专利名称：一种改进的自由端纺纱的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及的是以高速生产纺织纱线的自由端纺纱，并以此改善纱线质量，其中，在空气流中的短纤维(如单根的纤维)从纤维的开松装置传送到纤维聚集区域，在此纤维被结合到所形成纱线的自由转动的尾部，然后纤维束被加捻以形成纱线。
由于认识上要求形成纤维束并且在相同的操作相上同时加捻，这阻碍了一般使用于生产纺织纱线的先前的摩擦纺的研制开发。一般摩擦纺的概念是生产成螺旋取向结构的纤维，而不是拉直和平行的纤维。实际上也有打滑现象出现在纤维束与摩擦表面之间，这是由于在摩擦表面之间宽缝隙的结果，而该间隙是适应纤维束和加捻的双重因素所必需的。该螺旋形纤维束和缺乏对纤维束施加加捻的可靠控制，结果是形成了具有不同捻度率的低强力纱线。
在其它的一些摩擦纺纱系统中，纱线的生产已出现有相类似的困难，即使当纤维聚集和加捻已经分开，如在这样的系统中，设备已不能保证正在形成的纱线的转动在自由端的状态下被维持到其尾部尖端，并且不能保证这样的转动大致与摩擦面所加的捻同步，已知的涡流纺纱中也存在这种低强力纱线和不同捻度的同样的问题。
生产中所呈现的这些问题在德国专利申请DE.3348045.0中做了描述，该专利试图把纺的纤维输送到一个宽漏斗形状的空气室，该空气室装有一系列的压缩空气喷嘴以产生一种朝着漏斗的狭小端逐渐增大圆周速度的涡流空气，在此有一个空气排气管，它还可作为纺纱管，它被连接到一个吸气源。由流出的空气流所携带的纤维被在排气管上所形成的纱线的尾部获得，而纤维随着涡流速度朝着排气管方向的增加必须以绕着正在形成的纱线的结构形式来缠绕，具有缠绕纤维的成形纱线从排气管拉出通过漏斗涡流而引入到一个与排气管轴向对准的抽取管中，在该抽取管中设置有一个附加的加捻装置。
在这样的装置中不可能对其所被涡流引入的纱线尾部的自由端增加捻度，也不可能使纱线自由端尾部的转动与附加的加捻装置的转动同步。因此由附加加捻产生的是假捻，所以，最终纱线的直捻将取决于在纱线尾部上所被引入的不同捻度，这样，上述所形成的纱线将是低强度的。此外，所加真捻的程度不可能通过增加引入了纱线尾部的加捻装置的转动速度来累加，其结果是不能实现高速生产高质量的纱线。
本申请所要解决的是上述的问题和在自由端纺纱装置，包括已知的摩擦纺纱装置的实践中所遇见的限制。
本发明的目的是通过自由端摩擦纺技术而提供一种用于成形纱线的形成纤维束的方法，它克服或减少上述的问题，并且能够实现高生产速度和高质量，且具有令人满意的引入捻度。
根据这个目的，在此提供一种用于借助加捻装置的自由端纺纱的纤维束的方法，包括把携带着纤维的空气输入到一个限定的聚集区域，在该聚集区域上保持一种圆周空气流绕着携带纤维的空气，所述的圆周空气流在聚集区域里是一种用来径向压缩纤维束的压力，并且在最终纱线加捻的所要求的方向上通过加捻装置来控制调节，然后把空气从所述的聚集区域以纤维引入的轴向方向抽出，而在聚集区域上所形成的纤维束在与该轴向相对的方向上抽出而输送到加捻装置。
通常，聚集区域是由一个内圆筒表面所构成，空气流是在基本上与所述的圆筒表面相切的方向进入聚集区域，轴向进入聚集区域的载有空气的纤维由圆周运动的空气环绕其旋转和径向地压缩，以致由空气所载的纤维和进入到聚集区域的成形纱线的尾部，基本上与所形成的聚集区域的圆柱表面不发生接触，并且其聚集区域是固定的。这样，对于具有真实自由端的成形纱线，连续的积累成形纤维和抽出纤维束是可能的。
