在纺纱或加捻过程中减少纱线的断头的制作方法

专利名称：在纺纱或加捻过程中减少纱线的断头的制作方法
此发明涉及到纺纱和加捻纱，特别是对环锭纺纱频繁的断头的问题。
环锭纺纱中断头发生率是众所周知的，最初发生在前牵伸罗拉和导纱器间的区域，取决于纱线的张力和捻度水平。由锭子和气圈产生的张力的传送部分通过导纱器减小，但据观察，从导纱器到前牵伸罗拉的箝口，捻度水平趋于减小。在此区域内的捻度会在局部产生波动。另外相关的因素是纱线的横断面和横断面内的纤维数，沿纱线方向它们也是变动的。当捻度水平、横断面和纤维密度低于目前关系到纱线张力的某一水平时，断头就会发生。
过去为减少断头发生的方案都集中在增加导纱器之上的纱线捻度水平或减小向前牵伸罗拉的张力传送，其概括的目的就是提高纺纱区捻度一张力的平衡。一种方法是用旋转式导纱器在导纱器和前牵伸罗拉间的纺纱区给纱线加入假捻，这样可增加此区域的捻度水平。另外一个方案是，如1979年6月，60,433“Melliand Textilber”(英语版)中W.Kampen所公开的，导纱器包含一个由与锭子连接的磁性体驱动的摩擦管。另外，由TA Subramanian等在ATIRA(Ahmedabad Textile Industry’s Research Association)1974年发表的“环锭细纱机的断头”揭示，管子是由纱线本身带动旋转。另外还提供了一个独立机构。
授于Wilkie的美国专利4384448提出在导纱器和前牵伸罗拉间装一个气动假捻器。在此位置的机械式假捻器的各种进一步的形式发现都与H.M.Brown也就是美国2590374和2718111号专利，即在1949年发表在“Textile Bulletin”上的题目是“Clemson Dean提议的新技术”的报告，和在1954年发表在“Textile Industries”第96页上题目为“减少断头”文章的有关。这些假捻器最初是各种方向和形状的圆盘，但美国2590374号专利包括了一个实施例(图7和图8)，它利用了一个接近和刚好在导纱器之上运行的作用带。
当这些转动的导纱器起到增加捻度水平的作用时，在有些情况下也有利于减小张力的传递，对每个锭子来说穿纱和分离装置是困难的，包含巨大的资本花费。
另外的方法目的是减少纺纱张力，它在锭子的顶端进行改进，称之为锭帽。此方法由Schenkel等发表在“Textile-Praxis”(国际性的)上第150页(1963)，一般包含部分和全部消除由纱线缠绕装置产生的气圈。锭帽没有达到有效的商业用途，可能又是因为价格和复杂的原因。
无论什么不同的方法，不用纺纱三角或用压缩三角纺纱，纤维可更紧密地束缚在一起，这样，在纱线形成过程中利用气体压缩来增加纱线强度。此系统由Betz,D在“Melliand International”(1995)发表的“环锭纺的革新”，第1页30-34中被描述。
本发明的一个目的是，至少在环锭纺的应用上，从效率和经济吸引力两方面减少断头的发生。
本发明源于前面提到的美国专利2590374中图7和图8中的横向作用带的潜在利用，即在本文中用作假捻器，但将其更进一步改进。在专利中纱线和带表面间的角接触非常小，反应出通过皮带的纱线路径角偏差小。本发明目的，一方面，减少断头不仅可通过在纺纱区进行假捻的方法，也可附加实质上减少纺纱区张力的传递，这样利用Capstan理论和Amontons定律的优点，即角接触越大，传递张力越少，即可达到目的。
美国专利2590374的图7和图9的结构有另外一个优点。皮带安装必须非常接近导纱器，以避免横向移动带表面对纱线通道的过多的偏移干扰。第二方面，通过安排纱线与连续移动带装置两个行程段接触的方式，此发明避免了这种限制，平衡了偏移拖动。
