专利名称：一种低落纤的空气涡流纺纱装置的制作方法
技术领域：
本发明属纺纱设备技术领域，特别是涉及一种低落纤的空气涡流纺纱装置。
背景技术：
公知的借助空气涡流生产细纱的纺纱技术所采用的纺纱装置，比如由已公开的中国专利CN 1970859A (属于日本村田公司)和CN 1965115A (属于瑞士立达公司)，如图I和2所示。这种装置的入口段包括一个纤维喂入通道。在纤维喂入通道的出口区域设有一个用于阻捻的部件(如一根同心的针，纤维围绕着针进行导向，或纤维导引表面上设置一个凸出部分，使通过的纤维束产生偏离)。在该纤维喂入通道出口区的下游位置设有一个环形的涡流室，在该涡流室周壁上 设有若干与其相切的喷射孔，用于向涡流室中喷射高压空气，在涡流室中形成高速回旋的空气涡流。此外，有一锭子状的导纱轴体对心地通入到涡流室内部，该锭子状导纱轴体的前端与上述纤维喂入通道出口及上述阻捻部件之间间隔一定的距离，并在上述涡流室内部形成一围绕上述锭子状导纱轴体、截面为环状的气体排出通道。纤维喂入通道出口与上述锭子状导纱轴体之间构成的空腔连同上述气体排出通道的上部构成用于加捻的区域。涡流室内部形成的空气涡流经由上述气体排出通道从纺纱装置中排出。上述锭子状导纱轴体中心部设有一贯穿的引纱通道，用于将纺成的纱线从加捻区输出。采用这类纺纱装置的纺纱技术形成纱线的过程是这样的纤维须条沿纤维喂入通道向涡流室内部输送。由于纤维喂入通道出口区域阻捻部件的存在，纤维须条保持为不加入捻度的状态被引入涡流室。纤维的前端直接进入到锭子状导纱轴体的引纱通道内部，而纤维的尾端在被前罗拉钳口握持的情况下仍然保持在纤维喂入通道中。当纤维的尾端不再为前罗拉钳口握持时，纤维在纤维喂入通道与引纱通道之间受到空气涡流的离心作用，其尾端部分不再保持在纤维喂入通道内，而是在涡流室内部、引纱通道的入口处被径向地驱散开，在空气涡流的带动下进入气体排出通道，一面受气流轴向分量的作用被拉紧，倒伏在锭子状导纱轴体前端的锥面上，一面随空气涡流沿切向进行回转，形成独特地螺旋状的纤维涡流。其中的纤维克服气体排出通道内的气流力而向着引纱通道的入口牵引，并包围在随后正进入引纱通道的纤维前端上形成结构紧密的纱线。形成的纱线由近似呈平行无捻状纤维构成的纱芯和外围呈螺旋状包缠的纤维组成。此种纺纱方法的突出特征在于,可获得很高的纺纱速度，可达300m/min 500m/min的范围，而所采用的上述纺纱装置中形成的气流速度最高可达400m/iT500m/S的范围。在上述公知的纺纱方法及其所采用的纺纱装置中，倒伏在锭子状导纱轴体前端锥面上的纤维受到的作用力主要包括处于自由状态的纤维尾端受到气流作用力Fa、离心力Fe、与导纱轴体外表面之间的摩擦力Fs、以及已进入纱体内部的纤维前端受到的周边纤维施加的摩擦力Ff等。其中气流作用力Fa可分解为沿导纱轴体轴线方向的轴向气流作用力Fx和沿导纱轴体周向的切向气流作用力Fy，如图3所示。由于涡流室内极高的气流速度，纤维受到的作用力将有很大的概率满足关系式β 0Fx cos — cos a+ F sin a+ Fc sin — cos a > Fs cos β + Ff
