TW476821B - Texturizing nozzle with a through duct for yarn for preparation of a curling yarn - Google Patents

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經濟部中央標準局員工消費合作社印製 476821 A7 B7 五、發明説明（1 ) 技術領域 本發明涉及使用帶直通絲通道的一個變形噴嘴進行長 絲空氣動力變形的一種方法。絲在絲通道的一端輸入並在 其另一端成為捲曲變形絲輸出。這時在中間段用4bar的供 氣壓力的壓縮空氣輸入到絲通道内，並在一逐漸擴大的加 速通道中噴氣流被加速到超音速。此外，本發明還涉及到 一種變形噴嘴，具有一値噴嘴頭，Μ及其應用，即使用一 値直通的，具有壓縮空氣輸入的絲通道，在其一侧可輸入 長絲，而在另一側可對絲施加捲曲變形。 技術現狀 在空氣變形技術中，兩種類型的變形噴嘴已得到廣泛 應用。它們是可Μ根據壓縮空氣輸入到絲通道的方式來區 別的。第一種類型的空氣變形噴嘴是按照徑向原理。壓縮 空氣是通過一個或多個，主要是輻向配置的空氣通道輸入 ，例如按照EP-PS Nr.88254專利。按徑向原理的變形噴嘴 ，主要用途是用於要求低於100%的低超喂速度輸送的紗 線的場合。在特殊情況下，如所稱的花式絲可Μ允許短時 間地最高達200%的超喂速度。第二種是軸向原理的變形 噴嘴。壓縮空氣是通過軸向安置的通道進入到一紗通道的 擴大的室内。這樣一種方式的噴嘴已在EP-PS Nr.411925 專利中說明。按軸向原理的變形噴嘴主要成功地用於很高 的超喂速度至300%，部分甚至高達500%。這兩種相適應 的實用辦法，主要區別在於噴嘴出口區域中噴嘴孔的形狀 。根據EP-PS Nr.441925的解決方法，在噴嘴出口端前有 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) A4規格（210X297公釐） ~ 4 一 ----------衣-- (請先閱讀背面之注意事項再填{I本頁) 、1Τ •丨 476821 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 ____B7____五、發明説明（2 ) 相當於一値拉瓦爾（Laval)噴嘴的噴嘴口。Laval噴嘴是Μ 其很小的8°孔徑角為特徵，最大為10°。如果孔徑角等於 或小於所謂的理想的Laval角，則空氣速度在噴嘴口内能 夠無衝擊地提高到超音速限度Μ上，但其前提是在拉瓦爾 噴嘴最狹窄處的空氣壓力必須高於一臨界壓縮比例。Laval 已認識到，即使在一理想的噴嘴中出現空氣壓力下降時， 速度提高的極高區是向噴嘴內移動，能夠形成一個具有眾 所周知的壓縮衝擊的衝擊面。在大多數的流體技術專業領 域中，將盡可能防止這種壓縮衝擊。變形過程是錯綜複雜 的，因為不僅是霈要用一種氣體的超音速流，而且同時將 長絲通過噴嘴中間區段並再經過衝擊面進行變形加工。為 了補償整個氣流損失，因此應用噴氣變形加工時，空氣壓 力應達到4barM上，多數採用6barM上。空氣的最高理論 速度（在溫度為2010、處於無限蓮行的人口壓力和一値理 想的小於10°的拉瓦爾角的情況下）是大約在770m/sec。 實際上，在壓力12bar時，可能的最高空氣速度是在500和 550m/Sec之間，即低於馬赫數2。對此，可參閲西德《化 學纖維/紡織工業》 期刊1981年5月號的一篇科硏論文 。根據最多流傳的專業意見，這種變形過程可Μ歸之於壓 縮空氣衝擊作用而壓縮空氣衝擊就是一種氣流的現象。長 期以來，應用一種變形噴嘴和理想的拉瓦爾角生產的變形 絲作為質量尺度。人們基於這種已定的質量可尋找 噴嘴形狀。按EP-PS Nr.88254專利申請人（女士） 開發出一種具有一樣喇叭形噴嘴口，即所稱的Hema Jet噴

(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝· 、tr J·. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 5 一 476821 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7五、發明説明（3 ) 嘴的替代的噴嘴形狀。乍一看來，喇叭形似乎是僅是處在 Laval法則之外。第二篇硏究（登載於《國際紡織通報紗 線生產》（期刊），1983年第3期）得出，同樣應用喇叭 形噴嘴條件下所生產的超音速流。經測定最高空氣流速是 大約在400in/sec範圍内。此外紗線後整理的實踐表明，在 特殊用途方面喇叭形具有其優點。Hema Jet噴嘴是基於一 種凸出的拱形出口，此出口可用一簡單的半徑表示。