TW517108B - Process for aerodynamic texturizing from yarn by a texturizing nozzle with a through duct for yarn - Google Patents

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517108 經濟部中夬標隼局員工消費合作杜印製 A7 B7 五、發明説明（1 ) 痊術領域 一 本發明涉及使用帶直通絲通道的一値變形噴嘴進行長 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。渲時在中間段用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，以及其應甩，即使用一 値直通的，具有壓縮空氣輸入的絲通道，在其一側可輸入 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 空氣是通過一値或多値，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纱 . 線的場合。在特殊情況下，如所稱的花式絲可以允許短時 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纱通道的 擴大的室內。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%，部分甚至高逹500%。這兩棰相適應 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 本紙浪尺度適用中國國家標孪（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)

517108 五、發明説明（2 ) 經 濟 部 中 夬 標 隼 Λ 員 工 消 合 作 社 印 製 A7 B7 相當於一個拉瓦爾（Laval〉噴嘴的噴嘴口。Laval噴嘴是以 其很小的8β孔徑角為特徵，最大為10β。如果孔徑角等於 或小於所諝的理想的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缩比例。Laval 已認識到，卽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内移動，能夠形成一値具有眾 所周知的壓縮衝擊的衝擊面。在大多數的流髏技術專業領 域中，將盡可能防止這種壓縮衝擊。變形過程是錯綜複雜 的，因為不僅是需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。爲 了補後整個氣流損失，因此應用噴氣變形加工時，空氣壓 力應達到4bar以上，多數採用6barM上。空氣的最高理論 速度（在溫度為201C、處於無限蓮行的人口壓力和一痼理 想的小於ΐαβ的拉瓦爾角时情況下.）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 550in/SeC之間，即低於馬赫數2。對此，可參閲西德《化 學绻維/纺織工業》 期刊1981年5月號的一篇科硏論文 。根據最多流傳的專桊意見，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Μ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。人們基於這種己定的質量可尋找其他的 噴嘴形狀。按EP-PS Νγ··88254專利申請人（女士）成功地 開發出一種具有一樣喇叭形噴嘴口，即所稱的Hena Jet噴 本纸&尺度適用中國國家標隼（{：>^)以規格（：110、乂 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 517108 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《國際紡織通報纱 線生產》（期刊），1983年第3期）得出，同樣應用喇Μ 形噴嘴條件下所生產的鍾音速流。经測定最高空氣流速是 大約在4{rtffl/sec範圍内。此外纱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撿驗，則得出，這種擴張只 開姶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结果的基本 理由。兩種噴嘴己經作為標準噴嘴在各種用途上使用。 i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/向原理的變形噴嘴。但使 用徑向原理噴嘴時，纱線張力在提高超喂速度輸送時1強 烈地下降。绖驗事實是，直接在變形噴嘴之後的絲張力即 是變形質量檁誌。當比較生產速度為至少50ia/iHin，較好 為100m/niin的差別時，進行一項好的質量對比（較高值/ 較低值）較為方便。所諝質量應理解為所有可能的纱線質 量依據。生產條件也應包括在內，它不能直接作爲變形絲 產品質量依據測定，但根據涇驗應加以考慮。例如喂入中 的長絲的強的或弱的料動是作為一値評定檫準或作為不允 許超過規定值的一値數值。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)以及瞬間拉伸強力的偏差百分率(Sigmas。這 本纸朵尺度通用中國國家標洋（CNS ) A4規格（2丨0XZ9 了公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

