CN109735971B - 一种旋转锭涡流纺纱方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种旋转锭涡流纺纱方法，属纺织加工技术领域。本发明采用将涡流纺纱机的纺纱器内的静止锭改变成旋转锭，改变了传统纺纱机采用静止锭进行涡流包缠成纱的方法，实质上是集纤维须条主体扭转抱合式加捻和外层纤维涡流包缠为一体，实现内部主体纤维外转移式扭转抱合、外层纤维紧密包缠结构的纱线成形；成形纱线经过C形弯道后，纱体沿表层纤维包缠的相反方向进行转动，固化纱体表层纤维包缠紧度，扭转变形纱体内部纤维，增强纱体内部纤维抱合力和转曲度，最终形成柔软高强的光洁纱。本发明精简了纱体捻合式成纱工艺和机构，提高了成纱强度、柔度和光洁度，拓展了涡流纺原料范围和所纺纱支极限。

Description

一种旋转锭涡流纺纱方法

技术领域

本发明涉及一种旋转锭涡流纺纱方法，属纺织加工技术领域。

技术背景

传统的环锭纺纱方法是积极握持端纺纱，因为具有纺纱工艺流程长、纺纱速度和卷装容量低且受限、自动化程度低等缺点，因此许多新型非自由端高速纺纱方法不断出现，如转杯纺、摩擦纺和涡流纺等。其中涡流纺纱是利用固定不动的涡流纺纱管，来代替高速回转的纺纱杯和纺纱锭子、钢丝圈进行纺纱的一种新型纺纱方法。采用气流进行纺纱的理念首先由美国杜邦公司在1956年提出，用于生产长丝和段纤维复合纱(sheaf yarn)，最终形成了Uniplex^TM机器，主要用于加工芳纶纤维。随后亚洲、欧洲也不断加紧研制气流纺纱机器，终于日本Murata(村田)公司在1982年美国纺机展上推出喷气纺纱机MJS801，德国Suessen公司在1987年国际纺机展推出Spinning Assembly winding喷气纺纱机，瑞士Rieter公司在09年国际纺机展上推出J10型喷气纺纱机。然而，现行较成熟、较广泛应用的气流纺纱机为日本村田研制的MVS型涡流纺纱机。日本村田研制的涡流纺(MVS)是从喷气纺(MJS)发展而来，用一个涡流管代替两个前后配置的喷气管，首次在1997年大阪国际纺机展上推出，型号为MVS810。MVS涡流纺纱工艺为：纤维条由给棉罗拉喂入涡流纺纱机的牵伸系统，经过牵伸输出的纤维须条借助气流作用，从输棉管道高速喂入涡流纺纱器内。涡流纺纱器由输纤管道、纤维流引导器、外管和静止锭(又称芯管)等部分组成。外管上开有3或4只切向的进风口，下端与鼓风机相连，风机不断地从管中抽取空气，外面的空气沿进风口进入涡流管内，产生旋涡状的气流。当旋转向上的气流到达芯管时，与由输纤管道输送、经纤维流引导器引导进入的纤维汇合，沿涡流管内壁形成一个凝聚纤维环，稳定地围绕静止锭轴线，高速回转，将纤维加捻成纱，从静止锭的导纱通道连续不断地由引出罗拉引出卷绕成筒子。由于用涡流代替机械的加捻和凝聚作用而不需要回转的机件，因而具有速度快、产量高、工艺流程短、制成率高等优势，日本2003年推出MVS861型涡流纺纱机纺纱速度高达450m/min，并配置空气自动捻接器、自动落纱系统，实现自动纺纱。

然而，生产实践表明，现有涡流纺纱技术存在明显的技术局限。首先，涡流纺纱过程中，纺锭至前罗拉钳口之间的纤维流不发生扭转加捻运动，纤维头端经纤维流引导器上的导针外壁引导至静止锭口，纤维尾端呈自由状包缠成纱，导致纱体内部纤维呈平行状排列、外层纤维呈包缠状，纱体内部纤维缺乏内外转移、抱合性差，导致抱合力较差的短纤维无法成纱。因此涡流纺纱适纺纤维长度在38-60毫米之间，原料的范围基本上局限在短化纤及中长纤维，由于成纱质量上的原因，在高支纱生产领域的竞争能力不强。其次，涡流纺纱的成纱结构较松弛，长片段均匀度良好，但强力较低，限制了涡流纺纱纺制高支纱。第三，卷曲较大的纤维头端无法进入到静止锭口中，整根纤维直接被涡旋气流吹走，导致卷曲较大的纤维(如羊毛)不能进行涡流纺纱，涡流纺可纺纤维原料范围小。因此，解决涡流纺纱的成纱结构较松弛，纱线强力较低、可纺纤维原料范围有限、不适合纺制高支纱等问题，对于开发出普适性涡流纺纱机具有至关重要的意义。