如果 對直接靠最狹窄處的擴張進行檢驗，則得出，這種擴張只 開始的很短的一節是處在理想的拉瓦爾孔徑角區域內。這 就是為什麼兩種噴嘴類型部分地得出相似變形結果的基本 理由。兩種噴嘴已經作為檫準噴嘴在各種用途上使用。 上述文章指出，雖然按徑向原理的變形噴嘴特別是在 低的超喂速度輸送時優勝於按徑1¾原理的變形噴嘴。但使 用徑向原理噴嘴時，紗線張力在提高超喂速度輸送時呈強 烈地下降。經f事實是，直接在變形噴嘴之後的絲張力卽 .，， 4ί·叫 -:丨 是變形質量$_。當比較生產速度為至少50ffl/fflin，較好 為lOOm/miri的差別時，進行一項好的質量對比（較高值/ 較低值）較為方便。所謂質量應理解為所有可能的紗線質 量依據。生產條件也應包括在內，它不能直接作為變形絲 產品質量依據測定，但根據經驗應加Μ考慮。例如喂入中 的長絲的強的或弱的抖動是作為一値評定標準或作為不允 許超過規定值的一個數值。對於按本發明理論的直接測量 技術比較來說，寧可選擇變形後的絲拉伸強力（單位：CN 或平均CN) Μ及瞬間拉伸強力的偏差百分率（Sigma%〉。這 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ί裝. 訂 J·. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） c -b 一 476821 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 i、發明説明（4 ) 兩項數值可Μ分開地或作為總值而收集（AT值）。對此， 可參閲專利申請人同瑞士 Retech AG公司合作下取得的ATQ 測量和評定原理。絲速度低於400m/mi η時加工毫無困難。 备.:' 在各個實際應用中，絲速度達到400至丨60^/Biin時仍然可 獲得符合質量的變形絲。反之，絲牽拉速度提高到600rn/ mi nM上時，發現變形絲質量變壞。例如這種情況表明沒 有可解釋的理由，例如只能說明變形絲上的各個杻結較強 地分離開。知名的變形噴嘴，特別是在氣流噴射交纏絲方 面，要求達到最高變形質量時，只能採用低於400m/miri的 生產速度。生產速度應理解為絲從變形噴嘴處的輸出速度 。因此在變形工藝上，除了質量極限之外，還從生產速度 方面認識到：還有一個絕對變形極限，在此極限變形加工 例如因為絲的強烈抖動而遭到破壞。 本發明的說明 本發明提出了如下目的，即要在已規定速度下提高變 形絲質量，或者提高生產速度，例如在400-900ia/min或更 高的範圍内，而且要在較高生產速度下達到相同於在較低 生產速度或變形絲速度時的好的或至少接近於好的質量。 該任務的另一方面是，不管在質量和/或產量方面，只花 最少的費用就能進行現有設備的改造。 按本發明方法的特擞在於，提高絲張力，特別是盡可 能提高絲的恆定張力，是通過在加速通道内將噴氣流加速 到馬赫數2或更高馬赫數，使絲張力與絲速度的比率達到 優化。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 一 7 - ----------裝------訂------ -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ^2\ ^2\ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 i、發明説明（5 ) 此外，本發明涉及到的一種變形噴嘴，它有一値直通 的絲通道和一個在出口侧的加速通道Μ及一値接入絲通道 的壓縮空氣入口（Ρ)，在絲通道的一端可Μ喂入原絲，另 一端可輸出變形絲；噴嘴的特徼在於，加速通道的起加速 作用的這段節段具有一値要比加速通道起始的直徑（d)大 1.5倍多的長度UM及一個大於理想的拉瓦爾角的總孔徑 角（(X 2)。 已知第一個質量關鍵是在於變形噴嘴Μ後的絲張力。 只有成功地提高絲張力，才能改進質量。只有當噴氣流的 流速提高到超過節段2的範圍，才可能有實際的實破。針 對整個專業界的明顯偏見，按本發明的加速通道結構取得 了實施上的成功。令人驚奇的是，許多条列試驗能夠證實 不僅改進了質量，而且根據本發明通過提高生產速度，質 量僅受徼小程度的負面影響。發明人認識到，這値任務只 有通過強化變形過程就得到解決。而此任務之獲得解決， 首先是發現了馬赫數這一關鍵影響因素。專業界至今仍一 直非常注視流動速度。但是在已進行的紡織實踐中，此生 產速度不可超出上逑的範圍（小於馬赫數2)。從現今技 術水平，我們可Μ按拉瓦爾噴嘴的規律性或純粹根據經驗 計算出並視為良好的噴嘴形狀來指導。只稍微提高馬赫數 到2Μ上，就能得出明顯的結果。對有關的變形過程強化 的最好解釋是，直接是衝擊面之前和之後擴大的速度差別 直接影響到空氣對長絲的相應作用力。衝擊面區域內提高 的力導致絲張力的提高。