CN104583104A - 纱线卷装和传递系统 - Google Patents

Abstract

本发明包括用于制备小部分纱线的纱线卷装的设备和方法，所述纱线卷装在移除时提供基本上均匀的张力。所述方法包括提供达两磅的数量的纱线，用在容器底部施加的真空以及振动将所述纱线引入至小卷装上，以帮助对纱线进行纱线的均匀包装。

Description

纱线卷装和传递系统

技术领域

本发明涉及一种用于制备纱线卷装的方法，包含向卷装的末端施加真空。可以从卷装上移除纱线，并且很少有或者没有缠结。

发明背景

毛毯(或者其他织物)是使用数百个丝条的纱线(取决于织物的宽度和纤维间隙)纺簇或纺织而成，这些纱线丝条是从卷绕在多个线束上的纱线或者从布置在某种纱架中的单股卷装供应的。对于小批量生产而言，这个操作既费时间成本又高，因为必须为织物宽度上的每根纱线提供一样大数目的丝条，而且必须制备一样大数目的丝条，制备的方法是通过制造许多短布束(yardage beam)，或者将纱线重新卷绕成非常大数目的较小卷装(或者可选地，供应商能够生产较小的纱线卷装，但是生产成本大幅增加)。小批量还会导致纺簇机(tufter)或织布机的转换次数增大，从而因为过渡时间导致机器能力丧失并且产量降低，而且因为牵拉经过过渡纱结导致浪费。

授予William O.Ingram，III的美国专利No.6,634,585(紧凑型纱架(Compact Creel)-2003年10月21日)中说明了一种紧凑型移动纱架，这种紧凑型移动纱架中可以预先存放大量小尺寸的纱线卷装，当改成下一个生产订单时，可以将这种紧凑型移动纱架移动至纺簇机处。这种设备会在从卷装上移除纱线时加重任何张力拉伸，这样可能导致毛毯纺簇或编织出现缺陷，并且可能限制加工速度，原因在于纱线从管表面往回布设而通过一根穿过纱线芯的塑料管。随着生产的织物的尺寸减小，供应纱线卷装的直径在很大程度取决于卷装纸/塑料芯的直径，并且储存每磅纱线的供应卷装所需要的空间迅速增加。而且，必须在邻近纱线卷装之间提供空间，这样在从卷装上移除纱线时，丝条不会发生缠结。卷装彼此上下垂直取向，使得当机器停止到下方的卷装上时，虽然提供了将丝条分开的水平单丝，但是允许纱线下放，这样可能导致机器停止运行，因为在机器重启时，会从邻近的卷装上抓取丝条。这样会使得装运成本更高，而且对仓库和操作室的要求更严格。

还使用管排或样本纱架来进行非常小批量的生产。在这种方法中，塑料管道或纸管储存容器连接至每根进入纺簇机或纺织机中的丝条上。从大尺寸供应卷装上取下纱线，并且使用压缩空气纱线夹带装置将纱线吹到每个容器的顶部上。只能将非常有限的长度的纱线放置在管中，并且在抽取纱线时会频繁遇到纱线缠结的问题。实际上，这种方法只能用于小型样本机器，并且用于长度较短的纺簇或纺织织物。这些装置可以从多家设备供应商处购买到，并且在本行业中是众所周知的。

授予Beryl Aaron Boggs的美国专利No.3,759,010(用于纺织纤维的螺旋喷射包(Screw Jet Pack For Textile Fibers)-1973年)中说明了一种用于将纱线的单个末端放置到塑料罩壳中的设备，之后当要使用纤维时，可以剥除这个塑料罩壳。这个系统比较复杂，而且并未公开用于生产许多长度较小的卷装和在纺簇机或织布机上有效地使用这些卷装的方法。

