CN106283287A - 一种高强力纱线的转杯纺纱方法 - Google Patents

一种高强力纱线的转杯纺纱方法 Download PDF

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雷勇
曾泳春
李显彪
李冉
李健伟
王姜
张玉泽
高备
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Abstract

本发明涉及一种高强力纱线的转杯纺纱方法，高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器的消除涡流通道包括输纤通道和与大气连通的旁路通道；旁路通道与输纤通道的中轴线在同一直线上，且旁路通道位于输纤通道中输纤方向的反向；消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳的相应缺口连接；输纤通道与分梳辊外罩壳连接部分为圆弧过渡连接。本发明将分梳辊外罩壳与输纤通道连接设为圆弧连接，加上旁路通道气流的补入，两者有助于消除产生于输纤通道入口附近的涡流，减少纤维的弯曲、弯钩、打折等不良形态，纤维的平行伸直度得到提高，使最终成纱强力也提高。

Description

一种高强力纱线的转杯纺纱方法
技术领域
本发明涉及纺织领域，具体涉及一种高强力纱线的转杯纺纱方法。
背景技术
与传统环锭纺纱相比，转杯纺纱作为一种新型纺纱技术，具有短流程、高效率、用工省的优点。但是，相同支数的转杯纱的强力要比环锭纱低很多。这是因为，在转杯纱中，纤维的平行伸直度低，弯曲、打折的纤维所占比例大，单根纤维强力没有得到充分的利用，使得转杯纱的强力相对较低。造成转杯纱中纤维形态差的其中一个原因是，纤维依靠气流从分梳辊经由输纤通道转移到转杯凝聚槽，现有技术中的转杯纺纱器的结构，如图1所示，由于输纤通道与分梳辊的罩壳连接的一侧为拐角连接，当气流流经此处时，由于流动边界突变，会在输纤通道入口附近形成涡流，该涡流会使运动到此处的纤维产生不良形态，甚至可能出现多根纤维同时被卷入涡流中，形成纤维结，恶化纤维形态，增加成纱结节，最终使成纱中纤维排列形态差，强力降低。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种高强力纱线的转杯纺纱方法，在输纤通道的中输纤方向的反向增设与大气连通的旁路通道，正常纺纱时，转杯杯内气体被抽气机抽走之后，转杯杯内处于负压状态，因此，转杯杯内和旁路通道口的压差使得外界大气从旁路通道内向输纤通道补入。从旁路通道补入的气流增大了分梳辊剥取区域的气流流速，使纤维更容易从分梳辊锯齿中被剥取下来。补入的气流与分梳辊分梳腔内的气流合成一股强度更大的气流，向输纤通道内流动。同时将输纤通道连接为拐角连接部分改为弧形连接，采用圆弧过渡，改善了输纤通道入口处气流流动。旁路通道的补气和弧形连接消除了在输纤通道入口附近产生的涡流，气流流线平缓顺直，纤维在输纤通道内通过时，有利于保持纤维良好的形态，纤维伸直度更高，从而有利于提高最终的成纱质量。旁路通道气流的补入和输纤通道入口附近涡流的消除还可以增加输纤通道出口的气流流量，从而加快了纤维向转杯凝聚槽内转移的速度，因此，也有利于提高产量。
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，所述高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，所述转杯纺纱器包括消除涡流通道，所述消除涡流通道包括输纤通道和与大气连通的旁路通道；所述消除涡流通道一侧开有分割输纤通道和旁路通道的输纤通道入口，消除涡流通道通过所述输纤通道入口与分梳辊罩壳的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，所述消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；所述旁路通道与输纤通道的中轴线在同一直线上，且所述旁路通道位于输纤通道中输纤方向的反向；所述旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；所述输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡，所述弧形过渡包括圆弧过渡或二次曲线过渡；
所述圆弧过渡中圆弧的半径R与转杯杯内负压Pin满足数值关系R＝-0.0005Pin+1.5，其中R的单位为mm，Pin的单位为Pa；
所述二次曲线过渡中的二次曲线为抛物线、双曲线或阿基米德螺线；
作为优选的技术方案：
如上所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，所述转杯杯内实际负压Pin为-2000～-9000Pa；所述转杯杯内设定负压Pin为-1500～-8500Pa。
