一种纤维束集聚装置及其使用方法与流程

本发明涉及到纺纱新技术领域，具体来说是紧密纺纱过程中的一种纤维束集聚装置及其使用方法。

背景技术：

在环锭细纱机正常纺纱过程中有一特殊的问题存在，从牵伸区前罗输出的纤维束通过导纱钩被加捻卷绕机构进行加捻和卷绕，在这个过程中，加捻机构产生的捻度顺着须条向上传递，通过导纱钩，到达前罗拉出口，并在此处形成加捻三角区。由于捻度传递路径过长，在加捻三角区对纤维须条中的纤维控制不稳定，造成纱线毛羽多，纱线强力不均匀，生产过程中容易断头发生。

紧密纺纱装置主要是通过气流的作用将纤维束集聚，减小了加捻三角区，大大降低了纱线毛羽指标。四罗拉紧密纺纱中，前罗拉输出的纤维束在进入输出罗拉加捻之前得到负压集聚，纤维束由扁平散状变成紧密集聚在一起的线状，从而在输出罗拉处加捻三角区消失。例如中国专利cn103225144a公开了一种通过气动加捻机构对牵伸后的纤维须条施加一定的捻度，使得纤维须条在进入输出罗拉之前得到集聚，从而缩小加捻三角区，但是在实施过程中仍然存在着纤维须条被吹散吹乱，成纱条差，易断头等问题。中国专利cn1566425a公开了一种网格圈负压集聚纤维须条的方式，主要是通过吸风管道上开有吸风槽，吸风槽表面套有运动的网格圈，牵伸后纤维束在网格圈运动到吸风槽，被负压集聚束状，使得加捻过程中加捻三角区减小，减少有害毛羽数量。目前应用较多，技术较成熟，但是该方式要求吸风管道开口处负压稳定，需大量的负压吸风，使得纺纱过程的能耗非常高。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题在于在保证纺纱质量的前提下，大幅度降低紧密纺纱过程中纤维束集聚所需的能耗。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种纤维束集聚装置，包括立体圆环集聚辊筒、旋转轴、吸风管道，立体圆环集聚辊筒是将一立体圆环表层右上侧旋转切除一部分，形成纵向切面和横向切面，纵向切面上设置有“z向”假捻面，横向切面上设置有“s向”假捻面，纵向切面与横向切面相交处设置有负压孔道，负压孔道倾斜穿通到立体圆环集聚辊筒的内侧；立体圆环集聚辊筒通过连杆固定在旋转轴上，吸风管道布置在立体圆环集聚辊筒与旋转轴中间位置并延伸向负压孔道在立体圆环集聚辊筒里侧一端形成的圆周，并不接触。当负压孔道旋转到吸风管对应的位置时，负压孔道的负压作用将纤维束进行集聚，该集聚作用使纤维束发生位移，纤维束在位移过程被横向切面上的假捻面施加一假捻，当被集聚的纤维束离开负压孔道位置及立体圆环集聚辊筒的横向切面时，其纵向切面的假捻面对集聚后的纤维束再次施加一假捻作用，进一步增强了对纤维束外层纤维的集聚效果。

进一步，纵向切面宽度为6-10mm，横向切面宽度为8-12mm，两者相互垂直。

进一步，假捻面为螺纹式或凸点式或斜楞式或间断的椭圆凸起式。

进一步，负压孔道的倾斜角度调整范围为0-60°。

进一步，负压孔道为圆形截面。

进一步，负压孔道圆形截面内径尺寸为1-5mm，孔道间隔边到边距离为3-10mm。

进一步，负压孔道为椭圆形截面。

进一步，负压孔道椭圆形截面长轴尺寸为2-8mm，短轴尺寸为1-4mm，孔道间隔边到边距离为3-10mm，椭圆形长轴可沿两切面垂直相交的圆形方向，或倾斜于该圆形方向，倾斜角度范围为0-90°。