517108 經濟部中夬標隼局員工消費合作社印製 A7 _B7 _五、發明説明（4 ) 兩項數值可以分開地或作為總值而牧集（A1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400ib/ihin時加工毫無困難。 在各β實際應用中，絲速'度達到400至600m/aiii時仍然可 獲得符合質童的變形絲。反之，絲牽拉速度提高到600οι/ niinM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fi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400ια/ϋΰη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，還従生產速度 方面运識到：還有一値絕對變形極限，在此極限變形加工 例如因為絲的強烈抖動而遒到破壞。 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400-900m/niin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。 按本發明方法的特徴在於，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逹到 優化。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂 ··線 本紙朵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2HTX 297公釐） 517108 經濟部中夬標隼局員工消費合作杜印製 Α7 Β7 五、發明説明（5 ) 此外，本發明渉及到的一種變形噴嘴，它有一値直通 的絲通道和一値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 一端可輪出變形絲；噴嘴的特徽在於，加速通道的起加速 作用的這g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UK及一値大於理想的拉瓦爾角的總孔徑 角（C( 。 已知第一値質量關鍵是在於變形噴嘴以後的絲張力。 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 對整値專業界的明顯偏見，按本發明的加速通道結構取得 了實^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 量僅受微小程度的Α面影鎏。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。但是在已進行的纺鏃實踐中，此生 產速度不可超出上述的範圍（小於馬赫數2)。從現今技 術水平，我們可K按拉瓦爾噴嘴的規律性或纯粹根據經驗 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2 Μ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 直接影蜜到空氣對長絲的相應作用力。衝擊面區域内提高 的力導致絲張力的提高。通過馬赫數的提高 > 可直接提高 本紙法尺度適用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210Χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 線 經濟部中夬標隼局員工消费合作社印製 517108 A7 _B7_ 五、發明説明（6 ) 衝擊面上的^發生情況。採用新發明，可从相應地顯著提高 絲張力，並使質量保證達到至今尚未可及的程度。根據發 明可認識到這値規律：較高馬赫數=較強的衝擊=強化變 形。 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，沒有杻结能側向地通過衝擊面 的作用區而產生偏移。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，例如以馬赫數2.5 代替馬赫數15,可達到提高或接近一倍的有效出口橫截 _面。在窺批条列試驗卽已進行了各種的令人驚奇觀察： -在與技術水平的對比中，在應甩一値為較高馬赫數 設計尚超高速通道時，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，並視絲的绻度而定，只有在很高的生產速度時，例如 800m/flinM上時才出現； -用各種長絲绻度進行了生產速度最高為1〇〇〇至1500 m/miri的測試變形未遭破壊。 -测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至了OOm/min 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， 本纸張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（2i〇x 297公釐）_ " (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝 訂 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 517108 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和以上。 對比試驗、變形技術的水平和新發現，在一很寬的範 圍内得出从下的規律：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 在衝搫面的空氣速度加強到馬赫數上，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縷在絲上 。加速逋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 形過运在達到最高速度時亦不會受到破壞。其二，處在清 潔的外部通道邊緣内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装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，最终加工者能夠在其下一步生產 中始终獲得一値曾視為良好的質量。相同質置的a定性常 常是最高的準則。這値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。