有多项授予Joseph E.Koskol等人的美国专利-用于卷装纱线的设备和工艺及由此设备和工艺生产的产品(Apparatus And Process ForPackaging Yarn And Product Therefrom，美国专利No.4,863,029)，和用于形成纱线捆的设备和工艺(Apparatus and Process For Forming AWad Of Yarn，美国专利No.4,956,901)。这些专利中说明了一种形成压实纱线捆和将这些压实纱线捆放置在分层纱线卷装中的方法。这种设备较为复杂，而且用途是卷装大量纱线，而不是卷装多个非常小的纱线卷装。还关注的是改变供应纱线的外观或属性，改变的方法是通过使用高速空气或蒸汽使供应纱线穿过一个线捆形成喷射口，并且在卷装之前进一步压实纱线时在高温下进行后加工。

授予Hasegawa等人的美国专利No.4,081,888中说明了一种用于生产压实纱线卷装的设备。这个工艺使用离心(偏心)地引入纱线和在圆柱形蓄积室的相反侧上的压头来压实纱线卷装，以及其他特征。用于将纱线放置在蓄积室中的动力气体从蓄积室的顶部区段中逸出，并且使用蒸汽作为加热流体。这个机构较为复杂，其用途是生产大块纱线，这样的大块纱线的重量远远大于实现小批量毛毯或织物制造目的所必需的重量。

授予Slayter和Anderson的美国专利No.2,741,009中说明了将纱线丝(具体来说是玻璃纤维)下放到开顶容器中，该容器的侧面和底面上有一些穿孔，准许通过吹风机移除空气，将纤维固持在适当位置，并且更加紧密地压实纤维。用这种方式执行卷装，将使得BCF或其他类似纤维的密度过低，并且容器将会过大，无法实际用于供应纺簇或纺织设备。

授予Waring的GB1217671中说明了一种在冲刷、染色及其他下游加工的过程中加工毛料的工艺，其中经由一种压缩空气动力牵拉装置将纱线引入至金属网制成的笼罩中，然后用风扇将空气从笼罩底部牵拉出来，以便将纱线压实。用这种方式执行卷装，将使得BCF或其他类似纤维的密度过低，因此容器过大，无法实际用于向纺簇或纺织设备供应纺织或纺簇所需要的大量纱线卷装。

授予Roberson的美国专利No.4,085,881中说明了一种用于加工玻璃纤维的装置，该装置使用从罐子侧面和底面排出的空气，将纺成纤维固持在适当位置，并且将纺成纤维压实成更高的密度。该专利中说明了用以生产据称具有均匀密度的纤维卷装的控制机构。用这种方式执行卷装，将使得BCF或其他类似纤维的密度过低，并且所生产的容器将会过大，无法实际用于供应纺簇或纺织设备。

授予Lowe和Brinton的EP58478中说明了一种用于填充纱线容器以用于制造少量订单的最终用途的花纹织物的设备，其中可以针对每个容器单独控制纱线长度以便尽可能减少浪费。此外，垂直取向的容器在可移动的台车上固定在一起，可移动的台车典型地固持着288个管状容器。经由空气喷射口将纱线传送至接收室中，并且允许空气穿过穿孔的可移动门从底部逸出。然后，通过用夯锤按压来增加纱线的密度，打开门，将纱线推至第二容器中，第二容器具有穿孔的底板。使台车转位，以允许从较少数目的纱线供应装置装填管状容器的一部分。将容纳着大量管状容器的足够数目的台车移动到毛毯纺织机，在这里，经由各个塑料管将各个丝条布设到纺织机上。EP58478教示了经由一个通过压缩空气提供动力的高速喷射口将纱线放置到容器中，然后先允许空气穿过蓄积在容器底部的成团纱线，然后通过穿孔的门出去。压缩空气在离开喷射口和进入容器时膨胀，这将使得纱线在落到容器中时再循环并且可能发生缠结。当成团的纱线在容器中堆积，并且成团纱线两端的压降增加时，或者当必须增加压缩空气量以获得更高的纱线加工速度时，上述情况尤其会造成问题。纱线捆表面的搅合或缠结，会限制在容器中能够蓄积的纱线的高度，因为在垂直高度增加时，必须增加压缩空气量来克服纱线团出现的压降。这样会限制能够获得的纱线团的密度，因而必须要机械地压实线捆，并且必然使复杂度增加，才能在紧凑型容器中储存合理数量的纱线。在将纱线捆从上部容器推到下部容器中时，对于更细旦的纤维来说，纱线钩在或缠在上部容器底部上的成对的穿孔门上也容易造成问题。