通過馬赫數的提高，可直接提高 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝· 、1Τ -8 一 476821 A7 B7 五 、發明説明（6) 衝擊面上的發生情況。採用新發明，可Μ相應地顯著提高 ^張力，並使質量保證達到至今尚未可及的程度。根據發 認識到這値規律：較高馬赫數=較強的衝擊=強化變 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 強化的超音速氣流在寬的工作面上並很強的控制住已 開鬆的絲。這樣才能達到，沒有杻結能侧向地通過衝擊面 的作用區而產生徧移。因為加速通道内產生的超音速氣流 是基於膨脹，通過較高的馬赫數範圍，例如Μ馬赫數2.5 代替馬赫數1.5,可達到提高或接近一倍的有效出口橫截 面。在頭批条列試驗即已進行了各種的令人驚奇觀察： -在與技術水平的對比中，在應用一個為較高馬赫數 設計的超高速通道時，在相同生產速度下總是得到變形質 量上的改進； -在變形噴嘴的當今技術水平方面，當生產速度提高 時，總是發現一強的、逐漸的質量損失。應用新的變形噴 嘴雖然也出現質量損失，但它在全部試驗中僅僅小範圍出 現，並視絲的纖度而定，只有在很高的生產速度時，例如 800m/minM上時才出現； -用各種長絲纖度進行了生產速度最高為1000至1500 m/rnin的測試變形未遺破壊。 -測試立即引人注視的是，絲張力平均能提高50%。 此提高的數值經過一大的速度範圍，例如400至700®/fflin 時仍幾乎保持恆定。 此外，肯定地表明了所選擇的壓縮空氣的供氣壓力， (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、1Τ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 一 9 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 476821 A7 _ B7_______ 五、發明説明（7 ) 也是一値基本影響因素。為了保證高馬赫數，許多情況下 需要較高的供氣壓力。該壓力大約為6至14bar*之間，但 也可Μ提高到20bar和Μ上。 對比試驗、變形技術的水平和新發現，在一很寬的範 圍内得出Μ下的規律：在一較高生產速度下與一較低生產 速度下的變形質量作對比時，使用一個為較低馬赫數範圍 設計的超音速通道，變形質量至少相等或更好。變形過程 在衝擊面的空氣速度加強到馬赫數2Μ上，例如在馬赫數 2.5至5範圍時，絲上能產生足夠圈結並良好包纏在絲上 。加速通道内的高馬赫數空氣速度起到兩種作用。其一， 單根絲較強的被開鬆並Μ較大的力拉扯入噴嘴中。絲的變 形過程在達到最高速度時亦不會受到破壊。其二，處在清 潔的外部通道邊緣內的整個絲束均勻而直接地輸入到衝擊 面區域。 此外，新發明無論在工藝和裝置上都具有一条列有優 點的安排步驟。對此，可參看申請專利範圍第2到10和12 到17項。長絲在加速通道中被加速的空氣噴射穿越過相應 的路段長度並獲得開鬆，再進入到相緊連的變形區域。變 形技術中的主要點在於，最終加工者能夠在其下一步生產 中始終獲得一値曾視為良好的質量。相同質量的穩定性常 常是最高的準則。這個準則採用新的發明而獲得特別好的 質量，因為作為當今技術水平能更好地控制對變形起決定 作用的因素。上述的主要點是控制絲的張力，特別是涉及 到絲張力的恆定性和控制變形質量的恆定性。加速通道內 本紙張尺度適用中國國家標準（CMS ) Α4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

~ 10 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 476821 A7 B7 -----------------------— 五、發明説明（8 ) 的壓縮空氣應通過的長度大於最狹窄的直徑至少1· 5倍， 最好2倍的長度優先加速其中加速通道的出口橫截面與進 口橫截面之比應大於2。氣流噴射的總孔徑角應大於10 ° ，亦即大於理想的拉瓦爾角。至今在噴射氣流持繙的加速 下，取得了最好的結果。曾經還採用不同的加速度進行各 種變動方案的硏究。其結果是有一部分接近於使用直通的 錐形加速通道在持繙加速下所取得的那樣好結果。噴射氣 流緊接著加速通道無轉向地通過一段非連續且強擴展的節 段。單根或多根複絲可Μ採用相同的或不同的超喂速度輸 入，並Μ 400至1200m/minM上生產速度進行變形。超音速 通道中的壓縮空氣射流加速到2.0至6馬赫，最好加速到 2.5至4.0。當絲通道的出口這一端受到阻擋球體限制，使 變形絲與絲通道軸大約呈直角地通過一縫隙輸出時，取得 了最好的結果。 