专利名称：新型喷气涡流纺喷嘴装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于纺织领域，它涉及一种新型喷气涡流纺喷嘴装置。
背景技术：
喷气纺是目前新型纺纱技术中比较成熟的纺纱方法，而喷气涡流纺则是喷气纺发展的新方向。喷气涡流纺继承了喷气纺的优点，具有纺纱速度高，工艺流程短，自动化程度高，适纺范围广等等。其中喷气涡流纺速度在240～450m/min，适纺范围为15～60s，喷气纺最高速度为400m/min，适纺范围一般为32～60s。喷气涡流纺与喷气纺相比改变了成纱机理和喷嘴结构，初步克服了喷气纺纺制纯棉纱强力低下的弱点，可进一步应用于纺制纯棉纱。但目前，现有的喷气涡流纺喷嘴由于在结构和尺寸上存在不合理性，所纺制的纯棉纱强力低下，断裂不匀率大，直接影响了纺制纯棉纱的产质量。
发明内容
为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种新型喷气涡流纺喷嘴装置，以解决现有技术纺制纯棉纱出现的强力低、断裂不匀率大、直接影响产质量的问题。
本实用新型解决技术问题的技术方案如下一种新型喷气涡流纺喷嘴装置，它包括气罩7、通气管9、固定架12、螺钉13，其特征在于它还包括上端内壁与螺旋曲面2紧密相连，中端与气罩7紧密相连，下端通过螺钉13固牢在固定架12上的涡流管1、外壁与涡流管1紧密相连，下端内孔壁与导引针4外壁紧密相连的螺旋曲面2、外壁与螺旋曲面2内孔壁紧密相连的导引针4、下端通过螺钉13固牢在固定架12上的引纱管6；该装置整体通过固定架12固装在喷气涡流纺纱机的机架上。
所述的涡流管1的外径D1为10～14mm，涡流管1的高度H1为30～40mm，涡流管1上端孔径d1为8～10mm，中间圆柱面b的外径d1’为4～6mm，中间圆柱面b的高度h1为1～3mm；涡流管1的第一锥面与轴向的夹角β1为9～14°，第二椎面与轴向的夹角β2为60～80°，第三椎面与轴向的夹角β3为5～8°，第四椎面与轴向的夹角β4为2～5°；涡流管1的喷气孔113的数量为6个，喷气孔113的内径Φ为0.3～0.5mm，喷气孔113的角度α为70～90°。
所述的螺旋曲面2的上切线长度L1为5～8mm，螺旋曲面2的下切线长度L2为4～6mm，螺旋曲面的螺旋角γ为50～70°。
所述的导引针4的高度H4为8～12mm，导引针4的直径d4为1～2mm。
所述的引纱管6的上端外径Φ6为2～4mm，引纱管6的上端内径d6为1～2mm，引纱管6的下端外径Φ6’为5～9mm，引纱管6的下端内径d6’为3～5mm，引纱管6的上端锥度β6为6～9°，引纱管6的高度H6为40～70mm。
与现有的技术相比本实用新型的优点是通过对涡流管结构和螺旋曲面螺旋角度及引纱管的新设计，有利地控制了气流的运动，提高了纯棉纱的强力、降低了断裂不匀率，有效地提高了纺制纯棉纱的产质量，且简化了机构，节省了原材料，降低了生产成本。
