CN101575753B - 带出口调节的纺纱准备机 - Google Patents

Abstract

一种带出口调节的纺纱准备机，配有一套对送至其中的纤维材料进行牵伸并丝的牵伸系统，该牵伸系统包括一对上游滚筒和一对下游滚筒；在该牵伸系统前方有一个传感器；并有一个处理器被连接至该传感器，该处理器使用传感器信号作为控制下游滚筒对的依据，以使其转速可以被修改从而实现出口调节；另有砑光滚筒在该牵伸系统之后，用以将已牵伸的纤维材料拉出牵伸系统并向前输送；还有配有转盘的存放设备用于将该已牵伸的纤维材料置于条筒内。本发明的纺纱准备机的特征为，能够通过该处理器至少短暂驱动下游滚筒对和砑光滚筒对以不同速度运行，对所述存放设备以较小的动态变化来驱动，或者相比所述下游滚筒对和砑光滚筒对基本没有转速变化。

Description

带出口调节的纺纱准备机

技术领域

本发明涉及一种符合权利要求1的前序部分的纺纱准备机，具体而言，涉及一种并条机、梳理机或精梳机，其配有一套对送至其中的纤维材料进行拉伸并可能进行并丝的牵伸系统。

背景技术

此类机械很早即已为人所知。送至本机械的一股或多股纤维梳条通过牵伸进行均匀化处理，所形成的纤维梳条被置于一个条筒中。并条机的牵伸系统通常包括有一对上游滚筒(入口滚筒对)、一对中央滚筒以及一对下游滚筒(出口滚筒对)，沿被牵伸纤维材料从其中通过的方向相继布置。将纤维材料夹在其中的每一对滚筒以纤维运动的方向转动，并采用较高的下游圆周速度，以形成牵伸。入口滚筒对与中央滚筒对之间的牵伸区被称为初步牵伸区，而中央滚筒对与出口滚筒对之间的牵伸区则被称为主牵伸区。

已有各种改变牵伸的方法，其目的是根据梳条质量传感器所测得的梳条质量变化，对纤维材料的厚度变化进行补偿。对于自调匀整并条机的纯入口调节情形，入口和中央滚筒对的下滚筒速度会被调节，而出口滚筒对的速度不被调节，这意味着所形成的纤维梳条将以恒定速度离开牵伸系统。在纯出口调节中，入口和中央滚筒对的速度在设备达到全速后即保持恒定，而出口滚筒对的速度则被控制，以补偿纤维材料的不规则性。当某一滚筒对的控制或驱动属于本文件所述情况时，几乎可以肯定一对滚筒中仅有一个为主动，而另一个为从动。

上述两种方法的一个缺点在于频率和幅度相对转动速度的可能变化量的动态极限，因为要移动的质量(或在此过程中所涉及的机械部件的转动惯量)相对较大。在本申请人的DE 10 2004 007 143号专利中已公开了一种针对此问题的补救措施：其中梳条的变化由按照第一控制环中所测得信号的一个部分幅值和按照另一控制环中所测得信号的另一个部分幅值进行补偿。短波和长波信号分量在此分开，并被分别分配至入口和出口调节，由此可使自调匀整并条机的牵伸性能得以改善。

发明内容

本发明的目的是对梳条质量的高频变化补偿进行专门改进。

这一任务由权利要求1的特征加以完成。

本发明可应用于任何牵伸系统，不论其是仅有两对滚筒以及相应地仅有一个牵伸区，还是与典型牵伸系统一样有3个或更多牵伸区。

本发明的优点最显著地体现在，下游滚筒对(对于并条机即为出口滚筒对)和砑光滚筒对至少在一定时段内可按照比存放设备更低和/或更高的转速被驱动，以使梳条内的短波(即高频)故障可获得补偿。存放设备在此情况下不会跟随下游滚筒对和砑光滚筒对的转速变化，至少不会是相同程度的变化。而有利的是，存放设备(特别是转盘)将以恒定转速被驱动，或者是其动态范围小于下游滚筒对和砑光滚筒对。

据此，建议采用出口调节，其中并非所有跟随主牵伸区的机械元件都会受相同的速度变化幅度的调节，而是只有出口滚筒和砑光滚筒(也被称为牵拉滑轮)被以大动态变化量驱动，以补偿梳条质量的高频变化。具体而言，在一种有利的实施方式中，转盘和存放容器或条筒将持续以基本恒定的速度转动。受大幅动态变化调节的质量由此被显著减少，从而在总体上产生有价值的动态性能改进。

