CS215098B2 - Facility for take-up the yearn - Google Patents

Description

Známé odtahové nálevky, popsané např. ve spise DOS δ. 1 806 054, mají kruhový průběžný ^fenál pro vlákno, jehož plocha je leštěná a částečně profilovaná, aby udělovala lepší zákrut. Tyto nálevky jsou z kovu, který je bu3 kalený nebo byl podroben speciálnímu povrchovému zpracování. I přes to dochází u těchto odtahových nálevek к neúnosnému otěru, který především velice rychle vyhladí profilování. К odstranění této nevýhody se musí pracovat s vyšším zákrutem příze, což vede opět nejen ke zvýšenému otěru, nýbrž i к produkčním ztrátám, protože profilování odtahové nálevky značně ovlivňuje vzhled vyráběné příze. Rovněž počet přetrhů vlákna vzrůstá se zvětšujícím se otěrem odtahové nálevky. К nepříznivému ovlivnění vzhledu vlákna dochází však i v důsledku otěru odtahových nálevek bez vrubů, které mají následkem otěru stopy po chvění vlákna. Při různém opotřebení odtahových nálevek, ke kterému dochází zcela běžně, kolísá jakost příze v jednom stroji mezi různými místy spřádání, což je v důsledku neovlivnitelného otěru prakticky nevyhnutelné. Toto kolísání kvality může jít dokonce tak daleko, že z některých míst spřádání se dodává zcela nepotřebná příze, zatímco jiná místa spřádání produkují zcela bezvadnou nebo jen nepatrně poěkozenou přízi. V důsledku toho je nezbytné neustále kontrolovat opotřebení a otěr odtahových nálevek a vybavovat stroj neustále nálevkami se stejným stupněm opotřebení, aby jakost příze byla stejnoměrná.

Opotřebení odtahových nálevek je samozřejmě závislé na spřádaném materiálu. К největšímu otěru dochází při spřádání umělých vláken, zejména těch, která jsou silně pigmentovaná, jako jsou např. polyesterová vlákna barvená ve hmotě.

Odtahové nálevky obvyklé konstrukce, které jsou z oceli, mají vnější závit, aby se daly lehko vyměňovat. Vyměnitelnost je žádoucí nejen z důvodů vysokého otěru, nýbrž i v důsledku různých typů přízí, které se na spřádacím stroji vyrábějí. Podstatnými činiteli, které kladou speciální nároky jak na geometrický tvar tak na hrubost povrchu odtahových nálevek jsou délka střižových vláken, jejich titr a jejich materiál. Samozřejmě i jemnost vyráběné příze má vliv na materiál a tvar nálevky. Až dosud se věřilo, že všechny tyto problémy lze vyřešit pouze použitím odtahových nálevek z tvrzených ^elí, ačkoliv byly známé jejich nevýhody, jako je shora uvedený vysoký otěr a přídavná nJ. hylnost к rezavění, která činí každou nálevku při nepatrném výskytu rzi okamžitě zcela nepotřebnou.

V poslední době byla v německém spise DOS 2 122 998 popsána odtahová nálevka z Lithiumaluminosilikátu, slinovaná při teplotách nad 1 150 °C. Použitím této keramiky, které se dají případně přísadou chrómu propůjčit vlastnosti cermetu, se má mezi nálevkou a vláknem vytvořit vyšší tření, kterým se má dosáhnout vyšší stability spřádání, jež má za následek nižší otáčky rotoru při stejném minimu zákrutů na palec, nezbytných pro spřádání. Současně se použitím keramiky odstraní obtíže, spojené s rezavěním kovů, a zvýší se životnost odtahové nálevky.

