D14)相等，紧密锭子(7)的出口内径(D10)为9～14mm，紧密锭子(7)的下部外径(D11)为10～20mm，紧密锭子(7)的出口外径为(D12)为14～26mm，紧密锭子(7)的上部高度(h9)为5～8mm，紧密锭子(7)的上部半锥角(d)为5～15°，紧密锭子(7)的中部高度(h10)为8～12mm，紧密锭子(7)的中部外表面与中心轴的夹角(η)为30～60°，且紧密锭子(7)的中部外表面与加捻喷嘴(4)的下部内斜面平行，紧密锭子(7)的中部外端面与下部上端面间的高度(h11)为3～5mm，紧密锭子(7)的下部高度(h12)为5～8mm、所述的涡流管(8)上部与紧密锭子(7)相连，下部支撑在涡流管支架(9)上，导纱通道(83)的直径(D13)为3～5mm，涡流管(8)的入口外径(D14)为5～10mm，涡流管(8)的突台外径(D15)为6～12mm，涡流管(8)的上端面与假捻喷孔(81)的入口中心间的高度(h13)为5～10mm，假捻喷孔(81)的入口中心与减羽喷孔(82)的入口中心间的高度(h14)为30～40mm，减羽喷孔(82)的入口中心与涡流管(8)的突台上端面间的高度(h15)为4～6mm，涡流管(8)的突台高度(h16)为5～10mm，涡流管(8)的总高度(h17)为50～70mm，假捻喷孔(81)的直径(d3)为0.3～1mm，数量为3～6个，沿圆周均匀分布，且垂直于涡流管(8)的轴线，减羽喷孔(82)的直径(d4)为0.4～1mm，数量为3～6个，沿圆周均匀分布，减羽喷孔(82)与涡流管(8)的轴向夹角(β)为30～90°。
2.如权利要求1所述的低落纤的喷气涡流纺装置，其特征在于所述的引导管(1)，加捻喷嘴(4)、紧密锭子(7)及涡流管(8)的制作材料为陶瓷材料，其余部件的制作材料为不锈钢材料。
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Assignee: Xuzhou Tianhong Era Textile Co.,Ltd.

Assignor: Donghua University

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Denomination of invention: Spinning apparatus with air injection whirling current for lowering fibre

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License type: Exclusive License

Open date: 20081029

Record date: 20110402

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