因此，第一方面，此发明提供了给传送中的纤维束加捻形成加捻纱的方法，纤维束从钳口被牵引出来，旋转和施以捻回，从这儿，在钳口下游，加捻的纱线被牵引经过，并且与移动带装置的至少一个行程段接触，这样，一个或多个移动带表面旋转纱线，并给朝向钳口的纱线施以假捻，在那里，沿纱线传送方向所述表面是凸起曲面状，纱线和所述表面在一整条曲线上完全接触，它足以有效地降低朝向钳口的纱线在经过(这些)表面时的张力传递。
第一方面，本发明也提供了用以给传送中的纤维束加捻形成捻纱的装置，包括包括一个出口钳口的传送装置；加捻装置，可以旋转，将纤维束从钳口处牵引出来，给纤维束加捻形成捻纱，还有；移动带装置，它是一种连续的移动带，形成一对行程段，当捻纱被牵引经过行程段时，其中至少一条行程段与捻纱接触，移动带的表面就旋转纱线并给朝向钳口的纱线加上假捻；这里所述表面在纱线传送方向呈凸起曲面，之所以如此设计，是因为在装置的操作中，当纱线经过表面时在一整条曲线上与该表面完全接触，从而足以有效降低朝向钳口的纱线在经过(这些)表面时的张力传递。
第二方面，本发明也提供了一个将传送中的纤维束加捻以形成加捻纱的方法，其中纤维束被从钳口处牵引出来，旋转施以捻回，在钳口下游，捻纱被牵引经过并且和连续移动带沿相反方向移动的两个行程段接触，因此移动带表面旋转纱线并给朝向钳口的纱线施以假捻，相应行程段纱线和偏斜拖动有效地得以平衡。
在第二方面，本发明还提供了一种用以给传送中的纤维束加捻形成捻纱的装置，包括包括一个出口钳口的传送装置；加捻装置，可以旋转，将纤维束从钳口处牵引出来，给纤维束加捻形成捻纱，还有；移动带装置，它是一种连续的移动带，形成一对行程段，当捻纱被牵引经过该行程段时，就与两行程段接触，移动带的表面就旋转纱线并给朝向钳口的纱线加上假捻；相应行程段纱线的偏移拖动在操作中实质上就得以抵消。
加捻纱线被最好牵引经过并且和移动带的以不同方向运动的两个行程段相遇，经过所述一个行程段的背面和另一个行程段的正面。
此装置最好是一种纺纱装置，其输送装置包括牵伸装置，加捻装置是锭子，用以卷绕纱线，并且是可旋转的，由它对纱线施以捻回。
进一步，连续移动带如此设计，它的每一个行程段移动方向都和纱线被锭子牵引的方向横向交错，例如基本上是成90度。
纤维束最好是短纤维束，对于毛粗纱和毛条更为有益。
典型的，纺纱装置还包括导纱器，例如介于锭子和钳口之间的猪尾形导纱钩，以及一个钢领和钢丝圈用以将纱线卷绕到锭子上。
连续带装置最好安装在导纱器和钳口之间。
最好，在多锭的细纱机中，单根移动带用以和多根纱线接触。
最好，提供可调节移动带的传送和/或它的定位及与纱线的接触特性的装置。
本发明将进一步结合附图，通过一个例子来进行进一步的描述，其中

图1是具有本发明装置的一个实施例的单锭环锭细纱机的透视图，图示为工作状态；图2是相应的简单横断面图；和图3是应用阿蒙登氏摩擦定律(Amtonton’s Law)的简图。
如图的锭子部分包括一个常规外形的输送或牵伸部分12，此部分包括双皮圈11和带有输出钳口14的前牵伸罗拉13。卷取锭子16有一个钢领19和钢丝圈18，猪尾形导纱器20通常在钳口和锭子之间。操作时，粗纱7被牵伸部分12牵伸，旋转的锭子从钳口14牵引出被牵伸的须条8，并象纱线9一样卷绕到锭子16上，同时通过旋转给纱线加上捻度。此捻度逐步减少且会局部波动，向后输送到钳口14。自然纱线有张力，通过猪尾形导纱器20和钢领19间的纱线气圈离心的产生而增加。
在钳口14和导纱器20之间是假捻带装置25。此装置包括一个断面是圆形的，以及一种表面具有适当摩擦的弹性材料的连续带30。带30安装在相应的传动和张紧皮带轮32、33上，限定了一个定位平面，它倾斜的横切纱线的输送路径，即从前牵伸罗拉15的钳口14到导纱器20，使得带30的上行程段34被安置在直接输送线的前面，下行程段35在纱线输送线的后面。通过这种设计，以及它的圆形断面，皮带的表面在纱线传送方向及其传送平面呈凸起状。