环状空气的压力压缩着载有空气流的纤维，以此促使纤维的附到成形纱线的尾部上，并防止纤维飞散浪费，同时有助于作为“自由端”成形纱线尾部的转动。空气输送纤维到聚集区域，脱开已附着于转动着的尾部的自由端的纤维空气进而与压力空气一起到达聚集区域远端的一个吸气源。在与纤维束抽出的相对方向上的流动空气流对其纤维束施加一个有益的轴向张力，以保持纤维拉直，由此有助于纱线的抗拉强度。
最初制备的纤维是在一个普通纤维开松装置，例如一种分离器，然后该纤维被携带在空气流中，例如通过一个导管，而进入到纤维聚集区域。
纤维束能够轴向地引入到一个摩擦纺纱装置里，例如在澳大利亚专利AU501999，或美国专利US4091605中所描述的摩擦纺纱装置，在此可结合参考上述的每一篇专利。
通常，纤维聚集区域的轴是与摩擦加捻构件的转动平面成直角的设备，因此，从空间上考虑，一个输送载有纤维的空气的导管能够与限定聚集区的通道成直角的设置，或较不便利的是以一个锐角的向后倾斜。在这些结构中，为了进入纤维聚集区域空气流和纤维受到一个突然较大的方向改变，这就对空气和纤维流产生不利的影响，致使产生紊乱和影响纤维聚束的性质。不可能使得纤维喂入管与聚集区域通道更直地成一直线，以致纤维流不能急剧地从正常的路线上中断，因为转动摩擦表面的位置、作用和特性使该设计和结构受到限制。
此外，自由端系统良好的操作要求其纤维束的转动不被妨碍，并且是尾部短，纤维聚集区域靠近转动摩擦表面之间的纤维束的入口。否则纤维束产生不利的抖动，这对于由摩擦表面作用所要求给予的集中的纤维束稳定的转动是否定的。
根据本发明的另一方面，它提供一种由纤维进行自由端纺纱的方法，它包括的步骤为，把纤维携带于空气流中，把被携带的纤维输送到纤维聚集区，把所述的聚集区域上的纤维附着到旋转着的纤维束尾部，将尾部随同附着在其上的来自聚集区域的纤维以与空气流入于纤维聚集区域相反方向抽出，并且纤维束通过旋转的两个转动表面之间，并与每一表面接触，由此给予加捻形成纱线，其特征是所述的纤维聚集区域是位于一导管内部，该导管具有一个与在所述两摩擦表面之间的通道成直线的轴线，并且与其转动平面相倾斜，所述的纤维在聚集区域与转动表面之间输送到所述的纤维聚集导管，并且以与纤维聚集导管相连接的纤维聚集导管下游的轴线有一个不小于90°的角输送到所述的纤维聚集导管。
通常，纤维沿着一个通道被输送到纤维聚集导管，该通道基本上平行于构成摩擦面的各构件旋转的共用平面。较好的是转动表面各自与转动轴相对地作相同的倾斜，并且安装它们使它们之间形成间隙。在离开聚集区域之后，通过该间隙，纤维束被牵引，并与每一摩擦表面相接触。在其上提供了摩擦表面的构件在相对的方向上以相同的圆周速度而被转动，所以，纤维束通过其“夹持区域”，并且该“夹持区域”保持在与纤维聚集导管轴线成轴向直线上的一个固定位置上。
在以前的自由端摩擦纺纱装置中，其中纤维束是通过在两转动摩擦表面之间的一个间隙而拉出的，它存在着两个相反的摩擦力，一个摩擦力是在圆周方向上，对纤维产生搓捻或加捻以形成纱线，而另一摩擦力是在轴向上，它是由纤维束被拉过两摩擦表面之间的间隙而产生的。轴向摩擦力在被加捻的纤维束上产生一个张力，它能引起纱线断线，从而减少可靠性和生产速度。
这些问题能够使用锥形的摩擦表面而被大大地减少，通过锥形摩擦面所限定的间隙，纤维束被牵引，并且使纤维束在其锥形表面的较小直径端进入间隙中，而从其较大直径端出来。
由于这种结构的结果，并且由于这样的事实，其上形成摩擦表面的构件是在相反方向以同一个转动速度被驱动，所以在间隙的入口端到出口端的长度上，摩擦表面的表面速度从较慢到较快逐渐增加。因为锥形表面，相互摩擦地作用在成形纱线的侧面上，在纤维束与摩擦表面之间的轴向摩擦通过螺旋推进作用而有利地用来增强和简化纤维束的抽取，其螺旋推进的影响是由表面速度从圆锥摩擦表面的较小端到较大端的匹配增加而产生的。
