NO142583B - Apparat for teksturering av garn - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et apparat for luftteksturering av garn og nærmere bestemt en anordning ved et fluidum-munnstykke anvendt for garnteksturering.

Det er velkjent å teksturere garn med en luft-

stråle under anvendelse av et munnstykke i kombinasjon med en avbøyningsplate ved utløpsenden av munnstykket som vist i US patent 3.881.231. Anvendelsen av avbøyningsplaten gir en økning av tekstureringshastigheten. Den type munnstykke som er vist i det nevnte amerikanske patent for anvendelse sammen med en avbøyningsplate er et munnstykke som er beskrevet i US patent 3.54 5.057. Dette munnstykke uten avbøyningsplaten har vært anvendt med meget stort hell til fremstilling av teksturert garn ved merkbart større hastigheter enn det var mulig med andre tidligere kjente munnstykkeinnretninger, og ennå større hastigheter og bedre ensartethet av produktet er ønskelig. Videre har visse varianter av munnstykket beskrevet i det sistnevnte US patent vist seg å være følsomme for små dimensjonale avvikelser blant de anvendte deler, slik at ikke alle munnstykkeutstyr arbeider like godt. Det har nå vist seg at en økt tekstureringshastighet kan oppnås ved å anbringe utløpet av åpningen for å rette gass fra gassinnløpet til venturiorganet i et munnstykke av den type som er vist i US patent 3.545.057, en foretrukket avstand på mellom 9,5 og

16,5 mm fra utløpsenden av garnføringselementet.

Forut for foreliggende oppfinnelse ble avløpet

for åpningen for å rette gass fra gassinnløpet til venturi-

organet i de ovennevnte kjente munnstykker anbragt i en avstand på 8,4 mm fra utløpsenden for garnføringselementet. Den "foretrukne avstand" som er nevnt ovenfor, gir en økning i tekstureringshastigheten, forbedret stabilitet av operasjonen og en for-

bedret ensartethet av operasjonen fra munnstykke til munnstykke i seg selv uten å gi avkall på noe av garnets kvalitet. Bruken av avbøyningsplaten uten anvendelse av den "foretrukne avstand" gir en økning i tekstureringshastigheten i seg selv uten å gi avkall på garnkvaliteten. Det har imidlertid vist seg en overraskende synergisme ved anvendelse av kombinasjonen av den foretrukne avstand og en avbøyningsplate, ved at for-bedringen av hastigheten uten å gi avkall på kvaliteten er større enn summen av hastighetsøkningene som fremkommer ved bruken enten av avbøyningsplaten eller av den foretrukne avstand uav-hengig av hverandre.

Dessuten er disse munnstykker ifølge US patent

2 982 082 kjent for å inkludere et garnføringsrør som føres tilbake fra en "stringup" posisjon til en på forhånd innstilt opera-sjonsstilling ved hjelp av en fjær. Det har nå vist seg at dette kan oppnås uten hjelp av fjærer.

Oppfinnelsen angår således et munnstykke som angitt i innledningen til det etterfølgende krav og er kjennetegnet ved de trekk som fremgår av karakteristikken til kravet.

I en anordning er avbøyningsplaten ved utløpsenden

av munnstykket montert for eksentrisk bevegelse for innstilling av avbøyningsplaten i både horisontal og vertikal retning i en bevegelse.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningene, hvor fig. 1 er et lengdesnitt i større målestokk av et tekstureringsmunnstykke ifølge oppfinnelsen, fig. 2 er et snitt av fig. 1 etter linjen 2-2,

fig. 3 er et delsnitt i større målestokk av fig. 1 og viser en avbøyningsinnretning anbragt nær inntil avløpsenden for munnstykket, fig. 4 er et diagram som viser forholdet mellom garnkvaliteten og avstanden A for to forskjellige tekstureringshastigheter, fig. 5 er et delsnitt i større målestokk av fig. 1

og viser en avbøyningsplate anbragt nær inntil og fritt bevegelig mot og bort fra utløpsenden av munnstykket,

fig. 6 er et perspektivriss av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen med en avbøyningsinnretning festet ubevegelig i forhold til munnstykkets utløpsende, fig. 7 er et snitt i større målestokk av fig. 6 etter linjen 7-7, fig. 8 er et vertikalsnitt av fig. 7 etter linjen 8-8, fig. 9 er et perspektivriss av en foretrukket utførelse av oppfinnelsen med en avbøyningsinnretning som fritt kan finne seg en kraft-utjevnet posisjon i forhold til munnstykkets utløpsende,

og fig. 10 er et snitt i større målestokk av fig. 9 etter linjen 10-10.