V praxi se však tento návrh neprosadil, poněvadž záměrně zvýšené tření keramiky z Lithiumaluminosilikátů jednak vede к poškození vlákna a jednak nemá tento materiál na základě své struktury ani ideální tvrdost a tedy odolnost proti otěru ani nezbytnou dlouhou životnost. Další nevýhoda spočívá v tom, že sloučeniny lithia jsou poměrně vzácné a protože neustále nabývají na významu v jaderných zařízeních, jsou velice drahé a jsou na trhu jen v omezeném množství. Nejhlavnějším důvodem, proč se keramické trysky přes známé vynikající vlastnosti např. slinutého kysličníku hlinitého v praxi neprosadily, je však to, že kysličníková keramika se nejen liší co do možnosti opracování od dosud používaných kovů, nýbrž má v důsledku své struktury naprosto jiné chování, takže jednoduché přenesení geometrického tvaru kovové nálevky na nálevku keramickou je zcela vyloučené.

Účelem vynálezu je vytvořit nálevku takového tvaru a z takového materiálu, aby měla povrch příznivý pro klouzání vlákna, aby tření mezi nálevkou a vláknem bylo po dlouhou dobu konstantní a přesně definované, aby nálevka byla vysoce odolná proti oděru a korozi a aby měla vysokou pevnost proti zlomení. Dále má být nálevka vytvořena tak, aby byla použitelná ke spřádání pokud možno velkého počtu různých přízí, to znamená, aby jednotlivá nálevka byla všestranně použitelná a aby tedy pro každou jednotlivou přízi nemusela být namontována nová nálevka. Předmětem vynálezu je zařízení pro odtah příze ke spřádání střižových vláken, která jsou přiváděna spojitě ve tvaru vláknitého pramene do spřádacího rotoru, přičemž střižová vlákna se jako příze odtahují ze spřádacího rotoru axiálně pod napětím odtahovou nálevkou z keramického materiálu, jež má přívodní část a průběžný kanál. Podstata vynálezu spočívá v tom, že alespoň doteková plocha odtahové nálevky je ze slinutého kysličníku hlinitého, s čistotou přes 99 % a hustotou nad 3,90.

Stanovením dotekové plochy vlákna v přívodní části odtahové nálevky je dán jeden z faktorů, který je obzvláště důležitý pro kroucení vlákna. Při keramickém mattriálu ovlivňuje ^pr^ávě tato ^hodnota velice ^podstat,ně jakost příze, ^protože ^povrc^hov^á struktura materiálu se na rozdíl od obvyklých kovových odtahových nálevek prakticky nemění. Toto tvrzení se týká jednak tzv. zabíhání nálevek, což u kovových nálevek představuje vlastně spojité leštění, a jednak závisí ve velké míře na úpravě vláken. Chemická vlákna napadaj odtahové nálevky mnohem silněji než např. bavlněná vlákna. Chemická vlákna se proto upravují avivážemi, které snižují nebo zv^j^i^;^:í tření vláken mezi sebou a tření vláken o nálevku. Povrch vláken obsahuje však mimo to oligomery a malOvací prostředky, přičemž všechny tyto látky silně ovlivňují tření. U kovových nálevek může d^jjít k ukládání usazenin, což znamená, že se tření nejen mění spojitým leštěním trysky, nýbrž dochází přídavně k určitému povlékání povrchu nálevky oligomery, matovacími prostředky a ostatními látkami- Kontaktní plocha, která má u keramiky po dlouhou dobu stejnou povrchovou jakost a strukturu, se mění naproti tomu u kovových materiálů i u keramických ma^niáH, které nespadaj pod pojem slinutá keramika.

Pod pojmem slinutá keramika se podle vynálezu rozumějí slinuté kysličníky kovů, např. kysličníky zirkonu, titanu a zejména hliníku, a jejich směs.. Tyto maatriály muuejí být velice Čisté aby odolávaly všem namáháním.