如上所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，所述圆弧的弧度范围为π/6～3π/4，所述圆弧两端与分梳辊罩壳和输纤通道的边线相切。
如上所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，所述分梳辊罩壳内的分梳辊的直径为60～80mm，转速为6000-9000rpm。
如上所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，所述旁路通道的截面形状为圆形或矩形。
如上所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，所述旁路通道上还设置有调节阀门，所述调节阀通过旋转调节旁路通道内气流通过的面积。
如上所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，所述二次曲线的两端与分梳辊罩壳和输纤通道的边线分别相切，且二次曲线为平滑的单次弯曲曲线，非波浪线；所述二次曲线的弧长为3.5mm-15.32mm。
如上所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，所述消除涡流的转杯纺纱器适用于天然短纤维和/或化学短纤维的纺纱，所述天然短纤维包括棉纤维、麻纤维或毛纤维；所述化学短纤维包括涤纶短纤、腈纶短纤、粘胶短纤、锦纶短纤、丙纶短纤或维纶短纤。
如上所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，所述输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
本发明原理为：
纺纱时，纤维条子通过喂给罗拉喂入，并经过分梳辊分梳成单纤维状，借助气流的作用，单纤维在分梳辊剥取区被剥取下来。由于现有技术中的转杯纺纱器的输纤通道与分梳辊罩壳的一侧为拐角连接，气流从分梳辊的分梳腔流向输纤通道时，由于流动边界区域形状突变，气流在输纤通道入口附近会产生较大的涡流。本发明将输纤通道与分梳辊罩壳的拐角连接改为弧形过渡连接后，由于气流流动边界变化平缓，因此，气流不会在输纤通道入口附近产生较大涡流，从而改善了气流在输纤通道内的流动状态。分梳辊分梳腔内气流向输纤通道流动时，会形成更为平顺的流线，消除了输纤通道入口处的大涡流。
另外正常纺纱时，由于转杯内部和旁路通道入口存在较大压差，在输纤通道的输纤方向的反向增设与大气连通的旁路通道，使得外界大气通过旁路向输纤通道内补入。补入的气流与分梳辊分梳腔内的气流在分梳辊剥取区汇合成一股更大强度的气流向输纤通道内流入。由于这股气流强度比形成涡流的那股气流更大，且更为顺直，因此，也可以消除输纤通道入口处的涡流。当涡流被消除后，纤维通过输纤通道时，其形态将更加良好，纤维伸直度更高，最终成纱质量也更高。
本发明的转杯纺纱器采用输纤通道与分梳辊外罩壳的圆弧连接，加上旁路通道气流的补入，两者有助于将输纤通道入口处的涡流消除掉，因此，纤维流进输纤通道时，其形态不会受到涡流的影响，而是顺利通过输纤通道，向转杯凝聚槽内转移。纤维在转杯凝聚槽内凝聚成须条，该须条随同转杯高速回转被加捻成纱条，纱条由引纱罗拉引出，绕成筒子。
另外，本发明的转杯纺纱器在正对着输纤通道纤维和气流输送方向的反向延长线上增设旁路通道，这是因为输纤通道入口附近形成的涡流的大小主要受到转杯内负压的影响。转杯纺纱器中的排杂口不仅作为排除杂质的出口，也作为向转杯内补充气流的入口。由于排杂口与外界大气相连通，其气压与当地大气压相同，因此，当转杯内部负压增大时，转杯内部和排杂口的压差也增大。压差增大将使得从分梳辊分梳腔向转杯内流动的气流的速度更大，流动更为急促，那么在输纤通道入口附近形成的涡流的强度和尺寸也更大。在正对着输纤通道纤维和气流输送方向的反向延长线上增设旁路通道，并使旁路通道入口直通大气压，当纺纱时，转杯内部和旁路通道入口会产生巨大压差，使得气流从旁路通道向输纤通道加速流动。这股气流的流动方向与纤维运动方向和从分梳辊分梳腔流向输纤通道的气流的方向一致。这股从旁路通道流入的气流和分梳辊分梳腔流向输纤通道的气流在分梳辊的纤维剥取区汇合成一股更大气流，并沿着输纤通道中轴线方向加速流动。由于合并后的气流强度更大，使得另一股从分梳辊分梳腔流向输纤通道的气流所产生的涡流被消除，而这股气流也在输纤通道入口处随着强度最大的那股气流一起向输纤通道内流动。因此，这不仅有利于纤维的剥取，还由于输纤通道内涡流被消除了，纤维形态不再受到不良影响，弯曲、弯钩、缠绕的纤维数量将降低，使得成纱中，纤维平行伸直度更高，纱线强力也更高。而在现有技术中，类似在分梳辊罩壳上设置旁路通道向分梳辊分梳腔内补气的技术中，所设置的旁路通道位置为介于排杂口与输纤通道之间区域。由于排杂口设置吸杂管，以便更好地吸附并去除杂质，使得从排杂口补入的气流量明显降低，这样补入转杯内部的气流量就会不足，纤维难以从分梳辊锯齿中被剥取并转移到转杯凝聚槽，因此，在这种情况下，在排杂口与输纤通道中间设置旁路通道补充气流，才能使纺纱得以顺利进行。
有益效果：