- 7^-y°J其中Θ为锭子状导纱轴体前端锥面的锥角，α为纤维尾端与导纱轴体锥面母线 之间的夹角，β为Fs与纤维尾端之间的夹角。在满足上述关系式的情况下，将导致纤维能够克服纱体中周边纤维施加的摩擦力从纱体中被气流抽拔出来而脱离纱体，完全进入到气体排出通道中的气流中，成为不受控制的“浮游”纤维。这使得这种公知的纺纱方法在形成纱线的过程中产生大量的落纤或纤维损失。落纤量的增加将造成纤维须条的定量偏轻，产生纱线细节，恶化纱线条干，并导致加工成本的提高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低落纤的空气涡流纺纱装置，改进上述纺纱方法及其成纱质量，即本发明的目的在于提出一种利用空气涡流进行纺纱的装置，其应用使得纤维损失与现有技术相比有所减少，纱线条干有所改善，并有可能生产细度较现有技术更细、结构更加致密的纱线。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种低落纤的空气涡流纺纱装置，包括从上向下依次安装的上部气室罩、下部气室罩和罩壳，所述上部气室罩上装有导引阻捻件，所述罩壳下部装有锥体保持件，所述锥体保持件内的安装孔中装有引纱锥体，所述引纱锥体中轴位置有引纱通道，所述引纱锥体是一个中空件，其内部有与外形相似的空腔，且引纱通道侧壁上有连通空腔的通孔，所述通孔沿引纱通道的轴向布置有若干层，所述引纱锥体锥形端部在由上部气室罩、下部气室罩、罩壳和锥体保持件所形成的涡流室内，所述引纱锥体在涡流室外的外壁上有负压抽吸源。所述通孔每层最少有6个。所述引纱通道侧壁上设有通孔的区段的长度从引纱通道入口开始最长为构成纤维须条的纤维的平均长度。所述引纱锥体在涡流室外的一端上以O型环和后部支架密封，通过螺栓将后部支架安装在引纱锥体上。所述引纱通道的侧壁上的若干层通孔沿引纱通道的轴向以相同间隔布置。所述引纱通道的侧壁上的若干层通孔中，靠近引纱通道锥形端的1/2 2/3通孔沿弓I纱通道的轴向间隔小于远离引纱通道锥形端的剩余通孔。所述引纱通道的侧壁上的若干层通孔沿引纱通道的轴向间隔随着距离引纱通道锥形端的距离的增大而增大。所述若干层通孔中，每层通孔都与沿引纱通道轴向的相邻层的通孔互相错开。有益效果本发明的优点在于引纱锥体内部引纱通道入口段的壁面上提供负压气流吸附力，增加了引纱通道壁面给予纤维须条的摩擦力(如图4所示)，同时使正在成纱的纤维须条的结构更加紧密，增大了已进入纱体内部、可能成为浮游状态纤维的前端所受到的周边纤维施加的握持力，使得这类纤维能够在经受更大的气流作用力与离心力的情况下其前端仍然保持在纤维须条之中，进而通过后续的加捻过程而保持在纱体中，显著地降低了现有技术中所不希望的高纤维损失，提高了纤维利用率与成纱的条干，节约了生产成本。由于提高了纤维的利用率，采用本发明的装置将有可能生产较公知的现有技术支数更高的纱线。
图I来自于CN 1970859A的附图3，表示现有的利用空气涡流将松散的纤维须条制成细纱的纺纱装置(属于日本村田公司)；图2来自于CN 1965115A的附图6，表示现有的利用空气涡流将松散的纤维须条制成细纱的纺纱装置(属于瑞士立达公司)；图3表示现有技术的纺纱过程中的纤维涡流内纤维的主要受力状态；图4表示采用本发明装置的纺纱过程中纤维涡流内纤维的主要受力状态；图5为本发明的第一实施例的斜视图及部分纵剖面图； 图6为本发明的第一实施例的纵剖面图；图7为本发明的第一实施例沿图6中I-I线的横剖面图；图8为本发明的第二实施例的纵剖面图；图9为本发明的第三实施例的纵剖面图；图10为本发明的另一种设计的引纱管的斜视图。