中国专利公开号CN101368305，公开日2010.06.02，发明创造名称为一种可生产包芯纱的喷气涡流纺纱装置，该申请公案提供了一种可生产包芯纱的喷气涡流纺纱装置，能使得短纤维束对芯丝进行均匀包缠，所生产的包芯纱质量均匀，一定程度上改善了涡流纺纱线的强力。中国专利公开号CN101012581，公开日2007.08.08，发明创造名称为喷气涡流纺包芯纱加工装置，该申请公案提供了一种喷气涡流纺包芯纱加工装置，生产涡流纺长丝复合包芯纱，一定程度上改善了涡流纺纱纱线的强力。上述两项专利发明主要是通过在涡流纺纱过程中引入强力较高的长丝来改善最终涡流纺纱线的强力，但是该方式没有从根本上提高短纤维的涡流成纱性能，依旧无法实现短纤维在涡流纺纱机上进行高支涡流纱线的生产。中国专利公开号CN1200155，公开日2005.05.04，发明创造名称为喷气涡流纺复式加捻器，该申请公案提供了一种新构思的喷气涡流纺复式加捻器，改进了喷气涡流纺纱机的关键纺纱部件，抑制了负压涡流场将部分纤维从排气口处吸走，一定程度上改善了涡流纺纱质量。中国专利公开号CN2835273，公开日2006.11.08，发明创造名称为新型喷气涡流纺喷嘴装置，该申请公案提供了一种新型喷气涡流纺喷嘴装置，通过对涡流纺纱喷嘴的结构优化，更有利于控制气流动力，降低纤维断裂不匀率，一定程度上提高了纤维成纱质量；然而该申请公案仍旧无法解决涡流纺纱机纺制短纤维高支纱的问题。

除了在涡流纺纱仪器设计方面进行改进之外，通过改变涡流纺纱用纤维的物理性能，改善纤维柔性和抱合性能也是提高涡流成纱性能的一个重要途径。中国专利公开号CN102108574，公开日2012.04.25，发明创造名称为涡流纺生产汉麻纱的方法，该申请公案针对汉麻纱不能满足高支高密面料要求的问题，提供了一种涡流纺生产汉麻纱的方法，通过对涡流纺纱之前工序的汉麻纤维进行一些列预处理，提高苎麻纤维的可纺性，然后将制成的苎麻纤维原料用于常规涡流纺纱，一定程度上改善了汉麻的涡流成纱品质和提高了汉麻纤维的可纺支数；但是该方法涉及到抓棉机、混开棉机、振动棉箱、成卷机、梳棉机等多个纺前工序，导致用于涡流纺纱的优质苎麻纤维制作工序太长，成本太高，不利于大面积推广使用。中国专利公开号CN102691143A，公开日2012.09.26，发明创造名称为一种改善涡流纺纱成纱性能的方法，该申请公案针对纤维不易涡流成纱的问题，提供一种在涡流纺纱器上对涡流纺纱纤维须条进行分段热湿柔化处理，瞬间降低纤维刚度的纺纱方法，大幅改善纤维易控制、易扭转加捻性能，有效提高涡流纺纱成纱性能。然而通过大幅提高纤维性能的方式以改善纤维涡流纺纱成纱性能的方法，不能改变涡流纺纱线的结构特征，因此所生产的涡流纱线结构中依旧纤维内外转移程度低、纤维抱合力差，成纱强力低，高卷曲纤维仍旧无法涡流纺成纱等技术问题依然没能得到根本性解决。中国专利号ZL201310011016.8，公告日2015.04.29，发明创造名称为“一种分束助捻式涡流纺纱器”，该申请公案提供了一种在涡流纺纱机上将纤维须条分束喂入到涡流成纱区，并同时对涡流成纱中的纤维须条进行助力加捻的分束助捻式涡流纺纱器，分束助捻式涡流纺纱器采用分束喂入通道和助捻器的结构，改进了传统涡流纺纱器单一喂入通道和单一静止锭结构，改变了传统涡流纺纱器的单通道纤维喂入和静止锭单纯涡流加捻的涡流纺纱方式，实现了对分束通道内纤维须条和入纤通道内的纤维须条实施助力加捻，将分开的两束纤维条先预加捻再并捻式进入静止锭，加强了涡流纺纱过程中的纤维控制。该申请公案确实一定程度上提高了涡流纺纱强力和可纺纱线支数，但是依然存在技术问题：1)分梳助捻式涡流纺纱器采用在静止锭内增设旋转机构，静止锭仍然保持静止的固定结构，导致了当旋转机构进行旋转助捻时，捻度沿纱条向纤维须条传递时，遭受静止锭入纱口的摩擦阻碍作用，捻度得不到有效传递，助捻效果差。2)机械皮带式助捻旋转机构，转动速度受限，助捻效果较差，只能对两束纤维条并捻有效，对单根须条助捻效果差，成纱强力改善不明显。3)分束后的两根须条加捻时，形成了两根须条进行抱合加捻的构象，每根纤维须条内部的纤维没有得到充分内外转移式加捻抱合，因此分束助捻式纺纱器并不能解决单根纤维须条进行有效内外转移式抱合，无法提高单须条纤维利用率和成纱强力。由于现有涡流纺纱技术不能对须条纤维进行有效地抱合预捻成纱，对于卷曲率高的弹性羊毛纤维须条，在进行涡流纺纱时，纤维头端根本无法插入静止锭入口，造成纯羊毛须条无法进行涡流纺纱；4)无法改变现有涡流纺纱器涡流成纱过程中，纤维包缠成纱时，只是与静止锥形外表面进行接触，仅仅依靠涡流缠绕力实施包缠，缠绕力度和牢度不足，成纱强力有待进一步改善。

