CN101472818A - 用于输送纤维的装置和方法 - Google Patents

Abstract

公开了用于输送纤维的装置和方法。按照本发明，纤维(1)用多个在线流量放大器(6，7，8，9)输送穿过管道(2)。这样，当与仅沿着行进的路线拉动卷曲的材料的常规运输机构相比时，可以在松密度性能显著更小变化的情况下沿着陡峭的坡度运输卷曲的材料。

Description

用于输送纤维的装置和方法

发明领域

本发明涉及纤维的生产和加工，更确切地说，涉及在处理和加工期间用于输送柔细纤维的装置和方法。

发明背景

各种各样的天然的和合成的纤维制品都可在市场上买到，且它们在其销售和使用之前需要加工。在用于生产这类纤维制品的工艺过程如纺丝期间，通常是生产取向纤维的带作为中间产品。为了增加纤维的松密度(bulk)，它们常常被卷曲。在这类工艺过程中，将大量的聚合物绞合线纺丝，聚集在一起成带，和然后卷曲以便增加松密度。在卷曲之后，通常是将卷曲的纤维带前后散布在一缓慢移动的履带式干燥机上，以便除去任何残留的溶剂。在运输机的终端处，取出卷曲的纤维带，并运输到打包机，纤维带存放在此处以便打成包用于装运。醋酸纤维束和聚酯纤维束通常用这种方式生产。另一些聚合物纤维如改性聚丙烯腈纤维和不同类型的丝线，也可以用同样方式制备。

为了适合于它的预定用途，在生产期间小心控制卷曲的纤维带的松密度。通常表征纤维的松密度的措施包括长丝总旦数、卷曲数/英寸、和带宽。纺丝特性，即长丝总数和每根长丝的细度二者设定长丝总旦数。然而，卷曲数/英寸和带宽不仅随纺丝工艺过程而变，而且也随后面的纤维带加工而变。

例如，无论是否打算，都可以通过拉动卷曲的纤维将松密度加到卷曲的纤维上。当朝带的长度方向拉动卷曲的纤维的带时，这种作用十分显著。因此，尽管卷曲通常增加松密度，上述卷曲可以部分地通过带宽可觉察到的增加限定，但当卷曲接着朝纤维带的长度方向拉动纤维时，可以达到带宽与新卷曲的纤维束带相比增加200％或更多、或者300％或更多，或者甚至500％或更多。这种过度膨化变形有时称之为“丝束开松”，且它部分是由于各卷曲变得彼此相对未对准的结果，因此卷曲的取向变得比较更无规律。

松密度也可以通过使纤维带经受摩擦作用，如通过在一表面上摩擦带、或者通过把高速气体吹在带上，加到卷曲的纤维带上。纤维束带的膨化纤维性能因此随纺丝机的加工、及随后加到纤维束带上的工作如卷曲、拉动、和摩擦作用而变化，而不管这种膨化变形是否打算做。

通常，卷曲的纤维带是在许多导向件或辊上从干燥机拉到打包机。与移动纤维带的重量有关的拉动作用、及纤维带穿过导向件所引起的磨擦作用，使纤维伸展、除去卷曲、并增加不想要的松密度。遗憾的是，这种卷曲伸展作用是不可逆的。也就是说，在除去外力之后，卷曲的均匀度不返回到纤维的带。

卷曲的纤维必须从干燥机行进到打包机的距离根据这两个机械部件的相对位置改变。一般地说，纤维必须运输的距离越远，则纤维中的卷曲伸展越多。另外，通向打包机的入口可以与干燥机的出口处在同一高度水平，或者可以在干燥机的出口的上方或下方。如果纤维向上运输(拉动)，则更多的卷曲被除去，而如果纤维向下运输(拉动)，则较少卷曲被除去。如果在整个工厂内设备的平行线之间有距离或高度差，则那个厂里生产的纤维的质量不一致。

因此，在常规方法中，由于运输纤维带的拉动力和纤维带跨过固定环导向件滑动所引起的摩擦作用，所以卷曲的纤维带不可逆地损失它的一部分卷曲。拉动力和相应的卷曲损失随着纤维带必须从一个加工步骤行进到另一个加工步骤的坡度的陡度而显著增加。

在纤维带的加工和打包期间，为保持所希望的均匀度，控制膨化变形是很重要的。对打算用于卷烟过滤嘴制造的醋酸纤维素束，控制膨化变形是在过滤嘴制造阶段完成，在这个阶段将纤维束从包中取出并送到过滤嘴制造机。因此，重要的是在纤维束的制造和打包期间避免膨化变形，以使膨化变形的变动减至最小。结果，输送可能适合于从包中取出纤维束并把纤维束输送到过滤嘴制造机的输送纤维束的方法也许不太适合于例如在纤维束从干燥机输送到打包机期间使用。

为了消除上述问题，可以使用皮带运输机或者振摇式运输机作为纤维运输装置。这种运输机消除了运输纤维所需的张紧(拉动)力。然而，这些装置包含大量移动部件，且它们也价格很贵、体积很大、或者经常用于纤维运输不可靠。此外，如果所要求的运输坡度太陡，则纤维可能掉落整个运输机。已有人提出(美国专利No.3408713)用两个运输机皮带，同时将纤维束在所述两个皮带之间。