发明概要

虽然已多次尝试解决小批量生产所导致的问题，但是这些解决方案并未奏效，原因是由于市场压力，批量尺寸仍然在不断降低。需要一种以非常低成本的、高效的并且占用体积小的方式制备、运输和供应大量丝条到纺簇机或织布机的方法，这种方法还将允许快速转换和高操作效率。

通过一种用于提供纱线卷装的方法，可以解决这些问题，所述方法包含：

(a)提供多于零至大约两磅的数量的纱线；

(b)使所述纱线的第一端穿过纱线引导件，到达任选的第一空气扩散器的窄端，并且穿过所述第一空气扩散器，到达邻近于中空延伸部分的宽端，

(c)使所述纱线的第一端穿过邻近于中空纱线容器的第一开口的所述中空延伸部分；

(d)使所述纱线的第一端穿过所述纱线容器，并且将所述纱线的第一端附接到所述纱线容器的第二开口上，其中在所述纱线容器的第二开口上存在多孔介质；

(e)向第二空气扩散器的窄端施加真空，其中所述第二空气扩散器的宽端邻近于所述纱线容器的第二开口；以及

(f)向所述纱线施加振动。

在一些方面中制备小批量用的纱线容器。可以在包含几个垂直纱线容器的装运容器中传送这些纱线容器。然后，可以将纱线从容器中直接移除到纺簇工艺。与现有的方法相比，通过这些方面的方法制备的纱线容器表现出的张力尖峰明显更低。

附图简述

图1是一些实施方案的设备的侧视图。

图2是一些实施方案的带有延伸部的纱线容器的侧视图。

图3是包含一些实施方案的纱线容器的传递系统的示意图。

具体实施方式

一些方面中包含一种用于卷装纱线以便纺簇或纺织以进行小批量织物生产的设备和方法，该设备和方法在非常紧凑的布置中提供大量小型纱线卷装，这种紧凑型布置装运、储存和放置于纺簇机或织布机上时成本较低。在使用时，用本发明的方法，通过使纱线从容器自由地分配而不是从卷绕的卷装上移除纱线，能实现效率上的改进。另外，在纺簇机或织布机上的移动纱架上垂直地布置纱线，和从纺簇机或织布机上的移动纱架上垂直地移除纱线，会简化从容器向纺簇机或织布机布设丝条的过程，并且使得因纱线布设管或引导件的摩擦对丝条造成的张力最小化。在移除纱线之后，可以重新使用或重新装填容器本身。

在一些方面中，将纱线放置到容器中，并且不会形成缠结或绕圈(这会导致在移除纱线的过程中发生勾丝造成问题)，而且放置时采用的是压实的形式，这样就允许将成千码的高旦毛毯纱线放置到一个小型的紧凑型容器中。该纱线可以具有任何合适的线性密度，例如大约600旦至大约10,000旦。可以包含多种不同纱线中的任一种，包含但不限于聚酰胺、聚酯、其共聚物以及其组合。纱线本身可以是单丝的、多丝的，并且还可以经过捻搓、喷气缠结等等。

通过下面的方式，可以防止使用管排/样本纱架时遇到的缠结或绕圈：将纱线引入至容器中，并且通过使用入口扩散器，而且经由容器底部的吸气口移除动力空气，这样就不会让用于将纱线牵拉到容器中的空气(或其他流体)再循环。

其他装置因为用于将纱线“推”到容器中的空气的再循环所以会遇到绕圈和缠结，而且要使用复杂的装置来移除动力空气，使得动力空气不会在纱线下放到容器中时影响纱线。在一些方面的方法中，吸气口通过多孔介质来移除用于将纱线拉到容器中的空气，该多孔介质允许空气自由移动并且很少有压降，同时不允许任何纱线进入吸气头中。通过如下方式实现纱线的更高密度的储存：在容器的顶部上使用延长管，以允许纱线有额外的分离距离，使之与空气流分开并且沉置到容器中，通过在容器底部蓄积成团纱线而借助压降来压实纱线，使设备振动以便于纱线向下移动到管中，最后在使纱线停止移动到该设备中之后，使用机械压实装置将纱线从延长区段向下推到容器中。然后切掉进入容器的纱线的自由端，将自由端移动到容器顶部开口的边缘，然后可以将“盖子”(未示出)放置在容器顶部上抓住自由端，并且防止纱线在装运过程中受到污染。可选地，可以使一个单元在入口扩散器与出口扩散器之间转位或移动(该单元包含尺寸与上面的容器相似的多个腔)，以允许装填这些腔，并且减少必须处理的各个容器的数目。