图1为本实用新型的新型喷气涡流纺喷嘴装置剖面示意图图1中，1-涡流管，11-涡流管喷气孔，2-螺旋曲面，3-纤维束螺旋导入孔，4-导引针，5-中空室，6-引纱管，61-引纱管锥面，62-引纱管中心通道，7-气罩，8-气室，9-通气管，10-气流排出通道，12-固定架，13-螺钉；图1(a)为本实用新型涡流管剖面示意图图1(a)中，1-涡流管，α-喷气孔113的角度，a-第一锥面，β1-第一锥面与轴向的夹角，b-中间圆柱面，d1’-中间圆柱面b的外径，h1-中间圆柱面b的高度，c-第二锥面，β2-第二锥面与轴向的夹角，d-第三锥面，β3-第三锥面与轴向的夹角，e-第四锥面，β4-第四锥面与轴向的夹角，D1-涡流管1的外径，d1-涡流管1上端孔径，H1-涡流管1的高度；图1(b)为本实用新型涡流管喷气孔处剖面示意图图1(b)中，111-通气管入口，112-涡流管气室，113-喷气孔，Φ-喷气孔的内径；图1(c)为本实用新型螺旋曲面剖面示意图图1(c)中，2-螺旋曲面，21-上切线，22-下切线，L1-螺旋曲面2的上切线长度，L2-螺旋曲面2的下切线长度，γ-螺旋曲面的螺旋角；图1(d)为本实用新型导引针示意图图1(d)中，4-导引针，H4-导引针4的高度，d4-导引针4的直径；图1(e)为本实用新型引纱管剖面示意图图1(e)中，6-引纱管，β6-引纱管6的上端锥度，Φ6-引纱管6的上端外径，Φ6’-引纱管6的下端外径，d6-引纱管6的上端内径，d6’-引纱管6的下端内径，H6-引纱管6的高度。
具体实施方式
本实用新型新型喷气涡流纺喷嘴装置的作用原理如图1所示。喂入的粗纱经喷气涡流纺纱机上的牵伸装置牵伸后输出平行纤维束，在涡流管1入口的抽引能力的作用下被吸入涡流管1中，在经过纤维束螺旋导人孔3时，螺旋曲面2对纤维束起集束作用，然后经过导引针4后进入中空室5，同时通过通气管9连接的空气压缩机，依次经过通气管9、气罩7与涡流管1形成的气室8、涡流管喷气孔11进入中空室5的气流形成涡流，这样进入中空室5的纤维束在涡流、导引针4和引纱管锥面61的配合下加捻成纱。纤维束在到达导引针4时，在涡流的切向分流的作用下发生膨胀，纤维束中长度小于喷气涡流纺纱机上的前罗拉钳口到引纱管6入口距离的纤维从纤维束中分离出来，形成自由端纤维，然后在涡流的轴向分流的作用下自由端纤维反转，倒伏在引纱管锥面61上，倒伏的自由端纤维便随着涡流的旋转而旋转，从而加捻包缠在正在形成的纱线上，纤维束中未分离出来的纤维数量较少，这些纤维就基本上呈平行状被包缠在纱线的中间形成纱芯，在成纱过程中导引针4处形成捻限点，阻止了捻度的上传，从而保证形成实捻的短纤维纱线，形成的纱线就通过引纱管中心通道62输出。气流完成加捻作用后就通过气流排出通道10排到空气中。因此从成纱机理看出本发明的装置，属于不完全的自由端纺纱，在纺纱过程中纤维束没有完全断裂，但是在形成的纱线中外包纤维约占到纤维总数的60％，保证了纺制纯棉纱时的足够成纱强力。
一种新型喷气涡流纺喷嘴装置，它包括气罩7、通气管9、固定架12、螺钉13，其特征在于它还包括上端内壁与螺旋曲面2紧密相连，中端与气罩7紧密相连，下端通过螺钉13固牢在固定架12上的涡流管1、外壁与涡流管1紧密相连，下端内孔壁与导引针4外壁紧密相连的螺旋曲面2、外壁与螺旋曲面2内孔壁紧密相连的导引针4、下端通过螺钉13固牢在固定架12上的引纱管6、该装置整体通过固定架12固装在喷气涡流纺纱机的机架上。
