KR840000634B1 - 유체분사식 직기에 있어서의 위입장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유체분사식 직기에 있어서의 위입장치

제1도는 제1형식의 위입장치를 표시한 평면도.

제2도는 제2형식의 위입장치를 표시한 평면도.

제3도는 제3형식의 위입장치를 표시한 평면도.

제4도는 제4형식의 위입장치를 표시한 측면도.

제5도는 제1, 2형식에 있어서 종래의 위입장치의 측면도.

제6도는 바디와 위사가이드부재의 경사주행방향의 위치관계를 표시한 평면도.

제7도는 위사가이드부재의 해당원직경의 크기와 경사의 얽힘관계를 표시한 경사개구 측면도.

제8도는 경사얽힘 발생빈도를 표시한 크래프.

제9도는 해당원직경과 소비공기량과의 관계를 표시한 실험식의 크래프.

제10도는 해당원직경과 위입가능폭과의 관계를 표시한 실험식의 그래프.

제11도는 해당원직경과 공기소비효율과의 관계를 표시한 제9도 및 제10도의 실험식으로 부터 얻은 크래프.

제12도는 본 발명에 의한 위입장치의 측면도.

제13도는 본 발명에 의거하여 얻은 해당원직경과 종래의 것과의 작용, 효과상의 차이를 설명하는 측면약도이다.

본 발명은 바디와 이바디에 따라서 별체로 설치되어 위사를 안내하는 위효형태의 통로를 형성하는 다수의 위사가이드부재가 스래이상에 고정되어 있으며, 적어도 경사의 주행영역외에 위치하는 주노즐 및 위사가이드부재에 따라서 간격을 두고 배치된 보조공기공급 수단으로부터의 분류(噴流)에 의하여 위사를 전기한 안내통로로 위입되게 하는 유체분사식직기에 있어서의 위입장치에 관한 것이다. 이와 같은 종류의 위입장치로서는 크게 분류하여 모든 위사가이드부재 3이 비이팅(筬打)시에 위사를 탈출시키는 비교적 좁은 개구를 제외하고 위요(圍繞)되어 있는 위사안내통로 4를 형성하고 있으며, 경사의 주행영역외에 있는 노즐 1(이하 주노즐이라 함)에서만 나오는 분류(噴流)에 의하여 전기한 안내통로 4에 대하여 위입을 행하는 제1의 형식의 것과(제1도), 대부분의 위사가이드부재 3이 상기와 같이 구성되어 간격을 두고 배치된 나머지의 적당개수의 위사가이드부재 3'가 중공이 되어 있어 보조분기공(噴氣孔) 9가 안내통로 4를 지향하여 형성되어 있는 제2의 형식의 것(제2도), 중공의 가이드부재 3'대신에 바디 6축이 상당하게 개방되어 있는 가이드부재 3''를 배치하고 이 각 개방부에 위치하여 보조노즐 10이 배설(配設)되고 주노즐 1 및 보조노즐 10으로 부터의 분류에 따라 위입을 행하는 제3의 형식의 것(제3도)이 있으며, 또한 제3의 형식에서는 보조노즐 10에 대응하는 가이드부재 3''을 가지지 않은 구성도 있다.

또한 이들 형식의 위입장치와는 달리 6'의 각 바디살자체의 직구축으로 상하방향으로 격치된 2개의 철부(凸部) 11,11가 설치되고 철부 11,11사이에 위사를 안내하는 통로 4'를 형성함과 동시에 철부 11,11사이의 개구축으로부터 이 안내통로를 향하여 공기를 분사하는 보조노즐 10'를 바디 6'에 따라서 적당개수 설치하여 주노즐 및 보조노즐 10'로부터의 분류에 의하여 안내통로 4'로 위입을 행하는 제4의 형식의 것이 있다.(제4도)