可供选择地，纤维束可以使用带定向缝隙的空气压力通风装置运输。见美国专利No.6402436 B1。该方法减少了为运输纤维束带所需的拉力，因为空气推动纤维束带沿着它的运输路线行进。该方法还消除了与横跨导向件拉动纤维束有关的摩擦作用。然而，当纤维束带必须在陡峭的坡度上向上运输时，该方法不能良好工作。

美国专利No.4858809公开了一种用于将连续的纤维长丝从第一工作阶段输送到远处工作阶段的方法。长丝束或者丝条在输送机通道的前面加入第一空气喷射器中，并通过产生和保持空气流穿过通道用气动方法使上述长丝束或丝条穿过第一空气喷射器和运输机通道移动。气流能沿着运输机通道在间隔开的位置处逸出。而同时空气在这些相同位置处喷射到通道中，以便持续长丝束穿过通道的气动运动。长丝束被运输机通道内的导向机构用机械方法导向，并穿过运输机通道直至长丝到达远处工作阶段，和然后中止气流，并在此后用机械方法输送长丝束穿过运输机通道。

美国专利No.5429575公开了一种用于将纤维束运输到过滤嘴制造机的输送系统，所述系统包括一气流导管，在所述导管中纤维束借助于压风喷管(air mover)输送。

美国专利No.6543662 B1公开了一种用于运输纤维网(Web)的设备，所述设备包括一台式元件，该台式元件装备有倾斜式吹风装置、至少一个圆形降起、和至少一个抽气装置，所述缺抽气装置在吹风装置和圆形隆起之间。圆形隆起据说能在没有任何撕裂或断裂纤维网的危险的情况下抽吸空气。所提供的有限量的空气据说保证高的运输力，并增加运输系统的效率。

除了上述纤维之外，还有各种各样的比较柔细的纤维，所述这些柔细的纤维在不使纤维伸展或断裂的情况下，尤其是沿着相当大的垂直或水平距离在纵向方向上，难以有效地运输。

在该技术中仍然需要改进的用于运输柔细纤维如卷曲的纤维束带的方法和装置，以便使运输装置和纤维之间的摩擦作用最小，对施加拉力以达到预定目的的需要最少，因此纤维不会过度伸展或甚至破坏，或者所存在的任何卷曲不会过度受影响、或者纤维束带的宽度不会过度增加，或者上述情况的任何组合。当纤维必须运输到更高的高度，及在陡峭的坡度下运输，以便补偿不希望有的设施布局或者实施更有利的布局时，这种需要尤其强烈。

发明提要

本发明涉及用于输送纤维带的装置，所述装置包括：导管，所述导管限定第一开口和第二开口；第一在线流量放大器，所述第一在线流量放大器邻近导管的第一开口设置，并与导管成流体连通；第二在线流量放大器，所述第二在线流量放大器邻近导管的第二开口设置，并与导管成流体连通；及一个或多个高压气体源，所述高压气体源与第一在线流量放大器和第二在线流量放大器成流体连通。

本发明还涉及输送纤维带的方法，所述方法包括提供气体流给沿着导管的长度设置的多个在线流量放大器，以便由此在导管内产生气流，通过第一开口将纤维输送到导管中，穿过导管内部的长度，并从导管的第二开口排出，其中气体流是在大于环境压力的压力下提供。

附图简介

图1是按照本发明的一个实施例所述的纤维束输送装置的侧视图；

图2是按照本发明的实施例所述的导管的一部分的侧向剖视图；

图3是包括本发明的实施例的设备布局的视图。

发明详细说明

本发明通过参见下面包括附图的发明详细说明及所提供的实施例可以更容易理解。应该理解，本发明不限于所说明的具体条件。还应该理解，所用的术语仅是用于说明具体实施例的目的，且不打算加以限制。

如说明书和权利要求书中所用的，除非正文另外清楚地指出，否则单独的形式“一(a、an)”、“一个(a、an)”、和“该(the)”包括多个涉及的对象。

所谓“包括”或“包含”我们意思是指至少所指名的元件或材料存在，但这些术语不打算排除另一些元件或材料，即使另一些元件或材料具有所指名的元件或材料相同的功能。

如本文所用的“纤维”或“一些纤维”打算包含各种各样的天然纤维和合成纤维，所述这些天然纤维和合成纤维不受限制地包括各种各样的材料，其中包括但不限于纤维素聚合物，所述纤维素聚合物包括：纤维素酯类如醋酸纤维素，和尤其是醋酸纤维素束，如在卷烟过滤嘴中所用的；聚酯聚合物类如对苯二甲酸乙二酯及诸如此类；聚烯烃类如聚乙烯、聚丙烯及诸如此类；纸及纸状材料如纸带(streamer)及诸如此类；不同类型的线类，不管是天然的还是合成的；及甚至食用糖果如棉花糖及诸如此类，它们都可以按照本发明所述合适地输送。

所谓术语“环境”或“环境压力”我们意思是指一般在大气中存在的压力，所述大气压应理为基于下述这些因素如海拔高度和一般随天气所描述大气现象等而变。当按照本发明所述的方法和装置在工厂里实施时，环境的压力可以与厂外气压稍有不同，基于工厂内的通风系统和气流模式，及在某些受控制的环境中，工厂内的环境压力可以与工厂附近大门外的环境压力显著不同。尽管有这些差别，但环境的压力与按照本发明常用的在线流量放大器所提供的高压气体的压力决没有显著的不同。因此，在广义上说，“环境压力”涉及按照本发明所述的装置周围和附近的压力。