下面结合附图将进一步描述本发明的一个实施例，其中
图1为将纤维纺成纱线的方法的示意图;
图2为纤维聚集器和摩擦加捻器的一个轴向剖面示意图;
图3是图2中沿线3-3所剖的剖面示意图。
现参见图1，一种纤维条1被喂入到一个合适的分离器2中，在此纤维从纤维棉上被逐一地分离开并输入空气流中，已知有各种常用的分离器可用于上述目的，纤维条的喂入速度则可根据纤维的特殊要求、所要求的成纱支数、以及预计的纺纱损耗率而以已知的方式来加以控制。
经过分离器2的纤维随气流通过导管3并进入到纤维聚集器4。纤维聚集器是本发明的一个主要部分，将在后面作进一步的详细描述，空气从聚集器经过导管5被吸气源7抽出。而纤维束从聚集器4引出进入摩擦加捻器8，加捻后的纱线由退绕辊11从加捻器8中引出，然后被送到纱线接收卷轴12。
现参见图2，被空气所携带的分离纤维通过导管3由图1所示的分离装置输出到纤维聚集器4，其聚集器包括管形构件17，它限定了圆筒形的集中纤维聚集区域16，并且在每一端部20和21形成开口，开口端20与图1所示的吸气装置7连通，而开口端21与纤维输送导管3连通，导管把纤维从分离装置输送到聚集区域。
为提供一个光滑过渡表面来改变纤维从导管3到管形构件17的流动方向，成型的遮护板18设在导管3和管形构件17的连接区域上。同时，挡板18防止了引进的纤维冲击到和防止过早的附着到从聚集器输送到下面将进一步描述的加捻装置8上的移动的纤维束上。
导管3是逐渐变细的，以致把空气和纤维加速，从而将出自分离器上的纤维所存在的乱取向情况而矫直。因此，最终输送到聚集区域16的纤维基本上是直的，并且在基本平行于空气流动方向的方向上延伸。而纤维在导管3的大的输入端处是空间分布的，由于导管3的横截面区域逐渐减少，随着纤维和空气的流动朝着较小的输出端而加速，从而纤维也就逐渐变直，同时，纤维横向逐渐地被紧缩。
所得到的直的，平行的和层状的纤维，并且由空气边界层所保护的纤维流，随着它们进入聚集区域16，结果是大部分纤维呈现一种圆形，它类似一种空心不连通的经纱。
一个连续空腔25提供在纤维聚集区域16(未图示)上管形构件17的外围，纤维聚集区域16经过通道26与压缩空气源相连通，空腔25通过一些孔口或缝隙28(见图2插图“A”)而与纤维聚集区域16相连通，其孔口或缝隙是相对管形构件17的内壁成切向的穿过管形构件17的壁。至少两个这样的孔口或缝隙28设置在径向相对的位置上，并且是在相对聚集区域16的轴向的一个通常横向的平面上。
在纤维聚集区域16上，通过设置缝隙28而产生旋转的空气流动，并且引起在聚集区域16内的聚集纤维绕着轴向而旋转，选择孔口或缝隙28的切向情况，以致由空气传给纤维束的旋转方向相同于由加捻装置8而引入的加捻方向。除了在聚集区域16内产生上述的旋转空气流动以外，通过孔口或缝隙28的空气其压力足以在离开管形构件17的壁向内的方向，并朝着聚集区域16的轴线压紧而获得致密的纤维束。
这种压缩空气形成的作用除了形成致密纤维束外，还在纤维束与管形构件17的内表面之间提供一个纤维空隙，使得纤维束能够成为一自由端地转动。所形成的这些理想的自由端条件用于形成纱线的尾部部分和正捻结于该尾部的纤维。
也可理解的是，吸气装置7把空气从聚集区域16朝着管形构件17的开口端20抽出，并且这种轴向张力在纤维的聚集期间被保持在纤维上，这样在纤维聚集过程中有利的促使保持纤维拉直。
被凝缩的纤维束从管形构件17的端部21抽出经过挡板18的轴向对准的开口端29而进入到摩擦纺纱装置或加捻装置8，该装置例如已在本申请人的早期美国专利US4091605和澳大利利亚专利AU501999描述过，在此可结合于本申请。挡板18对于由导管3引入的纤维导向以改变方向轴向地进入到聚集区域16而不撞击到正在引入到加捻装置的凝缩纤维是十分重要的。
