CN1368568A - 喷水投纬织机中的水喷射装置 - Google Patents

Abstract

提供一种不会导致织物质量降低、可使喷水投纬织机进一步高速化的水喷射装置。在构成投纬泵(29)的泵壳体(12)上旋合有缸体(30)。将活塞(32)可滑动地容纳在缸体(30)内。活塞(32)结合固定在柱塞(14)上。在缸体(30)的内周面与活塞(32)的外周面之间、且在缸体(30)及安装在活塞(32)上的密封圈(33,34)之间形成压缩室(35)。中间经过空气管路(37)将空气压力源(36)连接到压缩室(35)上。

Description

喷水投纬织机中的水喷射装置

技术领域

本发明涉及利用投纬泵向投纬喷嘴压送水，从投纬喷嘴喷射水，借助前述投纬喷嘴的水喷射作用将纬线投纬的喷射投纬织机(water jetloom)中的水喷射装置。

发明背景

图10表示现有技术中喷水投纬织机中的水喷射装置，图11表示构成现有技术水喷射装置的投纬泵11的内部结构。在投纬泵11的筒状的泵壳体12内容纳固定贮水室形成缸体13。在贮水室形成缸体13的筒内可滑动地容纳有柱塞14。在柱塞14上安装有弹簧座15。弹簧座盘16螺纹配合到筒状的泵壳体12的内周面上。弹簧座盘16借助锁紧螺母17的紧固固定到泵壳体12上。在弹簧座15的座部151与弹簧座盘16的座部161之间夹有盘簧18。

在泵壳体12内形成吸入口121及排出口122，在吸入口121与排出口122之间形成贮水室123。在贮水室123与排出口122之间分别加装有单向阀19，20。如图10所示，连接到吸入口121上的吸入管24与浮箱(float box)25连通，连接到排出口122上的排出管26连接到投纬喷嘴27上。

柱塞14中间经由连接件21连接到凸轮杆22上。凸轮杆22中间经过凸轮随动件221可以与凸轮23连接或与之脱离。脱离杆22借助与织机的旋转同步以一定的角速度向图10中的箭头Z的方向旋转的凸轮23及盘簧18的共同动作往复运动。柱塞14及弹簧座15由凸轮杆22的往复摆动成一整体地往复摆动。柱塞14和弹簧座15借助凸轮杆22的往复摆动而往复移动。在图10中，当凸轮杆22借助凸轮23的旋转力以支轴222为中心向左旋转时，柱塞14及弹簧座15克服盘簧18的弹性力作离开运动(图11中从右侧向左侧的移动)。弹簧座15的离开运动的动作将盘簧18压缩。柱塞14的离开动作从浮箱25中间经由吸入管向贮水室123内吸入—定量的水。在单向阀19打开，向贮水室123内吸水的期间，单向阀20关闭，排出管26内的水不会向贮水室123倒流。

当凸轮随动件221超过凸轮23的凸轮面231的最大直径的位置Ma时，凸轮随动件221脱离凸轮23的凸轮面231，受到盘簧18的恢复力的柱塞14将贮水室123内的水加压。当贮水室123内的水被加压时，在关闭单向阀19的同时，单向阀20打开，贮水室123内的被加压的水中间经由排出管26被压送到投纬喷嘴27。被压送到投纬喷嘴27内的水从投纬喷嘴27内喷射出来，将纬线Y投纬到经线的开口内。离开凸轮23的凸轮面231的凸轮随动件221与凸轮面231或另外单独设置的限制喷射水量用的挡块28接触，结束一个周期的水喷射。

挡块28由不动地配置的阴螺纹体281，与阴螺纹体281螺纹配合的阳螺纹体282和拧到阳螺纹体282上的锁紧螺母282构成。阳螺纹体282借助锁紧螺母283的紧固固定在阴螺纹体281上。通过变更阳螺纹体282拧到阴螺纹体281上的位置，改变凸轮杆22的返回运动方向的最终端的位置。

在图13的曲线图中的曲线K表示织机的旋转角度及凸轮上升量(即，凸轮随动件221从凸轮23的凸轮面231的最小直径位置向半径方向的位移量)之间的关系。织机的旋转角度θ1～θ2为凸轮上升量几乎等速地增加的水吸入行程，织机的旋转角度θ3～θ4为凸轮上升量从最大值急剧减少的喷射行程。

如果认为水的惯性力和管路摩擦阻力很小而忽略不计，从投纬喷嘴27喷射水时，由下面的(1)式所示的运动方程成立。

m·dx²/dt²＝(F-k·x)+(Pa-Po)Ap…(1)

在(1)式中，

m为凸轮杆22、柱塞14、盘簧18、弹簧座15等动力传动系统的可动物体的等效质量的总和，

x为柱塞14的位移，

dx²/dt²为柱塞14的加速度，

k为盘簧18的弹性常数，

F为开始喷射水时的盘簧18的压缩负荷，

Po为贮水室123的压力，

Pa为大气压，

Ap为柱塞14的横截面积

图12的曲线图的直线f表示盘簧18的长度与盘簧负荷的关系。由ho所表示的范围是作为柱塞14的动作范围使用的盘簧18的长度的变化范围。

对于贮水室123的压力Po、即水的喷射压力，对(1)式进行整理的话，得到下面的公式(2)。

Po＝Pa+(F-k·x-m·dx²/dt²)/Ap…(2)