本发明的方法和装置可以在开式纺纱系统中使用，其中导管与环境如工厂内露天空气成流体连通，或者它们可以在闭合系统中使用，其中导管只在具有受控制的环境的闭合系统内成流体连通，用于防污染的目的、或是用于控制温度的目的，或者是如果由于任何另外的原因导管附近的环境在任何情况下受控制。

当我们使用术语“高压气体”或“高压空气”时，我们意思是指气体或空气的压力显著大于环境的压力，因此当把高压气体或空气提供给按照本发明所述使用的在线流量放大器时，高压气体或空气足以在本发明的导管内提供大体积低压气流。因此，提供给本发明的在线流量放大器的气体或空气的压力越高，则在导管内产生等值气流所需的体积越低。另外，选定穿过导管的气流，以便在不对纤维产生不利影响的情况下输送纤维，这当然是纤维本身性质的作用。

术语“气体”和“空气”二者在本文中用来说明提供给本发明的在线流量放大器的气体或空气。术语气体打算包括术语空气。尤其是，在空气可以合适地使用或者如果使用空气比可以使用的大多数其它气体更经济地那些情况下。当一个实施例说明为使用高压空气时，该领域的技术人员应该很容易理解，任何对所输送的纤维的性能不产生不利影响的其它气体都可以使用。

当我们说流量放大器邻近导管的开口时，我们意思是指它比较接近开口，并处于与开口流体连通。不管怎样，称之为“邻近”的流量放大器比其它沿着导管设置的流量放大器更十分接近开口。导管可以在导管的一个或两个开口处装备一喇叭形口，以便于纤维的进或出。

一方面，本发明提供用于输送纤维如卷曲的醋酸纤维素束带的装置，装置包括终端开口的导管，例如管子或管道，如圆筒形管子或管道，有多个在线流量放大器沿着导管的长度设置，并与导管成流体连通，以便在导管内产生气流。通过这些在线流量放大器，在导管内产生空气流，所述空气流从第一端进入导管和从第二端流出导管，空气在导管中的流动是这样，以致例如避免了卷曲的纤维束带的过度的丝束开松。从导管流出的空气流包括进入第一开口或导管的入口的空气，及提供给每个气流放大器的空气。在一个实施例中，全部或者基本上全部从导管流出的空气都在第二开口处，也就是说，在导管的功能出口处流出，纤维带从上述导管流出装置。在这个实施例中，没有出口或开口用作导管中空气的可供选择的出口。

按照本发明所述可用的在线流量放大器用高压气体提供，所述高压气体引起穿过装置有Coanda外形的流量放大器的环形间隙流动，同时高压气体产生穿过导管的气流，所述气流比提供给流量放大器的高压气体的体积大但速度低。

在另一方面，本发明提供用于输送柔细纤维的方法，方法包括提供高压气体给沿着导管长度设置的多个在线流量放大器，例如至少两个流量放大器，以便由此在导管内产生气流，通过第一开口或入口将纤维输送到导管中，穿过导管内部的长度，并从导管的第二开口或出口排出。

在还有另一方面，本发明提供用于输送柔细纤维，如基本上是连续的纤维带的方法，方法包括提供高压气流穿过多个与导管成流体连通的在线流量放大器的环形间隙，纤维带穿过上述导管输送，环形间隙具有Coanda外形，气体穿过环形间隙沿着所述Coanda外形流动，并流入导管内部，以便在导管中并穿过导管产生气流，由此穿过导管输送纤维。

按照本发明所述的装置和方法可以用来输送各种各样不同长度、宽度、重量、横断面厚度和组成的纤维。通过本发明，可以输送比较柔细的纤维如醋酸纤维束带，所述醋酸纤维带例如包括醋酸纤维束。可供选择地，纤维可以包括聚酯纤维，例如聚对苯二甲酸乙二酯。

任何其它合适的纤维同样可以不受限制地输送，本发明尤其适合于在下述那些情况下使用，即其中避免卷曲的纤维在输送期间过度开松是必要的或是有利的那些情况。同样，可能实际上相互分离或者在施加拉力情况下拉成分开的分段的柔细纤维同样可以输送，而同时保持纤维的整体性。尽管任何纤维都可以用按照本发明所述的装置和方法输送，但不经受丝束开松、物理分离、或分散的纤维简单地通过沿着一系列辊或环形导向件输送可能更经济，不过本发明的装置和方法仍然对输送这些纤维有用，而对待输送的纤维的物理特性没有限制。可以按照本发明有用地输送的柔细纤维因此包括各种各样的纤维，而对它们的物理特性没有限制。

在某些实施例中，所输送的纤维长度可以比较短，如从1cm或甚至小于1cm至25cm或更长，而在另一些实施例中，所输送的纤维具有长度至少与纤维穿过其输送的导管的长度一样长。可供选择地，所输送的纤维可以显著长于纤维穿过其输送的导管的长度，如至少是导管长度的2倍、或者至少是导管长度的5倍，或者纤维可以基本上是连续的，因此可以把纤维输送和包装中的中断减至最少。实际上，所输送的连续纤维的长度可以是这样，即纤维的长度足够提供打包或者其它含整个纤维长度的包装、或者比较少的分开的纤维的长度，以便由此防止在加工纤维带时中断，并在稍后从包装中取出纤维带，以便制备产品如卷烟过滤嘴杆。在实际应用中，对所输送的纤维的长度没有实际限制，而实际上，倘若希望那样做，则没有头或尾的连续纤维可以按照本发明在装置中或穿过该装置实际上无限制地输送。