修改后的纺纱部分是这样引纱的，纱线从环绕带上行程段34的正面和下行程段35的背面被牵引出来，因此形成和带接触的两条曲线。如果锭子和带此时正在运动(机械传动不在此细述)，相应的带行程段表面和纱线运动方向横向交错，也即和纱线成90度，从而旋转纱线给纱线在朝向钳口14的方向上加上假捻。由两个带行程段加上的捻度在上行程段34的上方累积。这样就增加了在带30上方纺纱区31内的纱线捻度，但并没有对绕在锭子上的纱线的平均捻度水平有任何实质的影响。进而每个带的行程段和纱线的线接触有效地降低了张力向纺纱区内的传递。捻度水平的增加和张力的降低都给在输送带上方纺纱区31内降低纱线断头起到了实质性的作用。
张力的降低可以从阿蒙登氏摩擦定律和Capstan理论得到映证，环绕在卷筒或圆柱上的绳索滑脱时，张力比T1/T2的值将超过指数μθ，这里μ是绳索和卷筒表面的摩擦系数，θ是接触弧的轴线相对的夹角(径向夹角)。此外Capstan理论认为环绕卷筒(或自由直立圆柱)，相应较小的作用力就可以平衡有大包角的较大的作用力。
根据Amontons定律，修改加假捻皮带的设置，参照图3，纱线张力与包角的关系如下T2/T1=eμθ1＆T3/T2=eμθ2T3/T1=eμ(θ1+θ2)因此包角(θ1+θ2)增加，T3/T1也增加(也即T1和T3的差值增大)。所以包角越大，纺纱区内的纱线张力减少也越大。这项预见通过实践得以验证。
曲线接触有效地降低了纱线在通过装置25时的张力传递。降低幅度至少平均在30％。在给25tex毛纱，锭速10,000rpm，牵伸14.5试验时，在可控制试验内，没有装置25，纱线张力为20cN。采用装置25，调节在两个带行程段处的纱线路径偏斜角度(也即包角)为2×33°,56°+47°，以及77°+62°，测得纱线张力分别为9cN,10cN和3cN。根据以上公式可以得出，张力减少也取决于μ，因此也取决于纱线和带的材料。
应该提到的是加捻带装置25足以阻滞而不是严重干扰落纱。
尽管根据本发明第一方面的原理，对于接触仅仅一个带行程段而达到加捻和降低张力到实用水平是可行的，以及尽管此种接触为穿纱起见要比所叙述的方式简单，而采用与两个行程段接触考虑三个方面是行之有效的。张力在两个接触处减少，而在加上假捻的纱线上也有所增加。相应的行程段，由于它们以相反方向运动，实质上抵消纱线的偏移拖动，因此也消除了纱线运动的任何侧向偏移。在单接触方案中，必须对纱线的侧向偏移有所约束，尽管这在穿纱过程中对于双行程段接触也是必要的。进一步更可发现，采用两个以上行程段带的多处接触在某种情况下是有利的。
所述方式特别经济性在于在细纱机纺复合纱线时可以采用单个连续带，它和最早的先有技术方案形成鲜明的对比，后者为达到假捻和降低张力而在每个锭子上都安装了单独的装置。当然沿带行程段每隔一定间隔必须装上导轮或是其他稳定装置。
可以肯定的是假捻带装置25一定会带来一些随机或是有益的特征。例如，可以用以改变带30的移动速度，或者使之间歇工作，例如停-开或前进-后退，从而获得独特的纺纱效果。带30的间歇工作，例如采用步进马达，在给双股纱线，如Sirospun(商标)纱线，增加捻度时就利用间歇捻度传递效果。当然一般来说，本发明可以用于任何多股纺纱，加捻或合股。
前牵伸罗拉与导纱器之间的带30的平面和纱线直接传送线间的夹角可以调节，用以控制带和纱线的接触角度，从而控制了纱线张力的传递。调节张力具有如此用途，例如，用以补偿纱线在锭子上卷绕成形时的张力变化。也可以通过改变带30的横向断面直径或表面摩擦系数来控制张力减少和捻度增加之间的平衡。带行程段之间的距离也可以调整，例如通过采用可调节张力皮带轮。
在特别实施例中，可以用假捻带来对纱线进行表面处理，例如通过上腊、加湿、润滑或着色。
如果有特殊要求，改变带的方向同时在纱线上游降低捻度和张力。