在(2)式中，在水喷射的开始阶段，首先，质量m被弹性力F急剧加速。其次，在加速完毕时，即，当惯性力m·dx²/dt²接近于零时，弹性力(F-k·x)与压力Po平衡，同时进行水喷射。在水喷射的进行过程中，当水喷射的初期阶段的位移x比较小时，水的喷射压力高。另一方面，随着水喷射的进行，盘簧18不断复原时，即，随着位移x的增加，水喷射压力Po逐渐下降。在水喷射即将结束之前，水喷射压力Po为水喷射期间中的最低值。同时，当吸入到贮水室123中的水全部被喷射完毕时，凸轮随动件221碰撞到挡块28或凸轮23，水喷射压力Po下降到大气压。这种形式的水喷射压力Po的减压波形对于纬线Y的投纬是很适宜的。

即，当按照前述水喷射压力Po的减压波形从投纬喷嘴27喷射水时，在投纬的初期，一下子将纬线Y加速，随着与投纬过程一起水喷射速度的下降，纬线的速度也下降。因此，可以防止在水喷射过程中的纬线松驰，能够实现在保持纬线Y的姿势笔直的状态下的稳定投纬。

具有上述特性的盘簧式水喷射装置，自从投纬织机开发以来一直在不断地重复改进。因此，盘簧式的水喷射装置由于其可靠性获得认可而一直被采用至今。

但是，在盘簧中，产生称之为喘振(surging)的共振现象(resonancephenomena)是公知的，盘簧18的喘振振动对纬线的投纬会造成恶劣的影响。即，当在水喷射过程中盘簧18产生喘振时，盘簧18的喘振传递到贮水室123内的水中，使水喷射压力Po的波形起伏式地变化。由盘簧18的喘振造成的水喷射压力Po的波形的变化会打乱纬线Y的投纬。纬线Y的投纬混乱使织物的质量下降。

当水喷射压力Po随着时间的变化越大时，换句话说，当织机的转数越高时，这种盘簧18中的喘振现象越加显著。此外，当水喷射周期(＝每60秒/1分钟的织机的转数)相当于喘振振动的周期的整数倍时，会有规律地激起喘振振动，盘簧18的振动进一步被激化。

以缓和盘簧18的喘振振动为目的，尝试了在盘簧18上附加衰减机构，并采用如特开平10-299643号公报(Japanese Patent Laid-openNo.10-299643)所公开的那样，作为盘簧18使用非线性弹簧(non-linear spring)等方案。然而，在盘簧18上附加衰减机构等方案，由于使结构复杂化，所以存在着提高成本的问题。作为盘簧使用非线性弹簧的方案，则存在着难以制造为有效地抑制喘振振动所需的非线性弹簧等问题。

为使织机高速化，有必要提高纬线Y的投纬速度，即，有必要提高水喷射压力Po。为了提高水喷射压力Po，相应地要增加盘簧18的压缩量。但是，单单增加盘簧18的压缩量以增加弹簧的负荷，盘簧18及凸轮杆22等动力传动系统的强度变得不足。因此，当加大盘簧18及凸轮杆22等传动系统的尺寸以便提高强度时，公式(1)中的质量m增加，柱塞14的上升速度下降，从而水喷射压力Po的上升速度下降。当水喷射压力Po的上升速度降低时，由于产生先射出的速度慢的水被后射出的速度快的水追上的现象(下面称之为“追赶现象”)，所以容易在射流的前端部生成喷雾状的紊流。其结果是，高速的水滴与经线碰撞，伤害经线，在织物制品上出现称之为经柳(warp streak)的缺陷。这种缺陷使织物的质量下降。

发明内容

本发明的目的是提供一种不会导致织物质量降低、可使喷水投纬织机进一步高速化的水喷射装置。

为此，本发明把利用投纬泵将水压送到投纬喷嘴中、从投纬喷嘴中喷射水、借助前述投纬喷嘴的水喷射作用将纬线投纬的喷水投纬织机中的水喷射装置作为对象。

同时，作为本发明的主要方面，根据本发明的水喷射装置，其特征为，作为前述投纬泵中产生水喷射压力的驱动源，采用将可压缩的气体状流体的压力作为弹簧力的流体弹簧机构。

此外，前述流体弹簧机构优选地为以空气的压力作为弹簧力的空气弹簧机构。

在以上这种结构中，用可压缩的流体的压力作为弹簧力的流体弹簧机构，由于喘振振动少，所以因喘振振动造成的水喷射压力的起伏变化小。从而，可以改善由喘振振动造成的纬线的投纬的紊乱状态。此外，在前述公式(1)中的质量m减少了现有技术中的盘簧的质量部分，从而可以提高水喷射压力的上升速度。

进而，最好是，前述投纬泵配备有壳体，可往复运动地容纳在前述泵壳体内的柱塞，将前述柱塞向离开运动的方向驱动的凸轮机构，将前述柱塞向返回运动的方向加载的前述流体弹簧机构，以及由前述柱塞的往复运动其容积变化地在前述泵壳体内划分出来的贮水室，借助前述柱塞的离开动作将水吸入到前述贮水室内，借助前述柱塞的返回动作将前述贮水室内的水向前述投纬喷嘴压送。