所输送的纤维的宽度同样可以在很大范围内变动，例如1mm或更多、或者5mm或更多、或者1cm或更多、高达3cm或更多、或者高达5cm或更多、或高达10cm，或者在某些实施例中，宽度甚至大于10cm，如宽度高达15cm，或者宽度高达25cm、或甚至更大。

按照本发明所述可用的导管同样可以在很大的长度和内径的范围内改变，且导管的内径可以沿着导管的长度改变。

例如，可以使用管道的长度为短至50cm或更多、或者1米或更多，或者2米或更大，直至例如可以使用长度高达5米、或25米、或50米，或甚至高达125米或250米或更多，这视纤维带穿过其输送的区域的长度而定。

按照本发明所述可用的导管的内径同样可以在很大范围内改变，且导管的直径可以沿着导管的长度改变。例如，如果输送较窄宽度的纤维或纤维带，例如宽度为几微米或者宽度为1或几毫米，则内径可以是0.1cm或更多、或者1cm或更多、或者3cm或更多、或者5cm或更多、或者10cm或更多，直至如果待输送的纤维带具有较宽的宽度，例如宽度为几厘米或更多，则内径可以是例如5cm或更少、或者10cm或更少，或者25cm或更少、或者50cm或更少或甚至更大的直径。

按照本发明所述可用的导管可以是直的、基本上是直的，即具有小变动但不显著影响流量放大器的功能或布局、或者可以基本上是弯曲的，不过在其中导管基本上是弯曲的那些情况下，可能更难以确定放置流量放大器的合适位置，并且可能是需要或帮助例如将流量放大器设置在最大弯曲点处或其附近。因此，在许多实施例中，本发明的导管或者是直的或者基本上是直的，且其中纤维束待输送的方向的显著改变可以通过某种可供选择的设计如导向件、辊等解决。

按照本发明所述可用的导管可以包括各种各样的不同材料，如各种金属或合金、或者塑料如PVC(聚氯乙烯)或诸如此类。在其中纤维可能经受悬挂或者绊在小突起上的那些情况下，导管的内部可以抛光或者用别的方法变光滑或者打磨。同样，在接触时纤维可能粘附到导管上的那些情况下，导管可以用预定减少粘附作用的物质如聚四氟乙烯或类似物处理。当输送易于引起产生静电的纤维时，例如设置包括一种或多种导电聚合物、或其它导电材料的导管，以使静电荷扩散可能是有帮助的。

按照本发明所述可用的导管可以具有各种各样的横断面形状，从圆形到椭圆形，到甚至是粗略方形或矩形，不过该领域的技术人员应该很容易理解，具有基本上是圆形或椭圆形横断面的导管更容易与具有基本上是环形间隙的流量放大器装配在一起。因此，如本文所用的，术语“环形”不一定意思是指完美的圆形，而可以代之以基本上是椭圆形，不过应该很容易理解，除非在不扭绞或诸如此类情况下纤维带保持特定的取向，否则装备有多个具有基本上是圆形环隙的流量放大器的基本上是圆筒形的导管比从圆形或圆筒形形状改变成任何材料范围的导管更容易装配和使用。

在实际使用中，导管通常包括若干分开的分段，其中每个分段都与至少一个在线流量放大器成流体连通，因此，导管的长度和内部由若干分段中每个分段的内部，和由在线流量放大器的内部限定，所述在线放大器沿着导管的长度设置，且导管的各分段穿过上述流量放大器连接。如果各导管分段的直径和流量放大器内部的直径之间有差别，则装置的内径可以沿着装置的长度改变。

按照本发明所述的装置可以单独或者一起使用，以便横跨任何所希望的距离或取向。如果需要横跨相当大的距离，则利用本发明的装置垂直定标可能是有利的，而当需要横跨水平距离时，则使用更经济的装置如运输皮带、辊子导向件、或诸如此类。在这些情况下，本发明的装置可以和一组装置中适合于横跨水平距离的装置一起使用，在所述一组装置中将纤维输送在一距离处，在该距离处必须横跨垂直距离和水平距离二者。可供选择地，可以利用按照本发明所述的单一装置来以基本上是垂直和水平方向之间包括在内的任何角度横跨一大的距离。

按照本发明所述可用的在线流量放大器通过Coanda效应现象引起导管内的空气流动，如下面进一步说明的。这些流量放大器装备有与导管的开口处周围气压相比在较高压力下的低体积空气源，同时当与用来产生气流的高压空气的体积相比时，形成较大的穿过导管的气流。由在线流量放大器所产生的穿过导管的气流包括提供给每个流量放大器的高压空气及由流量放大器产生的进入导管的第一开口(入口)的气流二者，上述穿过导管的气流能穿过导管输送纤维，而不会引起纤维的显著性能下降，如当纤维是卷曲的纤维束带时膨化变形或丝束开松，或者如果纤维较柔细且例如经受拉开成分开的长度，则纤维破坏。