以下结合附图，再对本实用新型作进一步详细说明如图1(a)所示，从图中可以看出，涡流管1的外径D1为10～14mm，涡流管1的高度H1为30～40mm，涡流管1上端孔径d1为8～10mm，涡流管1的内壁是由几段与轴向夹角不同的锥面组合而成。第一锥面a与螺旋曲面2紧密结合，第一锥面与轴向的夹角β1设计成9～14°，未结合的地方形成纤维束的螺旋导入孔3。图中的b是一个中间圆柱面，中间圆柱面b的外径d1’为4～6mm，中间圆柱面b的高度h1为1～3mm，纤维束从纤维束螺旋导入孔3最窄的部分一下进入扩大了的中空室5中，受涡流的影响而扩大，圆柱面b的存在，使扩大了的纤维束能够在导引针4的引导下，仍然保持集束状态前进，不至于太分散。纤维束在导引针4引导下到达呈大喇叭状的第二锥面c，根据流体运动的原理和实验验证，第二锥面与轴向的夹角β2应尽可能的增大，设计β2为60～80°，在这一区域纤维将受到最强的涡流作用，迅速膨胀。然后纤维进入第三锥面d，第三锥面d的锥度要与引纱管锥面61的锥度相匹配，第三锥面与轴向的夹角β3设计为5～8°，保证形成一个环形通道，使涡流的流动连续不受阻，保证反转纤维运动的连续性，然后纤维进入第四锥面e，第四锥面与轴向的夹角β4设计为2～5°，第四锥面e与引纱管6的突出部(引纱管6上端锥面与下端圆柱面的交界处)共同作用，使涡流的切向气流的增大、轴向气流减小，有利于包缠纤维增多，提高了纯棉纱的强力。
如图1(b)所示，在成纱过程中，气流就是通过通气管111进入到气室112中，然后又通过喷气孔113进入涡流管1中形成涡流。其中，喷气孔113个数为6，喷气孔113的内径Φ为0.3～0.5mm，喷气孔113的角度α为70～90°(见图1(a))。喷气孔113与涡流管1的内圆周相切，上述设计保证了从每个喷气孔113出来气流不影响相邻喷气孔113喷出的气流的运动，保证形成涡流的稳定性和连续性，有利于纱线捻度的提高。
如图1(c)所示，螺旋曲面2的螺旋的方向跟涡流的方向相同，纤维束螺旋导入孔3呈逐渐减小趋势，这样从涡流管喷气孔11进入的气流不会在此形成涡流，从而保证从喷气涡流纺纱机上的牵伸机构传送过来的纤维束不会混乱，能平滑地沿着气流的旋转方向行进，从而提高了运动中纤维束的收敛性。螺旋曲面2的上切线长度L1设计为5～8mm，螺旋曲面2的下切线长度L2设计为4～6mm，这样形成的纱线外观更均匀，断裂强力更高。螺旋曲面上切线21与螺旋曲面下切线22的夹角称为螺旋曲面的螺旋角γ，其γ的大小会影响运动中纤维束的收敛性，同时与形成的纱线的粗细有关，合适的螺旋曲面的螺旋角γ为50～70°。
如图1(d)所示，导引针4的高度H4为8～12mm，导引针4的直径d4与引纱管中心通道62相匹配，为1～2mm。导引针4在纺纱过程中一是起引导作用，引导纤维束从纤维束螺旋导入孔3进入中空室5，引导纤维束从中空室5进入引纱管6；二是起阻捻作用，阻止形成的纱线捻度上传，保证形成实捻的短纤维纱；三是对纤维束有一定的束缚作用。
如图1(e)所示，引纱管6对成纱起辅助作用，引纱管6可以转也可以不转，从外形看，引纱管6上端呈锥面，下端呈圆柱状，引纱管6的上端锥度β6设计为6～9°，引纱管6的上端外径Φ6设计为2～4mm，引纱管6的下端外径Φ6’为5～9mm。在涡流管1中形成的纱线通过引纱管中心通道62输出，从图中看出引纱管中心通道62上、下的内径不同，引纱管中心通道62的内径与形成纱线的细度有关，内径越小，适纺的纱线越细，对特定细度的纱线来讲，当内径较小时，可以提高纺纱速度和低喷嘴压力时成纱的稳定性，还有望减小纱线毛羽和提高纱线强力，但是纱线变硬，有时棉结增加，纱线不匀增大，内径较大时，纱线的容积空间变大，纱线有膨松柔软的感觉。本发明把引纱管中心通道62做成上端内径小和长度短，下端内径大和长度长就是为了组合了上述二者的优点，引纱管6的上端内径d6设计为1～2mm，引纱管6的下端内径d6’设计为3～5mm；引纱管6的高度H6，只要大于纤维的主体长度就能满足成纱要求，因此设计引纱管6的高度H6为40～70mm。