加速通道内 本紙浪尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨0 X 297公釐） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 -10 - 517108 A7 B7 經濟部中夬標隼局員工消費合作社印製 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10β ，亦即大於理想的拉瓦爾角。至今在噴射氣流持續的加速 下，取得了最好的結果。曾绖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 錐形加速通道在持缳加速下所取得的那漾好结果。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。單根或多根複絲可以採用相同的或不同的超喂速度輸 ’入，並以400至1200m/ffliriM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爹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缝隙輪出時，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Μ接近恆定速度進到一傾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値或多値孔或通道輸入到絲通道内，這樣壓縮空氣在 一値角（Θ )内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，卽按 專利EP-PS Nr.88254的變形噴嘴作了修改，亦能取得很好 的结果。該新發明對其技術結栗宣布作為本專利申請的組 成部分。壓縮空氣主要採用3孔通道如此輸入到絲通道内 ，使得壓縮空氣處於一適當的角度連同輸送分置朝向超音 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本一貝) 裝 訂 k 本紙法尺度適用中國國家標準（CNS ) A4現洛（210X29了公廑） 經濟部中夬標隼局員工消費合作社印製 51-7108 A7 _B7______ 五、發明説明（9 ) 速通道噴氣。依據現今技術水平-，一根或多根複絲在應用 新的發明下亦能夠以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1(ΤΜ上，但不得超過40β，最好是在12*至30β範圍内。 根據目前可通過的光潔度值，得出一値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 速通道中基本是持續加速。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 速通道方向欢入到該錐形節段内。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値1: 2.0,最好1: 25或更大的 橫截擴大範圍。此外建議，加速通道的長度要比加速通 道起姶處絲通道的直徑大3至15倍，最好大4至12倍。加 速通道也可以設計為分级式的，並具有不同的壓縮空氣射 流加速區，其中最少有一値大的加速區以及至少有一値小 的加速區。此外·，加速通道的出口區域可以癀張成圓柱形 或近似圓柱形，而進口區域則作更強擴展，但應當小於36 β 。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爲等值的。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4(Γ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绪的。這裡得到一値決定性因素， 即採用一値阻擋球體時，變形空氣間的壓縮比首先能取得 有效的影鎏和保持穩定。按本發明的變形噴嘴的一種首選 本紙浪尺度逋用中國國家標準（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)

-12 - 517108 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明説明（10 ) 結構特徵是，它具有一値帶一中間的.圓柱形空氣可輸入的 節段的直通絲道，以及按長絲蓮行方向具有一値在圓柱形 節段直接緊接於主要呈錐形，大於10 β孔徑角（α2〉的加速 通道Μ及有一値相連接的有大於40 β的張開角（5)，並呈 錐形或喇以形的擴張節段。 本發明還渉及到一値配置有一只變形噴嘴的噴嘴頭， 其變形噴嘴内有一條絲通道，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 的空氣加速段以及出口端有一値首選的可遮擋的阻擋球體 *，其特戡在於，空氣加速段具有一値大於加速段起始處直 徑（d)的長度（U)M及一値大於10β的總孔徑角（ct2)。絲 通道_別設計在中間段與空氣加速段裝有一只可裝入和卸 下的噴嘴芯内。 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.決任務的恃徽在於.，應用一値 噴嘴芯作為用來提高現有噴嘴芯（或一値帶噴嘴芯的完整 噴嘴頭）生產速度和/或改進變形絲質童。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値空氣加速段，其長度（12) 是加速通道（11〉起始處直徑的1.5倍Μ上以及有一値大於 10·的總孔徑角（α Ο。 ......... . . 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结果。但是還未能最後搞 清楚專桊界所熟悉的冷凝撞擊的影逛。 本紙伕尺度適用中國國家標隼（CNS) Α4規格（2ΐ〇χ297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 装 訂 -13 - 517108 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明（11 ) _發明簡介 現就所附的一些圖例及其他細節對本發明加以說明。 