在将纱线放置到容器中之后，从卷装设备中移除容器，并且将该容器与任何合适数目个其他容器一起放置到可重复使用的、标准化的、可堆叠的装运/分配货箱中。这可以是大约30到大约500个或者大约50到大约200个其他容器。依据下游处理、产品设计或者包含用于在纺簇机/织布机上生产相同产量的织物的纱线的加工的要求而定，这个数字可以改变。可选地，可以将具有多个腔的多个单元组合到货箱中以供装运、处理和分配。这些货箱设计成当将几个货箱叠高以便处理、装运和储存时，这些货箱将互锁在一起。然后，将足够数目的货箱预载到毛毯/织物制造设施上的移动纱架中，以便为纺簇机或织布机经纱丝条供应必要数目的丝条。图3中示出的移动纱架配备有塑料纱线运输管，位于每个纱线容器将从容器中垂直退出的位置的中线上方，以便于运输纱线，并且使移动穿过塑料管和其他引导件的丝条所产生的张力的量最小化。这种配置比美国专利No.6,634,585中示出的要紧凑并且简化很多，在美国专利No.6,634,585中，纱线卷装是水平取向的，并且必须留出空间以免纱线与相邻的纱线卷装缠结在一起。而且，用于“固持”纱线卷装的装置的成本也会低很多，并且维护频率低很多，因为这些装置不需要夹持纸/塑料管的内侧或者容纳纱线运输管。

本文中说明的设备和方法可以与多种不同的纱线源一起使用。一种合适的方法包含使用单股纱线，这些单股纱线通过喷气方式捻搓缠结，然后如同所说明的一样制备成纱线卷装。可选地，纱线可以是纺成纱线，该纺成纱线穿过捻搓机，然后如本文所述卷装。在期望减少纱线加工步骤的情况下，可以将一些方面的卷装方法与纱线制备机器结合起来，这样就不需要在纸管上卷绕。而且，根据一些方面的方法，可以从较大的卷装上移除纱线，将纱线展开，并且重新卷装成较小的卷装。任选地，在制备一些方面的纱线卷装之前，可以先对纱线进行喷气式缠结或捻搓。

图1

在方向12上，纱线6在被牵拉穿过纱线引导件2时以低张力进入，该纱线引导件2例如是陶瓷小孔或者文氏管形零件。一些方面的方法中可以使用的任何纱线引导件可以由任何合适的材料制成。示例包含但是不限于陶瓷、金属、塑料以及其组合。然后，降低空气速度以通过任选的第一空气扩散器4防止再循环。然后纱线6进入容器10的延伸部8中，并且在容器10中蓄积。纱线容器可以具有固持必要的少量纱线所需要的任何合适的尺寸或者形状。横截面可以是任何合适的配置，例如圆形、正方形、规则多边形或者不规则多边形。通过多孔介质或者过滤介质14(任何合适的材料，例如网眼过滤器、穿孔板或筛子，或其组合)将把纱线拉到该设备中的空气从容器10的底部拉出来，该多孔介质或过滤介质14位于容器10底部，多孔介质或过滤介质14阻止纱线6从容器10中出来。包含第二空气扩散器20以促进跨容器底部均匀流动，然后流动到真空源22中。使用延伸部来提供附加的距离，使得纱线与空气流分离，并且允许先蓄积更大的垂直高度的纱线，然后用机械方式压实，如图2所示。可以向第二空气扩散器20应用振动构件18，以便于使纱线6向下移动，并且增加容器10中的纱线6的密度。振动可以是恒定振动、间歇性振动或者组合形式的振动。振动可以帮助使纱线6沉置在容器10中。可以用任何合适的速度将纱线引入到纱线容器中，这个合适的速度例如是大约每分钟500码至大约每分钟1000码。