另一方面，已知的并条机在恒定输出速度(入口调节)条件下被局限于改变主牵伸区之前所涉及的所有机械部件的速度，而在恒定输入速度(出口调节)条件下则被局限于改变主牵伸区之后所涉及的所有机械部件的速度。由此本发明首次提出，一方面的下游滚筒对的速度或出口滚筒对和砑光滚筒对的速度与另一方面的后续机械部件(具体为转盘)的速度并不完全相互匹配。相反，本发明有意让转盘脱离对下游滚筒对和砑光滚筒对的速度变化的补偿，或者以较小的动态变化进行驱动。

控制设备设计为以下方式特别有利：在正常生产中，存放设备被以恒定速度驱动。而下游滚筒对和砑光滚筒对则相反，可以以更低或更高的速度驱动(采用更大的动态变化)，以补偿高频或短波梳条故障。在此有一个令人意外的发现：在使用此类方法时，因一方面的砑光滚筒与另一方面的转盘或条筒的转速之差而预期会产生的牵伸故障，对于梳条质量以及在条筒内所产生的存放模式没有任何负面影响，或者其影响程度可以忽略，原因是其局限于小幅度的转速的短波变化。

有利的是，出口调节被设计用以对纤维材料质量的高频或短波变化进行补偿，该变化量应小于标称质量的20％，小于15％更为有利，小于10％则特别有利。出口调节还适合被设计为对频率高于5Hz(高于10Hz更为有利)的纤维材料的变化进行补偿。具体而言，已经发现在梳条故障信号分量的频率高于10Hz、幅值高达质量与标称值偏差量的10％的条件下，本发明不会对存放模式或可实现的梳条质量造成任何负面影响。

根据一种特别有利的实施方式，梳条故障信号的低频分量可通过入口调节加以补偿，如同之前在典型的自调匀整并条机上所采用的方式一样。为此，依据本发明的纺纱准备机将在上游与下游滚筒对之间加装一对中央滚筒。对于纯入口调节情形，上游滚筒对和中央滚筒对的速度将被控制，保持恒定的速度比，而下游滚筒对、砑光滚筒和存放设备则被以恒定速度驱动。上游入口滚筒对与中央滚筒对之间的初步牵伸区内的牵伸在这种情况下将保持恒定，而对质量变化的补偿将在中央滚筒对与下游滚筒对之间的主牵伸区内进行。当根据本发明将此类入口调节与出口调节加以组合时，如果上游滚筒对和中央滚筒对继续以恒定的初步牵伸被驱动，则比较有利。此外，在此情况下，对纤维材料内较高频率变化的补偿发生在主拉伸区内。这可以通过设备内部的适当的计算机辅助频率分配加以实现。在这种设计中，存放设备将继续被以恒定速度驱动。

上文已介绍的依据本发明的纺纱准备机的实施方式，在主拉伸区内对低频和高频分量均可进行补偿，其中低频分量特别适合按双曲线函数随中央滚筒对(由此也包括上游入口滚筒对)的速度变化加以处理，而高频分量则由下游出口滚筒对和砑光滚筒对的速度的线性变化加以处理。梳条材料故障信号的相移有利地被计入考虑。

作为对单一设备内低频和高频分量补偿的替代方式，也可以设想该过程在两台顺序的机器上以两个顺序的步骤来完成，即采用两级通过方式。在此情况下，第一级通过可以是在采用入口调节的典型自调匀整并条机上，而第二级通过则是在采用上文所述短时(short-period)调节的机器上，或者可以按相反的顺序执行两级通过。