具体实施例方式下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。一种低落纤的空气涡流纺纱装置，包括从上向下依次安装的上部气室罩32、下部气室罩33和罩壳52，所述上部气室罩32上装有导引阻捻件20，所述罩壳52下部装有锥体保持件38，所述锥体保持件38内的安装孔中装有引纱锥体7，所述引纱锥体7中轴位置有引纱通道8，所述引纱锥体7是一个中空件，其内部有与外形相似的空腔10，且引纱通道8侧壁上有连通空腔10的通孔13，所述通孔13沿引纱通道8的轴向布置有若干层，所述引纱锥体7锥形端部在由上部气室罩32、下部气室罩33、罩壳52和锥体保持件38所形成的涡流室4内，所述引纱锥体7在涡流室4外的外壁上有负压抽吸源16。所述通孔13每层最少有6个。所述引纱通道8侧壁上设有通孔13的区段的长度从引纱通道8入口 11开始最长为构成纤维须条I的纤维14的平均长度。所述引纱锥体7在涡流室4外的一端上以O型环48和后部支架45密封，通过螺栓50将后部支架45安装在引纱锥体7上。所述引纱通道8的侧壁上的若干层通孔13沿引纱通道8的轴向以相同间隔布置。所述引纱通道8的侧壁上的若干层通孔13中，靠近引纱通道8锥形端的1/2 2/3通孔13沿引纱通道8的轴向间隔小于远离引纱通道8锥形端的剩余通孔13。所述引纱通道8的侧壁上的若干层通孔13沿引纱通道8的轴向间隔随着距离引纱通道8锥形端的距离的增大而增大。所述若干层通孔13中，每层通孔13都与沿引纱通道8轴向的相邻层的通孔13互相错开。实施例I在图5、图6、图7中示出了本发明装置的第一实施例。如图5所示，本发明的纺纱装置设置在罗拉牵伸机构17和18的输出钳口 19的下游位置，以便于经过牵伸机构17和18而输出的纤维须条I接下来送入纺纱装置中(借助纺纱装置入口产生的吸力)接受加捻以形成纱线2。在纺纱装置的入口段有一个纤维导引阻捻件20。在本实施例中该部件含有一个螺旋形的导向面21，与纺纱装置入口壁面22形成一个纤维喂入通道3。此外，该部件20在上述纤维喂入通道3的出口 23附近设有一个用于阻止下游捻度向上游传递并便于实现纤维分离的部分24，在本实施例中为一根同心的针，如图6所示。但是本发明的装置中该部件也可以是其它任何可以实现纤维导引与阻止捻度上传的形式。在该纤维喂入通道3出口区的下游位置设有一个环形的涡流室4。如图7所示，在该涡流室周壁5上设有若干与其相切的喷射孔6，用于向涡流室4中喷射高压空气，在涡流 室4中形成高速回旋的空气涡流。在上述涡流室4中，有一锭子状的引纱锥体7对心地通入到其内部，该锭子状引纱锥体7的前端面25与上述纤维喂入通道3出口 23及上述阻捻部件24之间间隔一定的距离，并位于距离上述喷射孔6不远的下游位置。进而，在上述涡流室4内部形成一围绕上述引纱锥体7、截面为环状的气体排出通道26。纤维喂入通道3出口 23与上述引纱锥体7之间构成的空腔27连同上述气体排出通道26的上部构成用于加捻的区域。涡流室4内部形成的空气涡流经由上述气体排出通道26从纺纱装置中排出。在上述引纱锥体7的内部沿其中轴线设有一贯穿的、截面为圆形的引纱通道8，用于将纺成的纱线2从加捻区输出。在本实施例所示的引纱锥体7的壁壳9的内部被设置成中空的，以形成围绕上述引纱通道8、在引纱锥体7周向上连续的空腔10。同时，在引纱通道8的入口 11向内延伸的一定距离内，在上述空腔10与引纱通道8之间的固体壁面12上设有中心线沿引纱通道8圆形横截面半径方向、截面为圆形的贯穿通孔13。引纱通道侧壁12上设有该通孔13的区段的长度X从引纱通道8入口 11开始最长为构成纤维须条I的纤维14的平均长度L。通孔13的直径在O. 05 O. Imm的范围内。在本实施例中，上述通孔13在引纱通道侧壁12周向上是等距分布的，并在整个穿孔区内在引纱通道8轴向上等距分布，相邻通孔13在引纱通道8上的出口 15截面的中心沿引纱通道8周向的间距为