进一步，吸风管道的内径尺寸比所述负压孔道的内径最大尺寸大2-4mm，所述吸风管道端口与所述立体圆环集聚辊筒里侧间距为1-3mm。

本发明同时提供一种如上所述的纤维束集聚装置的使用方法，具体包括以下内容：

1)根据纱线细度及原料选择合理的立体圆环集聚辊筒，具体包括负压孔道的类型、内径尺寸和相应的间距；

2)根据负压孔道的类型和内径尺寸，选择内径尺寸合理的吸风管道，确保负压孔道内负压稳定；

3)根据纱线的细度及原料选择合理的“z向”假捻面和“s向”假捻面；

4)根据纱线的细度、原料类型、负压孔道的类型及内径尺寸，选择吸风管道合理的负压；

5)根据连杆固定位置，选择合理的负压管道倾斜角度，确保吸风管道的拆装方便；

6)根据纱线细度与原料，选择合理的生产工艺，包括粗纱定量、锭子速度、细纱捻度等工艺参数；

7)将该纤维束集聚装置设置在前罗拉和输出罗拉之间，调整旋转轴的位置，使得纤维束在立体圆环集聚滚筒上经过的弧长对应的圆心角度为20-50度；

8)设定好上述参数，打开负压风机，待负压稳定后开始纺纱，以及后续的实验测试。

本发明的吸风管道伸出端仅对应立体圆环集聚辊筒上的一个负压孔道，其负压利用率较高，同时吸风管道内径尺寸很小，在内负需求一定的情况下，所需总的负压能耗就会较小，降低了纤维束集聚生产中的能耗，“s向”假捻面和“z向”假捻面对纤维束的两次假捻作用，也确保了纤维束在低负压状态下得到良好的集聚效果，减少了纺纱断头率，稳定性好，提高了生产效率。

附图说明

图1为纤维束集聚装置示意图；

图2为纤维束集聚装置截面图；

图3为立体圆环集聚辊筒螺纹假捻面示意图；

图4为立体圆环集聚辊筒圆点假捻面示意图；

图5为立体圆环集聚辊筒椭圆凸起假捻示意图；

图6为立体圆环集聚辊筒斜楞假捻面示意图；

图7为立体圆环集聚辊筒椭圆形负压孔道斜楞假捻面示意图；

图8为纤维束集聚装置位置示意图。

其中，1、立体圆环集聚辊筒，2、负压孔道，3、旋转轴，4、连杆，5、吸风管道，6、纤维束，7、纵向切面，8、横向切面，8、前罗拉，9、“z向”假捻面，10、“s向”假捻面，11、前罗拉，12、前上皮辊，13、纤维束集聚装置，14、输出罗拉，15、输出上皮辊。

具体实施方式

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。

图1为纤维束集聚装置的示意图，立体圆环集聚辊筒1通过连杆4固定到旋转轴3上，立体圆环集聚辊筒1的纵向切面7设置有“z向”假捻面9，横向切面8上设置有“s向”假捻面10，假捻面可以为螺纹式、凸点式、斜楞式、间断的椭圆凸起式等，如图2至图6所示。两切面垂直相交处设置有负压孔道2，负压孔道2倾斜穿通到立体圆环集聚辊筒1的内侧，负压孔道2的截面可以为圆形或椭圆形，图7为椭圆形负压孔道2斜楞假捻面示意图。吸风管道5布置在立体圆环集聚辊筒1与旋转轴3中间位置并延伸至立体圆环集聚辊筒1的里侧，吸风管道5的端口位置在负压孔道2在立体圆环集聚辊筒1一侧形成的圆周附近，并不接触。