此外，更為好的方式是，噴射空氣從輸入處直接按軸 向方向以接近恆定速度進到一値錐形絲通道的一段節段直 至加速通道為止，此時壓縮空氣通週一孔或多孔，最好選 用3個或多値孔或通道輸入到絲通道內，這樣壓縮空氣在 一個角（/9>內連同輸送分量向加速通道方向噴入。令人驚 異的是，按徑向原理的空氣變形噴嘴按照新的發明，即按 專利EP-PS Nr.88254的變形噴嘴作了修改，亦能取得很好 的結果。該新發明對其技術結果宣布作爲本專利申請的組 成部分。壓縮空氣主要採用3孔通道如此輸入到絲通道內 ，使得壓縮空氣處於一適當的角度連同輸送分量朝向超音 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） 1------------ --- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

、tT -11 - 476821 A7 B7 五、發明説明（9 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 速通道噴氣。依據現今技術水平，一根或多根複絲在應用 新的發明下亦能夠Μ最不同的輸送速度進行變形。超音速 通道的理論上有效的總孔徑角，從最小到最大的直徑應當 在10°以上，但不得超過40°，最好是在12°至30。範圍內。 根據目前可通過的光潔度值，得出一個35°至36°上限角， 高於這値角總是發生超音氣流的中斷。壓縮空氣在錐形加 速通道中基本是持繙加速。緊靠超音速通道前的這段噴嘴 通道最好設計成錐形，這樣壓縮空氣連同輸送分力朝向加 速通道方向吹入到該錐形節段内。絲的牽引力是隨加速通 道的長度而增大，噴嘴擴大或馬赫數的提高得出變形強度 。加速通道最少應具有一個1: 2.0，最好1: 25或更大的 橫截面擴大範圍。此外建議，加速通道的長度要比加速通 道起始處絲通道的直徑大3至15倍，最好大4至12倍。加 速通道也可Μ設計為分级式的，並具有不同的壓縮空氣射 流加速區，其中最少有一個大的加速區Μ及_有一個小 的加速區。此外，加速通道的出口區域可Μ擴圓柱形 或近似圓柱形，而進口區域則作更強擴展，但應當小於36 。如果按照本發明遵循加速通道的邊界條件，則上述加速 通道的變動證明為接近等值的或至少作為等值的。緊靠超 音速通道這邊的絲通道具有一強凸面的、主要是喇叭形的 大於40°擴展的絲通道口，其中從超音速通道至絲通道口 的過渡最好方式爲非連續的。這裡得到一値決定性因素， 即採用一値阻擋球體時，變形空氣間的壓_比_先能取得 有效的影響和保持穩定。按本發明的變形噴% ^ 一種首選 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 、tr 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -12 - 476821 A7 B7 五、發明説明（10 ) 結構特徵是，它具有一個帶一中間的圓柱形空氣可輸入的 節段的直通絲道，Μ及按長絲蓮行方向具有一個在圓柱形 節段直接緊接於主要呈錐形，大於10°孔徑角（α 的加速 通道Μ及有一個相連接的有大於40°的張開角並呈 錐形或喇叭形的擴張節段。 ：:一^ 本發明還涉及到一値配置有一只變形噴嘴的噴嘴頭， 其變形噴嘴內有一條絲通道，絲通道在絲喂入方向分成為 一喂入段，一帶壓縮空氣入口的圓柱形中間段和一値擴展 的空氣加速段Μ及出口端有一値首選的可遮擋的阻擋球體 ，其特徽在於，空氣加速段具有一個大於加速段起始處直 徑（d)的長度（12)κ及一個大於10°的總孔徑角（α2)。絲 通道特別設計在中間段與空氣加速段裝有一只可裝入和卸 下的噴嘴芯內。 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 此外，本發明任務是為了在一台現有設備上改進質量 和/或生產速度。本發明解決任務的特徵在於，應用一個 噴嘴芯作為用來提高現有噴嘴芯（或一個帶噴嘴芯的完整 噴嘴頭）生產速度和/或改進變形絲質量。噴嘴芯或整套 噴嘴頭有著同一的如現今技術水平的噴嘴芯或噴嘴頭的裝 配尺寸。新的替代噴嘴芯有一個空氣加速段，其長度（la> 是加速通道（11)起始處直徑的1.5倍Μ上Μ及有一値大於 10°的總孔徑角（a a)。 此外，至今所進行的試驗已表明，長絲在變形之前的 加濕，用此新發明也能獲得較好結果。但是還未能最後搞 清楚專業界所熟悉的冷凝撞擊的影轡。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） -13 經濟部中央榡準局員工消費合作社印製 A 7 «B7 _—----------— 五、發明説明（H ) 發明簡介 現就所附的一些圖例及其他細節對本發明加以纟兒明° 第1圖現有技術水平的一個噴嘴的管口； 第2圖一個本發明的加速通道的結構例子； 第3圖按第2圖的一値本發明的噴嘴芯； 第4圖應用有一個質量檢测裝置的裝有噴嘴芯的一個 變形噴嘴或噴嘴頭； 第4a圖在一短測童時間内的AT值測量曲線； 第5圖根據EP-PS Nr_88254現有技術的一個噴嘴芯； 第6圔一個具有相同外部安裝尺寸的按本發明噴嘴芯