如图1所示，通气管9左侧与气罩7相连，右侧与空气压缩机相连，用于输入压缩空气；气罩7包罩在涡流管1的周边，且与涡流管紧密相连以形成气室8；固定架12通过螺钉13分别将涡流管1和引纱管6固定其上，固定架12将喷气涡流纺喷嘴装置固装在喷气涡流纺纱机的机架上。
本实用新型通过以上的设计，有利地控制了气流的运动，提高了纯棉纱的强力、降低了断裂不匀率，有效地提高了纺制纯棉纱的产质量，且简化了机构，节省了原材料，降低了生产成本。
权利要求1.一种新型喷气涡流纺喷嘴装置，它包括气罩(7)、通气管(9)、固定架(12)、螺钉(13)，其特征在于它还包括上端内壁与螺旋曲面(2)紧密相连，中端与气罩(7)紧密相连，下端通过螺钉(13)固牢在固定架(12)上的涡流管(1)、外壁与涡流管(1)紧密相连，下端内孔壁与导引针(4)外壁紧密相连的螺旋曲面(2)、外壁与螺旋曲面(2)内孔壁紧密相连的导引针(4)、下端通过螺钉(13)固牢在固定架(12)上的引纱管(6)；该装置整体通过固定架(12)固装在喷气涡流纺纱机的机架上。
2.根据权利要求1所述的新型喷气涡流纺喷嘴装置，其特征在于所述的涡流管(1)的外径(D1)为10～14mm，涡流管(1)的高度(H1)为30～40mm，涡流管(1)上端孔径(d1)为8～10mm，中间圆柱面(b)的外径(d1’)为4～6mm，中间圆柱面(b)的高度(h1)为1～3mm；涡流管(1)的第一锥面与轴向的夹角(β1)为9～14°，第二椎面与轴向的夹角(β2)为60～80°，第三椎面与轴向的夹角(β3)为5～8°，第四椎面与轴向的夹角(β4)为2～5°；涡流管(1)的喷气孔(113)的数量为6个，喷气孔(113)的内径(Φ)为0.3～0.5mm，喷气孔(113)的角度(α)为70～90°。
3.根据权利要求1或2所述的新型喷气涡流纺喷嘴装置，其特征在于所述的螺旋曲面(2)的上切线长度(L1)为5～8mm，螺旋曲面(2)的下切线长度(L2)为4～6mm，螺旋曲面的螺旋角(γ)为50～70°。
4.根据权利要求3所述的新型喷气涡流纺喷嘴装置，其特征在于所述的导引针(4)的高度(H4)为8～12mm，导引针(4)的直径(d4)为1～2mm。
5.根据权利要求4所述的新型喷气涡流纺喷嘴装置，其特征在于所述的引纱管(6)的上端外径(Φ6)为2～4mm，引纱管(6)的上端内径(d6)为1～2mm，引纱管(6)的下端外径(Φ6’)为5～9mm，引纱管(6)的下端内径(d6’)为3～5mm，引纱管(6)的上端锥度(β6)为6～9°，引纱管(6)的高度(H6)为40～70mm。
专利摘要本实用新型属于纺织领域，所提供的一种新型喷气涡流纺喷嘴装置，它包括气罩、通气管、固定架、螺钉，其特征在于还包括涡流管、螺旋曲面、导引针、引纱管。本技术有利地控制了气流的运动，提高了纯棉纱的强力、降低了断裂不匀率，有效地提高了纺制纯棉纱的产质量，且简化了机构，节省了原材料，降低了生产成本。
文档编号D01H4/00GK2835273SQ200520046819
公开日2006年11月8日 申请日期2005年11月23日 优先权日2005年11月23日
发明者郁崇文, 龚以炜, 李永霞 申请人:东华大学