图2

在将期望数量的纱线放置在延伸部8与容器10的组合中之后，将延伸部8和容器10从顶部(任选的)和底部扩散器上移除，并且用压实柱塞24以机械方式压缩纱线。这样做会将纱线6向下完全移动至容器10中，然后可以在分离点25处移除延伸部24。

图3

几个纱线容器10放置在紧凑型的高密度装运/分配货箱中，这样会允许穿过纺簇机/织布机上的引导件30用垂直取向34移除纱线，并且简化地、以更低的张力馈送纱线。容器和装运系统准许从垂直取向储存、运输和移除纱线。在一种合适的方法中，可以在纺簇(未示出)之前先穿过纱线引导件将纱线传递到目板32。在操作时，纱线移除张力基本上将是均匀的，这意味着，张力不会出现激增，即张力尖峰。

通过下面的实施例，更完整地示出了本发明的特征和优点，提出这些实施例，是为了进行说明，并且不应当以任何方式将这些实施例理解成对本发明造成限制。

实施例

下面针对单个容器的情况示出为了阐述这个概念而执行的测试，使用的是2层喷气缠结SDN纱线(尼龙66，已经加工了1245单股旦)，具有四孔中空装填横截面。

实施例1：

将纱线夹带装置的压缩空气压力设置成60psig，使得纱线夹带装置将从纱架钉上的卷装上顺利地牵拉纱线。

PVC导管容器中装填的纱线达到导管底部上的HVAC过滤器介质上方大概28英寸。

移除顶部的空气扩散器，同时继续用真空从底部移除空气，并且由于气流增加，所以导管中的纱线的水平下降到HVAC过滤器上方20英寸。提供真空的装置是2015型干湿真空机。

敲击导管的侧面以模拟振动，并且纱线水平下降到18英寸。

移除纱线容器，并且在减去容器的皮重之后，确定容器中的纱线的重量＝0.53磅。

使用的纱架木钉的直径是～211/16英寸，底面非圆形，将容器中的纱线机械地压实到HVAC过滤器上方11英寸的水平。使用的是适中的力(估计30-40磅)。

以每分钟～50磅的速度从容器中手动移除纱线，未出现任何缠绕或缠结。

实施例2：

与测试1的条件相同，将纱线装填到HVAC过滤器水平上方大概29英寸。

移除顶部扩散器，同时仍然施加真空，并且纱线水平降低到20英寸。

在从真空源移除之后，在底板上敲击容器以模拟振动，并且纱线水平降低到16-17英寸。

使用机械压实装置(纱架木钉)，并且将纱线水平向下压缩到10英寸。

容器中的纱线重量＝0.51磅。

实施例3：

测试条件与测试1相同。在容器中装填纱线花费～2分钟。

容器中的纱线重量＝0.54磅。

根据每旦为克/9000米的定义，每单元长度的2层1245SDN的质量＝0.000557磅/码。

如果纱线重量是0.54磅，则计算出来容器中的纱线长度＝0.54/0.000558＝968码。

纱线进入容器的大概速度＝968码/2分钟＝484码/分钟。

实施例概述：

如果I.D.容器尺寸为3.042英寸，纱线垂直高度为11英寸，并且2层喷气缠结1245旦SDN单股上的纱线为0.53磅。

得到的纱线密度＝0.00663磅/立方英寸或0.183克/立方厘米

每垂直英尺的纱线重量＝0.58磅

计算出来每垂直英尺的纱线的长度＝1056码

因此，如果需要1磅的纱线，则将需要有1.72英尺的垂直高度的纱线的容器

结论

1.用于有效地生产大量计量的数量的纱线以支持小批量纺簇或纺织而不是重新卷绕或在线生产小(小于1磅)卷绕纱线卷装的方法。

2.在纺簇机或织布机上通过从容器中垂直移除纱线而使得纱线加工得到改进，而不是从小直径的卷绕卷装上从末端剥掉纱线。避免了从接近的卷装芯上有问题地移除纱线，这些问题的起因是频繁卷绕丝带区、每个横向冲程上的大量纱线翘曲，和芯的末端或芯的端盖上的缠绕。