I 第7圖根據本發明的加速通道的一些富有優點的結構 形狀； 第8圔一個變形噴嘴或噴嘴頭的部分剖面圔； 第8a圖係第8圖中變形噴嘴出口區域的局部放大圖； 第9圖根據新發明/現今技術水平有關變形絲與紗線 張力比較圖； 第10圖用表格方式將按本發明的各種噴嘴同現今技術 水平的噴嘴進行質量測定值的比較； 第11圖現今技術水平的變形絲對比圖片（右邊圖）； 第11a圖根據本發明加工的變形絲（左邊圖）； 第12圔目前技術水平的測童佈置和對比测定（見第 12a/12b圖）/新發明（見第12c圖）。 第13，13a和14圖變形絲的強力-伸長曲線圖，作為 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝-

、1T -14 - / , Γ7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 B7 _ 發明説明（12 ) 現今技術水平（見第13, 13a圖）Μ及新發明的變形絲（ 見第14圔）的比較。 本發明的方法和實施 下面就參考第1圖中公知的相當於EP-PS Nr.88254的 變形噴嘴的噴嘴口區域進行說明。變形噴嘴1具有第一個 圓柱形段2，它相當於帶直徑d的最狹窄的橫截面3。絲 通道4從該最窄的橫截面3開始呈喇叭形的擴張，其形狀 可以用半徑R表示。根據出現的超音速氣流，可Μ求得一 相應的衝擊面直徑DAs。根據衝擊面直徑DAs可Μ相對精確 計算出比噴嘴內直徑稍大的分離或脫開位置Α。如果將分 離位置A的區域內兩侧設置一切線，則得出一個約22°孔 徑角α的覆蓋圓錐體。這說明，在上逑的噴嘴形狀及相應 的表面性能時，衝擊面在22°孔徑角即中斷。關於衝擊面 的特點可參閲開頭所述的科硏論文。空氣加速範圍也可Μ 通過最窄橫截面3位置的長度及分離位置At來確定。 由於渉及到真正的超音速氣流，可Μ由此大概計算出空氣 速度。VDa是最大空氣速度。Vd是最窄位置3上的超音速 度。下列的舉例中可計算出Μ下數值： 1.225;^ d F3 d “ d 如果在Vd情況下空氣速度是330m/t^ (馬赫數1 )， 則由超音速區域的出口 A得出大約為馬赫數1.8 (MDa)。這 些數值接近《國際紡鏃通報》期刊報導的測量值。超音速 通道內的實際加速段是很短的，正如新發明所認識的那樣 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 一裝_

、tT -15 - 476821 A7 B7 五、發明説明（l3 ) 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 ，特別短。 第2圖表明的例子，是關於本發明的加速通道11符合 長度12的結構。按本發明的變形噴嘴10,在展示例子中一 直到最窄橫截面3為止是符合按第1圖的噴嘴芯的，但之 後是有差別的。孔徑規定為20°，分離位置々2是在超 音速離通道終端處檫明通道在該處過渡到一値不養繙 的極其錐形或喇叭形擴張12,具有一値擴張角與。 根據幾何圖形得出的一個衝擊面直徑DAE，它比第1 m 的直徑大得多。根據第2圖得出大致K下的比例：L 2/d=4.2 ； Vd=330m/sec(馬赫數 l);DAE/d〜2.5->]\^服=馬赫數3.2。 犧 根據新發明，帶相應孔徑角的加速通道11的力到 放大衝擊面直徑D AE的作用。各種硏究表明，至今根據紡 織實踐的假定，說變形過程是絲多次穿過衝擊面的結果， 至少部分是不正確的。最大可能的壓縮衝擊面13和相緊連 的突然增壓區14就是直接發生在衝擊面形成的區域内。真 正的變形是在壓縮衝擊面13區域中產生的。空氣比絲束蓮 動快約50倍。通過許多次試驗得出，如果喂入壓力下降， 則分離點A3，A4也能夠移動到加速通道11內。實際上，對 每根複絲是可Μ求出最佳喂入壓力，此時加速通道的長度 (12)是為不利情況設計的，即寧可選擇約為過長的_度。 相反，提高喂入壓力按現在的技術水平的解決方^1_少 l^m； 起到作用，因為分離點幾乎不受壓力的影響。 — 下面涉及第3圖，該圖Μ橫截面表明一値完整噴嘴芯 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) >裝· 訂 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（21〇X297公釐） -16 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 476821 A7 _ B7 五、發明説明（l4 ) 5的一値優選的結構形狀。外部的裝配狀最好精確適合裝 配於現今技術水平的噴嘴芯。