借助这种结构，当凸轮机构将柱塞向离开的方向驱动时，水被吸入到贮水室内。当凸轮机构允许柱塞向返回的方向移动时，柱塞借助流体弹簧机构的流体压力向回运动。通过将盘簧置换成流体弹簧机构这种少量部件的变更和添加就可以把现有技术的盘簧式投纬泵改造成本发明的投纬泵。

进而，前述流体弹簧机构配备有形成容积可变的压力室的压力室形成壳体，以及将前述压力室内的压力传递到前述柱塞上的压力传递机构，可以使前述压力室的容积借助使前述柱塞作离开动作的前述凸轮机构的离开动作而减少。

这样，当压力室的容积因流体的压力而增大时，柱塞作返回运动，贮水室内的水被压送到投纬喷嘴。

此外，最好是，将结合到前述柱塞上的活塞用作前述压力传递机构，将可往复运动地将前述活塞容纳在前述泵壳体内的缸体用作前述压力室形成壳体。

在这种结构中，当在缸体内划分压力室的活塞借助流体压力移动时，柱塞向回运动，贮水室内的水被压送到投纬喷嘴内。

进而，最好是使前述压力室为伴随着前述柱塞离开的运动对流体进行压缩的压缩室。

借助这种结构，将在压缩室内被压缩的流体的压缩反作用用于使柱塞向回运动。

进而，配备有设定前述流体弹簧机构中的准初期压力用的准初期压力设定机构，可以将前述准初期压力作为开始压缩前述压缩室内的流体时的前述压缩室内的压力。

借助这种结构，压缩室内的流体从利用准初期压力设定机构设定的准初期压力状态开始被压缩。在水喷射过程中，压缩室内的压力达到准初期压力以上。由于柱塞的行程在每次投纬时是一定的，所以将压缩室内的流体压缩到最大时的压力是一定的，水的喷射在将压缩室内的流体压缩到最大时的状态下开始进行。

此外，最好是，配备有设定前述流体弹簧中的初期压力的初期压力设定机构，将前述初期压力作为开始喷射水时的前述压力室内的压力。

采用这种结构，在每次投纬时，将压力室内的流体的压力复位到初期压力，水的喷射从压力室内的流体压力为初期压力状态开始。在水的喷射过程中，压缩室内的压力为初期压力以下。

进而，前述初期压力设定机构配备有向流体弹簧供应流体用的流体压力源，设定向前述流体弹簧机构供应的流体的压力的压力设定机构，以及将由前述压力设定机构设定的压力的流体切换成可以向前述流体弹簧供应及不能向其供应的供应切换机构，前述供应切换机构可以使在水的喷射行程前、且在水的吸入行程后的期间成为可供应状态。

将水喷射行程前且水吸入行程后的期间作为把压力室内的流体的压力在每次投纬时正确地复位到初期压力的期间是最适宜的。

进而，最好是，将前述压力室形成壳体作为中间经由位移传递体连接到前述凸轮机构上的隔膜，将该隔膜内的前述压力室的压力中间经由前述位移传递体及前述凸轮机构传递到前述柱塞上。由于结构简单，所以可大幅度提高投纬泵的耐久性。

此外，最好是，在前述柱塞的前述凸轮机构一侧上旋合有可沿该柱塞的轴向方向往复移动的位置调整体，在该位置调整体上安装可相对转动但被阻止向轴向方向运动的前述活塞，通过前述位置调整体的旋合位置的变更，改变前述压力室的初期容积。

借助这种结构，可以很容易地改变水喷射装置中水喷射压力的梯度。

此外，在前述隔膜上固定有阴螺纹体，将前述位移传递体作为旋合到前述阴螺纹体上的阳螺纹体，通过改变前述阳螺纹体相对于前述阴螺纹体的旋合位置，可以变更前述压力室的初期容积。

借助这种结构，可以很容易地改变水喷射装置中水喷射压力的梯度。

进而，也可以在形成于前述压力室形成壳体内的前述压力室中容纳盘簧。

采用这种结构，虽然抑制喘振振动的效果会稍稍减弱，但具有可以使空气压力源的初始压力为低压化的优点。

附图的简单说明

图1A是第一种实施形式中水吸入行程即将结束之前的水喷射装置的总体图，图1B是水吸入行程即将结束之前的投纬泵的侧视剖面图；

图2A是水喷射行程即将结束之前的水喷射装置的总体图，图2Bd是水喷射行程即将结束之前的投纬泵的侧视剖面图；

图3是表示压缩室的容积与压缩室内的压力之间的关系的曲线图；

图4是表示以封入压缩室内的空气的重量为参数，压缩室的轴线方向的长度与当时的柱塞的推力之间的关系的曲线图；

图5A，图5C，及图5E是表示采用现有技术的盘簧的水喷射装置中水喷射压力的变化的测量结果的曲线图，图5B，图5D及图5F是表示采用空气弹簧机构的本实施形式的水喷射装置中水喷射压力变化的测量结果的曲线图；