第1圖現有技術水平的一値噴嘴的管口； 第2圔一値本發明的加速通道的結構例子，· 第3層按第2圖的一値本發明的噴嘴芯； 第4圖應用有一値質量檢測裝置的裝有噴嘴芯的一館 變形噴嘴或噴嘴頭； 第4a圖在一短測量時間内的AT值测量曲線； 第5圖根據EP-PS Nr.88254現有技術的一値噴嘴芯； 第6圖一値具有相同外部安裝尺寸的按本發明噴嘴芯 ί 窠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圖一値變形噴嘴或噴嘴頭的部分剖面圖； 第8a圖係第8圖中變形噴嘴出口區域的-局詆放大圖L 第9圖根據新發明/現今技術水平有鼷變形絲與纱線 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 水平的噴嘴進行質童測定值的比較； 第11圖現今技術水平的變形絲對比圖片（右邊圖）； 第1U圖根據本發明加工的變形絲（左邊圖）； 第12圖目前技術水平的測量佈置和對比測定（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 本紙杀尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） f請先閎讀背面之运意事碩再填寫本頁}

-14 - 517108 A7 B7 五、發明説明（12 ) 現今技術水平（見第13, 13a圖）以及新發明的變形絲 見第14圖）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^噴嘴口區域進行說明。變形噴嘴1具有第一値 圓柱形段2，它相當於帶直徑d的最狹窄的橫截面3。以 通道4従該最窄的橫截面3開始呈喇叭形的擴張，其形狀 可K用半徑R表示。根據出現的超音速氣流 > 可以求得一 相應的衝擊面直徑DAs。根據衝擊面直徑DAs可以相對精確 計算出比噴嘴内直徑稍大的分離或脫開位置A。如果將分 離位置A的區域内兩側設置一切線，則得出一値約22 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 β孔徑角卽中斷。關於衝擊面 的特點可參閲開頭所述的科硏綸文。空氣加速範圍也可Κ 通過最窄橫截面3位置的長度及分離位置h來確定。 由於涉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以下數值： 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 DAs …r 、八一 -—=1.225;—ξ1.5;^<1.0 a F3 d 如果在Vd情況下空氣速度是330ffl/sec (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 (MD a)。這 些數值接近《國際紡锇通報》期刊報導的测置值。超音速 通道内的實際加速段是很短的，正如新發明所認識的那樣 本紙法尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（2丨〇 X 297公釐） 經濟部中夬標準局員工消費合作社印製 517108 A7 B7 五、發明説明（13 ) ，恃別短。 第2圖表明的例子，是關於本發明的加速通道11符合 長度U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。孔徑角52規定為2CT，分離位置纟3是在超 音速離通道终端處檫明的絲通道在該處過渡到一値不連續 的極其錐形或喇叭形擴張12，具有一値擴張角與3>4〇。。 根據幾何圖形得出的一値衝擊面直徑DAE，它比第1圖中 的直徑大得多。根據第2圖得出大致以下的比例： * . * L 2/d=4.2 ; Vd=330m/sec(馬赫數 l);DAE/d〜馬赫數 3.2 . 一·—................. fe據新發明，帶相應孔徑角的加速通道11的加長起到 放大衝擊面直徑D AE的作用。各種硏究表明，至今根據纺 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E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 動快约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内。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 (U)是為不利情況設計的，即寧可選擇約為過長的長度。 _ 相反，提高限入壓力按現在的技術水平的解決方法。很少 起到作用，因爲分離點幾乎不受壓力的影蜜。 下面渉及第3圖，該圖Μ橫截面表明一餹完整噴嘴芯 本紙朵尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X 297公釐） (請先閣讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 k -16 - 517108 A7 B7 經濟部中夬標隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（14 ) 5的一値優選的結構形_狀外部的装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KH以及壓縮空氣接 口 P的間距LA。多次試驗得出，目前最佳噴氣角/3可以保 留，相應的壓縮空氣孔15的位置也可Μ保持。在長絲進入 區域内，箭頭檫誌16,絲通道4具有一絲引入錐髏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。從蓮輪絲的方向看（箭頭16)，變形噴嘴10或噴 嘴芯5有著一値絲引入錐髏6、一値圓柱形中間段、一値 同時备合加速通道11的錐髏8以及一値擴張的變形空間9 。變形空間與氣流在橫向通過一値喇叭形12加Μ限制，此 喇叭形狀也可Μ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,内裝有噴嘴 芯5。未加工絲21通過一對翰送羅拉送入到變形噴嘴，然 後作為變形絲2Γ被輪送出來。在噴嘴出口區域13安置有 一阻擋球髏23。壓縮空氣的連接口 24設置在噴嘴頭20的邊 側。變形絲2Γ是隨蓮輪速度VT經過第二値輪出羅拉25。 此時變形絲21’已通過一質量傳感器26,例如市場標誌為 Heaa Quality,稱為ATQ ( “在線質置保證監控器”， 它撿測絲21’的拉伸強力（cN)以及瞬間拉伸強力的饈差 (Si gna.X)。测量信號輸入到一台計箄機27。這種相應的質 量撿測是最佳監控生產的前提。然而這些測定值主要也是 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝 訂