Pod pojmem Čistota se přitom rozumí stav, kdy v kysličníku hliniíém je co nejmenší minžství cizích látek jako dalších složek, které by molh.y vést ke vzniku sklovité mcezfáze· nebo přechodové fáze. Výchozí prášky, tedy přísady kysličníku hlinitého, mohou však být přidány do suroviny. Např. jde o kysličník horečnatý jako inhibitor růstu zrn, nebo o barvvcí látky, např. o kysličník chrómu. Kysličník hlinitý s vysokou čistotou, používaný s výhodou · podle vynálezu, což je ma^eiá!, který má obsah kysličníku hlinitého přes 99 % a přibližně dosahuje?'teoretické hustoty 4, má nejpiřzni.vější hodnotu pro odtahovací nálevky. Při obsahu kysličníku hlitého 99,7 je hustota iattriálu 3,99, pevnost v tlaku je vyšší než 300 kg 300 kg/mm*, pevnost v tahu je 42 kg/mm* , pevnost v ohybu je 53 kg/mm*, Younglv modul E je 3^,6 x W⁴ k^g/mm² a tv^ost ^podle ^Vic^kerse při zkušebním zatímní ^0,1 k^{g d}osa^huje 2 3⁰⁰ , až 2 700.

Doteková plocha, která sahá od průběžného kanálu ve směru k ústí přívodní částinálevky, může být sice vytvořena jako přímka, je však s výhodou oblouková a zahrnuje úhel 70 až 120°. Oblouk přiom může být tvořen jedním poH-oměrem. Gbzz^vášt^{ě d}obrýc^h výsl^^ se však dosahuje tehdy, je-li oblouk tvořen křivkou, jejíž poloměr se od průběžného kanálu směrem k ústí přívodní části nálevky spojtě zvětšuje.

Výhodné vytvoření vynálezu spočívá v tom, že doteková plochá je proměnnivá přestavením odtahovací nálevky. Tato veliká výhoda, která je dosažitelná pouze u odtahových nálevek z tyslíkového keramického iattriálu^, umožňuje použští nálev^ky pro ve^lký čísel přízí a ma^eTáH přízí, přičemž tato nálevka by vlastně při jinak stejném geometrickém vytvoření muuela mt pro tyto různé materiály jiný tvar povrchu. Při stejné hrubooH povrchu a stenném profilu povrchu je však s nálevkou podle vynálezu možné zm^nňt dotekovou plochu mezi nálevkou a vláknem o nepatrnou hodnotu jednoduchým přemístěním nálevky ve směru k rotoru nebo jejím oddálením od rotoru, a přizpůsobit tedy tuto vzdálenost a dotekovou plochu délce vláken, která se mej spřádat. Oddálením nálevky od rotoru se doteková plocha zmenní, hlubším zasunutím nálevky do rotoru se naopak zvětší.

Tření mezi vláknem a nálevkou je ovlivňováno různými činiteei. Působí na ně např. druh příze, odtahovací rychost, doteková plocha, preparace příze, vlhkost a teplota tkotí a jakost povrchu keramického iattriálu. Vveice dйlrSitýi činite^m je však i napěěí, při kterém se příze odtahuje, tedy přesně řečeno poměr odtahovacího napětí F'2 a vstupního napětí

F1 vlákna. Tento poměr má ležet v rozmezí mezi 1,2 a 2,0. Vstupní napětí F1 vlákna sice závisí na typu stroje, druhu vláken a číslu příze, př stejných těchto úda^jích je to však konstantní hodnota, která se dá měnt pouze nepatrně. Tato veličina je závislá na otáčkách rotoru, které ve spojení s vlákny a průměrem rotoru dávají sílu*, která se musí s přihlédnutím ke tření v nálevce překonávat. Při stejném vytvoření povrchu nálevky mění se tedy vznikající tření změnou vstupního napětí F1 vláken. Odtehovací napětí F2 se zjišťuje jednoduše měřením a musí být ve všech případech větší než F1, protože se musí přemáhat tření v nálevce. Protože drsnost povrchu u keramických materiálů nepředstavuje jednoznačnou informaci o tření, protože povrch může být vytvořen různě, jsou údaje o hloubce drsnosti spolehlivé pouze podmíněně. Snímky, pořízené rastrovým elektronovým mikroskopem vysvětlují tento zdánlivý rozpor v tom smyslu, že v každém případě záleží ve značné míře na okamžité struktuře, která je ovlivněna odlišnými podmínkami při slinování a odlišným dodatečným zpracováním. Tak se např. otryskáváním keramiky pískem dají vytvořit vysloveně ostrohranné povrchy, které způsobují při stejné hloubce drsnosti značné poškození vláken. Naproti tomu slinuté plochy mají podle podmínek při slinování spíše povahu vrstev ozvukujících se na způsob slupek a mohou být tedy velice hladké.