另一种方式是将带下行程段垂直放于猪尾形导纱钩上方，因此最大限度地增加了从导纱钩向上游捻度传递，只要它可以被移动到一旁以便于落纱。此条传送线在图2中以虚线8’来表示。
一种进一步有效的改进是给纱线路径定向，这样和或者至少近似和前牵伸罗拉钳口相切，因此使得捻回向纱线上方传递，从而降低了在邻近钳口处的断头率。通过装置25方便地达到对路径的修改在图1中可见纱线在邻近相切位置处被提起。通过进一步调节装置25的位置和构形可以达到一个更靠近相切的位置。
应该理解本发明在精梳纺单纱中的短和长纤维度的环锭细纱纺纱，或更广泛地至毛纺或半精梳纺纱，至一般性的合股，以及特别地至短和长纤维度Sirospun工艺中，还有至简单环锭捻线操作，都有广泛地应用。
一般情况下，采用此项发明将会减少纱线断头，从而使得在给定断头率情况下可以实现更高的锭速，或者在给定的断头率情况下以较低的捻度纺纱。相反，在给定纱支或者捻度水平情况下降低纱线断头率。此项发明使得在给定纱支、锭速和捻度水平的情况下，可以使用较低质量的纤维原料纺纱，以及使得在纱线断面以较少的纤维束能够成功地纺出合格的纱线。
业已发现所述实施例，以及或许本发明一般情况下会引起在纱线形成区的捻度和张力的变化(即前牵伸罗拉处)，从而导致沿纱线的捻度分布更为均匀。这将有益于纱线和织物条花的降低，有益于用股线制成的针织织物上的起绉和线圈歪斜的减少。
还可以看到，如同在先前报告中预计的，在较小的纺纱区，将会降低纤维脱毛和发毛纱线。
也应该理解到，“包括”或者如同在此所用的它的语法上的变化等同于“包括”，它不应被视为其它因素或者特征的例外。
权利要求
1．一种给传送中的纤维束加捻使之成为捻纱的方法，其中纤维束被从钳口中牵引出来，旋转并且加上捻回形成纱线，在钳口下游，捻纱被牵引经过并且和至少一个连续移动带的行程段接触，这样带的表面旋转纱线并给朝向钳口方向的纱线加上假捻，这里所述的表面在纱线传送方向呈凸起曲面，纱线和所述表面在一整条曲线上完全接触，这样就足以实质上降低纱线通过表面朝向钳口的张力传递。
2．根据权利要求1所述的一种方法，其特征在于，当捻纱被牵引经过并和带上以不同方向移动的两个行程段相遇时，它是经过所述其中一个行程段背面和另一个行程段的正面。
3．根据权利要求1或2所述的一种方法，其特征在于，这里纤维束是一缕纤维束，所述方法包括将此缕纤维束纺成卷绕到锭子上的捻纱，锭子旋转并给纱线加捻。
4．根据权利要求1、2或3所述的一种方法，其特征在于，连续带的断面基本上是圆形的。
5．根据前述的任何权利要求，其特征在于，这里的纤维束是短纤维束，最好是羊毛。
6．用以给传送中的纤维束加捻形成捻纱的装置，包括包括一个出口钳口的传送装置加捻装置，可以旋转，将纤维束从钳口处牵引出来，给纤维束加捻形成捻纱，还有移动带装置，它是一种连续的移动带，形成一对行程段，当捻纱被牵引经过行程段时与至少一条行程段接触，移动带的表面就旋转纱线并给朝向钳口的纱线加上假捻；其特征在于，所述表面在纱线传送方向呈凸起曲面，之所以此带装置如此设计，是因为在所述装置的操作中，当纱线经过所述表面时在一整条曲线上与该表面完全接触，从而足以有效降低朝向钳口的纱线在经过所述表面时的张力传递。
7．根据权利要求6所述的装置，其特征在于，带装置的两条行程段以相反方向移动，并与纱线路径交错，纱线经过所述一个行程段的背面和另一个行程段的正面。
8．根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述装置是一种纺纱装置，其中传送装置包括牵伸装置；而加捻装置是一种锭子，它是可旋转的，用来卷绕纱线以及给纱线加捻。
9．根据权利要求8所述的装置，其特征在于，进而包括一种介于锭子和钳口之间的导纱器，一个钢领和钢丝圈用以将纱线卷绕到锭子上去。