按照本发明所述可用的在线流量放大器可以装备有单独的气体如空气源。可供选择地，各流量放大器可以使用一共用的气体如空气源，所述共用气源例如通过歧管组件分配。所用的气体源可以是压缩气体如压缩空气，或者可供选择地，任何不同类型的鼓风机都可以用作光源，或者任何提供压力显著大于环境压力的其它已知类型气源。典型的压缩气体源是压缩空气钢瓶。为了获得压缩空气的最经济利用，每个流量放大器都进行校准，以便使进入每个流量放大器的抽吸气流最大。可供选择地，每个流量放大器的吸气作用可以这样调节，以便所有的流量放大器用基本上相同的方式起作用。

按照本发明，输送装置这样沿着导管的长度装备有多个流量放大器，例如至少两个流量放大器，以便在减小的张力下，或者当与没有输送装置沿着预定的行进路线拉动纤维所需的张力相比时，甚至基本上“没有张力”在导管内输送纤维。一般，沿着导管的长度的流量放大器的数量越大，则可以设定的压缩气体的压力越低，以便以规定的生产速度令人满意地输送纤维。

按照本发明所述可用的流量放大器通常是沿着导管以规整的间隔设置，例如邻近导管的第一端具有一入口流量放大器，在该处纤维进入导管，邻近导管的第二端有一出口流量放大器，在该处纤维排出导管，同时任选地一些另外的流量放大器例如沿着导管的长度以基本上相等的间距放置在两个端部之间。如果希望的话，沿着导管的长度在入口流量放大器和出口流量放大器之间可以包括任何数量的另外流量放大器。

按照本发明，该领域的技术人员可以根据所用的导管的长度选定流量放大器的数量和布局，那当然是随着其中纤维带待输送的距离；提供给流量放大器的压缩气体的成本；通过其调节高压气体流到每个流量放大器的机构；及流量放大器本身的成本等而变。尽管不要求各流量放大器沿着导管均匀地间隔开，或者不要求每个流量放大器的压力基本上均匀、或者不要求每个流量放大器的结构和功能相同，但在实际应用中可能希望每个流量放大器在功能上等效，以便纤维穿过导管的运动可以沿着装置的长度更快速地标准化。

按照本发明所述可用的在线流量放大器是Coanda流量放大器，也就是说，它们利用Coanda效应。这种效应在美国专利No.5347103中已充分说明，其相关部分包括在本文中作为参考文献，下面说明由其得出。

Coanda效应说明下述现象，即其中沿着表面从喷嘴排出的一股流体射流往往会沿着表面行进并粘附到表面上，即使表面是中凸式弯曲也如此。随着射出的流动，它带走附近的周围流体而排空表面流体。这样引起在射流邻近表面的这侧与射流的相对侧之间产生压差，上述邻近表面的这侧处产生局部真空或低压区，而上述射流的相对侧是在环境压力下。这种压差是引起射流粘附到表面上的原因。连续的带走还造成射流的厚度增加，因此，万一如果表面足够长，则射流获得太多的质量并中断。这种表面的最佳曲率由Henri coanda决定，且称之为Coanda外形。

按照本发明所述可用的流量放大器具有流体流动通道，所述流体流动通道与装置的导管成流体连通，上述流体流动通道接近Coanda外形。高压气体，如相对于环境状态在较高压力下的压缩空气，穿过环隙快速在内部径向上流入到通道中，上述环隙接合并形成一部分穿过空气放大器的通道的Coanda外形。随着高压气流排出间隙，它让Coanda外形进入导管的通道，由此带走周围的空气，同时使它穿过导管流动。照这样，可以利用在较高压力下的较低体积的气体来产生穿过较低压力(或速度)但在比提供给空气放大器的空气体积更大的体积下的空气的流动。因此，在功能上，按照本发明所述的流量放大器利用较低体积的较高压力气体来产生在较低的压力或速度下的较大体积的气流。正是这种低速度的大体积空气穿过导管将柔细的纤维带输送穿过装置，而同时在材料上不影响纤维带的所希望的性能。

按照本发明所述的流量放大器是在线流量放大器，因此在流量放大器具有Coanda外形的间隙是基本上围绕导管的整个内周边与导管或流体连通的环形间隙，通过提供环形间隙，使空气运动围绕基本上是导管的整个内周边均匀地产生，因而提供在导管内的均匀流动。尽管我们不打算排除下述流量放大器结构，即在所述流量放大器中环形间隙的连续性可能中断，以便提供例如用于相邻结构的结构支承件，所述相邻的结构限定间隙，但该领域的技术人员应该很容易理解，把最佳性能提供给装置，其中环形间隙基本上是连续的。

因此在一宽泛的实施例中，按照本发明所述可用的流量放大器如上所述具有环形间隙，其中间隙限定一通道，所述通道具有一限定Coanda外形的表面，提供给流量放大器的高压气体穿过邻近Coanda外形的环形间隙传导，以便诱发环境空气在导管内的流动。本发明的流量放大器的环形间隙与绕流量装置的周边设置多个分立沟道的流量装置不同。例如，见美国专利No.5429575。因此，在本发明的实施例中，所提供的流量放大器的Coanda外形在功能上邻近装置的导管的周边并处理流体连通，以使沿着空气放大器的Coanda外形的气流沿着导管的长度从流量放大器的出口延伸。