這主要涉及到關鍵的裝配尺 寸、孔直徑B ，總長度L、噴嘴頭高度KHM及壓縮空氣接 口 P的間距LA。多次試驗得出，目前最佳噴氣角冷可Μ保 留，相應的壓縮空氣孔15的位置也可Μ保持。在長絲進入 區域內，箭頭標誌16,絲通道4具有一絲引入錐體6。由 於在絲蓮輸方向（箭頭16)的壓縮空氣經過斜的壓縮空氣 孔15,使逆行方向的廢氣流減少。“X” （第6圖）的尺 寸表明，壓縮空氣孔眼最好至少恢復到最窄橫截面3的直 徑尺寸。從蓮輸絲的方向看（箭頭16)，變形噴嘴10或噴 嘴芯5有箸一個絲引入錐體6、一個圓柱形中間段、一値 同時符合加速通道11的錐體8 Μ及一個擴張的變形空間9 。變形空間與氣流在横向通過一値輞叭形12加Μ限制，此 喇叭形狀也可Κ設計成敞開的錐形漏斗。 第4圖表示一完整的變形頭或噴嘴頭20,內裝有噴嘴 芯5。未加工絲21通過一對輸送羅拉送入到變形噴嘴，然 後作為變形絲2Γ被輸送出來。在噴嘴出口區域13安置有 一阻擋球體23。壓縮空氣的連接口 24設置在噴嘴頭20的邊 側。變形絲21’是隨蓮輸速度VT經過第二値輸出羅拉25。 此時變形絲21’已通過一質量傳感器26，例如市場檫誌為 Hema Quality，稱為ATQ ( “在線質量保證監控器”， 它撿測絲21’的拉伸強力（CN) Μ及瞬間拉伸強力的偏差 (Sigma%)。測量信號輸入到一台計算機27。這種相應的質 量檢測是最佳監控生產的前提。然而這些測定值主要也是 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（21 Οχ297公釐） η 一 17 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ，裝·

、tT 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 476821 A7 ----- B7____ 五、發明説明（15 ) 變形絲質量的一値尺度。噴氣變形過程中，質量測定如在 沒有產生明確的圈結大小時就比較困難。與用戶認識爲好 的質量相比來確定這種偏差更好。這用ATQ裝置就可實現 ，因為絲的結構和其偏差能夠通過紗線張力傳感器26來確 定和評定Μ及通過唯一的特性值顯示出AT值。紗線張力傳 感器26收集作為模擬電氣信號，特別是離開變形噴嘴以後 的絲拉伸強力。此時連續地從絲拉伸強力一測定值的平均 值和變動值計算出AT值。AT值的大小取決於絲的結構Μ及 根據用戶自己的質量要求來求得。生產中如果絲拉伸強力 或絲張力變動值（均勻度）改變的話，則AT值也變動。上 限和下限值所處的位置，可Μ用紗線鏡面板，針織物或機 織物試樣來測定。根據各値質量要求，這些值也是不相同 的。ATQ撿測的突出優點是，變形過程的各種干擾同時被 收集，例如變形的位置相同性、絲的加濕、長絲斷裂、噴 嘴的污染、阻擋球體間距、熱棒-溫度、空氣壓力差別、 ΡΟΥ插入區、絲的喂入等等。第4a圖顯示短時間內測出的 AT值曲線的一値實樣。 第5和6圖表示按實際噴嘴芯尺寸放大多倍的圖形。 第5圖為當前技術水平的一個噴嘴芯，第6圖為按本發明 的一個噴嘴芯。由於採用新發明，似乎也解決了噴嘴芯内 部的這値任務，所Μ新噴嘴芯可設計作為目前噴嘴芯的替 換芯。為此，特別是作為裝配長度的尺寸Bd，，LA+ ΚΗ Μ及Κ優選不僅相同，而且都使用相同公差進行製造。此 外，如現今技術水平那樣，採用相符合的半徑R，主要所 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X297公釐） (請先聞讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝· 訂 -18 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 476821 A7 ____67 五、發明説明（16 ) 製造的喇叭形出口在外部出口區域也相同。阻擋球體可W 任選一喜愛形狀：球形，__、贐平和半球形（第8a圖 )。阻擋球體在出口區域的4¾位置可Μ由保留外部尺寸 而獲得，即相當於一相等的導絲縫隙SP1。第5圖中用17 表示的變形空間18,其向外這部分保持不變，但往後退的 這部分則是按本發明的加速通道11確定。變形空間也可以 視選定的空氣壓力大小一直擴大到加速通道11內，如第6 圖中用兩個箭頭18所示。噴嘴芯按現今技術水平是用一種 貴重材料，如陶瓷、硬金屬或特種銷製造，它是變形噴嘴 的一個主要貴重部件。新噴嘴重要的一點是圓柱形壁面21 Μ及加速通道區域內的壁面22有著最高的品質。喇叭的擴 展特性視紗線摩擦情況來確定。 第7圖展示了各種擴張形的超音速通道。部分只規定 出超音速通道的一値節段的孔徑角。各種不同的通道形式 所作的試驗結果與所有期望相比有很大差別。作為最好形 狀是帶15°和25°之間孔徑角的純錐形加速通道（見圖中最 左邊）。