이 제4형식의 위입장치에 있어서는 위사안내통로 4'는 위효형태가 아니고 비이팅시 양철부 11,11의 기부(基部)사이의 바디살6' 표면에서 비이팅하나 이때 철부 11의 직구측에 위치한 보조노즐 10'가 직구 및 직구근방의 쳄플 5에 닿지 않도록 보조노즐 10'의 선단은 철부 11이 형성하는 안내통로 4'에 관하여 비교적 하향에 배치되어 있다. 이 때문에 보조노즐 10'의 공기분사구와 안내통로 4'사이의 거리가 비교적 커지지 않으면 안되므로 이 보조노즐 10'로부터 분사된 공기류(流)는 안내통로 4'에 달할때까지는에는 크게 확산되기 쉽고 이것은 안정된 위입을 위하여서는 바람직하지 못하다.

따라서 이와 같은 종류의 위입장치에서는 확산을 가급적 방지시키기 위하여 보조노즐로부터의 분류를 양철부 11,11로 포입(抱粒)되도록 철부 11,11사잉의 간격 및 각철부 11,11의 길이를 비교적 크게 설계하고 상기한 보조노즐 10'와의 거리를 가급적 짧게하는 대책이 일반적으로 강구되고 있다. 다시 말하자면 양철부간에서 형성되는 안내통로 4'의 공간은 확산현상을 억제하기 위한 설계상의 배려에 의하여 그 최소치가 큰 것으로 한정되어 버린다. 따라서 이와 같은 종류의 위입장치에서는 위입용공기의 소비량 저감면에서는 구성상의 제약을 크게 받게 된다.

한편으로 상기한 제1-3형식의 위입장치의 것에 있어서도 비이팅시 위사가이드부재 3이 템플 5와 간섭되지 않도록 할 필요가 있다는 점에서는 제4형식의 보조노즐 10'에 대한 필요성과 동일하나 제1-3형식에서는 보조노즐을 사용하지 않거나 또는 사용하여도 위사가이드부재와 대체로 같은 위치에 설치되므로 위사가이드부재의 안내통로의 해당원직경이 제4형식에서와 같은 사정으로 한정되지는 않는다. 또한 대응원직경(D)는 D=4A/1로 표시된다. 이 경우 A는 면적, 1는 둘레의 길이이다. (대응=eguivalent)

그러나 제1-3형식의 위입장치에 있어서 주노즐 1을 기대의 정위치로 고정시키는 현재의 구성에서는 후술하는 바와 같이 위사가이드부재 3의 안내통로 4의 대응원직경을 상당히 크게 설계할 필요가 생기게 되어 몇가지 바람직하지 않는 상황을 파생시키고 있다. 즉, 제5도로부터 알 수 있는 바와 같이 점선으로 표시된 주노즐 1의 선간이 도시한 정위치로 고정되어 있을때, 주노즐로부터의 분류로 위입을 완료시킬 때까지는 어떤 시간이 필요하나. 그동안에 스래이 2를 정지시켜 두어서는 도시되어 있지 않은 크랭크아암의 각 왕복요동 운동마다 1회의 전(全)위입동작을 행하지 않으면 안되는 직기에 있어서는, 크랭크아암의 나머지의 운동이 급격하게 되어 바람직하지 못하므로 스래이 2는 위입운동중에도 어느정도 요동될 필요가 있게 된다.

따라서 위사가이드부재 3이 도시된 실선위치 A에 있을 때에 위사의 분사가 행하여지고 또한 쇄선위치 B에 있을때 위사가 안내통로 4를 완전히 빠져나오게 된다고 가정한다면 즉 거리

만큼 경사가이드부재 3이 진행한다고 가정하면 위사를 그 주행중 안내통로 4내에 머물게 있게하기 위하여서는 안내통로 4의 대응원직경을 분류가 지장없이 통과할 수 있는 어떤 필요최소치로 거리

을 가한 값으로 설계해두지 않으면 안되며 자연히 위사가이드부재는 대형화 된다. 즉 제1-3형식의 위입장치에 있어서는 위사가이드부재 3의 대응원직경의 최소치는 위사가 안내통로 4를 빠져나올 때까지에 위사가이드부재가 주노즐 1에 대하여 움직이는 거리에 따라서 정하여지고 있었다.