本发明的有利的进一步改进由所附权利要求中的特性予以示出。

附图说明

以下借助附图对本发明进行更为详细的解释。各图所示内容如下：

图1是依据现有技术的并条机的示意性侧视图；

图2是依据本发明的并条机的示意性侧视图；

图3是梳条故障信号的简化表达；

图4是带有释放装置的牵伸系统的示意性侧视图；

图5是纤维材料经长路线通过其中的转盘的示意性横截面图；

图6示出纤维材料经短路线通过图5中的转盘。

具体实施方式

以下将参照图1的示意表达，对仅在入口处有调节的一种业界熟知的并条机的基本运行模式进行介绍。根据这一现有技术的例子，若干条基本被拆开的纤维梳条FB被并排送至牵伸系统。这相当于可以仅向并条机输送一股纤维梳条FB。对纤维梳条FB进行压紧的漏斗1被置于并条机的入口处。也可以采用其他类型的压紧设备。在通过组成为一对传感滚筒的传感单元2、3之后，此时已被压紧、包括有单股纤维梳条FB的纤维梳条FB′被送至牵伸系统4。牵伸系统4通常包括三个牵伸元件或滚筒对，实际的牵伸将在它们之间发生。这些滚筒对包括上游或入口滚筒对5、中央滚筒对6以及下游、出口或交付滚筒对7，其转动圆周速度依此顺序逐渐增加。由于采用这种配置，纤维梳条FB′按照圆周速度比被牵伸。在由中央滚筒对6和出口滚筒对7形成的主牵伸区中，还有一根压力杆8，用以使纤维梳条FB′转向，由此对在两对滚筒6、7之间未被夹紧的纤维(被称为浮游纤维)的引导进行特别的改善。借助于上方偏转滚筒9，被拉伸的纤维梳条FB′被聚拢在一起，形成多个梳条引导元件(见细节放大图)，并经由砑光滚筒对14送入弯曲梳条通道16，其中砑光滚筒对14的一个滚筒承受弹簧15的作用力，以对梳条的横截面进行测量。在通过位于以角速度ω转动的转盘17上的梳条通道16之后，梳条FB′以速度v_L被置于条筒18中。

在图1所示的并条机中，来自传感设备2、3的信号用于对梳条质量变化的补偿。纤维梳条FB′在这两个传感盘2、3之间通过；可动传感盘3被压靠在固定位置的传感盘2上，可动传感盘3的偏转被作为纤维梳条FB′的横截面的量度指标。例如传感盘3可与感应传感元件20耦合，后者采用电压信号形式的输出信号被首先送至存储器21，该存储器使得从通过传感设备2、3到进入牵伸系统4之间可以有距离或时间差(FIFO存储器即先入先出式缓冲区)。在经过此时间差之后，信号将被送至具有评价和调节功能的处理器22。在本例中，主拉伸区内对质量变化的补偿通过改变伺服驱动器23的转速来实现，该伺服驱动器将产生行星齿轮24的控制旋转。入口滚筒对5的下方滚筒和中央滚筒对6的下方滚筒由行星齿轮24的这一受控输出速度驱动，而行星齿轮24则由主电机25驱动。在本例中，由主电机25驱动的出口滚筒对7中的下方滚筒的速度将保持恒定，以此确保所生产的纤维梳条FB′的长度可以精确计算。主电机25还驱动砑光滚筒对14、转盘17和条筒盘19。

图2中示意性示出了本发明的并条机1；相同的编号用于指代相同的元件。在这种并条机中，入口调节的方式与图1所示并条机相同。然而，主电机25在此既不驱动出口滚筒对7和砑光滚筒对14，也不驱动之后的在正常运行时速度恒定的存放设备元件(具体而言即转盘17)，而仅仅驱动行星齿轮24。还有一台单独的电机26，专门负责驱动出口滚筒对7和砑光滚筒对14。转盘17和与之有固定位置关系的梳条通道16以及条筒盘19均由另外一台速度基本恒定的电机27驱动。作为替代方案，转盘17和条筒盘19也可以连接至电机25；此时电机27将为冗余。处理器22将对电机25、26、27发出相应的控制指令。输出滚筒对7和砑光滚筒对14将接受高度动态的控制，以补偿高频梳条故障(见图3)。

图3给出了一个梳条故障信号的高度示意性表达。在现实中，在梳条故障信号上会叠加很多不同的波形。本例中包含基波波长L1，其上叠加有短波波长L2。通过依据本发明提出的出口滚筒对7和砑光滚筒对14的短时调节，只有波长为L2的梳条故障信号短波分量会被处理。为此，短波分量L1通过适当的(高通)滤波被去除。长波分量通过另一个不同的过程被处理，在本例中，该过程即为常见的入口调节，其具有例如如图2所示的配置。电机27在此情况下将驱动转盘17，而条筒盘19则以基本恒定的速度运行。