图6是表示第二种实施形式的水喷射装置的总体图；

图7是表示隔膜的长度与当时的柱塞的推力之间的关系的曲线图；

图8是表示第三种实施形式的投纬泵的侧视剖面图；

图9是表示第四种实施形式的水喷射装置的主要部分侧视剖面图；

图10是现有技术的水喷射装置的总体图；

图11是投纬泵11的侧视剖面图；

图12是表示盘簧的长度与盘簧的负荷之间的关系的曲线图；

图13是表示织机旋转角度与凸轮上升量之间的关系的曲线图。

发明的实施形式

第一种实施形式

下面，基于图1～图5说明将本发明具体化的第一种实施形式。

对于和图10和图11所示的现有技术的装置相同的结构部分采用相同的标号，并省略对它们的详细说明。

如图1B所示，将缸体30螺纹配合到构成投纬泵29的泵壳体12上。缸体30通过紧固螺母31的紧固而固定在泵壳体12上。以包围贮水室缸体13的方式将活塞32可滑动地容纳在缸体30内。活塞32被结合固定在柱塞14上。活塞32与柱塞14可沿缸体30，13的轴线方向整体地移动。

将密封圈33与活塞32的外周面可滑动接触地安装在缸体30上。将密封圈34与缸体30的内周面可滑动接触地安装在柱塞32上。在缸体30的内周面与活塞32的外周面之间、且在密封圈33，34之间形成压缩室35。

将空气压力源36中间经过空气管路37连接到压缩室35上。在空气管路37上中间加装备有减压功能的压力调整阀38及单向阀39。在压力调整阀38与压缩室35之间以和单向阀39并列的方式设置节流通路40。在压力调整阀38与单向阀39之间的空气管路37上连接有压力计41。压力计41用于计量调整阀38与单向阀39之间的空气压力。压力调整阀38与单向阀39之间的空气压力通过一面观察压力计41一面操作调整压力调整阀38来设定。备有减压(relief)功能的压力调整阀38将压力调整阀38与单向阀39之间的空气管路37内的压力始终维持在由压力调整阀38所设定的压力。由压力调整阀38设定的压缩室35]内的压力Pi(准初期压力)为压缩室35内的活塞32位于图2B所示的最右侧时的压力。

当凸轮杆22以支轴222为中心向左旋转时，柱塞14及活塞32向图1A，B的箭头Q所示的离开的方向移动。当柱塞14向箭头Q所示的离开的方向移动时，贮水室123的容积增大，浮箱25内的水被吸向贮水室123内。当活塞32向箭头Q所示的离开的方向移动时，压缩室35的容积减少，压缩室35内的压力从准初期压力Pi开始上升。压缩室35内的压力上升的开始将关闭单向阀39。然后，压缩室35内的压力随着活塞32的离开运动而上升，在活塞32的离开运动完毕的时刻，压缩室35内的压力成为最大。压缩室35内的空气压缩开始时的压力由于单向阀39的存在，被规定为由压力调整阀38所设定的准初期压力Pi。即，压缩室35内的压力被保持在由压力调整阀38设定的准初期压力Pi以上的水平。图3中的曲线Pb表示压缩室35的容积与压缩室35内的压力之间的关系。

如果用公式表示由图3的曲线Pb所示的压力变化的话，如下面所示。一般地，在空气压缩机中，空气压缩、膨胀时的实际压力P的变化作为多元变化(polytropic change)由下面的式(3)表示。

P·Vⁿ＝常数…(3)

(3)式中的n为多方指数(polytropic index)，通常n＝1.2。在压缩室35的容积从初期容积Vo减少到(Vo-s·Aa)的情况下，下面的(4)式成立。

P·(Vo-s·Aa)ⁿ＝Pi·Voⁿ…(4)

在(4)式中，s为活塞32的位移量(当压缩开始时，令s＝0)，Aa为压缩室35的横截面积。

从而，压缩室35的容积为(Vo-s·Aa)时，压缩室35内的压力P由下式(5)表示。

P＝Pi·Voⁿ/(Vo-s·Aa)ⁿ…(5)

即，图3的曲线Pb由(5)式表示。当位移量s增大，即，压缩室35的容积减小时，压缩室35内的压力P如图3的箭头U1所示，以追随曲线Pb的方式增大。图3的压力Pm为压缩室35的容积(Vo-s·Aa)为最小时的压力。

当凸轮随动件221通过凸轮23的凸轮面231的最大直径位置Ma时，凸轮杆22以支轴222为中心向右旋转，柱塞14及活塞32由于压缩室35内的压缩空气的压力Pm向图2A，B的箭头R所示的返回的方向移动。当柱塞14向箭头R所示的返回方向移动时，贮水室123内的水被加压。贮水室123内被加压的水被压送到投纬喷嘴27内。被压送到投纬喷嘴27内的水从投纬喷嘴27内被喷射出来。

另一方面，当位移量s减小，即压缩室35的容积增大时，压缩室35内的压力P如图3的箭头U2所示，以追随曲线Pb的方式减压。如图3的箭头U2所示，追随曲线Pb的压缩室35内的空气压力是投纬喷嘴27中的水喷射压力。

利用第一种实施形式可获得以下效果。

(1-1)图5A，图5C及图5E的曲线图中的曲线C1，C2，C3表示在采用现有技术的盘簧的水喷射装置中的水喷射压力的变化的测量结果。图5B，图5D及图5F的曲线图中的曲线E1，E2，E3是表示采用由缸体30，活塞32，密封圈33，34及压缩室35构成的空气弹簧机构的实施形式的水喷射装置中，水喷射压力的变化的测量结果。图5A和图5B为织机的转数为700rpm时的情况，图5C及图5D是织机转数为800rpm时的情况，图5E和图5F是织机转数为1000rpm时的情况。