O.2^0. 4mm，沿引纱通道8轴向的间距为f2mm。上述引纱锥体7的壁壳9内部的中空腔体10的下部与负压抽吸源16相连接，该负压抽吸源16的空气压力满足可以控制通过所述引纱通道侧壁12上所设通孔13内的抽吸空气流的体积和速度，从而可以使经过所述引纱通道8的纱线2在引出过程中不脱离所述引纱通道侧壁12但能够顺畅地绕引纱通道8轴线进行高速旋转。为达到本实施例的目的，本发明的纺纱装置所涉及部件是这样设计、制造与装配的如图6所示，纺纱装置具有位于罗拉牵伸机构出口处的纤维导引与阻捻部件20、同轴嵌合在其下游方并与之固定成一体的涡流管28和安装涡流管28的保持部件29。涡流管28嵌合在涡流管保持部件29中，并与之固结为一体。涡流管保持部件29中心设有锥型孔30，在锥孔30中同轴地插入前端具有一定锥度的引纱锥体7。该引纱锥体7前端面25与侧面31分别同纤维导引与阻捻部件20末端和涡流管保持部件29保持一定的间隙，形成前文所提到的涡流室4。上部气室罩32与下部气室罩33包裹在纤维导引与阻捻部件20、涡流管28及涡流管保持部件29的外围，且上下嵌合并固结在一起，在涡流管28的外周形成环形的气室34。在气室34上，通过管孔35连接图中未示出的软管与压缩空气源相连。压缩空气源所供应的压缩空气经由气室34通过前文所述的涡流室4的周壁5上的喷射孔6喷射入涡流室4，在其中形成用于纱线加捻的回转涡流。引纱锥体7内部为中空结构，其向下游侧由前端部的锥形部36变为等径部37。引纱锥体7的等径部37嵌合并固接在锥体保持件38上。在引纱锥体7的内部，同轴地由引纱维体后端插入引纱管39。沿引纱管39的轴心形成引纱通道8，由贯穿的孔构成，其从引纱管39的前端部的入口 11导入纤维束或纱线，并从另一侧的出口 40导出。引纱管39的前端部形成前端嵌合部41，其与引纱锥体7前端面25上的嵌合孔42嵌合，相互接触面用粘接剂粘接，保持密闭以防止漏气。
在引纱管39与引纱锥体7的外壁壳9之间，形成引导负压抽吸气流的通道即上文所述的空腔10。该负压抽吸气流通道10通过形成于引纱锥体7的外壁壳9上的负压抽吸气流导出孔43和与之相连的导管44而与图中未示出的负压抽吸源相连接。在引纱管39的管壁12上从引纱管39前端部入口 11起的一定距离内设有贯穿于其中的通孔13，如图5和图6所示。通孔13的截面为圆形。穿孔区长度X从引纱通道8入口 11开始最长不超过构成纤维须条的纤维的平均长度L。通孔13的中心线沿引纱通道8圆形横截面半径方向，如图7所示。引纱管39的后部与后部支架45相互嵌合连接，即引纱管39的后端部形成少许缩径的嵌合部46，其嵌合于后部支架45的嵌合孔47中。在引纱管39与后部支架45之间以夹持方式装有作为密封部件的弹性O型环48，以防止负压抽吸气流通道10与外部之间发生气体泄漏。同时，后部支架45嵌合于引纱锥体7后端孔49中，从后方将螺栓50穿过后部支架45，与形成在引纱锥体7上的螺纹孔51螺纹固定。在下部气室罩33的下方、涡流管保持部件29的外围设有与两者固接在一起的罩壳52。在该罩壳52上开有位于润流管保持部件29下游的气体排出孔53和与之相连的导管54，用于将已使用的回旋涡流从纺纱装置中排出。引纱锥体保持部件38与罩壳52通过螺纹部55相互螺纹固定。上述引纱锥体7的壁壳9与引纱管39可由陶瓷或耐磨的金属材料制成。借助这样的设计，可在引纱管39的侧壁12上的通孔13及引纱通道8内部形成负压抽吸气流，实现本发明的目的，并使得本发明的装置的部件便于加工。