Jm 線 本紙浪尺度通用中國國家標率（CNS ) A4規格U10'X 297公釐） 經濟部中夬標隼局員工消費合作社印製 517108 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 沒有產生明確的圈结大小時就比較困難。舆用戶認識為好 的質量相比來確定這種偏差更好。這用ATQ装置就可實現 ，因為絲的结構和其偏差能夠通過纱線張力傳感器26來確 定和評定¥及通過唯一的持性值顯示出AT值。纱線張力傳 感器26牧集作為模擬電氣信號，特別是離開變形噴嘴Μ後 的絲拉伸強力。此時連绪地從絲拉伸強力一測定值的平均 值和變動值計箕出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 織物說樣來測定。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，變形過程的各種千擾同時被 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、 Ρ0Υ插入區、絲的喂入等等。第4a圖顯示短時間内測出的 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値噴嘴芯，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，特別是作為装配長度的尺寸Bd，，LA+ ΚΗ 以及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 本紙浪尺度適用中國國家標隼（CNS ) Α4規格（210X 297公釐） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 線 -18 - 經濟部中夬標隼局員工消費合作社印製 517108 A7 _B7____ 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Μ 任選一喜愛形狀：球形，圓珠形、扁平和半球形（第8a圖 )。阻擋球髏在出口區域的精確位置可Μ由保留外部尺寸 而獲得，即相當於一相等的導絲缝隙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内，如第6 圖中用兩値箭頭18所示。噴嘴芯按現今.技術水平是甩一種 貴重材料，如陶瓷、硬金屬或特種銷製造，它是變形噴嘴 的一値主要貴重部件。新噴嘴重要的一點是圓柱形壁面21 Μ及加速通道區域内的壁面22有著最高的品質。喇叭的擴 展恃視纱線摩擦情況來確定。 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。作為最好豚-一 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 一種錐形以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値段呈強的擴張，然後過渡到圓柱 形部分。用各種類型的加速通道的测試都取得很好的結果 ，其中至今最好的结果是行列a和d。中軋的^段-&雜形…. 節段具有一數毫米、或甚至小於的直徑，這對於理解 上是重要的。加速區段的長度是大约lea或小於lcm。 本紙朵尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X 297公釐） 丨—1Γ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 訂 -19 - 517108 經濟部中夬標準局員工消費合作社印裝

A7 _B7___ 五、發明説明（17 ) 第8圖展示一値帶噴曉芯5的噴嘴頭20 —以及一痼阻 擋球髏14,該球髏通過一可移動的骛臂23固定在一値噴嘴 頭外殼24上。為了引纱，將帶彎臂23的阻擋球髏14M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^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圖表示按本發明的變形噴嘴與若干 不同形狀的阻檔球證14的组合情況。阻撐球髏14撤微伸入 到噴嘴的喇叭形口内。第6圖中用虛線所繪的工作位置， *表示阻撐用球髏接觸到喇叭形12。虛點線的位置可以作工 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12,二靠阻擋球體14構成；空隙SPi是用 於變彤空氣的流出和變形絲的輪出。空隙SP1總是憑經驗 依據絲的質量求得，加以優化並確定用於生產。根據球髏 直徑和阻擋球髏形狀的情況，變形空間18就可獲得一痼有 效的形狀和大小·。發明者確定，·用牽引空隙的尺寸可能調 節加速通道的壓縮比。變形空間的流過阻力和靜壓力通過 調小牽引空隙SPl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 ，總是採用圓形横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以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，還可以將一値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 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 線 本紙法尺度適用中國國家標準（CNS ) Μ規格（210X 297公釐） 517108 A7 B7 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（18 ) 96/0031 1，該申請中宣稱其技術內容作為該申請的不可缺 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 需要強調兩値主要參數。