위사가이드부재가 대형화하게 되면 그만큼 경사개구각도 크게할 필요가 있을뿐 아니라 특히 대경의 안내통로 4내를 위사가 실속(失速)됨이 없이 비주되도록 하기위한 주노즐 1로부터의 분출공기량이 몹씨 커진다. 예컨대 대응원직경이 20mm, 직폭 140cm의 경우 1픽크에 대하여 약 330cc의 유량이 필요하여 동력비의 증대를 초래케 한다.

또한 전술한 바와 같이 직구에 이어서 직포양단에는 직포폭보지를 위한 템플 5가 있으며 비이팅시에는 위사가이드부재를 템플 5의 하방의 C위치로 통과시킬 필요가 있으나, 위사가이드부재가 대형화되어 있으면 그만큼 스래이 2를 템플 5보다 제법 하방으로 인도하지 않으면 자연히 스래이의 요동운동은 수직에 가까운 방향에서 행하여지게 될 것이므로 요동에 의한 상하방향에의 위사가이드부재의 이동량이 증가되고 직구로부터 가급적 멀리 떨어진 위치에서의 큰 경사개구내에서 위입운동을 행하고저하여도 이동량이 크므로 이에 대응하여 더욱 경사개구량을 크게 해야하며 역시 직구로부터 멀리 떨어진 위치에서의 위입은 곤란한다.

따라서 직구로부터 가까운 위치에서의 위입이 필요하게 되나 대응원직경이 크게 경사개구량도 제법 커지게 된다. 또한 스래이 2의 요동운동의 방향이 수직에 가까우면 비이팅시에 바디 6의 상단 가까히에서 비이팅하게 되어 바디 6에는 큰 강도가 요구된다. 또한 안내통로 4의 대응원직경이 크면 그속을 비주하는 위사의 흔들림이 크게되기 쉽고 위사의 주행상태가 불안정하게 된다.

또 제1-3형식의 위입장치에서는 바디 6과 위사가이드부재 3은 스래이 2에 별체로 설치되어 있고 또한 제6도에 표시한 바와 같이 위입방향에 있어서 가이드부재 3의 두께는 바디살 6에 비하여 상당히 크며 바디 6과 위사가이드부재 3과의 간격을 어떤 허용거리 이상으로 유지해두지 않으면 바디살과 위사가이드 부재와의 사이에서 경사 7의 굴곡이 커져서 경사의 브래이킹(經篩別)이 곤란해져서 경사절단의 원인이 된다. 따라서 제1-3형삭의 위입장치에서는 제4형식의 것보다 클로드펠에 가까운 위치에서 위입을 행하여져야 한다.

예컨대 제7도에서 8을 클로드펠로 하고 안내통로 4의 대응원직경이 큰 4a 및 작은 4b의 경우에 대하여 위입동작을 고찰하여 보기로 한다. 제8도에 표시한 바와 같이 경사 7의 잔털얽힘 발생빈도는 일반적으로 클로드펠 8의 근방에서 가장 크고 클로드펠로부터 떨어짐에 따라서 급격히 감소한다. 이와 같이 전방일수록 즉 클로드펠에 가까울 수록 경사얽힘이 생기기 쉬우나, 대응원직경이 4a의 경우 제법 클로드펠 8에 가까운 전방의 위치 a(제7도)에서 경사얽힘이 생겨도 경사 7이 안내통로를 횡단하여 위입미스의 원인이 된다.

한편 제7도에 표시한 위치 b와 같이 후방에 있어서 경사얽힘에는 그 빈도가 적을뿐 아니라 경사장력이 커지므로 경사얽힘이 생겨도 원상으로 되돌아가기 쉽고 원상으로 복귀되지 않아도 해당원직경이 작은 4b의 경우에는 주어진 공기유속이 극도로 감쇠된다.