10．根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述连续移动带装置处于导纱器和钳口之间。
11．根据权利要求6至9的任何一条所述的装置，其特征在于，所述的连续移动带的断面基本上是圆形的。
12．根据权利要求6至11的任何一条所述的装置，其特征在于，连续移动带如此设计，它的每一个行程段的移动方向都和纱线被锭子牵引的方向横向交错，也即基本上是成90度。
13．根据权利要求6至12的任何一条所述的装置，其特征在于，在多锭的细纱机中，所述的移动带装置就是一单根移动带，用以和多根纱线接触。
14．根据权利要求6至13的任何一条所述的装置，其特征在于，还包括用以调节移动带的移动，和/或它的定位和与纱线的接触的特性的装置。
15．一种将传送中的纤维束加捻形成捻纱的方法，其中纤维束被从钳口处牵引出来，旋转并且加捻成纱线，在钳口下游，捻纱被牵引经过并和连续移动带的以不同方向运动的两个行程段接触，这样移动带的表面旋转纱线并给朝向钳口的纱线施以假捻，相应行程段的纱线的偏移拖动基本上得以抵消。
16．根据权利要求15所述的方法，其特征在于，捻纱被牵引经过所述一个行程段的背面和另一个的正面。
17．根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述纤维束是一缕纤维束，所述方法包括将此缕纤维束纺成卷绕在锭子上的捻纱，锭子旋转并给纱线加捻。
18．根据权利要求15、16或17所述的方法，其特征在于，这里的连续移动带的断面基本上是圆形的。
19．用以给传送中的纤维束加捻形成捻纱的装置，包括包括一个出口钳口的传送装置加捻装置，可以旋转，将纤维束从钳口处牵引出来，给纤维束加捻形成捻纱，还有移动带装置，它是一种连续的移动带，形成一对行程段，当捻纱被牵引经过行程段时与两个行程段接触，移动带的表面就旋转纱线并给朝向钳口的纱线加上假捻；相应通道纱线的偏移拖动在操作中基本上就得以抵消。
20．根据权利要求19所述的装置，其特征在于，在操作中，捻纱被牵引经过所述一个行程段的背面和另一个行程段的正面。
21．根据权利要求19或20所述的装置，其特征在于，这里的装置是一种纺纱装置，其中传送装置包括牵伸装置，而加捻装置是一种锭子，它是可旋转的，用来卷绕纱线以及给纱线加捻。
22．根据权利要求21所述的装置，其特征在于，进而包括一种介于锭子和钳口之间的导纱器，一个钢领和钢丝圈用以将纱线卷绕到锭子上去。
23．根据权利要求22所述的装置，其特征在于，所述连续移动带装置处于导纱器和钳口之间。
24．根据权利要求19至23的任何一条所述的装置，其特征在于，这里的连续移动带如此设计，它的每一个接触行程段的移动方向都和纱线被锭子牵引的方向横向交错，也即基本上是成90度。
25．根据权利要求19至24的任何一条所述的装置，其特征在于，在多锭的细纱机中，所述的移动带装置就是一单根移动带，用以和多根纱线接触。
26．根据权利要求19至25的任何一条所述的装置，其特征在于，进而包括用以调节移动带的，和/或它的定位和与纱线的接触的特性的装置。
全文摘要
一种用以给传送中的纤维束(7)加捻从而形成加捻纱线(9)的方法和装置,纱束从钳口(14)中牵引出来,被旋转加捻。在钳口下游,加捻纱线被牵引经过以及至少和连续移动带(30)的一个行程段(34或35)相遇,因此输送带的一个或多个表面就旋转纱线并给向钳口方向的纱线加上假捻。(这些)表面在纱线传送方向做成凸起状,纱线和(这些)表面在一条曲线上完全接触,因此大大降低了纱线在朝向钳口方向经过(这些)表面时的张力传递。
文档编号D01H1/02GK1212737SQ97192676
公开日1999年3月31日 申请日期1997年2月28日 优先权日1996年2月29日
发明者巴里·V·哈罗菲尔德, 格拉姆·M·阿博特 申请人:联邦科学和工业研究组织