Med henvisning til tegningene er der vist et tekstureringsmunnstykke 10 for garn, hvilket munnstykke inkluderer som komponenter en husdel 12 med en sentral boring 14,

et gassinnløp 13 som fører inn i boringen 14 mellom dennes ender, en hette 16 på garninnløpsenden i huset,et venturiorgan 18 som befinner seg i boringen 14 ved husets utløpsende, og et garnføringselement (vanligvis betegnet som garnnålen innenfor dette fag) 20 festet til hetten 16 som tetter innløpsenden av boringen 14 og har en gjennomgang 22 for føring av garn 11

fra garninnløpet 15 i munnstykket forbi gassinnløpet 13

gjennom utløpsenden 17 av garnnålen til venturi-organet 18.

Innersiden av hetten 16 og yttersiden av huset 12 er forsynt med gjenger 12 for justering av den aksiale stilling av garnnålen 20 inne i huset 12. Den ytre diameter av garnnålen 20 er redusert i området motsatt gassinnløpet 13 for å danne et ringformet overtrykks- eller plenumskammer 24, hvoretter følger en sylindrisk del 30 med en utvendig diameter tilnærmet lik den innvendige diameter av boringen 14 som befinner seg bortenfor ganninnløpet 13. Den sylindriske del 30 har en åpning 32 som er gjennomgående og munner ut ved flaten 31

som vender mot venturiorganet 18. Den fremre del 26 av garnnålen 20 består av en annen del med redusert diameter som avsmalner med en innesluttet vinkel på fortrinnsvis omkring 60° mot utløpsenden 17. Venturi-organet 18 har en konvergerende kjegleformet inngang 19 med en kjeglevinkel på fortrinnsvis omkring 60° som fører til dens utløpskanal 21 som kan være en

sylindrisk boring med konstant diameter eller fortrinnvis kan ha en kort sylindrisk del etterfulgt av en kjegleformet del som divergerer mot utløpsenden av munnstykket med en vinkel på omkring 7°. Den avsmalnende flate på enden av elementet 2 0 og den kjegleformede inngang 19 av venturi-organet danner en ringformet innsnevring mellom seg betegnet med B. Mellom den sylindriske del 30 og oppstrømsenden av den konvergerende kjegleformede inngang 19 til venturi-organet 18 er et ringformet kammer 35.

Typiske munnstykker av den type som er vist i det tidligere nevnte US patent 3.454.057, har en diameter på garn-nålens utløp 17 på mellom 0-5 og 2,3 mm, en diameter på den sylindriske del for venturi-organets utløpskanal 21 på mellom 1,3 og 3,0 mm, en lengde på venturi-utløpskanalen 21 på omkring

10,2 mm bestående av en sylindrisk del med en lengde på 3,8 mm etterfulgt av en konisk del på 7° vinkel, en diameter på åpningen 32 på mellom 1,5 og 2,8 mm, en ytre diameter av den forreste

del 26 av garnnålen 2 0 på omkring 5,1 mm og en innvendig

v diameter av boringen 14 på omkring 11,2 mm.

I samsvar med oppfinnelsen er de ovenfor omtalte forbedringer oppnådd ved å anvende avstander fra utløpet av åpningen 32 til enden av garnnålen 26 (betegnet A på tegningene) større enn tidligere kjent, med A anordnet i en avstand på