在织机转数为700rpm时，对于作为投纬泵中产生喷射水压力的驱动源采用盘簧的现有技术的水喷射装置，以及作为在投纬泵中产生水喷射压力的驱动源采用空气弹簧机构的本实施形式的水喷射装置中，均未发现由喘振振动造成的水喷射压力的大的起伏变化。

当织机的转数为800rpm时，如图5D所示，在本实施形式的水喷射装置中，未发现由喘振振动引起的水喷射压力的大的起伏变化，但如图5C所示，在现有技术的水喷射装置中，由喘振振动引起的水喷射压力的大的起伏变化变得很明显。

当织机转数为1000rpm时，如图5E所示，在现有技术的水喷射装置中，由喘振振动引起的水喷射压力的大起伏变化变得更加显著。但是，如图5F所示，在本实施形式的水喷射装置中，即使织机转数变为1000rpm，也未观察到由喘振振动造成的水喷射压力的大的起伏变化。

把作为可压缩流体的空气的压力作为弹簧力的空气弹簧机构中，与盘簧相比，其喘振振动非常小。因此，由于喘振振动引起的水喷射压力的起伏变化很小。在利用盘簧时喘振振动的发生是织机转数越高越显著，但在利用空气弹簧机构的本实施形式的水喷射装置中，即使织机的转数达到1000rpm这样的高速转数，也未见喘振振动的发生。从而，即使在1000rpm这种织机的高速旋转状态下，纬线Y也能稳定地投纬。在织机高速旋转时纬线Y的稳定投纬使得不损害织物质量而使织机高速运转成为可能。

(1-2)前述(1)式中的质量m为动力传动系统的可动体的等效质量的总和。从而，质量m越小，柱塞14返回运动时的初始速度即水喷射压力的上升速度越大。在不用盘簧的本实施形式的水喷射装置中，与采用盘簧的现有技术的水喷射装置相比，前述(1)式中的质量m变小。通过不用盘簧使质量m降低，提高水喷射压力的上升速度，抑制射流的“追赶现象”的发生。从而，抑制由于射流的“追赶现象”造成的射流前端的喷雾形状的紊流。从而防止高速水滴与经线碰撞而造成的伤害经线的事故，避免由于发生经柳而造成的织物质量的降低。

(1-3)投纬泵29配备有具有贮水室123的泵壳体12，柱塞14，贮水室形成缸体13，空弹簧机构，锁紧螺母17，连接件21，由凸轮23以及凸轮杆22构成的凸轮机构。图10及图11所示的现有技术的投纬泵11配备有具有贮水室123的泵壳体12，柱塞14。贮水室形成缸体13，弹簧座15，弹簧座盘16，锁紧螺母17，连接件21，由凸轮23及凸轮杆构成的凸轮机构。

投纬泵29的空气弹簧机构由缸体30，活塞32，密封圈33，34构成。构成投纬泵11的弹簧座15可以转用于构成投纬泵29的活塞32。此外，构成现有技术的投纬泵11的泵壳体12，柱塞14，贮水室形成缸体13，锁紧螺母17以及凸轮机构可以原封不动地作为投纬泵29的结构部件使用。

即，通过把现有技术的盘簧式的投纬泵11中的弹簧座盘16换成缸体30，添加密封圈33，34这种少数部件的变更和添加，就可以改造成本发明的投纬泵29。

(1-4)利用本实施形式的水喷射装置所获得的水喷射压力的变化如图3所示，但在水喷射行程中随时间变化的压力梯度由下式(6)表示。

dP/dt＝(dP/ds)(ds/dt)…(6)

采用盘簧18的现有技术的水喷射装置中的压力梯度dP/dt，如果不引入波动等扰动的话，表现出近似于直线的变化。另一方面，采用空气弹簧机构的本实施形式中的压力梯度dP/dt，考虑到dP/dt是用变量s对(5)式进行微分所得到的曲线时，依靠对压缩室35的设计，可以实现偏离直线很多的变化。

从而，在空气弹簧泵中，通过改变空气压力或空气室的容积，可以利用空气弹簧的非线性特性改变弹簧力或弹簧力的梯度，借此能够实现对应于各种织造条件(例如，织物的宽度，纬线的种类，织机的转数)的广泛的条件的水喷射压力。

(1-5)图4的曲线图中的曲线Pb1，Pb2，Pb3，Pb4，Pb5表示以封入压缩室35内的空气的重量为参数，压缩室35的轴线方向的长度H(图1B及图2B所示)与当时的活塞32的负荷(即柱塞14的推力)之间的关系。在曲线Pb1，Pb2，Pb3，Pb4，Pb5中空气的重量依次减少。即压缩室35中初期的空气封入压力(由压力调整阀38设定的准初期压力Pi)依曲线Pb1，Pb2，Pb3，Pb4，Pb5的顺序降低。

在封入压缩室35内的空气的重量为一定的条件下(图示例中曲线Pb4)，如果缩短压缩室35的轴线方向的长度H来选择活塞32的动作范围、即柱塞14的动作范围(图示例中的h1)的话，柱塞14的推力及相对于它的变化的梯度加大。反之，如果增加压缩室35的轴线方向的长度H来选择柱塞14的动作范围(图示的例子中的h2)的话，柱塞14的推力及相对于它的变化的梯度变小。如果封入压缩室35内的空气的重量增加，则柱塞14的推力水平总体增加。此外封入压缩室35内重量增加的话，对于柱塞14的推力的变化的梯度也加大。这可以例如对图示的动作范围h2内的各曲线Pb1，Pb2，Pb3，Pb4，Pb5的梯度进行的比较中看出。