Regulace poměru napětí vlákna znamená tedy pro odborníka velice jednoduchý a relativně snadno ovlivnitelný prostředek к řízení celého spřádání.

Podle dalšího význaku vynálezu má těleso odtahové nálevky v oblasti přívodní části nálevky hloubku drsnosti od 0,2 do 0,7 Дил a v oblasti průběžného kanálu hloubku drsnosti maximálně 0,2 yum. Různá hloubka drsnosti mezi přívodní částí nálevky a průběžným kanálem je pro tvorbu příze velice podstatná. Větší hloubka drsnosti v oblasti přívodní části nálevky vytváří dlouhé a konstantní tření, které je nezbytné ke kroucení jednotlivých vláken a tedy ke tvorbě příze, naproti tomu, když je příze jednou vytvořena, klade se důraz na co nejmenší tření, aby se příze šetřila. Průběžný kanál je proto mnohem hladší než přívodní část nálevky. Hloubka drsnosti se dá silně ovlivňovat podmínkami při slinování a čistotou výchozího materiálu a přísadami, které ovlivňují růst zrn. Použije-li se jako výchozího materiálu např. velmi čistého kysličníku hlinitého, doporučuje se přidat к němu nepatrné stopy kysličníku manganu, aby bylo zrno ce nejjemnější. Mimo to má být doba slinování co nejkratší, čímž se rovněž brzdí růst zrn.

Hloubka drsnosti přívodní části nálevky, která se má zvolit, závisí na jemnosti vyráběné příze. Čím jemnější je příze, tím menší je hloubka drsnosti, čím je příze hrubší, tím může být větší hloubka drsnosti. Mimo to je hloubka drsnosti přídavně závislá na použitém materiálu vláken. U samotných polyesterových vlákán a u polyesterových vláken spřádaných ve směsi s bavlnou jsou nezbytné vruby v oblasti přívodní části nálevky, protože zajišťují kmitání příze; naproti tomu čistě bavlněná vlákna lze spřádat bez přídavných vrubových ploch. Aby se daly odtahové nálevky snadno rozlišovat, navrhuje se těleso nálevky zabarvit, což je velice jednoduché přidáním barvicích kysličníků kovů, například kysličníků chrómu. Podle množství přidaného kysličníku chrómu vznikne jemně růžová až sytě rubínově červená barva, použije-li se jako výchozího materiálu kysličníku hlinitého. Slouží-li jako výchozí materiál spinety kysličníku hlinitého, lze například dosáhnout intenzivního modrého zabarvení, které je možné i přísadou kysličníku kobaltu. Hnědého zabarvení se dosáhne přísadou kysličníku železa a manganu, zelenavého zabarvení přísadou kysličníku niklu a žlutozeleného zabarvení přísadou kysličníku uranu. Množství přidávaných barvicích kysličníků je však vždy menší než 2,5 %, obecně leží v rozmezí od 0,3 do 0,8 % a při obzvláště vysokých požadavcích na čistotu kysličníku hlinitého je ještě značně nižší.