垂直的縱列a表示純錐體形狀，行列b和c表示 一種錐形Μ及短的圓柱形節段的組合，而行列d具有一拋 物線的加速通道。行列c是錐形與喇叭形的組合。f和g 行列的加速通道的第一個段呈強的擴張，然後過渡到圓柱 形部分。用各種類型的加速通道的測試都取得很好的結果 ，其中至今最好的結果是行列a和d。中間的這段圓錐形 節段具有一數毫米、或甚至小於1mm的直徑，這對於理解 上是重要的。加速區段的長度是大約lcm或小於lea。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝- 、11 -19 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 476821 A7 __ B7 五、發明説明（17 )

第8圖展示一値帶噴嘴芯5的噴嘴頭20，Μ及一値阻 擋球體14，該球體通過一可移動的彎臂23固定在一個噴嘴 頭外殼24上。為了引紗，將帶彎臂23的阻擋球體14Μ眾所 周知的方式，按箭頭25從變形噴嘴的工作區域13牽拉出來 。壓縮空氣從箱室27通過壓縮空氣孔道輸入。噴嘴芯5是 採用緊固夾28夾牢在外殼24上。阻擋球體也可Μ用一半圓 球形代替球形30。第8a画表示按本發明的變形噴嘴與若干 不同形狀的阻檔球體14的組合情況。阻檔球體14徹微伸入 到噴嘴的喇叭形口內。第6圖中用虛線所繪的工作位置， 表示阻撐用球體接觸到喇叭形12。虛點線的位置可Μ作工 作位置上進到正確位置的起始位置。位於裡面的變形空間 18是一靠喇叭形12,二靠阻檔球體14構成；空隙SP1是用 於變形空氣的流出和變形絲的輸出。空隙SP1總是憑經驗 依據絲的質量求得，加Μ優化並確定用於生產。根據球體 直徑和阻擋球體形狀的情況，變形空間18就可獲得一個有 效的形狀和大小月者確定，用牽引空隙的尺寸可能調 節加速通道的壓變形空間的流過阻力和靜壓力通過 調小牽引空隙SPi來改變。對調整壓力來說，空隙距離變 動十分之幾毫米就起到決定性作用。對於目前為止的試驗 ，總是採用圓形橫截面和在縱截面中呈對稱形的超音速通 道。新發明將超音速通道也可Μ設計成非對稱的和不完全 是圓形的橫截面，例如矩形橫截面或近似矩形或近似橢圓 形。此外，還可Μ將一個噴嘴分開作這樣設計，即絲穿引 喂入時噴嘴能張開。對此可參閲國際專利申請書PCT/CH 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)M規格（脆靖） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ▼裝-

、1T I 五___I_ 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 A7 、_：_B7 —_____ 發明説明（18 ) 96/00311，該申請中宣稱其技術內容作爲該申請的不可缺 少的組成部分。 第9圖中下面左圖是現有技術的絲變形示意圖。這裡 需要強調兩個主要參數。從直徑d開始，一開鬆區Oe-Zi ，二是一個衝擊面直徑DAS，相當於第1圖所繪的噴嘴那 樣。與此相對照的是右上圖所示的一種新變形噴嘴。從圖 清楚看出，〇e-Z2值和D 值都明顯大。由此領會到另一種 令人感興趣的看法。長絲開鬆在加速通道前的壓縮空氣進 口 P的區域內已經開始，即在用V0作為前開鬆檫誌的圓柱 形區段已開始。V0R的尺寸寧可選擇大於d。第9圖主要 陳述使用兩種型號噴嘴的絲張力曲線圖的技術水平比較， T311型噴嘴的張力曲線是用馬赫數<2的速度，而使用本 發明變形噴嘴（S315型）的絲張力曲線則是採用馬赫數> 2 的速度。T311的曲線可Μ明顯看出，生產速度超過500m/ minM上時，絲張力明顯下降。生產速度在650m/fflinM上 時，變形過程崩潰。反之，使用按本發明噴嘴的曲線（S315) 表明，絲張力不僅高得多，而且在400至700ai/ffliri速度範 圍內接近恆定，即使在更高的生產速度下絲張力也只是慢 慢地下降。提高馬赫數是新發明進步的最主要“秘密”之 —Ο 第10圖為使用“ ATQ在線質量保證”連續監控紗線質 量所得的數據表。最上表是平均拉伸強力（CN)，中間表格 顯示瞬間拉伸強力的百分率偏差（Sigma%)，最下的表是有 關AT值。在每個表的第一橫線下全是檫準T型-變形噴嘴 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） ----------I — f / (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 - 21 - 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 476821 A7 B7 五、發明説明（19 ) 的數值，即目前技術水平的變形噴嘴。