借助空气弹性机构中空气弹簧的非线性特性可以进行这种柱塞14的推力的大小或推力的梯度的选择。即，利用空气弹性机构的本实施形式的水喷射装置可以实现对应于各种织造条件(例如，织物宽度，纬线的种类，织机的转数等)的范围极宽的条件的水喷射压力。

(1-6)在采用盘簧18的现有技术的水喷射装置中，如图12所示，可以改变盘簧18的负载、即水喷射压力。为此，需要调整弹簧座盘16拧入到泵壳体12上的位置，调整初始压缩量。在这种调整中，必须反复进行如下的操作，即，例如用频闪仪(strobo-scope)观测纬线的投纬情况，根据这种观测情况调整弹簧座盘16的拧入位置。调整弹簧座盘16的拧入位置的操作是一种盘簧18必须同时受到强的负载的麻烦的操作。

在本实施形式的水喷射装置中，为了改变水的喷射压力，只要操作压力调整阀38调整压缩室35内的准初期压力Pi就可以，这种压力调整操作是很容易的。

(1-7)单向阀39起着如下作用，即，在压缩压缩室35内的空气时隔断压力调整阀38与压缩室35的通道，规定压缩室35的最低压力(即，由压力调整阀38设定的准初期压力Pi)，以及在从压缩室35泄漏空气时起着补充泄漏掉的空气的作用。

当密封圈33，34所产生的密封功能很完善，没有空气从压缩室35中泄漏时，只要不操作压力调整阀38，在织机运转过程中在单向阀39中就没有空气出入，单向阀39只不过起着简单的截流阀的作用。

在没有空气从压缩室35中泄漏出来的情况下，压缩室35内的压力即使借助压力调整阀38的操作而升压，也不会由于单向阀39的作用而减压。节流通路40主动地将压缩室35内的空气稍稍泄漏到压力调整阀38侧，与单向阀39并列地设置节流通路40的结构可在密封圈33，34造成的密封功能十分完善时对压缩室35内进行减压。这种可以进行减压的结构使得在压缩室35中准初期压力Pi的设定成为可能。空气压力源36，压力调整阀38，单向阀39及节流通路40构成流体弹簧机构中设定准初期压力用的准初期压力设定机构。

压缩室35内的空气从由准初期压力设定机构设定的准初期压力Pi的状态开始被压缩。在水喷射过程中压缩室35内的压力为准初期压力Pi以上。由于柱塞14的行程在每次投纬时是一定的，所以把压缩室35内的空气压缩到最大程度时的压力总是一定的。从而，在把压缩室35内的空气压缩到最大程度时的压力Pm的状态下开始水的喷射。水喷射开始时的水喷射压力总是和比用压力调整阀38设定的准初期压力Pi高的压力Pm保持一致，在水的喷射过程中的水喷射压力则处于压力Pm以下且在Pi以上的范围内。从而，可以间接地控制对于投纬来说是重要因素的水喷射开始初期的压力，可以高精度地调整水的喷射压力。

(1-8)在工作原理与喷水投纬织机类似的喷气投纬织机中，可以进行根据纬线的投纬情况对投纬用空气压力进行反馈控制，很好地对纬线的投纬进行控制的自动化。这种自动化把操作者从烦杂的压力调整作业中解放出来，大幅度改善工作效率。这是因为在喷气投纬织机中，本来就可以采用用压力调整阀直接调整投纬用空气喷射压力的方法，用电控制压力调整阀比较容易。在本实施形式中，也可以用电控制压力调整阀38，根据纬线的投纬情况对水喷射压力进行反馈控制。

第二种实施形式

下面说明图6和图7所示的第二种实施形式。与第一种实施例相同的结构部分采用相同的标号并省略详细说明。

如图6所示，在空气弹簧调整基座42上安装橡胶制隔膜(diaphragm)43。在隔膜43及凸轮杆22上固定有位移传递体45，46。位移传递体45，46彼此接触，隔膜43内的压力室431的压力中间经过位移传递体45，46，凸轮杆22以及连接件21被传递到柱塞14上。在第二实施形式中的投纬泵47中，没有构成第一种实施形式的投纬泵29的缸体30及活塞32。

隔膜43内的压力室431中间经由空气管路37连接到空气压力源36上。在空气管路37上中间安装压力调整阀38及电磁开关阀44。在压力调整阀38与电磁开关阀44之间的空气管路37上连接压力计41。隔膜43作为构成空气弹簧机构的压力室形成壳体。

电磁开关阀44仅在水喷射即将开始之前的期间(图13中用T表示的期间)被激励处于打开状态，把用压力调整阀38设定的初期压力Pk供应给隔膜43内的压力室431。电磁开关阀44成为把由作为压力设定机构的压力调整阀38设定的压力的空气切换成能够供应给流体弹簧机构的状态和不能供应给流体弹簧机构的状态的供应切换机构。作为供应切换机构的电磁阀44在水喷射行程之前且在水吸入行程之后的期间T内，处于通过激励能够供应的状态。