本发明一种高强力纱线的转杯纺纱方法所用的转杯纺纱器，将分梳辊外罩壳与输纤通道连接为拐角连接的那一侧改为圆弧连接，加上旁路通道气流的补入，两者有助于将输纤通道入口处的涡流消除掉，因此，纤维流进输纤通道时，其形态不会受到涡流的影响，增大了输纤通道入口区域内有效输送纤维的空间，纤维经过输纤通道时，减少纤维的弯曲、弯钩、打折等不良形态，纤维的平行伸直度得到提高，使最终成纱强力也提高。
附图说明
图1现有技术的转杯纺纱器示意图；
图2本发明的消除涡流的转杯纺纱器示意图；
图3实施例11的转杯纺纱器内输纤通道入口处气流形态的模拟图；
图4对比例1的转杯纺纱器内输纤通道入口处气流形态的模拟图；
图5纤维在转杯纺纱器的转杯凝聚槽中的形态图。
其中，1-输纤通道，2-分梳辊罩壳，3-分梳腔，4-消除涡流通道，5-分梳辊，6-排杂口，7-旁路通道，8-调节阀门，9-转杯，10-纱线，11-假捻盘，12-单纤维，13-弧形过渡部分。
图5为纤维在转杯纺纱器的转杯凝聚槽中的形态图，图中第一行从左到右的四幅图中依次对应伸直纤维、近似伸直纤维、后弯钩纤维和前弯钩纤维形态，第二行从左到右的四幅图中依次对应两端弯钩纤维、绕圈纤维、对折纤维和缠绕纤维形态。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器的结构如图2所示，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，圆弧的半径R与转杯杯内实际负压Pin满足数值关系R＝-0.0005Pin+1.5，其中R的单位为mm，消除涡流的转杯纺纱器纺制的为涤纶短纤，当转杯杯内实际负压Pin为-5000Pa，转杯杯内设定负压P为-1500Pa时，旁路通道的截面积为17.7mm2，截面形状为矩形，圆弧的半径R为4mm，分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为60mm，转速为9000rpm，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
经过上述工艺制得的高强力纱线的平均断裂强度为28cN/tex。
实施例2
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，纺制高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺丝工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，圆弧的半径R与转杯杯内实际负压Pin满足数值关系R＝-0.0005Pin+1.5，其中R的单位为mm，消除涡流的转杯纺纱器纺制的为亚麻纤维，当转杯杯内实际负压Pin为-8000Pa，转杯杯内设定负压P为-2500Pa时，旁路通道的截面积为33.96mm2，截面形状为矩形，圆弧的半径R为5.5mm，分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为70mm，转速为6000rpm，截面形状为矩形，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
经过上述工艺制得的高强力纱线的平均断裂强度为31cN/tex。
实施例3
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，纺制高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，圆弧的半径R与转杯杯内实际负压Pin满足数值关系R＝-0.0005Pin+1.5，其中R的单位为mm，当消除涡流的转杯纺纱器纺制的为毛纤维，当转杯杯内实际负压Pin为-5200Pa，转杯杯内设定负压P为-2000Pa时，旁路通道的截面积为20.76mm2，圆弧的半径R为4.1mm，分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为75mm，转速为6000rpm，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
经过上述工艺制得的高强力纱线的平均断裂强度为7.82cN/tex。
实施例4
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，纺制高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，圆弧的半径R与转杯杯内实际负压Pin满足数值关系R＝-0.0005Pin+1.5，其中R的单位为mm，当消除涡流的转杯纺纱器纺制的为腈纶短纤，当转杯杯内实际负压Pin为-6500a，转杯杯内设定负压P为-3000Pa时，旁路通道的截面积为30.39mm2，圆弧的半径R为4.75mm，分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为78mm，转速为8500rpm，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