Vynález bude vysvětlen v souvislosti s příklady provedení, znázorněnými na výkrese, kde obr. 1,2, 3» 6, 9 a 13 znázorňují bokorysy různých tvarů odtahové nálevky v řezu, obr. 4, 7, 10, 12 jsou nárysy přívodní části odtahových nálevek a obr. 5, 8, 11, 14 jsou detaily vrubů, umístěných v přívodní části nálevky.

Podle všech příkladů provedení sestává odtahová nálevka £ ze slinutého vysoce čistého .kysličníku hlinitého a je rozdělena v přívodní část £ nálevky £ a průběžný kanál £. Příruba 4 tvoří dosedací plochu ve stroji ke spřádání s otevřeným koncem. Vruby £ tvaru písmene V jsou v odtahových nálevkách, vyrobených vytlačováním, přičemž úhel mezi rameny pišme5 ne V je asi 9⁰°. Přechod od ramen písmene V vrubu ke krku přívodní části g nálevky £ je zaoblený stejně ja^ko vrchol vru^bu.6hel alfa, pod ^kterým jsou jednotlivé vru^by skloněny směrem ^ke zužující se části nálevky £, je 6⁰°. ‘

U citlivějšího a choojotsivějšíht spřádaného mattriálu jsou v nálevkách upraveny půlkruhové vruby 6, které jsou oproti odtahové nálevce £ zaobleny poloměrem R6. Poloměr Rp, který tvoří hloubku a průměr půlkruhového vrubu 6, je 0,5 mm, poloměr R6 je 0,2 mm a poloměr R2 je 1 mm.

Vybrání g slouží k zajištění odtahové nálevky £ proti pootočení e zabírá s neznázorněnými zarážkami, upravenými ve spřádacím stroji. Ostroúhlý vrub 8 má úhel otevření beta rovn^á se ⁶⁰° a ^hlou^bku B rovnou ^0,3 mm. I v tomto ^prí^pa^dě je stejn^ě ja^ko u vrutiu g tovaru písmene V dno vrubu a hrana vrubu zaoblena, přičemž tento poloměr je 0,1 mm.

Je-li to z technických důvodů výhoonněŠí, může být odtahová nálevka £ opatřena místo příruby £ osazením g.

Čerchovaná čára £0 znázorňuje průběh vlákna v odtahové nálevce £, aniž by však bylo přímo naznačeno, jak se vlákno dotýká stěny uvnitř odtahové nálevky £. Obecně jsou poměry takové, že v průběžném kanále g . nemá docházet a nedochází k doteku mezi vláknem a odtahovou nálevkou £, a vlastní dotek nastává v přívodní části g nálevky £. V důsledku toho je možné posunutím odtahové nálevky £ ve .směru odtahování měnnt vstupní ' úhel vlákna a tím i styčnou oblast vlákna s přívodní částí g nálevky £. To znamená, že změnou oblouku, který se dotýká vlákna, se provádí zm^na velikosti dotykové oblasti vlákna s odtahovou nálevkou £.

Příklad 1

Jíl, získaný z bauxitových · surovin Bayerovým postupem, s čistotou přes 99,7 % k'^sličníku hlinitého, byl semlet s 0,25 % kysličníku horečnatého jako pomocného slinovacího činidla na průměrnou velikost zrn 1 /um. . a dispergování probíhalo ve vodné disperzi, načež se odstranila voda z prášku rozprašovacím vysoušením v proudu horkého vzduchu. VVnnkla sypká zrna, jejichž průměr ležel v rozmezí 60 až 150/um. Prášek, který měl lirrovou hmoonost 1 kg/litr, byl zvlhčen vodou na max. 2,5 %, aby se usnadnilo následující lisování. Lisování tohoto prášku na surové výlisky.se provádělo v lisu, jehož forma byla z tvrdého kovu. Tvarovací trn, kterým se vytvářel v odtahové nálevce průběžný kanál, měl přitom mnohem hladší plochu než nákružek, navaaušící·na tento trn a sloužící k vytvarování přívodní části ná~ levky. Lisovací tlak byl asi 1 000 kg/cm . Surový výlisek měl v průběžném kanálu mnohem hladší plochu než v přívodní části nálevky a o01 ^пп^з!-^!, podoobajcí se křídě. Po odstranění otřepů byl výlisek · · ložen do periodicky pracující pece a zahřát na teplotu asi 1 750 °C. Doba slin ování vč^etn^ě zoltfívání a chlazení tyla 24 hod. ^po sírování tyla Mová odtahová nálevka zbavena ulpívajících· zrnek korundu, která tyla při slinovánímasypána na vypalovací pomocné prostředky a znemmoňovala připečení slnnovaného výlisku.