本实施例的工作过程与原理是纤维须条I沿纤维喂入通道3向涡流室4内部输送。由于纤维喂入通道3出口区域23阻捻部件24的存在，纤维须条I保持为不加入捻度的状态被引入涡流室4。纤维14的前端56直接进入到引纱锥体7的引纱通道8内部，而纤维的尾端57在被前罗拉钳口 19握持的情况下仍然保持在纤维喂入通道3中。当纤维的尾端57不再为前罗拉钳口 19握持时，纤维14在纤维喂入通道3与引纱通道8之间受到空气涡流的离心作用，其尾端部分57不再保持在纤维喂入通道3内，而是在涡流室4内部、弓丨纱通道8的入口 11处被径向地驱散开，在空气涡流的带动下进入气体排出通道26，一面受气流轴向分量的作用被拉紧，倒伏在引纱锥体7的锥形部36的锥面31上，一面随空气涡流沿切向进行回转，形成独特地螺旋状的纤维涡流。本实施例的设计，使得在引纱锥体7内部的引纱通道8入口段的侧壁12上存在了附加的负压气流吸附力，受该吸附力作用的、正在转化为纱线2的纤维须条58贴附在引纱通道8的侧壁12上顺畅地高速旋转，增加了引纱通道8的侧壁12给予纤维须条58的摩擦力，同时使正在成纱的纤维须条58的结构更加紧密，增大了已进入纱体内部、可能成为浮游状态纤维的前端56所受到的周边纤维施加的握持力，使得这类纤维能够在经受更大的气流作用力与离心力的情况下其前端仍然保持在纤维须条58之中。这部分纤维克服气体排出通道26内的气流力而向着引纱通道8的入口 11牵引，并包围在随后正进入引纱通道8的纤维前端上形成结构紧密的纱线2。与现有技术相比，通过在引纱通道侧壁12上设置负压吸气孔13，显著地降低了所不希望的高纤维损失，提高了纤维利用率与成纱的条干，节约了生产成本。由于提高了纤维的利用率，采用本发明的装置将有可能生产较现有技术支数更高的纱线。实施例2图8为根据本发明装置的另一个实施例，表示方式与图6相同。相同部件也都采 用相同的附图标记标识。图8的实施形式与图6不同的地方主要是引纱通道侧壁12上所设通孔13在引纱通道8轴向上的分布规律。在本实施例中，在穿孔区的前端即靠近引纱通道8的入口 11的一定距离的区域Xl内，通孔13的分布要比在穿孔区后端的区域x2内的分布密集，但通孔13在上述两个区域内在引纱通道8轴向上均为均匀分布的，其在引纱通道8轴向上的间距是这样设定的即在穿孔区的前端即靠近所述引纱通道8的入口 11的一定距离的区域Xl内，相邻通孔13在所述引纱通道8上的出口 15截面的中心沿引纱通道8轴向的间距为I 2mm;在穿孔区后端的区域x2内，相邻通孔13在所述引纱通道8上的出口 15截面的中心沿引纱通道8轴向的间距为2 3mm。实施例3图9为根据本发明装置的另一个实施例,表不方式与图6和图8相同。相同部件也都采用相同的附图标记标识。图9的实施形式与图6和图8不同的地方主要是引纱通道侧壁12上所设通孔13在引纱通道8轴向上的分布规律。在本实施例中，通孔13的分布在整个穿孔区内从引纱通道8的入口 11向下游延伸的方向上是由密集逐渐过渡为稀疏的。其在引纱通道8轴向上的间距是这样设定的即相邻通孔13在所述引纱通道8上的出口 15截面的中心沿引纱通道8轴向的间距从引纱通道8入口向下游延伸的方向上是由I 2mm逐渐过渡为2 3mm的。本实施例与前述实施例的另一处不同在于引纱锥体7的前端面25是与引纱管39加工为一体的，而不是与引纱锥体7的壁壳9加工为一体。在本实施例中，前端面25与引纱锥体7的壁壳9的前端面59的相互接触面用粘接剂粘接，保持密闭以防止漏气。本发明并不限于上述的实施例。例如引纱管39的侧壁12上所设通孔13的分布规律可设置成如图10所示的每层通孔13都与沿引纱通道8轴向的相邻层的通孔13互相错开的结构。