表中其中橫格内從 上和f全条按本發明的，帶19°至30.6°不同孔徑角的S型 噴嘴的數值。按本發明的噴嘴都有著相同的超音速通道長 度。數值0.00表示了變形不可能或試驗無法進行下去。 第11圖和11a圖表示對生產的變形絲作目測比較。第 11圖（右半頁的圖）表示使用現今技術水平的噴嘴，各按 400，600和800m/min生產速度下的絲變形狀態。生產速度 在800m/miri時，壓力提高到12bar。所得結果是，生產速 度到400ffl/min時，絲變形質量可評為良好，而600m/fflin時 評為良好。在左半頁的圖（第11a圖），表示用按本發明 的一只噴嘴進行5次試驗的結果。從圖可看出，其至在 800in/min生產速度時仍能夠達到一尚可的結果。與此相反 ，根據現令技術水平噴嘴，即使喂入壓力採用12bar時， 所得對比例子的變形絲（右邊圖）被用戶拒絕。 第12a，12b和12c圖是根據第11圖的意義上用表格說 明調節值和測定值的比較。第12a和12b圖（左邊圖）表示 現今技術水平的結果，第12c圖表示使用新發明的結果（ 右側圖）。 由第13，13a和14圖也得出類似結論。圖中左邊表示 許多根複絲各自的單絲強力（縱向）以及伸長（橫向）曲 線圖。第13圖屬於第12a，13a圖屬於第12b圖和第14圖屬 於 12c 〇 新發明採取了 一較小的措施，特別是通過按本發明的 加速通道區域構成得到許多令人驚異的效果。舉例如下： 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) _裝· 訂 -22 - 476821 A7 B7 —一—— ___丨 丨丨· 五、發明説明（20 ) -無需對其他流程參數作修改，裝上本發明的噴嘴芯 代替目前技術水平的噴嘴芯，可Μ獲得穩定的和更好的質 量； -或者是用戶希望稍為提高生產速度。一經裝入一個 新型噴嘴芯就能夠提高生產速度，並且質量不受影響； -或者用戶希望較大的提高生產速度，一則可Μ通過 提高壓縮空氣喂入壓力來保證質量； -在各種情況下，可以採取只更換噴疃芯，或者是替 換整個噴嘴頭。 I-------^裝------訂 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

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Claims (1)

1. 476821 經濟部智慧財產笱員Γί ! A8 B8 C8 D8 申請專利範圍 第86101728號專利再審查案申請專利範圍修正本 修正日期：90年10月 1 · 一種用來製備假捻絲之配置有一直通的絲通道之變形 喷嘴，該絲通道的一端可饋入長絲，另一端則拉出變 形絲，且，在遠側的出口端，加速通道係呈擴張狀， 而在其前，備設有一具有供壓縮空氣進入的入口處之 筒狀部段，其特徵在於： a) 作為供壓縮空氣（P)進入的入口處是，設在綠通道 的一個孔或多個孔，其方式是，壓縮空氣按一角度（ 点）以輸送分量在加速通道方向被喷入； b) 該入口處係設在中間段内； c) 從該筒形段起，有一過渡通道 ，接連到擴張的加痛rit ^ ^ d) 而加速通道（11)的有效加速段係直接以超音速通道 構形’且具有比加速通道（11)起始處直徑（(1)大1.5倍 以上的長度（12);以及 幻有著一個大於1(r且小於4〇。之總擴張角 2.如申請專利範圍第丨項的變形喷嘴，其特徵在於：加速 通道至少有一個橫截面擴張範圍為1:2 〇或更大，以及 有一個12。至3〇。的加速通道的有效擴張角（〇：2)。 3·如申請專利範圍第i項的變形喷嘴，其特徵在於：加速 通道設計成錐形，尤其是過渡到一個更加擴張的喇σΑ 形開口。 4·如申清專利範圍第1項的變形喷嘴，其特徵在於：加速

   476821 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 通道的長度（丨2)是大於加速通道起始處的絲通道直徑的 4至12倍。 5·如申請專利範圍第1項的變形喷嘴，其特徵在於：加速 通道的端部的出口區域則是大於40°的擴張。 6·如申請專利範圍第1項的變形喷嘴，其特徵在於··絲通 道的出口側端備設有阻擋件，而使變形絲向著絲通道 軸大約呈直角的角度通過一間隙輸出。 7·如申請專利範圍第1項的變形喷嘴，其特徵在於：絲通 道的中間段以及空氣加速段係以一内設或外設的喷嘴 芯來構形。 8·如申請專利範圍第1項的變形喷嘴，其特徵在於：加速 通道設計成錐形，尤其是過渡到一個更加擴張的味j α八 形開口’以及阻擋件係可調整地備設，使其在操作位 置時，係擠進喇叭形開口。 C#先閲讀背面之注意事項存填寫本貢) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張从適用中關家標準（CNS )八4祕（21GX297公釐） -25-