9,5 til 16,5 mm. Det antas at disse forbedringer skriver seg fra det faktum at når avstanden A ligger innenfor dette område, er den luftstrøm som kommer ut av åpningen 32, tilstrekkelig diffus til å tillate optimal utjevning mellom den luft som går direkte gjennom den ringformede innsnevring B og den luft som bevirker turbulens inne i kammeret 35, ved samtidig reduksjon av den kritiske betydning av dimensjonale variasjoner og muliggjør større tekstureringshastigheter og mer stabil operasjon. Når dimensjonen A er for liten, dvs. mindre enn 9,5 mm, dvs. mindre enn 9,5 mm som i tidligere kjente utførelser, vil en stor prosentvis andel av luften som strømmer ut fra åpningen 32, gå direkte gjennom innsnevringen B, hvor små variasjoner i innsnevringen gir store variasjoner i mengden av luft som passerer gjennom. Videre vil bare en liten del av luften danne turbulens i kammeret 35. På den annen side, når avstanden A er

for stor, dvs. større enn 16,5 mm, kan luftstrømmen fra hullet 32 bli holdt for diffust, fylle kammeret 35 altfor jevnt og bevirke for lite turbulens.

Forskjellige faktorer kan ha innflytelse når

en optimal dimensjon A kan være innenfor det foretrukne om-

råde, f.eks. typer og denier av garnet som skal tekstureres, dimensjonen av åpningen 32 og dennes avstand fra aksen for garnnålen 20, og elngden av åpningen 32 i forhold til dens diameter. Inngangs- og utløpsendene av åpningen 32 må fremstilles med jevn grad av skarphet eller styrt radius.

Aksen for åpningen 32 er fortrinnsvis parallell

med aksen for garnnålen 20, idet graden av skjevhet er særlig skadelig fordi den innfører virvler i en retning som kan vri garnet og hindre at filamentene sprer seg for å motta maksimal teksturering. Imidlertid kan aksen for åpningen 32 skjære aksen for garnnålen 20 hvis dette er ønsket.

Under drift trer garn 11 inn i garnføringselementet 20, beveger seg gjennom gjennomgangen 22 og forlater garnnålen ved dennes utløp 17. Trykkluft trer inn i huset 12 gjennom luftinnløpet 13, fyller plenumskammeret 24 og går gjennom åpningen 32, fra hvilken den kommer ut som en kompakt strøm med stor hastighet og går inn i og gjennom det ringformede kammer 35 og slår mot den konvergerende kjegleformede inngang 19

av venturi-organet 18. En vesentlig del av strømmen går deretter umiddelbart gjennom den ringformede innsnevring B, hvor den støter mot garnet 11 på en usymmetrisk måte når garnet kommer ut fra gjennomgangen 22 ved utløpet 17. Deler av luftstrømmen blir imidlertid avbøyd fra den koniske flate 19 og bevirker turbulens inne i andre deler av kammeret 35, hvilke turbulente luftstrømmer går igjennom den ringformede innsnevring på

steder borte fra hoveddelen av strømmen for å øke teksturerings-effekten. Luften får deretter ut gjennom venturiorganet 18' sammen med garnet 11, idet garnet fjernes fra luftstrømmen i tilnærmet 90° vinkel i forhold til venturiorganets akse og på samme side av aksen som åpningen 32.

Det har vist seg at vanligvis er det minste tverr-snittsareal for den ringformede innsnevring B tilnærmet lik arealet

av den sylindriske del av venturi-organets utløpskanal 21

når nålen er innstilt for optimal garnkvalitet.

Selv om en enkelt åpning 32 er foretrukket,

kan to eller flere åpninger anvendes som har et samlet areal tilnærmet lik den enkelte åpning, men et slikt åpnings-areale må være usymmetrisk fordelt omkring aksen for garn-

nålen 20. Aksene for to åpninger kan være usymmetriske i forhold til aksen for garnnålen 20 så lenge de er usymmetriske i motsatte retninger, slik at der unngås virkelige ensrettede virvler.

Venturi-organets 18 kant på oppstrømssiden må fortrinnsvis være skarpt når en vesentlig del av luften støter mot den, slik at den ikke frembringer for sterk turbulens, og den må være fremstilt med jevne produksjonstoleranser.

Selv om den forreste spiss av garnnålen 20 nær dennes utløp 17 er vist med en plan endeflate ved 90° i forhold

til aksen for garngjennomgangen 21, vil andre endeflater, såsom de som er vist i US patent 3.863.309, virke like godt.