加压气流穿过的环形间隙的宽度可以根据所提供的气体的压力、导管的内径、纤维带的物理性能(包括尺寸和重量)、及空气放大器沿着导管的数量和位置选定。在一用于输送醋酸纤维束的卷曲的纤维带的实施例中，上述醋酸纤维束具有宽度为例如从1cm到3cm，且其中沿着长度为20英尺，同时具有内径为3cm-10cm的装置设置四或五个空气流量放大器，及提供压力为2psig至100psig的高压气体，空气放大器的环形间隙可以从大于零到千分之几或百分之几英寸或者从0.025cm到0.0025cm改变。

在Coanda效应装置如本发明的流量放大器中，流量放大器在出口处的输出流速随高压气体的输入流速和周围气体或空气的流入流速不同而变，上述周围气体或空气变成夹带在流量放大器的输入气流中。该领域的技术人员应该理解，小间隙产生较高的输出增益，但或许以保持较均匀的线性气流不严重影响纤维被输送为代价。基于本发明，合适的间隙间距、空气压力、和流量放大器的总数可以根据预定的使用和所需的导管的长度选定，所述导管的长度当然随纤维必须输送的距离不同而变。

因此，按照本发明所述可用的流量放大器与输送装置的导管内部成流体连通。流量放大器在高压侧上与压缩气体如空气源连接，并具有限定Coanda外形的外形间隙，所述外形间隙与导管成流体连通，以便将空气朝预定的纤维行进的方向吸入导管中。通过沿着导管的长度设置多个这些流量放大器，纤维可以用很少的摩擦作用输送，或者拉动带，同时能在从基本上水平到基本上垂直的任何角度下运送。

适合于按照本发明所述使用的Coanda流量放大器包括购自EXAIR公司(Cincinnati，Ohio)，O.N.Beck & Co.Ltd.(Lodon，England)和ARTX Ltd(Cincinnati，Ohio)的那些。

流量放大器可以装备有歧管系统，因而流量放大器中的某些或全部通过使用管道或管道系统相互成流体连通。各种不同的连接设计都是可行的，其中包括螺纹、焊接、或者凸缘。因此每个单独的流量放大器可以通过一配件供应压缩空气，所述配件通过压缩空气压力通风系统供应空气，该压力通风系统可以是另外的管道或管子。此外，每个单独的流量放大器都可以进行校准，以及在安装于系统中之前得到最大或均匀的性能。串连的单个流量放大器的总数可以根据系统的总长度选定，以便消除各流量放大器之间过度的压降。

因此，来自压缩空气源的压缩空气可以在沿着压力通风系统的某处进入压力通风系统，且压力通风系统可以加工成一定尺寸，以便消除沿着其长度的过度压降—递增式长度越长则要求递增式管道系统越大。通常，压缩空气供应是通过调节器从某一较高的压力调到某一较低的工作压力，所述较低压力可由系统操作人员选定。

在一具体实施例中，纤维带如卷曲的醋酸纤维束带，通常从移动式运输机皮带上的纤维束干燥机排出。纤维束带通常在皮带上成“交叉”放置模式(Lay patturn)，但随着它进入纤维束输送装置而快速再聚焦。纤维束带在高速下，例如从200m/min-600m/min，或者从250m/min-400m/min穿过整个系统，如装置内部的空气流所运送的气流。相对于不想要的膨化变形，纤维束用基本上与它进入相同的条件排出装置，并向前前进到工艺过程中的下一个制造步骤。纤维束穿过装置的速度可以通过调整经过调节的空气源进行控制，并因此可以根据总体工艺要求改变。

在起动时，可能需要或帮助增加提供给流量放大器的气体压力，以便开始通过导管输送纤维，在此之后，当纤维带的端部已在导管中行进并穿过导管时，压力可以减小，以便得到纤维带在基本上连续运行期间所希望的速度和条件。

空气在导管内流动的速度可以在很宽的范围改变，例如从100m/min改变到1500m/min，或者从150m/min改变到1000m/min，或者从250m/min改变到750m/min。

同样，纤维穿过导管行进的速度可以在很宽的范围内改变，例如从150m/min改变到1000m/min，或者从250m/min改变到400m/min。

同样，纤维带穿过导管行进的速度与空气穿过导管的速度二者的比值可以在很宽的比值范围内改变。例如，纤维带的速度与气流速度的比值可以是从0.1:1至0.9:1，或者从0.2:1到0.8:1。

现在转向附图所示的实施例，图1示出按照本发明所述的纤维束双输送装置12，所述装置12包括一开口管2，该开口管2用作导管，包括多个金属管制成的管段2a，2b，2c，2d，它们与多个在线流量放大器6，7，8，9接合，上述流量放大器6，7，8，9与管2成流体连通，并沿着导管的长度处于间隔开的位置。这些流量放大器6，7，8，9提供有压缩气体；所述压缩气体由合适的压缩气体源3供应。调压器4调节压缩气体从它的气源3到歧管5的压力。我们现在参见图1和2，图2更详细示出图1的流量放大器6，不过在这个实施例中，每个流量放大器6，7，8，9基本上具有相同的结构和功能。压缩气体在较低的经过调节的压力下离开调压器4，并穿过歧管5通过流量放大器6，7，8，9中的压缩气体入口喷嘴10流到每个流量放大器6，7，8，9中。压缩气体穿过流量放大器的流动引起管中的局部真空，由于上述Coanda效应的结果，由此产生穿过管子输送卷曲的纤维束带的气流。