权利要求
1.ー种低落纤的空气涡流纺纱装置，包括从上向下依次安装的上部气室罩(32)、下部气室罩(33)和罩壳(52)，所述上部气室罩(32)上装有导引阻捻件(20)，所述罩壳(52)下部装有锥体保持件(38)，所述锥体保持件(38)内的安装孔中装有引纱锥体(7)，其特征在干，所述引纱锥体(7)中轴位置有引纱通道(8)，所述引纱锥体(7)是ー个中空件，其内部有与外形相似的空腔(10)，且引纱通道(8)侧壁上有连通空腔(10)的通孔(13)，所述通孔(13)沿引纱通道(8)的轴向布置有若干层，所述引纱锥体(7)锥形端部在由上部气室罩(32)、下部气室罩(33)、罩壳(52)和锥体保持件(38)所形成的涡流室(4)内，所述弓I纱锥体(7)在涡流室(4)外的外壁上有负压抽吸源(16)。
2.根据权利要求I所述的ー种低落纤的空气涡流纺纱装置，其特征在于，所述通孔(13)每层最少有6个。
3.根据权利要求I所述的ー种低落纤的空气涡流纺纱装置，其特征在于，所述引纱通道(8)侧壁上设有通孔(13)的区段的长度从引纱通道(8)入口(11)开始最长为构成纤维须条(I)的纤维(14)的平均长度。
4.根据权利要求I所述的ー种低落纤的空气涡流纺纱装置，其特征在于，所述引纱锥体(7)在涡流室(4)外的一端上以O型环(48)和后部支架(45)密封，通过螺栓(50)将后部支架(45)安装在引纱锥体(7)上。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的ー种低落纤的空气涡流纺纱装置，其特征在于，所述引纱通道(8)的侧壁上的若干层通孔(13)沿引纱通道(8)的轴向以相同间隔布置。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的ー种低落纤的空气涡流纺纱装置，其特征在于，所述引纱通道(8)的侧壁上的若干层通孔(13)中，靠近引纱通道(8)锥形端的1/2 2/3通孔(13)沿引纱通道(8)的轴向间隔小于远离引纱通道(8)锥形端的剰余通孔(13)。
7.根据权利要求1、2、3或4所述的ー种低落纤的空气涡流纺纱装置，其特征在于，所述引纱通道(8)的侧壁上的若干层通孔(13)沿引纱通道(8)的轴向间隔随着距离引纱通道(8)锥形端的距离的增大而増大。
8.根据权利要求5所述的ー种低落纤的空气涡流纺纱装置，其特征在于，所述若干层通孔(13)中，每层通孔(13)都与沿引纱通道(8)轴向的相邻层的通孔(13)互相错开。
全文摘要
本发明涉及一种低落纤的空气涡流纺纱装置，包括从上向下依次安装的上部气室罩、下部气室罩和罩壳，所述上部气室罩上装有导引阻捻件，所述罩壳下部装有锥体保持件，所述锥体保持件内的安装孔中装有引纱锥体，所述引纱锥体中轴位置有引纱通道，所述引纱锥体是一个中空件，其内部有与外形相似的空腔，且引纱通道侧壁上有连通空腔的通孔，所述通孔沿引纱通道的轴向布置有若干层，所述引纱锥体锥形端部在由上部气室罩、下部气室罩、罩壳和锥体保持件所形成的涡流室内，所述引纱锥体在涡流室外的外壁上有负压抽吸源。本发明降低了现有技术中所不希望的高纤维损失，提高了纤维的利用率，采用本发明的装置将可能生产较公知的现有技术支数更高的纱线。
文档编号D01H4/02GK102828289SQ20121034823
公开日2012年12月19日 申请日期2012年9月18日 优先权日2012年9月18日
发明者裴泽光 申请人:东华大学