Fig. 3 viser en del av munnstykket på fig. 1 med avbøyningsorganet 40 montert nær inntil venturi-organets utløp, og tilnærmet sentrert på aksen for venturi-gjennomgangen 21. Avbøyningsinnretningen 4 0 kan være en sylinder med sin akse loddrett på aksen for venturigjennomgangen 21 og tilnærmet loddrett på tegningens plan, eller den kan være en plan plate som vist på fig. 9 i US patent 2.852.906. Når en slik avbøyningsplate er festet ubevegelig i forhold til munnstykket, er avstanden mellom enden av munnstykkeinnretningen og avbøynings-platen fortrinnsvis 1,3 til 3,8 mm. Avbøyningsinnretningen kan også være fri slik at den kan søke en kraftutjevnings-stilling som beskrevet i US patent 3.835.510, særlig med garn med denier i området på 150 denier. Når det anvendes en ubevegelig avbøyningsinnretning, fjernes garnet fortrinnsvis fra munnstykkets utløp på den motsatte side av venturi-aksen i forhold til åpningen 32. Fig. 5 viser en del av munnstykket på fig. 1 med avbøyningsinnretningen 42 montert nær inntil og fritt bevegelig omkring et hengselpunkt 4 3 i samsvar med læren i ovennevnte US patent 3.835.510.

De på fig. 6 til 10 viste foretrukne utførelser

har et lignende garntekstureringsmunnstykke 50 i hver ut-

førelse. Munnstykket 50 inkluderer som komponenter en hus-

del 52 med en sentral boring 54, et gassinnløp 53 som fører inn i boringen 54 mellom dennes ender, en flens 56 anbragt ved garnets innløpsende i huset, et venturi-organ 58 anbragt i boringen 54 ved utløpsenden av huset og et garnføringselement 60 vanligvis betegnet som en garnnål festet til flensen 56 og med en kanal 62 gjennom denne for føring av et garn 51 fra garninnløpet 55 i munnstykket forbi gassinnløpet 53 gjennom utløpsenden 57 i garnnålen til venturiorganet 58. Den utvendige diameter av garnnålen 60 som tilnærmet er lik den innvendige diameter av boringen 54 unntatt for det forminskede område 63 overfor gassinnløpet 53 og det forminskede fremre parti 66

av garnnålen 66, er glatt og nålen er innrettet for aksial forskyvning i boringen 54. Flensen 56 har et forsinket hull 57 gjennom den ene side, hvilket er beregnet på fritt å oppta bolten 69. Bolten 69 er med gjenger ført inn i huset 52 og støter mot forsenkningen av hullet 67 for å tjene som et anslag for bevegelsen av garnnålen 60 ut av boringen 54, dvs. et middel for begrensning av bevegelsen av flensen bort fra innløpsenden av huset 52.

Som tilsvarende beskrevet i forbindelse med den foregående utførelse, har en sylindrisk del 70 en åpning 72 gjennom samme, hvilken ender ved flaten 71 som vender mot venturi-delen 58. Den fremre del 66 av garnnålen 60 smalner av med en om-sluttet vinkel på fortrinnsvis omkring 60° førende til ut-løspenden 57 som inneholder en safirinnsats 61 for å øke slite-styrken i utløpsenden av nålen. Venturidelen 58 har en konvergerende, kjegleformet inngang 59 som fører til dens utgangskanal 63 som på samme måte som allerede beskrevet, kan være en sylindrisk boring med konstant diameter eller fortrinnsvis kan ha en kort sylindrisk del etterfulgt av en kjegleformet del.

Den avsmalnende flate på enden av garnnålen 60 og den kjegleformede inngang 54 av venturidelen 58 danner den ringformede innsnevring som er betegnet B som tidligere. Mellom den sylindriske del 70 og oppstrømsenden av den konvergerende kjegleformede inngang 59 av venturidelen er et ringformet kammer 75. Fig. 6 og 7 viser munnstykket 50 med en sylindrisk avbøyningsdel 40' glidbart montert i en brakett 76 som igjen er ubevegelig festet til huset 52. Avbøynings-delen er monter- i forhold til utløpsenden av munnstykket som allerede beskrevet. En vingeskrue 77 holder avbøynings-innretningen 40' på plass i braketten 76,og når den frigis, kan avbøyningsdelen forskyves fra utløpet av munnstykket 50 for å lette avgang til utløpsenden for ettersyn eller fin-justering osv. Fig. 9 og IQ viser munnstykket 50 med avbøynings-delen 80 bevegelig om hengseltappen 82 i samsvar med læren i US patent 3.835.510. Hengseltappen 82 er montert utenfor senter i forhold tLl sylinderen 84 som er dreibar i braketten 86 festet til munnstykkets hus 52. Knappen 85 anvendes for