图4所示为经放大、但也是高度简化的牵伸系统4与其存放设备的表达。其布置基本与图2类似；然而仅示出了被驱动元件。被以同步速度驱动的元件分别由不同的阴影线表示。入口和中央滚筒对5、6被以动态性较低的主动方式驱动，以补偿梳条质量的低频变化(见图2中的主电机25、伺服驱动器23、行星齿轮24)；出口和砑光滚筒对7和14则以高度动态的控制加以驱动，以补偿梳条质量的较高频变化，而转盘17基本以恒定速度运动。纤维梳条FB′响应梳条质量的低频和高频变化而在主拉伸区内被拉伸。具有评价功能的控制单元22为此将进行适当的频率分配，以控制伺服驱动器23和电机26(图3)。入口和中央滚筒对5、6以及出口和砑光滚筒对7和14均采用基本恒定的平均圆周速度，其幅值根据已设置的牵伸度而有所不同。出口和砑光滚筒对7和14的平均圆周速度的幅值对应于转盘17在纤维梳条出现的点上的恒定圆周速度。

此时如果梳条信号L2的一个短波长(即高频)正变化(见图3)被以增大牵伸的方式进行补偿，则从砑光滚筒14到条筒18内逐渐增长的纤维梳条堆上的梳条被置于其上的地方之间，梳条质量会有短时的增加。另一方面，如果是对梳条信号L2的短波长负变化进行补偿，则在此区域内相应地存在纤维梳条质量的短时降低。

这种在砑光滚筒14与条筒18之间的纤维梳条质量的短暂增加或减少的效应在图5和6中示出。如图5中所示，在对一个或多个高频、短波粗厚段进行补偿之后，带通道16中会有更多的纤维材料，以使纤维梳条经过一条比沿通道的中心轴线的路线更长的路径。图6所示为纤维梳条在带通道16内松弛度较低的情况，其原因是依据本发明的出口调节已对一个或多个细薄段加以补偿。纤维梳条会经过带通道16内一条较短的路线，但这并不意味着其被拉紧或拉伸。

换言之，对带通道16内的质量变化的补偿方式为：纤维梳条FB′以对应于出口滚筒对6和砑光滚筒对14的转速变化的不规则短间隔，沿带通道16内一条较长或较短的路径通过。带通道16具有均化质量缓冲区的作用。这种质量缓冲通过图5和6所示状态之间的不断变化而实现。

已经发现，当质量的变化幅度小于梳条标称重量的10％时，以及当其频率不高于10Hz(即其波长L2相应较短)时，依据本发明的补偿将可对纤维梳条的均一度产生特别的改善。否则根据砑光滚筒14与条筒18内的堆积点之间的距离，以及根据带通道16的设计，可能发生超出质量存放容量及牵伸故障。在这种情况下，一方面入口调节将导致均匀化，但另一方面，在牵伸系统之后，被牵伸梳条的故障将再次出现。

由于上述出口调节所形成的纤维梳条运动具有使带通道16内梳条路径持续变化的效果，其附带作用是防止堆积物在带通道16内累积。否则，在输送速度恒定时，在纤维梳条所无法通过的带通道16的一部分内，可能发生堆积物在带通道16内累积。通过本发明，作为一项附带作用，可以在不造成纤维块堆积的条件下对纤维进行存放。一个具体的风险是，在条筒18被装满后，这种纤维块将从空的带通道16内滑出，进入满的条筒18内；这种情况不好。

以上借助转盘17(由此也包括带通道16)和条筒盘19的转速基本恒定的典型实施方式对本发明进行了详细的介绍。然而，也可以在反应相对较慢的条件下来改变转盘17和条筒盘19的转速，以提高带通道16的质量存放容量。为此，控制单元22可以向电机27发送适当的指令。

在另一种实施方式中，仅依据本发明提供出口调节，而没有入口调节。在一种依据图4的牵伸系统4中，上游入口滚筒对5、中央滚筒对6和转盘17以及条筒盘19均被以恒定速度驱动，而出口滚筒对7和砑光滚筒对14则接受变量控制。

在一种进一步的开发方案中，具有入口调节的独立牵伸系统置于具有出口调节的牵伸系统前方，以形成两级通过。这两级通过的顺序也可以颠倒。

此外，本发明还可用于矩形条筒。在此情况下，条筒18的横截面基本为矩形，它们并不在转动的条筒盘19上，而是在转动的转盘17下方以线性模式运动。

所述的本发明的优势具体包括：可以对质量的短波变化进行补偿(此处“质量”一词也指厚度和/或密度的变化)，将带通道用作质量缓冲器，能够在常规入口调节上叠加补偿，可应用于两级通过，堆放时不会累积纤维块，并且能够通用于并条机、梳理机和精梳机。