在第二种实施形式中，可获得以下的效果。

(2-1)水喷射初期的水喷射压力与借助压力调整阀38设定的初期压力Pk始终保持一致，在水喷射过程中的水喷射压力处于初期压力Pk以下的范围内。从而，可以直接控制作为投纬的重要因素的水喷射开始时的初期压力，能够非常精确地调整水喷射压力。此外，作为流体压力源的空气压力源36、具有减压功能的压力调整阀38及电磁开关阀44构成设定每次喷射水的喷射开始时的流体弹簧机构中的初期压力的初期压力设定机构。

(2-2)由于不要第一种实施形式中的密封圈33，34，所以与第一种实施形式的投纬泵29相比，投纬泵47的耐久性大幅度提高。

(2-3)图7的曲线图中的曲线Pc1，Pc2，Pc3，Pc4表示在相对于柱塞14的负载为零的状态(即凸轮随动件221处于凸轮面231的最大直径位置Ma处的状态)下，以封入隔膜43内的空气的压力为参数，隔膜43的长度L(示于图6)与当时的活塞32的负荷(即柱塞14的推力)之间的关系。在曲线Pc1，Pc2，Pc3，Pc4中空气的压力水平依次减少。即，隔膜43中初期的空气封入压力(由压力调整38设定的初期压力Pk)依曲线Pc1，Pc2，Pc3，Pc4的顺序降低。

在封入隔膜43内的空气的压力为一定的条件下(在图示的例子中为曲线Pc3)，如果缩短隔膜43的长度L短来选择柱塞14的动作范围(图示的例中的h3)的话，在柱塞14的推力变大的同时，相对其变化的梯度变小。反之，在增加隔膜43的长度L来选择柱塞14的动作范围(图示的例子中的h4)的话，在柱塞14的推力变小的同时，相对其变化的梯度变大。如果增大供应给隔膜43内的压力室431的初期压力Pk，柱塞14的推力水平总体增加。同时，如果增加供应给隔膜43的初期压力Pk的话，相对柱塞14的推力变化的梯度变大。这在例如图示的动作范围h4内，可以通过对各曲线Pc1，Pc2，Pc3，Pc4的梯度进行比较看出来。

这种柱塞14的推力的大小或推力的梯度的选择可借助供应给构成空气弹簧机构的隔膜43内的压力室431的空气弹簧的非线性特性来进行。即，在第二种实施形式的水喷射装置中，也能够实现对应于各种织造条件的极为广泛的条件的水喷射压力。

(2-4)在水喷射即将开始前的一个小的期间T是水喷射行程之前且在水吸入行程之后的期间。该期间T是压力室431容积最小的期间，每次投纬时，将压力室431的容积最小时的压力室431内的空气压力恢复到初期压力Pk。从而，将水喷射行程前、且水吸入行程后的期间作为把压力室431内的空气压力正确地复位到水喷射开始时的初期压力Pk的期间是最适宜的。

(2-5)可以获得和第一种实施形式中(1-8)同样的效果。

第三种实施形式

下面，说明图8所示的第三种实施形式。和第一种实施形式相同的结构部采用相同的标号并省略其详细说明。

将螺母式的位置调整体48螺纹配合到柱塞14上。将活塞32可相对转动地支撑在位置调整体48上。活塞32相对于位置调整体48沿轴线方向的移动由一对弹簧圈(snap ring：开口环)49，50加以阻止。借助拧在柱塞14上的螺母51的紧固将位置调整体48固定在柱塞14上。

在图4的曲线图中，当使柱塞14的动作范围从h2向h1变化时，可以使位置调整体48的旋合位置如点划线所示的那样靠近连接件21一侧。通过这种旋合位置的变更，密封圈34靠近密封圈33。从而，当活塞32处于向回运动的终端位置时的压缩室35的长度H比图8的实线位置时短。

水喷射压力及其梯度(对应于弹簧常数)具有对应于前述织造条件的最佳值。在现有技术的水喷射装置中，在改变织造条件时，为了符合这种变更的织造条件，有必要选择盘簧。但是，盘簧在制造上有一定的限制，其长度和弹簧常数自然有一定的限制，通常难以选择最适当的盘簧。同时，为了适应于各种各样的织造条件，必须准备多种类型的盘簧，从成本及管理方面来看都不很经济。

在第三种实施形式的水喷射装置中，水喷射压力的改变可以像第一种实施形式中所描述的那样进行，为了改变水喷射压力的梯度，可以改变位置调整体48相对于柱塞14的旋合位置。位置调整体48的旋合位置的变更可通过把压缩室35内的压力预先减压到大气压力下而很容易地进行。

第四种实施形式

下面说明图9的第四种实施形式。与第二种实施形式相同的结构部分采用相同的符号并省略对其详细的说明。

将阴螺纹体52固定在隔膜43上，在阴螺纹体52上螺纹配合有阳螺纹体53。通过旋合到阳螺纹体53上的锁紧螺母54将阳螺纹体53固定在阴螺纹体52上。阳螺纹体53与凸轮杆22一侧的位移传递体46接触。

在图7的曲线图上，在把柱塞14的动作范围从h4变更到h3时，为了如点划线所示的那样将阴螺纹体52移近空气弹簧调整基座42一侧，改变阳螺纹体53相对于阴螺纹体52的旋合位置即可。通过这种旋合位置的变更，使柱塞14位于向回运动的终端位置时的隔膜43的长度L比图9的实线位置时的长度短。