发明内容

针对上述存在问题，本发明的目的在于提供一种旋转锭涡流纺纱方法。

为了实现上述目的，本发明的技术解决方案为：

一种旋转锭涡流纺纱方法，采用将纺纱器内插入在涡流管中的静止锭改变成旋转锭，旋转锭的中轴线与设置在纺纱器的针座上的导针中轴线重合，旋转锭的上部呈圆锥状，旋转锭上部沿中轴线方向开设纱线通道，纱线通道中部呈C形弯道，旋转锭的中部呈圆筒状，旋转锭的中部通过第一轴承安装在涡流管内，旋转锭的下部呈圆筒状，旋转锭的下部圆筒外壁上设置有均匀排布的旋转叶片，旋转叶片与旋转锭的中轴线平行，旋转锭的下部经第二轴承套装在固定管内，固定管设置在涡流管的底部，固定管的中空腔与涡流管的出气管相连通，固定管管壁上开设有均匀排布的喷气通道，喷气通道中心线与旋转锭下部圆筒外表面相切，喷气通道的出口平面与旋转锭的中轴线平行，喷气通道经进气管外接空气压缩机；

纺纱时，压缩空气流喷射在旋转叶片上，带动旋转锭进行高速旋转，旋转锭的旋转方向与涡流室内经喷气管喷射形成的涡旋气流旋转方向相同，在涡流纺纱机的每一个牵伸机构上，经牵伸后的纤维须条从前罗拉、前胶辊啮合形成的前钳口输出，经入纤通道、导针，进入旋转锭的纱线通道中，前钳口输出的纤维须条一端被前钳口握持，另一端在纱线通道中C形弯道握持旋转作用下进行扭转运动，纤维须条主体纤维发生内外转移式捻合，形成预捻纱条，预捻纱条外层纤维头端被纱条主体夹持，预捻纱条外层纤维未被夹持部分铺展在旋转锭锥形面上，受涡旋气流和旋转锭的协同旋转作用，紧密包缠在预捻纱条表层，形成内部纤维内外转移式抱合、外层纤维螺旋式光洁包缠结构的纱线，纱线经过纱线通道中部C形弯道之后，纱体沿表层纤维包缠的相反方向进行转动，固化纱体表层纤维包缠紧度，扭转变形纱体内部纤维，纱线经纱线通道出纱口输出后，经引纱罗拉、导纱器、张力器，最终卷绕在筒管上。