经过上述工艺制得的高强力纱线的平均断裂强度为13.8cN/tex。
实施例5
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，纺制高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，圆弧的半径R与转杯杯内实际负压Pin满足数值关系R＝-0.0005Pin+1.5，其中R的单位为mm，消除涡流的转杯纺纱器纺制的为棉纤维，当转杯杯内实际负压Pin为-9000Pa，转杯杯内设定负压P为-5000Pa时，旁路通道的截面积为49.26mm2，截面形状为矩形，圆弧的半径R为6mm，分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为71mm，转速为6500rpm，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
经过上述工艺制得的高强力纱线的平均断裂强度为12.92cN/tex。
实施例6
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，纺制高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，圆弧的半径R与转杯杯内实际负压Pin满足数值关系R＝-0.0005Pin+1.5，其中R的单位为mm，消除涡流的转杯纺纱器纺制的为粘胶纤维，当转杯杯内实际负压Pin为-4000Pa，转杯杯内设定负压P为-6000Pa时，旁路通道的截面积为34.32mm2，截面形状为矩形，圆弧的半径R为3.5mm，分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为71mm，转速为6500rpm，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
经过上述工艺制得的高强力纱线的平均断裂强度为11.7cN/tex。
实施例7
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，纺制高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，圆弧的半径R与转杯杯内实际负压Pin满足数值关系R＝-0.0005Pin+1.5，其中R的单位为mm，消除涡流的转杯纺纱器纺制的为锦纶纤维，当转杯杯内实际负压Pin为-3000Pa，转杯杯内设定负压P为-7500Pa时，旁路通道的截面积为37.26mm2，截面形状为矩形，圆弧的半径R为3mm，分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为77mm，转速为6500rpm，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
经过上述工艺制得的高强力纱线的平均断裂强度为44cN/tex。
实施例8
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，纺制高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；转杯纺纱器中的输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，具体为阿基米德螺线，过渡阿基米德螺线过渡部分的两端与分梳辊罩壳和输纤通道的边线分别相切，且为平滑的单次弯曲曲线，非波浪线；阿基米德螺线过渡部分的弧长为3.5mm。分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为55mm，转速为6500rpm，消除涡流的转杯纺纱器纺制的为丙纶纤维，当转杯杯内实际负压Pin为-2000Pa，转杯杯内设定负压P为-8500Pa时，旁路通道的截面积为37.92mm2，截面形状为矩形，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
经过上述工艺制得的高强力纱线的平均断裂强度为31cN/tex。
实施例9
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，纺制高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；转杯纺纱器中的输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，具体为抛物线过渡，抛物线过渡部分的两端与分梳辊罩壳和输纤通道的边线分别相切，且为平滑的单次弯曲曲线，非波浪线；抛物线过渡部分的弧长为15.32mm。分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为80mm，转速为6500rpm，消除涡流的转杯纺纱器纺制的为维纶纤维，当转杯杯内实际负压Pin为-7000Pa，转杯杯内设定负压P为-6500Pa时，旁路通道的截面积为48.3mm2，截面形状为矩形，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