從直徑d開始，一開鬆區 ，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，CU_Za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缩空氣進 口 P的區域内己經開始，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Μ兩種型號噴嘴的絲張力曲線圖的技術水平比較， Τ311塗噴嘴的張力曲線是甩馬赫數<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。Τ311的曲線可以明顯看出，生產速度超過500m/ minM上時，.絲張力_明顯下降。生產逹度在650m/jninM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700ΐ8/πήη速度範 圍内接近恆定，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“ATH在線質量保證”連绪監控纱線質 .—置所J辱..的數_據_表上最上農H均-拉伸強力⑽），中間農格 潁示瞬間拉伸強力的百分率偏差（SigmaO，最下的表是有 關AT值。在每値表的第一橫線下全是檫準T型-變形噴嘴 (请先閱讀背面之注意事項苒填寫本\貝) 装· 訂 ¾ 本紙浪尺度適用中國國家標隼（CMS ) A4規格U10X 297公釐） -21 - 517108 A7 B7 經濟部中夬橾隼局員工消費合作社印製 五、發明説明（19 ) * 的數值，卽且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 β至30.6 β不同孔徑角的S塱 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1Γ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SOOm/inin生產速度下的絲變形狀態。生產速度 在800m/iaiii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600ffl/aiin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。従圖可看出，其至在 800m>niin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，卽使喂入壓力採用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圖的意義上甩表格說 明調節值和测定值的比較。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 12 c 〇 — ·.. ________________ 新發明採取了一較小的措施，待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·· (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) •裝

、1T 線 本紙乐尺度適用中國國家標準（CNS ) A4規格（210X297公釐） 517108 Α7 Β7 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，可以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。一經裝入一値 新型噴嘴芯就能夠提高生產速度，並且質置不受影鎏； -或者用戶希望較大的提高生產速度，一則可以通過 提高壓縮空氣喂入壓力來保證質童； -在各種情況下，可Μ探取只更換噴暄芯，或者是替 換整値噴嘴頭。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝 訂 經濟部中央標準局員工一消費合作社印袈 本纸乐尺度通用中國國家標李（CNS ) Α4現格（2i〇X 297公釐） 23

Claims (1)

1. A8 B8 C8 ---_____ 08 — 申请專利範圍 h 一種使用具有直通料道的變形嘴嘴進行長絲氣動變 形的方法，絲、在絲通道的-端輸入，在其另一端作為 變形絲輸出，此時壓縮空氣是在其中間一段輸入壓力 輸送到絲通道中，並在一擴張的嘴射氣流加速通道内 加速至超音速，而壓縮空氣（？）是通過-個孔或多個孔 ，輸送到絲通道内，其方式是，麼縮空氣按一角度⑷ 以輸送分量在加速通道方向被喷入以及喷射空氣從入 口處輪送到絲通道内，是直接按軸向方向送到加速通 道為止，其特徵在於： a) 被選擇的壓縮空氣係具有饋入壓力為6和141^訂之間 或以上者， b) 而在加速通道中的噴射氣流係以大於⑺。，而小於 4〇°的角度張開，且以大於2馬赫數的速度加速， c) 且使絲張力與絲速度之間比率達到最佳化，以及一 特定紗線性質的絲張力，在生產速度4〇〇至7〇〇1^/瓜比 時大體上係恒·定者。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2·如申印專利範圍第丨項的方法，其特徵在於：一根或多 根複絲以相同或不同的饋入速度饋入，並以4〇〇至 1500m/min或以上的生產速度進行變形加工。 3·如申請專利範圍第丨項的方法，其特徵在於：在超音速 通道内的壓縮空氣射流係被加速到2·5至4 〇馬赫數。 4·如申靖專利範圍第1項的方法，其特徵在於：絲通道的 出口端是用一阻擋件作這樣的限制，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。 -24-