如图8所示，将该纤维束集聚装置13设置在前罗拉11和输出罗拉之间，纤维束6从前罗拉输11与前上皮辊12之间输出到旋转的立体圆环集聚辊筒横向切面8上的假捻面10，调整旋转轴3的位置，使得纤维束6在立体圆环集聚滚筒1上经过的弧长对应的圆心角度为30度。当负压孔道2旋转到吸风管道5对应的位置时，负压孔道2的负压作用将纤维束6进行集聚，该集聚作用使纤维束6发生位移，纤维束6在位移过程被横向切面8上的假捻面施加一假捻，增强了集聚效果。当被集聚的纤维束6离开负压孔道2位置及立体圆环集聚辊筒1的横向切面8时，其纵向切面7的假捻面9对集聚后的纤维束6再次施加一假捻作用，从而进一步增强了对纤维束6外层纤维的集聚效果。集聚后的纤维束6经输出罗拉14和输出上皮辊15之间输出。

实施例一

(1)本例中纺制的纱线支数为14.58tex，纱线品种为纯棉精梳纺纱。使用粗纱定量为6.5g/10m,锭速设定为15000r/min,捻度设定为95捻回/10cm。

(2)所选用的立体圆环集聚辊筒，其纵向切面宽度8mm，横向切面宽度为10mm，纵向切面上设置有“z向”圆点凸起，横切面上设置有“s向”圆点凸起，如图4所示。

(3)所选用的立体圆环集聚辊筒，其纵向切面与横向切面相交的圆形位置上均匀布置着截面为圆形的负压孔道。立体圆环集聚辊筒内负压孔道的倾斜角度为45°，负压孔道的内径尺寸为2.5mm，负压孔道间距为边到边4.0mm。

(4)所选用的立体圆环集聚辊筒，设定其工作面线速度与前罗拉表面线速度相同，输出罗拉表面线速度与前罗拉表面线速度比值为1.002。

(5)吸风管道所提供的的负压设定为1200pa。等待负压稳定后，开始纺制纱线。

随后将纺制的样品在标准实验室放置48小时。经测试，纱线断裂强力为250cn，断裂强度不匀率为6.8％，毛羽h值为2.8，cv％值为12.1％。与常规环锭纺纱设备在相同条件下所纺纱线的测试指标相比，其纱线断裂强力提高9.9％，断裂强力不匀率降低10.1％，毛羽h值降低21.9％，cv％降低3.2％。与常规网格圈式四罗拉紧密纺装置在相同条件下所纺纱线的测试指标相比，断裂强力提高2.5％，断裂强度不匀率降低3.3％，毛羽h值指标降低5％，cv％降低1％，实验过程中测量单位产量内纤维束集聚所用的平均负压能耗降低78％。

实施例二

(1)本例中纺制的纱线支数为18.22tex，纱线品种为纯棉普梳纺纱。使用粗纱定量为6.5g/10m,锭速设定为15000r/min,捻度设定为88捻回/10cm。

(2)所选用的立体圆环集聚辊筒，其纵向切面宽度10mm，横向切面宽度为12mm，纵向切面上设置有“z向”椭圆状凸起，横切面上设置有“s向”椭圆状凸起，如图5所示。

(3)所选用的立体圆环集聚辊筒，其纵向切面与横向切面相交的圆形位置上均匀布置着截面为圆形的负压孔道。负压孔道的倾斜角度为45°，负压孔道的内径尺寸为2.5mm，负压孔道间距为边到边4.0mm。

(4)所选用的立体圆环集聚辊筒，设定其工作面线速度与前罗拉表面线速度相同，输出罗拉线速度与前罗拉线速度比值为1.002。

(5)负压孔道所提供的的负压设定为1350pa。等待负压稳定后，开始纺制纱线。

随后将纺制的样品放置在标准实验室48小时。经测试，纱线断裂强力为320cn，断裂强度不匀率为6.5％，毛羽h值为3.1，cv％值为12.5％。与常规环锭纺纱设备在相同条件下所纺纱线的测试指标相比，其纱线断裂强力提高10.9％，断裂强力不匀率降低9.1％，毛羽h值降低22.8％，cv％降低3.5％。与常规网格圈式四罗拉紧密纺装置在相同条件下所纺纱线的测试指标相比，断裂强力提高2.5％，断裂强度不匀率降低3.3％，毛羽h值指标降低6％，cv％降低0.9％，实验过程中测量单位产量内纤维束集聚所用的平均负压能耗降低67％。