经过上述工艺制得的高强力纱线的平均断裂强度为19.2cN/tex。
实施例10
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，纺制高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；转杯纺纱器中的输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，具体为双曲线过渡，双曲线过渡部分的两端与分梳辊罩壳和输纤通道的边线分别相切，且为平滑的单次弯曲曲线，非波浪线；双曲线过渡部分的弧长为5mm。分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为71mm，转速为6000rpm，消除涡流的转杯纺纱器纺制的为亚麻纤维，当转杯杯内实际负压Pin为-5000Pa，转杯杯内设定负压P为-6500Pa时，旁路通道的截面积为40.5mm2，截面形状为矩形，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
经过上述工艺制得的高强力纱线的平均断裂强度为31.6cN/tex。
实施例11
一种高强力纱线的转杯纺纱方法，纺制高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，单纤维12进入消除涡流的转杯纺纱器的转杯9内，通过假捻盘11纺制而成纱线10，转杯纺纱器包括消除涡流通道4，消除涡流通道4包括输纤通道1和与大气连通的旁路通道7；旁路通道7与输纤通道1的中轴线在同一直线上，且旁路通道7位于输纤通道1中输纤方向的反向；消除涡流通道一侧开有分割输纤通道1和旁路通道7的输纤通道入口，消除涡流通道通过输纤通道入口与分梳辊罩壳2的相应缺口连接，使消除涡流通道与转杯纺纱器的转杯连通，消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；分梳辊罩壳2内包括分梳腔3和分梳辊5，转杯纺纱器通过排杂口6排杂，旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡13，圆弧的半径R与转杯杯内实际负压Pin满足数值关系R＝-0.0005Pin+1.5，其中R的单位为mm，当转杯杯内实际负压Pin为-9000Pa，转杯杯内设定负压P为-5000Pa时，旁路通道的截面积为49.26mm2，截面形状为矩形，圆弧的半径R为6mm，分梳辊外罩壳内的分梳辊的直径为71mm，与分梳辊外罩壳相连的输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊外罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。消除涡流的转杯纺纱器纺织的来纺制34tex纯棉纱。其中，采用棉条定量为4200tex，棉纤维平均长度为29mm，细度为1.8dtex为原料。纺纱时，分梳辊转速为6500rpm，转杯转速为80000rpm，捻系数为1300捻/m，牵伸倍数为105，引纱速度为61.54m/min，卷绕速度为59.69m/min，棉条喂给速度为0.62m/min。
纺纱时，由分梳辊分梳腔向输纤通道内流进的气流流经分梳辊与输纤通道的连接处时，由于气流流动边界平缓，气流不会在输纤通道入口处产生涡流，因此，从分梳辊锯齿上剥取下来的纤维在输纤通道内运动时，不会受到涡流的干扰，纤维形态保持良好，经上述步骤纺成纱线时，纯棉纱平均断裂强力为494.367cN。
对比例1
采用不可消除涡流的转杯纺纱器(与实施例11的转杯纺纱器区别为未增设与大气相通旁路通道，且输纤通道与分梳辊外罩壳相切的另一侧与分梳辊外罩壳的连接为拐角连接)制取纺纱产品，其采用与实施例11相同的工艺参数。
纺纱时，由分梳辊分梳腔向输纤通道内流进的气流流经分梳辊与输纤通道的连接处为拐角连接，会产生涡流，因此，从分梳辊锯齿上剥取下来的纤维在输纤通道内运动时，会受到涡流的干扰，影响纤维形态，经上述步骤纺成纱线时，纯棉纱的平均断裂强力为461.2cN。
采用Solidworks建模软件对实施例11与对比例1的转杯纺纱器进行建立模型，所建立模型中，采用gambit网格划分软件对所建立的模型进行网格划分，划分的网格数量共为1503674个，模拟结果如图3和图4所示。采用本发明的转杯纺纱器可以有效消除输纤通道入口处的涡流，通过实施例11与对比例1模拟图对比可以发现，纤维通过输纤通道时，实施例11的气流形态将更加良好，从而纤维伸直度更高，纺成纱线时，成纱断裂强力更高。
另外，实施例11与对比例1两种纺纱方法所得到的纱线的其他性能指标如下表所示：