Claims (12)

1.纺纱准备机，具体为并条机、梳理机或精梳机，其配有一套对送至其中的纤维材料(FB)进行牵伸并能够进行并丝的牵伸系统(4)，其中所述牵伸系统(4)包括有一对上游滚筒(5)和一对下游滚筒(7)；且在所述牵伸系统(4)前方有一个传感器(2、3、20)，用于测量纤维材料(FB)的质量、厚度或密度的变化；并有一个处理器(22)被连接至所述传感器(2、3、20)，所述处理器使用所述传感器信号作为控制所述下游滚筒对(7)的依据，以使其转速可以被修改从而实现出口调节；另有砑光滚筒(14)在所述牵伸系统(4)之后，用以将已牵伸的纤维材料(FB’)拉出所述牵伸系统(4)并向前输送；还有配有转盘的存放设备(16、17)，用于将已牵伸的纤维材料(FB’)置于条筒(18)内，其特征在于，能够通过所述处理器(22)至少短暂地改变所述下游滚筒对(7)和所述砑光滚筒对(14)的转速，其中，对所述存放设备(16、17)的驱动具有较小的动态变化，或者相比所述下游滚筒对(7)和砑光滚筒对(14)的速度基本没有转速变化。

2.根据权利要求1所述的纺纱准备机，其特征在于：所述处理器(22)经配置，使得当所述纺纱准备机正常运行时，所述存放设备(16、17)被以恒定转速驱动，而所述下游滚筒对(7)和所述砑光滚筒对(14)能够被以相对较低和/或较高的转速驱动。

3.根据权利要求1或2所述的纺纱准备机，其特征在于：所述处理器(22)可以控制所述下游滚筒对(7)和所述砑光滚筒对(14)，以补偿纤维材料的质量变化，该质量变化应小于标称质量的20％。

4.根据权利要求1或2所述的纺纱准备机，其特征在于：所述处理器(22)可以控制所述下游滚筒对(7)和所述砑光滚筒对(14)，以补偿纤维材料的质量变化，该质量变化应小于标称质量的15％。

5.根据权利要求1或2所述的纺纱准备机，其特征在于：所述处理器(22)可以控制所述下游滚筒对(7)和所述砑光滚筒对(14)，以补偿纤维材料的质量变化，该质量变化应小于标称质量的10％。

6.根据权利要求1所述的纺纱准备机，其特征在于：所述处理器(22)可以控制所述下游滚筒对(7)和所述砑光滚筒对(14)，以补偿纤维材料的变化，该变化的频率应高于5Hz。

7.根据权利要求1所述的纺纱准备机，其特征在于：所述处理器(22)可以控制所述下游滚筒对(7)和所述砑光滚筒对(14)，以补偿纤维材料的变化，该变化的频率应高于10Hz。

8.根据权利要求1所述的纺纱准备机，其特征在于：在所述上游滚筒对(5)与所述下游滚筒对(7)之间有一对中央滚筒(6)，且在所述纺纱准备机正常运行中，所述上游滚筒对(5)和所述中央滚筒对(6)被以恒定速度驱动。

9.根据权利要求1所述的纺纱准备机，其特征在于：在所述上游滚筒对(5)与所述下游滚筒对(7)之间有一对中央滚筒(6)，且除用于补偿高频变化的纤维材料的出口调节之外，对所述上游滚筒对(5)和所述中央滚筒对(6)的控制中还包括入口调节，以补偿相对较长波的低频变化。

10.根据权利要求9所述的纺纱准备机，其特征在于：对低频分量通过所述中央滚筒对(6)转速按双曲线函数的变化加以处理，而对高频分量则通过所述下游滚筒对(7)和所述砑光滚筒对(14)转速的线性变化加以处理。

11.根据权利要求9或10所述的纺纱准备机，其特征在于：所述处理器(22)将所述纤维材料故障信号的相移计入考虑。

12.根据权利要求9或10所述的纺纱准备机，其特征在于：所述纺纱准备机体现为并条机，并仅包括有上述的出口调节，而其之前或之后设有包括至少入口调节的体现为并条机的纺纱准备机。

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