现参看如图2所示的加捻装置8的一个较佳结构，它包括一个构成部分基本结构35的固定支承基座50，并且它可转动的支承着外摩擦环51和内摩擦环52，外摩擦环51绕着轴53转动，而内摩擦环52绕着偏心于轴53的轴54转动。
外摩擦环51具有一个与轴53同心轴的截头内圆锥表面55，而内摩擦环52具有一个与轴54同轴的截头外圆锥表面56。各个圆锥的角度是相等的，并且各个轴是这样设置的，在圆锥表面之间设置一个狭小的间隙，如所表示的58。来自于纤维聚集区域16的纤维束经过这个间隙61以在此进行下面进一步描述的加捻。
外摩擦环51的截头内圆锥表面55是一种摩擦材料，例如橡胶，而内摩擦环52的外表面56是一种相同的或类似的摩擦材料。所设置的内表面55和外表面56在图3所示的60处以摩擦驱动接触，内摩擦环52通过同轴心的轴59被结合到驱动轮58，并且驱动轮能够被结合到一个合适的驱动马达上，例如一个电动马达(未图示)。这种驱动结构可使得两摩擦环51和52都转动以致圆锥表面以相同的圆周速度反向转动。
纤维束在内外摩擦环之间的58处通过，与各个摩擦表面摩擦接触，因此纤维束在其轴向上被搓捻，使得对纤维束施加真实的捻。同时由于两表面以相同的圆周速度转动，虽然是以相反方向转动，但聚集的纤维将在两表面之间保持一个可靠和恒定的位置。
更加清楚地的是，另外一些驱动结构能够用来驱动内外环，以获得各个内外环的相同圆周速度，使得相对于由聚集区域16产生的纤维束保持间隙61在固定位置上。
由图2得知，间隙61的位置与管形构件17的端部21和导向管29成一直线，通过该间隙纤维束从聚集区域16抽出。还可得知，在其上环51和52可转动的平面相对于管形构件17的轴而被倾斜，并由此使得输送纤维到管形构件17的导管3与其相似的被倾斜，当纤维进入管形构件17时，在此提供了纤维运行方向的平湍过渡，以将纤维输送到聚集区域16，同时需缩短在聚集区域16与进入两转动摩擦表面55和56之间间隙61的入口之间的距离。
还可参照以前的技术，由于摩擦表面55和56对于其相应转动平行轴各自倾斜，并且由于纤维束以其较小的直径端进入间隙61，当纤维从小直径进入端通过间隙61的大直径的出口端时，纤维束受到摩擦表面的圆周速度的加速。
这就有助于促进纤维束经过间隙61向前通过，并且由引线辊11将纱线通过加捻装置8拉出而施加到纤维束上的所需张力也减小了。
权利要求
1.一种用于通过加捻装置进行自由端纺纱的纤维聚集的方法，它包括把载纤维的空气输出到一个所限定的聚集区域，在聚集区域里保持一个环状空气流绕着载有纤维的空气，所述的环形空气流是一种压力，以在聚集区域中径向地压缩纤维束，并且在通过加捻装置来控制的最终纱线加捻所要求的方向上，然后把空气从所述的聚集区域在纤维引入的轴向方向上抽出，而在聚集区域上所形成的纤维束在相反的轴向方向上抽出而输送到加捻装置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述的聚集区域是由一个内圆筒表面所形成的，空气流是在基本上与所述的圆筒表面相切的方向进入聚集区域。
3.根据权利要求2的方法，其中所述的空气流通过在所述的圆筒上相间的绕着圆周表面的一些开孔而进入到所述的聚集区域。
4.根据权利要求3的方法，其特征是纤维沿着一通道而被输送到所述的聚集区域，其通道基本上平行于其上形成的摩擦表面的相应构件转动的共同平面。
5.根据权利要求3或4的方法，其特征在于，所述的摩擦表面各自与转动轴相对地相等地倾斜，并且与安装它们使它们之间形成一个间隙，在离开聚集区域之后通过该间隙，纤维束被拉伸并与每一摩擦表面相接触。