表1两种对比例中纱线的性能指标
纱线品种 实施例11 对比例1
平均断裂强力(cN) 494.367 461.2
≥3mm毛羽数/10m 41 78
条干变异系数CVm(％) 11.95 12.86
细节(-30％)/km 77 95
粗节(+35％)/km 39 53
棉结(+280％)/km 5 8
从表中可以看出，采用实施例11所纺的纱线的断裂强度要比对比例1中要高，提高幅度为7.19％。实施例11中大于等于3mm的毛羽数量也比对比例1的要低很多，也就是在实施例11中的纱线结构中，纤维露出纱体的数量要比对比例1要低，可间接说明在实施例11的纱线中，纤维伸直平行对更好，纱线结构更为紧凑，弯钩、屈曲等不规则纤维数量更少。实施例11中的纱线条干不匀检验结果中，实施例11和对比例1中的纱线棉结(+280％)相差不多，但是纱线条干变异系数CVm(％)、细节(-30％)和粗节(+35％)等都有不同程度的下降。从总体上可以看出，实施例11中的纱线的质量要优于对比例1的纱线质量。
纤维在转杯纺纱器的转杯凝聚槽中的形态主要分为八类，如图5所示。纤维在转杯凝聚槽中的形态是采用示踪纤维法和图像扫描来得到。在纺纱时，采用带有示踪纤维的条子进行喂入，待纺纱器运行一段时间后，将机器关掉，并取出转杯凝聚槽中的纤维环，然后用扫描仪进行扫描得到纤维形态。
采用实施例11和对比例1中的转杯纺纱器各采集100根示踪纤维形态，得到不同纤维所占的百分比如表2所示。
表2不同纤维类别在两种纺纱器的输纤通道内所占的比例
从表中可以看出，在实施例11中，纤维类别为2-5的纤维数量所占比例比对比例1中的多，而纤维类别为6-8的纤维数量则所占比例比对比例1中少很多，也就是说在实施例11中，纤维缠绕成结，对折和绕圈的纤维较少，纤维伸直度较高，形态更好，所以在成纱中，纱线的断裂强力较大，且毛羽数量较低。

Claims (8)

1.一种高强力纱线的转杯纺纱方法，其特征是：高强力纱线通过纺纱工艺纺制而成，纺纱工艺中采用消除涡流的转杯纺纱器，所述转杯纺纱器包括消除涡流通道，所述消除涡流通道包括输纤通道和与大气连通的旁路通道；所述消除涡流通道一侧开有分割输纤通道和旁路通道的输纤通道入口，消除涡流通道通过所述输纤通道入口与分梳辊罩壳的相应缺口连接，所述消除涡流通道的另一侧边为无缺口的直边；所述旁路通道与输纤通道的中轴线在同一直线上，且所述旁路通道位于输纤通道中输纤方向的反向；所述旁路通道的旁路通道口面积A、流入转杯内气流的增量ΔQ、转杯杯内实际负压Pin和转杯杯内设定负压P满足数值关系A＝-52.72+7.6ΔQ-0.0039Pin，ΔQ＝5.8-0.0006P，其中旁路通道口面积A的单位为mm2，流入转杯内气流的增量ΔQ单位为％，Pin和P的单位为Pa；所述输纤通道在输纤通道入口处与分梳辊罩壳的连接为弧形过渡，所述弧形过渡包括圆弧过渡或二次曲线过渡；
所述圆弧过渡中圆弧的半径R与转杯杯内负压Pin满足数值关系R＝-0.0005Pin+1.5，其中R的单位为mm，Pin的单位为Pa；
所述二次曲线过渡中的二次曲线为抛物线、双曲线或阿基米德螺线。
2.根据权利要求1所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，其特征在于，所述转杯杯内实际负压Pin为-2000～-9000Pa；所述转杯杯内设定负压P为-1500～-8500Pa。
3.根据权利要求1所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，其特征在于，所述分梳辊罩壳内的分梳辊的直径为60～80mm。
4.根据权利要求1所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，其特征在于，所述旁路通道的截面形状为圆形或矩形。
5.根据权利要求1所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，其特征在于，所述旁路通道上还设置有调节阀门，所述调节阀门通过旋转调节旁路通道内气流通过的面积。
6.根据权利要求1所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，其特征在于，所述二次曲线的两端与分梳辊罩壳和输纤通道的边线分别相切，且二次曲线为平滑的单次弯曲曲线；所述二次曲线的弧长为3.5mm-15.32mm。
7.根据权利要求1所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，其特征在于，所述消除涡流的转杯纺纱器适用于天然短纤维和/或化学短纤维的纺纱，所述天然短纤维包括棉纤维、麻纤维或毛纤维；所述化学短纤维包括涤纶短纤、腈纶短纤、粘胶短纤、锦纶短纤、丙纶短纤或维纶短纤。
8.根据权利要求1所述的一种高强力纱线的转杯纺纱方法，其特征在于，所述输纤通道为直线型的渐缩管道，自远离分梳辊罩壳的方向，输纤通道的直径逐渐缩小。
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