å dreie sylinderen 84 for å frembringe en eksentrisk bevegelse for variasjon av stillingen av avbøyningsdelen 80 for optimale arbeidsbetingelser. Markeringene 84a på sylinderen 84 og 86a

på braketten 86 letter innstilling av avbøyningsdelen på optimal arbeidsstilling . Et lag av slitesterkt keramisk materiale 87

kan være festet på overflaten av avbøyningsplaten eller delen 80 som.vender mot utløpsenden av munnstykket.

Som tidligere og av de samme grunner som allerede omtalt i det foregående, oppnås forbedrede arbeidsbetingelser ved å anvende avstander fra utløpet av hullet 72 til enden av garnnålen 66 (betegnet A på tegningene) på mellom 9 ; 5- og 16 , 5 mm.

For klargjøring av utførelsene på fig. 6 til 10 føres garn 51 frem til innløpet 55 ved enden av munnstykket 50. Trykkluft tilføres boringen 54 gjennom innløpet 53. Flensen

56 beveges innover og bort fra hodet av bolten 69, dvs. fra den

forhåndsinnstilte arbeidsposisjon til en klargjøringsposisjon, slik at en sugevirkning trekker garnet 51 gjennom innløpet 55 og ut gjennom kanalen 62. Når garnet kommer frem fra venturidelen 58, tillates flensen å bli ført tilbake til sin normale forhåndsinnstilte arbeidsposisjon mot bolten 69 under kraften av lufttrykket mot garnnålen 60 i det forminskede område 63. På denne måte blir lufttrykk i forbindelse med det forminskede

område 6 3 anvendt for å føre garnnålen tilbake til den forhåndsinnstilte arbeidsposisjon etter hver klargjøring.

I de etterfølgende eksempler ble kvaliteten av teksturert garn vurdert etter den skala som er vist på tabell I. Det skal bemerkes at komersielle grenser for akseptable garnkvaliteter kan variere betydelig alt etter typen av tekstil, det anvendte produksjonsutstyr og pris-nivået for den ferdige gjenstand. For det formål å definere foreliggende oppfinnelse, er den nedre grense for komersielt godtagbar høy kvalitet omkring 3,5.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen under anvendelsen av munnstykker med dimensjoner egnet for et "core- and effect"-garn med høy denier og et "single end"-garn med lav denier. Andre kombinasjoner av munnstykkedimensjoner kan være optimale for forskjellige denier eller typer av garn og kan variere i avhengighet av hvorvidt hovedformålet er en stor garnhastighet, høy garnkvalitet eller redusert anvendelse av trykkluft. Med et hvilket som helst gitt apparat er garnkvaliteten lavere ved større hastighet og omvendt.

Garn med lav denier og med lav denier pr. filament kan vanligvis tekstureres med større hastigheter enn garn med høy denier. Økning av lufttrykket tillater vanligvis arbeid ved større hastighet og omvendt.

Eksempel I

En munnstykkeinnretning i likhet med den

som er vist på fig. 1, har et garnnål-utløp 17 med diameter

1,02 mm, en diameter på den minste del av venturikanalens

21 utløp på 0,98 mm og et hull 32 med diameter 2,78 mm, og tilføres den ene ende av et 68 filament nylon 66 garn med 400 denier av trilobal-filament tverrsnitt ved 6,9 % forsprang og tre ender av det samme garn ved 109 % forsprang. Trykkluft tilføres innløpet 13 ved 7,5 til 7,8 at for å gi et teksturert "core- and effeet"-garn med 2.800 denier. Lengden av åpningen 32 og tykkelsen av den sylindriske del 30 er 3,1 mm.