결국 제1의 형식의 것에서는소경화에 의하여 전술한 제반문제를 해결하였다 할지라도 공기유속의 높은 감쇠율에 의하여 소망하는 위입속도를 얻을 수 없을 뿐 아니라 위사안내통로내의 압력이 필요이상으로 높아져서 위사탈출개구로부터 공기가 분출되어 위사를 통로외로 배출시키는 현상을 나타내며 위입가능폭이 극도로 저감하게 된다.

본 발명은 주노즐을 위사가이드부재의 안내통로에 정열되도록 스래이에 일체로 착설함과 동시에 주노즐에 가하여 보조기류를 사용함으로써 위효형태의 위사가이드부재의 소형화를 촉진하고 또한 안내통로의 대응원직경을 공기의 소비효율까지도 감안한 최적치로 설정하고 이로써 종래의 제2, 제3형식의 위입장치에 있어서 전기한 결점을 배제한 것이다.

본 발명과 같이 주노즐을 스래이 2위에 고정시키면 가이즈부재와 함께 주노즐 1이 이동하기 때문에 위입시간을 길게 할 수 있으며 또한 위효된 안내통로일지라도 위사를 안내통로의 최적위치에서 비주시킬 수가 있어 매우 바람직하다. 또 안내통로도 보조공기류를 병용함으로써 소경화가 가능하여 공기의 소비를 억제시키면서 안정하고 또한 고속의 위사비주를 가능하게 할 수 있는 위사안내통로의 대응원직경을 얻을 수 있다. 위사를 소정의 위입폭을 비주시키기 위하여서는 위사에 대하여 대응하는 소정의 위사속도를 줄 필요가 있으나, 위사가이드부재로 구성된 안내통로내를 비주하는 에너지를 압력공기에 의하여 부여시키는 경우 안내통로의 관로(管路)저항에 압력손실의 큰 요인이 된다.

이 압력손실은 일반적으로 사용압력의 30-50%가 상한이므로 대응원직경이 약3.5

이하의 위사가이드부재는 실용화의 요건을 만족시킬 수가 없다. 본 발명자는 공기소비효율이 높은 위사안내통로의 대응원직경을 얻게 위하여 4

이상의 대응원직경을 가진 각종 위입가이드부재를 사용하여 각각에 대하여 현재실용중인 에어젯트식직기에 의하여 일반적인 동일위입시간을 얻을 수 있도록 주노즐로부터의 공기유량을 조정하는 실험을 행한 결과 유량 U(m³/H)는 대응원직경

(mm)에 대하여 다음의 관계를 가졌음을 알았다.

U=0.0227

²+0.0515

(1)

그리고 이 조건에서 위입미스가 허용범위내에 있는 안정위입가능 폭 L(mm)는 거의

L=142.9

-571 (2)이었다.

또 주노즐에 보조노즐을 도중에서 적당히 추구하면 위사의 도달거리는 유량증가 를상회하여 개선되어 계수를 q, 보조노즐수를 n라 할 때 다음과 같은 관계식이 성립됨을 알 수 있었다.

Un=(1+qn)(0.0227

²+0.0515

) (3)

식(3)은

Un=(1+0.n)(0.0227

²+0.0515

) (3)'

로 바꾸어 쓸수도 있다.

그리고 이때의 도달거리는 실험에 의하면 거의 다음식과 같았다.

Ln=(1+0.23n)(142.9

-571) (4)

상기 두가지 식(3') 및 (4)로부터 소요공기유량에 대한 도달거리의 비 Qn을 위입용공기소비량의 효율이라고 생각할 수 있으므로

를 얻을 수 있다.

식(5)를 대응원직경

로 미분하여 최대효율점을 구하면

따라서 공기소비량의 가장 효율이 높은 대응원직경은 보조노즐의 개수와 무관계이며

8.2가 된다.