Příklad 2

Příprava kysličníku hlinitého probíhala analogicky jako v příkladě 1, avšak na navlhčení navazovalo plastifikování, to znamená, že prášek · yl .· hnětacím stroji . ve sm^si s organickými látkami plastifkkován ne termoolastickou hmotu s vysokým obsahem kysličníku hlinitého· Tvarování se provádělo pomocí vytlačovacího šnekového lisu, který je běžný pro vytlačování dílů z plastických hmot. Ze vzniklého vytlačeného dílu mussly být před sinnováním opět odstraněny organické složky, aby nevznikly vlivem tlaku plynů, rozkláda^cích . se organických složek v odtahové nálevce trhlinky. Toto sušení ·robíhalo v sušicí peci při teplotách mezi 300 a ⁶°0 °C. ^Po vysušení tyl^y z stahové nále· ky r^dstran^ěn^y o^ep^ vzniklé při vytlačování, přičemž šev, vzniklý při vytlačováni, ·! · žel mimo oblas., která přicházela do styku s vláknem. Slinování probíhalo ste.nrým způsobem jako v příkladu · 1.

215096

Příklad 3

Oproti příkladu 1 byla čistota jílu snížena na obsah 99,2 % kysličníku hlinitého, jako inhibitor růstu zrn byl přidán kysličník hořečnatý v množství 0,2 % a jako barvicí přísada kysličník chrómu v množství 0,5 %. Ostatní operace byly stejné jako v příkladu 1.

Odtahové nálevky, vyrobené podle příkladů 1 a 3, měly průběžný kanál hladší než přívodní část nálevky. Hloubka drsnosti Ra byla v průběžném kanálu u obou příkladů 0,2 /um, v oblasti přívodní části nálevky 0,4/um. Vytlačované odtahová nálevka, vyrobená podle příkladu 2, byla jak v přívodní části, tak v průběžném kanálu stejně hladká, přičemž obě plochy byly vyleštěny, a měla ve srovnání s odtahovými nálevkami podle příkladu 1 a 3 větší poloměr v průřezu přívodní části nálevky. U vytlačené odtahové nálevky byl poloměr 12 mm a oblouk 115°, vylisované nálevky měly naproti tomu poloměr 5 M a oblouk 90°.

Claims (2)

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

1. Zařízení pro odtah příze ke spřádání střižových vláken, která se přivádějí spojitě ve tvaru vláknitého pramene do spřádacího rotoru, přičemž střižová vlákna se jako příze odtahují axiálně pod napětím ze spřádacího rotoru odtahovou nálevkou z keramického materiálu, obsahující přívodní část a průběžný kanál, vyznačené tím, že alespoň dotyková plocha odtahové nálevky (1) je ze slinutého kysličníku hlinitého, s čistotou přes 99 % a hustotou nad 3,9θ·

2. Zařízení podle bodu 1, vyznačené tím, že odtahová nálevka (1) má у oblasti přívodní části (2) hloubku drsnosti od 0,2 do 0,7 /um a v oblasti průběžného kanálu (3) hloubku drsnosti nejvýše 0,2/um.