实施例三

(1)本例中纺制的纱线支数为14.62tex，纱线品种为粘/棉(45/55)混纺纱。使用粗纱定量为6.5g/10m,锭速设定为15000r/min,捻度设定为98捻回/10cm。

(2)所选用的立体圆环集聚辊筒，其纵向切面宽度8mm，横向切面宽度为10mm，纵向切面上设置有“z向”凸起斜楞，横切面上设置有“s向”凸起斜楞，如图6所示。

(3)所选用的立体圆环集聚辊筒，其纵向切面与横向切面相交的圆形位置上均匀布置着截面为圆形的负压孔道。负压孔道的倾斜角度为45°，负压孔道的内径尺寸为2.5mm，负压孔道间距为边到边4.0mm。

(4)所选用的立体圆环集聚辊筒，设定其工作面线速度与前罗拉表面线速度相同，输出罗拉线速度与前罗拉线速度比值为1.002。

(5)负压孔道所提供的的负压设定为1280pa。等待负压稳定后，开始纺制纱线。

随后将纺制的样品放置在标准实验室48小时。经测试，纱线断裂强力为255cn，断裂强度不匀率为6.4％，，毛羽h值为2.9，cv％值为12.3％。与常规环锭纺纱设备在相同条件下所纺纱线的测试指标相比，其纱线断裂强力提高10.5％，断裂强力不匀率降低8.8％，毛羽h值降低18.7％，cv％降低3.1％。与常规网格圈式四罗拉紧密纺装置在相同条件下所纺纱线的测试指标相比，断裂强力提高2.1％，断裂强度不匀率降低3.2％，毛羽h值指标降低5％，cv％降低0.8％，实验过程中测量单位产量内纤维束集聚所用的平均负压能耗降低74％。

实施例四

(1)本例中纺制的纱线支数为27.90tex，纱线品种为纯粘胶普梳纺纱。使用粗纱定量为6.5g/10m,锭速设定为15000r/min,捻度设定为60捻回/10cm。

(2)所选用的立体圆环集聚辊筒，其纵向切面宽度11mm，横向切面宽度为13mm，纵向切面上设置有“z向”凸起斜楞，横切面上设置有“s向”凸起斜楞。

(3)所选用的立体圆环集聚辊筒，其纵向切面与横向切面相交的圆形位置上均匀布置着截面为椭圆形的负压孔道，如图7所示。负压孔道的倾斜角度为45°，负压孔道的短轴内径尺寸为1.5mm，长轴内径长度3.5mm，负压孔道间距为边到边4.0mm。

(4)所选用的立体圆环集聚辊筒，设定其工作面线速度与前罗拉表面线速度相同，输出罗拉线速度与前罗拉线速度比值为1.002。

(5)负压孔道所提供的的负压设定为1400pa。等待负压稳定后，开始纺制纱线。

随后将纺制的样品放置在标准实验室48小时。经测试，纱线断裂强力为779cn，断裂强度不匀率为4.9％，毛羽h值为3.8，cv％值为11.8％。与常规环锭纺纱设备在相同条件下所纺纱线的测试指标相比，其纱线断裂强力提高9.5％，断裂强力不匀率降低8.1％，毛羽h值降低19％，cv％降低3.0％。与常规网格圈式四罗拉紧密纺装置在相同条件下所纺纱线的测试指标相比，断裂强力提高1.9％，断裂强度不匀率降低2.8％，毛羽h值指标降低6.1％，cv％降低1.1％，实验过程中测量单位产量内纤维束集聚所用的平均负压能耗降低62％。

以上实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质和原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。