즉, 최대효율점은 위사가이드부재의 대응원직영으로 결정된다.

즉, 공기소비량의 효율을 향상시키기 위하여서는 위사가이드부재의 대응원직경을 일정하게 하고 소요직폭에 달하지 않는 경우에는 보조노즐을 적당히 증가시키는 것이 유리하다.

제9도-제11도는 각각 상기의 식(1),(2) 및 (5)를 그래프화시킨 것으로서 제11도에 의하여 알 수 있는 바와같이 대응원직경

가 약 5-13mm의 경우에는 공기의소비효율은 대체로 만족할 수 있는 값으로 유지된다.

한편으로 위사안내통로의 대응원직경을 소경화하면 전술한 바와 같이 위사안내통로는 실질적으로 관로상(管路狀)의 기능을 가졌기 때문에 통로내의 압력이 높아지고 비이팅시에 바디면에 이행(移行)할 때의 위사의 탈출용통로로부터 외부로 유출되는 현상을 나타낸다. 이 공기류가 통로내를 비주하는 위사를 유인하고 위사안내통로외로의위사의 비주를 일으키게 된다. 실험에서는 약 6.5

의 대응원직경을 가진 위산안내통로를 사용하고 주노즐만으로 위입을 행한 경우 600mm 전후의 위입가능폭을 얻음에 불과하였다. 이에 대하여 주노즐에 더하여 보조노즐등에 의하여 보조공기류를 공급하는 제2, 제3의 형식에서는 위사가이드부재의 위사탈출용 개구속으로부터 위사안내통로의 내측을 향하는 보조공기류가 위입폭에 걸쳐서 간격을 두고 작용하고 있으므로 위사탈출개구로 부터의 유출공기에 대향하는 공기류가 위사안내통로를 비주하는 위사에 작용하여 위사의 탈출개구로 향한 변위를 규제하고 안내통로내의 안정된 비주를 유지할 수가 있다.

특히 보조노즐을 사용하는 제3의 구성에 있어서는 안내통로내로 공급되는 보조공기류의 모두가 위사탈출 개국측으로부터 위안안내통로의 심부를 향하여 분사되고 있으므로 소경화에 수반하여 위사안내통로내의 공기압이 상당한 정도 상승되어도 위사의 안정비주를 유지할 수가 있다.

한편 위사가이드부재가 공기의 보비효율의 점에서 바람직한 상기 범위의 대응원직경을 가질 수 있도록 본 발명에 의하면 주노즐은 위사가이드부재의 안내통로에 정열되어 스래이에 일체로 설치된다. 따라서 제12도에 의하여 알 수 있는 바와 같이 스래이 2가 요동할 때 주노즐 1도 위사가이드부재 3과의 정열을 유지한 대로 일체로 요동하게 되므로 위사가 위사가이드부재의 안내통로를 빠져나갈 때가지 위사가이드부재가 제5도에 관련하여 설명되어 있는 거리 1만큼 요동한다 하더라도 안내통로의 대응원직겨을 거리 1에 해당하는 값으로 설계할 필요는 없고 전술의 적합한 범위로부터 선택할 수 가 있다.

이와 같이하여 위사가이드부재의 안내통로의 대응원직경을 적합한 값으로 소형화시키는 이점은 전술한 제2, 제3형식의 위입장치에 있어서 특히 중요하다.

본 발명에 따라서 스래이위에 주노즐을 고정하고 이에 수반하여 작은 대응원직경 4b를 이룩한 위사가이드를 채용한 위입장치의 경우, 제12도 및 제13도에 표시한 바와 같이 위사가이드부재 3의 안내통로가 하방의 경사 7보다 아래로 내려가기전의 위치까지 요동하는 동안에 위사가이드부재는 비교적 큰 수평거리 S를 이동한다.