在第四种实施形式的水喷射装置中，为了改变水喷射压力的梯度，可以改变阳螺纹53相对于阴螺纹52的旋合位置。阳螺纹53的旋合位置的改变可以通过把隔膜43内的压力预先减压到大气压力下而很容易地进行。

此外，在本发明中，下面所述的实施形式也是可能的，例如：

(1)将第二个实施形式中由压力调整阀38及电磁开关阀44构成的初期压力设定机构用于第一种实施形式；

(2)在第一种实施形式及第三种实施形式中，把盘簧容纳在压缩室35内，由空气弹簧和盘簧分担产生柱塞14的推力；

(3)在第二种实施形式和第四种实施形式中，将盘簧容纳在压力室431中，由空气弹簧和盘簧分担产生柱塞14的推力。虽然在第(2)项及(3)项中抑制喘振振动的效果稍稍削弱，但具有可以使空气压力源36的原始压力低压化的优点。

(4)代替电磁开关阀44，利用与织机旋转同步开关的机械式开关阀；

(5)利用将除空气以外的可压缩气体状流体、例如惰性气体(氮气，二氧化碳等)的压力作为弹簧力的流体弹簧机构。

Claims (13)

1.一种喷水投纬织机中的水喷射装置，在利用投纬泵将水压送到投纬喷嘴、从投纬喷嘴中将水喷射出来、利用前述投纬喷嘴的水喷射作用将纬线投纬的喷水投纬织机中的水喷射装置中，

作为前述投纬泵中产生水喷射压力用的驱动源，采用把可压缩的气体状流体的压力作为弹簧力的流体弹簧机构。

2.如权利要求1所述的喷水投纬织机中水喷射装置，前述流体弹簧机构为将空气的压力作为弹簧力的空气弹簧机构。

3.如权利要求1或2所述的喷水投纬织机中的水喷射装置，前述投纬泵配备有：

泵壳体，

可往复运动地容纳在前述泵壳体内的柱塞，

将前述柱塞向离开的方向驱动的凸轮机构，

将前述柱塞向返回方向加载的前述流体弹簧机构，

借助前述柱塞的往复运动其容积变化地在前述泵壳体内划分出来的贮水室，

前述柱塞的离开动作将水吸入到前述贮水室内，前述柱塞的返回动作将前述贮水室内的水压送到前述投纬喷嘴中。

4.如权利要求3所述的喷水投纬织机中的水喷水装置，前述流体弹簧机构配备有：

形成容积可变化的压力室的压力室形成壳体，

将前述压力室内的压力传递到前述柱塞上的压力传递机构，

前述压力室的容积因导致前述柱塞的离开动作的前述凸轮机构的离开动作而减小。

5.如权利要求4所述的喷水投纬织机中的水喷射装置，前述压力传递机构为结合到前述柱塞上的活塞，

前述压力室形成壳体为可往复运动地将前述活塞容纳在前述泵壳体内的缸体。

6.如权利要求5所述的喷水投纬织机中的水喷射装置，前述压力室为伴随着前述柱塞的离开动作将流体压缩的压缩室。

7.如权利要求6所述的喷水投纬织机中的水喷射装置，配备有设定前述流体弹簧机构中的准初期压力用的准初期压力设定机构，

前述准初期压力为开始压缩前述压缩室内的流体时的前述压缩室内的压力。

8.如权利要求4所述的喷水投纬织机中的水喷射装置，配备有设定前述流体弹簧机构中的初期压力用的初期压力设定机构，

前述初期压力为水喷射开始时的前述压力室内的压力。

9.如权利要求8所述的喷水投纬织机中的水喷射装置，前述初期压力设定机构备有：

将流体供应给前述流体弹簧机构用的流体压力源，

设定供应给前述流体弹簧机构中的流体的压力的压力设定机构，

将用前述压力设定机构设定的压力的流体切换到能供应给前述流体弹簧机构的状态以及不能供应给前述流体弹簧机构的状态的供应切换机构，

前述供应切换机构在水喷射行程前、且在水吸入行程后的期间为可供应状态。

10.如权利要求4所述的喷水投纬织机中的水喷射装置，前述压力室形成壳体是中间经由位移传递体连接到前述凸轮机构上的隔膜，

该隔膜内的前述压力室的压力中间经由前述位移传递体及前述凸轮机构被传递到前述柱塞上。

11.如权利要求5所述的喷水投纬织机中的水喷射装置，在前述柱塞的前述凸轮机构一侧上用旋合有可沿该柱塞的轴向方向往复运动的位置调整体，

在该位置调整体上安装有可相对旋转但阻止其向轴向方向移动的前述活塞，

通过前述位置调整体的旋合位置的变更，可以改变前述压力室的初期容积。

12.如权利要求10所述的喷水投纬织机中的水喷射装置，在前述隔膜上固定有阴螺纹体，

前述位移传递体是旋合在前述阴螺纹体上的阳螺纹体，

通过改变前述阳螺纹体旋合在前述阴螺纹体上的位置，可以改变前述压力室的初期容积。

13.如权利要求4所述的喷水投纬织机中的水喷射装置，在形成于前述压力室形成壳体内的前述压力室内容纳有盘簧。

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