压缩气体在入口10处沿着入口10处所表示的箭头流入每个流量放大器6，7，8，9，所述入口10与环形间隙13成流体连通，该环形间隙13由流量放大器的主体14和流量放大器的内体15限定，并通过螺纹17连接到流量放大器6的主体14上，上述螺纹17能调节间隙13，并在此后通过锁紧环18锁紧在所希望的位置处。流量放大器6的内体15限定一唇边16，所述唇边16沿着环形间隙13取Coanda外形形式。沿着Coanda外形唇边16穿过环形间隙13的气流引起空气沿着并穿过管子2朝箭头所指的方向流动。流量放大器6通过螺纹17与管子分段2b旋转式连接，和通过螺纹19与管子分段2a旋转式连接，且每个管子分段2a，2b分别利用锁紧螺母20，21锁紧在所希望的位置处，以便在流量放大器和管段2a，2b之间形成基本上是气密式密封，上述管段2a，2b形成管子2邻近流量放大器6的部分。该领域的技术人员应该很容易理解，将流量放大器与各管段连接的方法包括，但不限于螺纹、凸缘、或焊接。再参见图2，在箭头24处所表示的周围空气被沿着Coanda外形唇边16从流量放大器6的环形间隙13流出的空气引起流入并穿过管子2。气流将卷曲的纤维束带1输送到管子2中并穿过所述管子2。

如上所述，流入管子2的周围空气可以是室内空气、内部气体源、或者纤维带调节气源、室内空气是最经济的。

同样，从压缩气体源3提供的压缩气体可以是空气、惰性气体、或者调节气体，如具有控制的湿度或者一个或多个其它有意选定的性能的气体。所谓惰性气体，我们意思是指一种不显著影响所输送的纤维的物理化学性质以致使它们不适合于预定使用的气体。调节气体是为纤维束带提供一个或多个所希望的性质所选定的气体，如为提供和保持纤维中所希望的含水量而选定的特定湿度。可供选择地，可以将抗静电溶液计量加到流量放大器中，以便防止在工艺过程中产生静电或者进一步消除静电的存在。

尽管图1所示的装置装备有一个压缩空气源3将空气提供给每个流量放大器，但可供选择地每个流量放大器都可以装备分立的压缩空气源。当然，各流量放大器应对准，以便使气体朝同一方向移动，如图2所示从右向左移动，同样，穿过导管流动的空气将在同一开口处流出，纤维束穿过导管从所述同一开口排出。尽管流量放大器的总数可以变动，但气流理想的是保持在足够抵销纤维束上重量和拉力的速度下穿过导管，而不显著影响散纤维性能。换句话说，流入流量放大器的压缩气体流正常地应是这样，即不存在局部高气体速度，因为高气体速度可能影响纤维带的松密度性质，或甚至撕裂纤维。

按照本发明所述可用的流量放大器可以在性能基础上通过任何合适的方法进行校准。也就是说，代替简单地将流量放大器中的内部环形间隙设定到一规定的距离，可以对流量放大器进行校准，以便提供最大抽吸作用、对所用的压缩空气量、或者对同样的抽吸量获得最大性能，以便避免在导管内和穿过导管的流速可变性。

图3示出下面实例中所述的本发明的实施例。纤维束带1在位置A处离开干燥机防护板(apron)24。纤维束通过输送装置运输。真空运输机的总长度为6米。因此纤维束从位置A到位置B行进6米。在离开真空运输机之后，纤维束在导向件25之上行进。导向件可以是辊子导向件或者静止导向件。纤维束水平通过许多导向件26继续在水平方向上前进3米到15米。在纤维束刚要进入打包机22之前的位置C处采取对纤维束特性的最后测量。

实例

在一些实施例中，将具有长丝总旦数为30000和起始带宽为7/8英寸的卷曲的醋酸纤维束带从点A垂直运输15-25英尺(或4.6-7.6米)，和然后水平运输4-7英尺(或者1.2-2.2米)到点B处，及往后基本上水平运输一另外的从10-40英尺(或者3.1-12.2米)的可变距离到位置C。然后在点C处测量最终带宽。

例1(对照例)

将如上所述的卷曲的醋酸纤维束带用具有非线性方式的可变包角的1-3个固定环导向件在张力(拉动)下从点A运输到点B，和然后用水平间隔开10英尺(或者3.1米)的1-4个环形导向件运输到点C。结果，带宽增加到宽度为1.76英寸或者增加100％。

例2(本发明)

通过20英尺管子将卷曲的醋酸纤维束带从点A运输到点B，所述管子具有约2英寸的标称直径，装备有4个在线流量放大器(O.N.Beck& Co.Ltd.，型号RJ405C(London，England))，和然后在张力(拉动)下运输到位置C。提供给每个空气放大器的压缩空气的压力为8.5psig。空气放大器经过校准用于最大抽吸作用。卷曲的醋酸纤维束带的宽度增加到1.1英寸，或者增加26％。当在位置B处设置溶柱导轨时得到进一步改善，同时带宽增加到只有1.0英寸，或者增加14％。

例3(本发明)