3.因为从容器中垂直移除纱线使得纱线的传递得到改进，而不是在水平或略微倾斜的取向上支撑卷绕的卷装，在这种情况下，纱线可能下放，并且在停止/启动或运行的过程中，与位于下方的纱线卷装缠结在一起。

4.预备好在收货时安装在纺簇机或织布机中的紧凑形式，而不是在从装运货箱或其他容器中移除之后，必须人工储备的卷绕卷装。紧凑型而不是卷绕的卷装纱架卷装，卷绕的卷装纱架卷装具有空芯，空芯会占据少量卷装上的重要空间，并且由于需要将各个卷绕的卷装彼此分开，以允许在不会挂住邻近卷装中的纱线的情况下移除纱线。

5.工艺可以在离线机器上执行，离线机器从放置在纱架中的纱线卷装上牵拉纱线，或者直接与诸如喷气缠结机器等纱线加工设备在一条线上。所阐明的纱线速度大概是每分钟500码，预计附加的改进等效于加工速度能达到每分钟1000米的重新卷绕或喷气缠结机器。

6.使用增加的气流/空气控制和振动沉置用额外的工作相对于测试1到3中实现的纱线质量压实量的最低程度上的改进，应当使得能够将1磅纱线放置在垂直高度不到24英寸的容器中，并且无需使用第二机械压实步骤。这样得到的工艺将比US4081888和EP058478中引述的工艺复杂度低很多，而且成本低很多。

虽然已经说明了目前据信是本发明的优选实施方式，但是本领域技术人员将认识到，可以对这些优选实施方式进行改变和修改，而并不背离本发明的精神，并且本发明意在包含所有属于本发明的真实范围内的所有这些改变和修改。

Claims (15)

1.一种用于提供纱线卷装的方法，包括：

(a)提供多于零至大约两磅的数量的纱线；

(b)使所述纱线的第一端穿过纱线引导件，到达第一空气扩散器的窄端，并且穿过所述第一空气扩散器，到达邻近于中空延伸部分的宽端，

(c)使所述纱线的所述第一端穿过邻近于中空纱线容器的第一开口的所述中空延伸部分；

(d)使所述纱线的所述第一端穿过所述纱线容器，并且将所述纱线的所述第一端附接至所述纱线容器的第二开口上，其中在所述纱线容器的所述第二开口上存在多孔介质；

(e)向第二空气扩散器的窄端施加真空，其中所述第二空气扩散器的宽端邻近于所述纱线容器的所述第二开口；以及

(f)向所述纱线施加振动。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述纱线容器具有选自圆形、正方形、规则多边形和不规则多边形的横截面。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述纱线引导件包括选自陶瓷、金属、塑料以及其组合的材料。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述纱线引导件是陶瓷小孔。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述纱线卷装具有基本上均匀的移除张力，并且所述移除张力不会引起张力激增。

6.如权利要求1所述的方法，其中所述纱线具有从大约600旦至大约10,000旦的密度。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述纱线卷装包括选自以下的聚合物：聚酰胺、聚酯、其共聚物以及其组合。

8.如权利要求1所述的方法，还包括将多个所述纱线卷装以垂直取向放置在组件上以供装运。

9.如权利要求1所述的方法，还包括用柱塞压实所述纱线。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述纱线是捻搓的、缠结的或者其组合。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述多孔介质包括网眼、过滤器、穿孔板或筛子。

12.如权利要求1所述的方法，其中施加所述振动以帮助所述纱线沉置在所述纱线容器内。

13.如权利要求1所述的方法，其中所述振动选自恒定振动、间歇性振动以及其组合。

14.如权利要求1所述的方法，其中在从所述卷装上移除所述纱线后，能够重新装填所述卷装。

15.如权利要求1所述的方法，其中使得所述纱线移动穿过所述纱线引导件，穿过所述第一空气扩散器，并且以每分钟大约500码至每分钟大约1000码的速度进入所述纱线容器。