由于采用了以上技术方案，与现有技术相比，本发明的一种旋转锭涡流纺纱方法，其优点在于：本发明采用只将涡流纺纱机的纺纱器内的静止锭改变成旋转锭，改变了传统纺纱机采用静止锭进行涡流包缠成纱的方法，旋转锭锥形外表面与包缠纤维进行接触式助力扭转缠绕，增加涡流缠绕纤维的力度和牢度；同时采用“在旋转锭上部沿中轴线开设纱线通道，纱线通道中部呈C形弯道，旋转锭的中部呈圆筒状，旋转锭的中部通过第一轴承活动安装在涡流管上”，在成纱过程中，旋转锭带动成纱区纤维须条主体进行扭转抱合，协同纤维须条外层纤维进行助力扭转式涡流包缠，实质上是集纤维须条主体扭转抱合式加捻和外层纤维涡流包缠为一体，实现内部主体纤维外转移式扭转抱合、外层纤维紧密包缠结构的纱线成形，增加纱线强力、耐磨和光洁度，解决了高卷曲、抱合力差等难纺纤维在涡流纺纱机上难以成纱、无法纺制出高支纱的技术难题；成形纱线经过C形弯道后，纱线主体沿纱线表层纤维包缠的相反方向进行转动，反向转动纱体表层与正向转动的纱线通道内壁接触，机械缠绕式固化纱线表层的缠绕紧度，同时纱体内部纤维反向扭转变形，增强纱体内部纤维抱合力和转曲度，最终形成柔软高强的光洁纱线，解决了涡流纺纱线手感发硬、刚度较大的技术问题。本发明同时改变了“分束助捻式涡流纺纱器的先分束、再利用静止锭下方的助捻器产生助捻扭力、助捻扭力克服静止锭的纱线通道阻力对分束须条进行助捻成纱的方式”，实质上是集旋转锭主动扭转式加捻内层主体纤维和助力涡流包缠外层纤维为一体，不仅精简了纱体捻合式成纱工艺和机构，而且提高了成纱强度、柔软度和光洁度，拓展了涡流纺纱的原料使用范围，突破所纺纱线支数极限。本发明操作方便，易于推广使用。

附图说明

图1是本发明的工作原理示意图。

图2是旋转锭涡流纺纱器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

见附图。

一种旋转锭涡流纺纱方法，本发明方法是采用对现有涡流纺纱机的改进，采用将纺纱器内插入在涡流管3中的静止锭改变成旋转锭7，改变了传统纺纱机采用静止锭进行涡流包缠成纱的方法，纺纱时，旋转锭7锥形外表面与包缠纤维进行接触式助力扭转缠绕，增加涡流缠绕纤维的力度和牢度；旋转锭7的中轴线与设置在纺纱器的针座2上的导针4中轴线重合，旋转锭7的上部呈圆锥状，旋转锭7上部沿中轴线方向开设纱线通道6，纱线通道6中部呈C形弯道，旋转锭7的中部呈圆筒状，旋转锭7的中部通过第一轴承8安装在涡流管3内，旋转锭7的下部呈圆筒状，旋转锭7的下部圆筒外壁上设置有均匀排布的旋转叶片10，旋转叶片10与旋转锭7的中轴线平行，旋转锭7的下部经第二轴承12套装在固定管11内，固定管11设置在涡流管3的底部，固定管11的中空腔经连通管道14与涡流管3的出气管15相连通，固定管11管壁上开设有均匀排布的喷气通道13，喷气通道13中心线与旋转锭7下部圆筒外表面相切，喷气通道13的出口平面与旋转锭7的中轴线平行，喷气通道13经进气管9外接空气压缩机；

