一种涡流纺纱装置.pdf

一种涡流纺纱装置属于一种涡流纺纱装置的改进。
    在现有发明中，涡流纺纱装置最早出现于1957年，设计者是西德哥茨伟来德（Gatzfried）。1964年以后，美国、日本、苏联、印度等国先后设计制造过，但因制成率低和纱的条干差，强力低而一度停滞，都未能实用。1975年意大利米兰国际纺织机械展览会上展出一台波兰制的PE-1型涡流纺纱机。该涡流纺纱器通过管路与真空设备相联，装有与涡流管内壁相切的3只空气吸口，使通过输棉通道喂入涡流管的纤维不为气流所带走，而集聚于凝聚区形成纤维环，产生纱的加捻效果。该涡流纺纱器的缺点是进入涡流管的气流有80%被抽去，而产生涡流的仅占20%。由于切向空气吸口，使管壁磨损大，加捻效率降低。由于空气吸口为长槽型，使吸口上、下端的负压差异大，进入气流损失大。日本专利公报1980-49169，作为涡流纺纱的代表性设备，是在固定涡流纺纱器的一端装有螺旋形通道的分离器，由于纺纱室的另一端有吸风，因而在涡流纺纱器内形成涡流，当随同空气一起引入的纤维流从输棉通道进入时，就介入涡流运动，形成纤维环。这种螺旋型涡流纺纱器的缺点是空气吸口（即外气孔）为长槽型，同样存在气流损失大，耗气量大的缺点，而且输棉通道与空气吸口距离大，影响涡流产生的效果和加捻效果。

    本发明的目的主要缩短传统环锭纺地纺纱工艺过程，成倍提高纺纱产量。机械结构简单，操作方便，环境卫生，减少厂房占地面积等。特别是解决环锭纺制中中长毛型低支纱的困难，解决环锭纱的起绒织物落毛多的缺陷。

    本发明的构思是对涡流纺纱器的涡流管和输棉通道进行先进的新设计。附图1和2分别为涡流纺纱装置和补气孔的结构示意图，它包括透明盖板（2a），给棉喇叭口（4）、给棉板（5），由销子（5a）固定在机壳（2）上。给棉板（5）的背后上有紧压给棉板的加压弹簧（5b），与给棉板（5）紧压的给棉罗拉（6），使棉条（3）受到一定的握持力。在给棉罗拉（6）的传动下，通过分梳棍（7）喂入棉条（3），分梳成单纤维，分梳棍（7）表面植针棍（7a），由贯穿全机的龙带传动。输棉通道（8），纺纱头（11）和涡流管（10）。它的特点在于输棉通道（8）一端与涡流管（10）弧形连接，其出口截面正好对准输棉孔（9）入口，它的另一端与分梳棍出口斜面相连。通道上臂（8a）和下臂（8d）有夹角（α1），分梳棍壳体出口斜面（8b）与输棉通道下臂斜面有夹角（α2），二截面有一定收缩比。涡流管（10）是一个中空园形管。一端装有纺纱头（11），另一端接真空泵，抽出空气，涡流管（10）上有若干补气孔（12），它的位置靠近纺纱头（11）的底部，输棉孔（9）位于补气孔（12）的上方而且缩短补气孔（12）和输棉孔（9）距离使涡流量集中，减少耗气量。

    下面对本发明构思的原理加以说明：

    附图3为涡流纺纱的工艺示意图。

    涡流纺纱是一种新型的自由端纺纱方法，它是利用空气在涡流管内产生旋涡的原理进行加捻成纱。棉条（3）由棉条桶（1）通过给棉喇叭（4）喂入。在加压弹簧作用下，给棉罗拉（6）紧压给棉板（5），使棉条（3）入分梳棍（7）进行分梳。分梳后的纤维通过输棉通道（8）入输棉孔（9）。一股进入具有导向角的补气孔（12）的气流与另一股进入输棉孔（9）的气流达到平衡时即形成一环状涡流场，喂入的纤维就形成纤维环（13）在纺纱头（11）的作用下加捻成纱。纱（15）被引纱罗拉（17）和皮棍（16）从涡流管（10）中连续牵引出来，卷绕在由槽筒（18）传动的纱管上，成平行的筒子纱（19）。