通过20英寸管道将如上所述的卷曲的醋酸纤维束带从点A运输到点B，所述管道具有2英寸标称内径，装备有4个在线流量放大器，和往后在张力下(拉动)到位置C，提供给每个空气放大器的压缩空气的压力为5psig。空气放大器经过校准用于最大抽吸作用。醋酸纤维束带宽增加到1.4英寸，或者增加60％。当纤维束在设置于位置B处的滚柱导轨上行进时得到进一步改善，同时带宽增加到仅为1.3英寸，或者增加48％。

例4(本发明)

在这个实施例中的卷曲减少一定量，以便产生稍微更松散的起始纤维束带。如上所述，通过20英尺管子将醋酸纤维束带从点A运输到点B，上述管子具有标称内径为1.88英寸，和然后在张力(拉动)下穿过1-4个固定环形导向件运输到位置C。所用的压缩空气压力为4-5psig。空气放大器专门校准用于最大抽吸作用。醋酸纤维束带的带宽增加到1.5英寸，或者增加70％。当纤维束在点B处的滚柱导轨上行进时得到进一步改善，同时带宽增加到仅为1.4英寸，或者增加60％。

本发明已经特别参照优选实施例详细说明，但应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以实施改变和修改。在说明书中，已经公开了本发明的典型优选实施例，且尽管应用一些专用术语，但它们仅是在一般和说明性的意义上使用，而不是用于阴制的目的，本发明的范围在下面权利要求书中陈述。

Claims (25)

1.一种用于输送纤维带的装置，包括：

导管，所述导管限定第一开口和第二开口；

第一在线流量放大器，所述第一在线流量放大器邻近导管的第一开口设置，并与所述导管成流体连通；

第二在线流量放大器，所述第二在线流量放大器邻近导管的第二开口设置，并与所述导管成流体连通；和

一个或多个高压气体源，所述高压气体源与第一在线流量放大器和第二在线流量放大器成流体连通。

2.按照权利要求1所述的装置，其中装置还包括一个或多个中间在线流量放大器，所述中间在线流量放大器沿着导管的长度设置在第一流量放大器和第二流量放大器之间，并与导管成流体连通。

3.按照权利要求1所述的装置，其中导管具有内部长度为从0.5米至250米。

4.按照权利要求1所述的装置，其中导管具有内部长度为从1米至100米。

5.按照权利要求1所述的装置，其中导管具有内部长度为从5米至50米。

6.按照权利要求1所述的装置，其中有一个或多个压缩空气源，所述压缩空气源提供在从2psig到100psig压力下的空气。

7.按照权利要求1所述的装置，其中导管具有内径为从0.1cm至50cm。

8.按照权利要求1所述的装置，其中导管具有内径从1cm至25cm。

9.按照权利要求1所述的装置，其中装置还包括一歧管，所述歧管与一个或多个压缩空气源及与多个空气放大器成流体连通。

10.按照权利要求1所述的装置，其中导管具有基本上是圆形的横断面。

11.按照权利要求1所述的装置，其中导管具有基本上是方形或矩形的横断面。

12.按照权利要求1所述的装置，其中向每个在线流量放大器都提供高压气体，所述高压气体穿过流量放大器的环形间隙流动，高压气体使空气穿过导管流动，所述空气与提供给流量放大器的高压气体相比，具有较大的体积但较低的速度。

13.按照权利要求1所述的装置，其中每个在线流量放大器都通过Coanda效应使空气在导管中流动。

14.按照权利要求1所述的装置，其中向每个在线流量放大器提供比导管开口处环境空气压力较高的低体积空气源，因而当与用来诱发流动的高压空气的体积相比时，引起较大的穿过导管的气流。

15.一种输送纤维带的方法，包括提供气流给多个沿着导管的长度设置的在线流量放大器，因此在导管内产生气流以便通过第一开口将纤维输送到导管中，穿过导管内部的长度，并从导管的第二开口排出，其中气流是在比环境压力大的压力下提供。

16.如权利要求14所述的方法，其中纤维包括下述纤维中的一种或多种：纤维素聚合物；聚酯聚合物；聚烯烃聚合物；纸；天然或合成线；或食用糖果。

17.如权利要求14所述的方法，其中纤维包括醋酸纤维素纤维束。

18.输送纤维带的方法，包括提供气流穿过多个在线流量放大器的环形间隙，所述在线流量放大器与导管成流体连通，纤维带穿过导管输送，气流穿过环形间隙并进入导管的内部，以便在导管中形成气流并穿过导管，由此输送纤维带穿过导管。

19.如权利要求18所述的方法，其中导管内气流的速度为从100m/min至1500m/min。

20.如权利要求18所述的方法，其中导管内气流的速度为从150m/min至1000m/min。

21.如权利要求18所述的方法，其中导管内气流的速度为从250m/min至750m/min。

22.如权利要求18所述的方法，其中纤维穿过导管行进的速度为从150m/min至1000m/min。

23.如权利要求18所述的方法，其中纤维穿过导管行进的速度为从250m/min至400m/min。

24.如权利要求18所述的方法，其中选定穿过导管的气流，以便在不对纤维有不利影响的情况下输送纤维穿过导管。

25.如权利要求18所述的方法，其中纤维被输送任何距离，且在从基本上水平到基本上垂直之间的任何角度下输送。

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