6.一种由纤维进行自由端纺纱的方法，其步骤包括，把纤维携带于空气流中，所被携带的纤维输送到纤维聚集区，在所述的聚集区域上的纤维附着到旋转着的纤维束尾部，将尾部随同附着在其上的来自聚集区域的纤维以与空气流入于纤维聚集区域相反方向抽出，并且纤维束通过旋转的两个摩擦表面之间，并与每一表面接触，由此给予加捻形成纱线，其特征是所述的纤维聚集区域是通过一导管而限定的，该导管具有一个与在所述两摩擦表面之间的通道成直线的轴线，并且与其转动平面相倾斜，所述的纤维在聚集区域与转动表面之间被输送到所述的纤维导管，并且以与纤维聚集导管相连接的纤维聚集导管下游的轴线有一个成钝角的高度。
7.根据权利要求5的方法，其特征在于纤维一开始沿着一通道朝着纤维聚集导管而被输送的，该通道基本上平行于其上形成所述摩擦表面的各构件的转动的共同平面。
8.根据权利要求6或7的方法，其中纤维在一平滑过渡面而被引导，以有助于纤维流改变到聚集区的轴向方向，并且以防止所引进的纤维过早的附着到所拉出纤维束上。
9.如权利要求5至8的任一个方法，其特征在于所述的摩擦表面对转动轴相对地作相同的倾斜，并且安装它们使它们之间形成一个夹持区域，通过该夹持区域，纤维束与每一摩擦面相接触地被牵引，由此给予纤维施加捻以形成纱线。
10.如权利要求9的方法，其特征在于，所述的构件是以相对方向、相同的圆周速度转动，以此，纤维束通过夹持区域，而该夹持区域保持在与纤维聚集导管轴线成轴向直线的一个固定位置上。
11.根据权利要求9或10的方法，其特征在于，所述的摩擦表面对于所限定的夹持区域或圆锥形。
12.根据权利要求11的方法，其特征在于，所述的纤维束在所述的圆锥表面的较小直径端进入所述的夹持区域，而从其所述的较大直径端出来。
13.一种用于由纤维进行自由端纺纱的装置，它包括用于输送携带于空气流聚集区域的纤维以使纤维附着到一个转动纤维束的尾部的装置，将其尾部与附着于其上的纤维从相对于将纤维引入到纤维聚集区域的中心空气流相反的方向从聚集区域抽取的装置，该装置使纤维束在旋转的两个转动摩擦面之间通过并且与每一个摩擦接触而将纤维加捻形成纱线，其特征在于，所述的纤维聚集区域是由一导管限定的，该导管具有一个与所述的两摩擦面之间的通道成直线的轴线，并且与其转动平面倾斜，安装所述的纤维输送装置，以在聚集区域与转动表面之间的一个位置将纤维输送到所述的导管，并且与连接于所述的纤维聚集导管的纤维聚集导管下游的轴线成一钝角。
14.根据权利要求13的装置，其特征是纤维输送装置把所述的纤维沿着一个通道朝着所述的纤维聚集导管输送，该通道基本上平行于其上形成所述摩擦表面的相应构件的转动的一个共用平面。
15.根据权利要求13或14的装置，其特征在于，安装导向装置以提供一平滑过渡面，以便有助于将纤维流的方向改变到聚集区的轴向方向，并防止引入的纤维过早的附着于抽取的纤维束上。
全文摘要
一种用于通过加捻装置(8)制备自由端纱线(1)的纤维束的方法，包括将携带纤维的空气输送到一个限定的聚集区(4)，在该聚集区维持一个绕着推带有纤维的空气的一种环形气流。所说的环形气流在聚集区(4)中有一种径向压缩该纤维束的压力，并且在一个由加捻装置8所决定的成纱的所需的加捻方向上。从所述的聚集区在纤维进入的轴向方向上抽取空气而以相反的轴向方向抽取形成于聚集区内的纤维束，并将其输送到加捻装置(8)。同时还公开了用于实施本发明的装置。
文档编号D01H4/30GK1102863SQ9311644
公开日1995年5月24日 申请日期1993年8月18日 优先权日1992年8月18日
发明者阿兰·N·雅可森 申请人:阿兰·N·雅可森