纺纱时，压缩空气流喷射在旋转叶片10上，带动旋转锭7进行高速旋转，旋转锭7的旋转方向与涡流室内经喷气管5喷射形成的涡旋气流旋转方向相同，在涡流纺纱机的每一个牵伸机构上，经牵伸后的纤维须条从前罗拉16、前胶辊17啮合形成的前钳口输出，经入纤通道1、导针4，进入旋转锭7的纱线通道6中，前钳口输出的纤维须条一端被前钳口握持，另一端在纱线通道6中C形弯道握持旋转作用下进行扭转运动，纤维须条主体纤维发生内外转移式捻合，形成预捻纱条，预捻纱条外层纤维头端被纱条主体夹持，预捻纱条外层纤维未被夹持部分铺展在旋转锭7锥形面上，受涡旋气流和旋转锭7的协同旋转作用，紧密包缠在预捻纱条表层，形成内部纤维内外转移式抱合、外层纤维螺旋式光洁包缠结构的纱线，这种在成纱过程中，旋转锭7带动成纱区纤维须条主体进行扭转抱合，协同纤维须条外层纤维进行助力扭转式涡流包缠，实质上是集纤维须条主体扭转抱合式加捻和外层纤维涡流包缠为一体，实现内部主体纤维外转移式扭转抱合、外层纤维紧密包缠结构的纱线成形，增加纱线强力、耐磨和光洁度，解决了高卷曲、抱合力差等难纺纤维在涡流纺纱机上难以成纱、无法纺制出高支纱的技术难题；纱线经过纱线通道6中部C形弯道之后，纱体沿表层纤维包缠的相反方向进行转动，固化纱体表层纤维包缠紧度，扭转变形纱体内部纤维，增强纱体内部纤维抱合力和转曲度，最终形成柔软高强的光洁纱线，解决了涡流纺纱线手感发硬、刚度较大的技术问题；纱线经纱线通道6出纱口输出后，经引纱罗拉、导纱器、张力器，最终卷绕在筒管上。本发明同时改变了“分束助捻式涡流纺纱器的先分束、再利用静止锭下方的助捻器产生助捻扭力、助捻扭力克服静止锭的纱线通道阻力对分束须条进行助捻成纱的方式”，实质上是集旋转锭7主动扭转式加捻内层主体纤维和助力涡流包缠外层纤维为一体，不仅精简了纱体捻合式成纱工艺和机构，而且提高了成纱强度、柔软度和光洁度，拓展了涡流纺纱的原料使用范围，突破所纺纱线支数极限。

在此基础上，将旋转锭7设计成电动机带动、皮带带动、磁场带动进行旋转的机构，都属于本发明保护的内容。

Claims (1)

1.一种旋转锭涡流纺纱方法，包括涡流纺纱机的纺纱器，其特征在于：将纺纱器内插入在涡流管(3)中的静止锭改变成旋转锭(7)，旋转锭(7)的中轴线与设置在纺纱器的针座(2)上的导针(4)中轴线重合，旋转锭(7)的上部呈圆锥状，旋转锭(7)上部沿中轴线方向开设纱线通道(6)，纱线通道(6)中部呈C形弯道，旋转锭(7)的中部呈圆筒状，旋转锭(7)的中部通过第一轴承(8)安装在涡流管(3)内，旋转锭(7)的下部呈圆筒状，旋转锭(7)的下部圆筒外壁上设置有均匀排布的旋转叶片(10)，旋转叶片(10)与旋转锭(7)的中轴线平行，旋转锭(7)的下部经第二轴承(12)套装在固定管(11)内，固定管(11)设置在涡流管(3)的底部，固定管(11)的中空腔与涡流管(3)的出气管(15)相连通，固定管(11)管壁上开设有均匀排布的喷气通道(13)，喷气通道(13)中心线与旋转锭(7)下部圆筒外表面相切，喷气通道(13)的出口平面与旋转锭(7)的中轴线平行，喷气通道(13)经进气管(9)外接空气压缩机；

纺纱时，压缩空气流喷射在旋转叶片(10)上，带动旋转锭(7)进行高速旋转，旋转锭(7)的旋转方向与涡流室内经喷气管(5)喷射形成的涡旋气流旋转方向相同，在涡流纺纱机的每一个牵伸机构上，经牵伸后的纤维须条从前罗拉(16)、前胶辊(17)啮合形成的前钳口输出，经入纤通道(1)、导针(4)，进入旋转锭(7)的纱线通道(6)中，前钳口输出的纤维须条一端被前钳口握持，另一端在纱线通道(6)中C形弯道握持旋转作用下进行扭转运动，纤维须条主体纤维发生内外转移式捻合，形成预捻纱条，预捻纱条外层纤维头端被纱条主体夹持，预捻纱条外层纤维未被夹持部分铺展在旋转锭(7)锥形面上，受涡旋气流和旋转锭(7)的协同旋转作用，紧密包缠在预捻纱条表层，形成内部纤维内外转移式抱合、外层纤维螺旋式光洁包缠结构的纱线，纱线经过纱线通道(6)中部C形弯道之后，纱体沿表层纤维包缠的相反方向进行转动，固化纱体表层纤维包缠紧度，扭转变形纱体内部纤维，纱线经纱线通道(6)出纱口输出后，经引纱罗拉、导纱器、张力器，最终卷绕在筒管上。

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