Når en av de tidligere kjente innretninger med dimensjonen A på 8,4 mm anvendes uten en avbøyningsinnretning, produseres en garnkvalitet på 4,0 ved 114 m/min, ytterligere økning av hastigheten fører til hurtig senkning av garnkvaliteten. Hvis dimensjonen A økes til 10,9 mm uten en avbøyningsinnretning,produseres en garnkvalitet på 4,0

ved 137 m/min. En sylindrisk avbøyningsinnretning 40 med 12,7 mm diameter anbringes deretter 2,5 mm fra munnstykkets utløp som vist på fig. 3, idet dimensjonen K er 8,4 mm. Garnet 11 beveger seg omkring toppen av avbøyningsdelen 4 0 og nedover på baksiden. En garnkvalitet på 4,0 produseres ved 146 m/min, ytterligere økning av hastigheten fører til hurtig senkning av garnkvaliteten.

Munnstykker med garnnåler som har forskjellige dimensjoner A og som anvender en avbøyningsinnretning, ble deretter prøvet med to garnhastigheter. Hver verdi i tabell II representerer den aritmetiske midlere garnkvalitet som oppnås ved arbeid- på minst 15 munnstykkeutstyr. Disse resultater er vist på fig. 4, hvor sirkler representerer verdipunkter ved 202 m/min og triangler representerer verdipunkter ved 252 m/min. Den kritiske betydning av dimensjonen A innenfor området 9,5 til 16,5 mm i forbindelse med en avbøyningsinnretning er tydel-ig synlig for operasjon med garntekstureringshastigheter betydelig høyere enn det som fås med enten en avbøyningsinnretning

eller en en foretrukket dimensjon A hver for seg.

Eksempel II

Et munnstykkeutstyr i likhet med det som er vist på fig. 1, med en garnnålutgang 17 på 0,51 mm diameter, en diameter av den minste del av venturi-utgangen 21 på 1,78 mm og et hull 32 på 1,98 mm diameter forsynes med 150 denier 68 filament polyestergarn med 22 % forsprang. Trykkluft tilføres luftinnløpet 25 ved 8,9 at. Hvis dimensjonen A er 8,4 mm, tas der ut "single-end"-teksturert garn med gjennomsnittlig kvalitet på 4,0 ved 274 m/min.

Hvis en avbøyningsinnretning ifølge US patent nr. 3.835.510 tilføyes en tidligere kjent innretning, fremstilles garn av samme kvalitet ved 344 m/min. Hvis imidlertid dimensjonen A for-andres til 10,9 mm med samme avbøyningsinnretning, fremstilles garn av samme kvalitet ved 55 0 meter pr. min. I dette forsøk er den foretrukne uttaksretning for garn på samme side av aksen for garnnålen som hullet 38, enten med eller uten avbøyningsinnretningen ifølge det sistnevnte US patent.

Claims (1)

1. Munnstykke for teksturering av garn og med et hus (52) med innløps- og utløpsender forbundet ved hjelp av en sentral boring (54), et gassinnløp (53) forbundet med nevnte boring mellom nevnte ender, en venturi (58) anordnet i boringen ved utløps-enden og et garnføringselement (60) som tetter boringen ved garnets innløpsende i huset, samt et avbøyningselement (80) svingbart festet til en hengseltapp (82) som er fritt bevegelig mot og bort fra garnets utløp ved enden av munnstykket som befinner seg ved munnstykkets utløpsende, hvilket element (60) har en gjennomgang (62) gjennom samme for føring av garn (51) fra garnets inntak i huset forbi gassinnløpet gjennom utløpsenden av nevnte element til venturiorganet, idet elementet (60) har et sylindrisk parti (70) som ligger nær diameteren av nevnte boring, hvilket parti strekker seg utenfor gassinnløpet og ender i en flate (71) som vender mot og er i en avstand fra venturiorganet (58) , idet der foreligger en åpning (72) i nevnte parti i forbindelse med gassinnløpet og som munner ut ved nevnte flate (71) for å rette gass under trykk fra gassinnløpet inn i venturiorganet, karakterisert ved at en brakett (86) er festet til utløpsenden av munnstykket og en sylinder (84) er dreibart festet i denne brakett, og hengseltappen (82) er festet eksentrisk til sylinderen (84).