그러나 위사가이드부재의 안내통로가 예컨대 4b의 약 2배로 큰 대응원직경 4a를 가질 때, 전술한 바와 같이 제1-제3형식의 위입장치에 있어서는 바디 6과 위사가이드부재 3과의 간격은 어떤 허용거리 이하로 할 수는 없으므로 전술한 수평거리 S에 대응하는 거리 S'는 약 1/2로 감소된다. 안정된 위입이 가능한 것은 위사가이드부재 3이거리 S 또는 S'를 이동하는 동안의 시간이므로 본 발명에 따라서 대응원직경을 감소시킨 경우, 위입의타이밍을 긴 시간으로부터 선택할 수가 있어 장치의 설계여유가 커진다.

또 제7도로부터 알 수 있는 바와같이 위사가이드부재가 본 발명에 의하여서 가져온 작은 대응원직경 4b를 가지는 경우에는, 경사얽힘이 생겨도 그때에 경사가 안내통로를 횡단하는 일은 없으므로 경사얽힘이 위입미스의 원인이 되기는 어렵다. 또 이와같이 경사얽힘이 위입미스의 발생원인이 되지 않으므로 경사개구량을 적게하거나 경사장력을 내려가게 하는 것도 가능하게 되어 직기를 고속화시킬 수가 있다. 또한 본 발명에 따라서 위사가이드부재를 소형화시키면 주노즐로부터의 분출공기량은 종래와 같은 조건의 위입의 경우, 대응원직경 10mm에서 직폭 140cm일 때 1픽크에 대하여 약 100cc이하로 족하다. 또 스래이자체를 템플로부터 그다지 하방의 위치로 인도하지 않아도 되며 스래이의 요동운동의 방향이 그만큼 수평에 가까워지므로 요동에 의한 위사가이드부재의 상하방향의 변동은 적고 클로드펠로부터 떨어진 위치에서의 큰 경사개구내에서 위입운동을 행할 수 있으며 경사라인에 거의 일치하는 위치에서 위사비주를 하게 할 수 있다. 또 바디는 중앙위치에서 비이팅할 수 있으므로 바디의 강도를 특별히 크게하지 않아도 된다.

또 본 발명에 따라서 위사가이드부재의 대응원직경은 안정한 위입을 최소의 공기소비량으로 행하는 적당한 범위의 값을 가지므로 안내통로내를 비주하는 위사의 흔들림이 작아진다.

이상 설명에 의하여 에어젯트식 고속직기의 위입장치에 비치할 위사가이드부재의 대응원직경은 공기의 소비효율의 점에서는 8.2

가 최적하며, 또 경사와의 관계를 중시한다면 공기의 소비효율의 허용범위내에서 또한 대응원직경을 가급적 소경화시키는 것이 바람직하고 이런 의미에서는 실험적으로 얻은 5

정도가 적당한 값이 된다.

그러나 실용기계의 가이드부재의 대응원직경으로서는 위입폭, 기대의 회전수, 직물소재 등을 고려하여 전기한 양요소가 조화된 영역을 선도(選度)하게 된다. 양요인이 높은 수준에서 조화되는 영역으로서는 실험적으로 6

-9

의 범위임이 확인되고 있다.

Claims (1)

1. 바디와 이바디에 따라서 별체(別體)로 설치된 위사를 안내하는 통로를 형성하는 다수의 위사가이드부재가 스래이에 고정되어 있으며 적어도 경사의 주행영역외에 위치하는 주노즐로보터의 분류와 위사가이드부재군(群) 중에 간격을 두고 설치된 보조노즐로부터의 분류에 의하여 위사를 전기한 안내통로로 위입하는 유체분사식직기에 있어서의 위입장치에 있어서, 전기한 주노즐을 전기한 안내통로에 정열하여 스래이위에 설치하고 각 위사가이드부재의 안내통로를 좁은 위사탈출개구를 제외하고 위요(圍繞)시키고 있는 형태가 되게하며 또한 전기한 안내통로의 대응원직경을 거의 5-13mm로 설정함을 특징으로 하는 유체분사식직기에 있어서의 위입장치.

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