    由于本发明对输棉通道和涡流管有新构思、新设计，使凝集区涡流量集中，牢靠地形成纤维环，有利于纤维伸直，並且由于补气孔内加了导向角后能使纤维环似靠壁又非靠壁状态旋转，减少对管壁的磨损。补气孔从长槽孔改为园孔，消除了补气孔上、下端的负压差异，又大幅度缩短了补气孔和输棉孔的距离，使涡流量集中。由于园孔进风面积比长槽孔进风面积缩小40%，耗气量可相应地减少40%左右，使涡流纺纱更有生命力。本发明的涡流纺纱器还能纺制中长毛型纤维，这是国内外的首例。本发明的分梳棍上植针刺，使用寿命达一年半左右，而国外的分梳棍上包复齿条，使用寿命只有3-4周，因此解决了涡流纺纱机上调换梳棍频繁的难题。本发明机械结构简单，工艺流程短，用二并条喂入，直接纺成筒子纱，卷装大，是环锭纺的25-30倍，制成率高达99.6%以上，操作方便，断头后涡流管内无积花。机械维修容易，机物料损耗少。由于输棉通道和输棉孔的独特设计，涡流管使用寿命二年以上，而据国外报道，涡流管一年换一次。它可纺1.4-1.8D×38mm的化纤或混纤，也可纺3-9D×65mm的化纤或混纤，而国外目前可纺支数为12-50公支，适合于约2.5D×50mm以下的化纤。在涡流管中的空气旋涡速度能达140，000-200，000转/分，实际对纱线加捻效率达30-50%。

    下面是本发明的一实施例：

    棉条（3）来自棉条桶（1）进入给棉喇叭口（4）。喇叭口口径15×11mm出口9×4mm，棉条定量18±0.5-20±0.5克/5米。当棉条（3）由喇叭口（4）进入给棉罗拉（6）与给棉板（5）之间时，给棉罗拉（6）在加压弹簧（5b）的作用下紧压给棉板（5），故棉条经过给棉板（5）与给棉罗拉（6）时受到一定的握持力，使纤维受到分梳棍（7）梳理时可达到一定的分梳效果。给棉罗拉（6）的直径φ28.6mm，喂入罗拉转速18-25转/分。分梳棍（7）上植针刺（7a），分梳棍直径为80mm，转速为6000-7200转/分，由贯穿全机的龙带传动。分梳面长度55mm，在分梳棍（7）表面转过60度后在离心力和负压的同时作用下开始脱离分梳棍（7）移入输棉通道（8）。通道用有机玻璃的软材料制成。输棉通道纤维出口端（8c）与涡流管（10）上输棉入口（9）对准，弧形连接输棉通道上臂（8a）近纤维出口处有一R40的弧度（R），使纤维伸直通过而不碰壁。输棉通道上臂（8a）和下臂（8d）夹角（α1）为18.5度，分梳棍壳体出口斜面（7a）与输棉通道下臂斜面（8b）的夹角（α2）为26度。输棉通道进口呈梯形，其截面为574mm2，出口呈矩形，其截面为12mm2，收缩比为48。输棉通道上臂（8a）长为60mm。涡流纺纱器，由纺纱头（11）和涡流管（10）组成。涡流管（10）下部通过支风管到总风管接入负压机，使涡流管内形成真空，这样内外有气压差。由于外界的大气压大于管内的气压，气流必定迅速地从具有导向角（α）的切向补气孔（12）进入涡流管（10）。由于是吸气式纺纱，所以只有部分气流在管内形成旋涡而起纺纱作用，一部分气流直接被风机吸去不起纺纱作用。起纺纱作用的一股气流与从输棉孔进入的一股气流在某处达到平衡时即形成一环涡流场，喂入的纤维就在此形成纤维环（13），加捻成纱。本发明所使用的负压压力257mmHg，实际为190-200mmHg，流量40m3/分，实际为25.64m3/分，用电量40Kw，实际耗电14.621Kw。经过多次的试验证实，纤维凝聚和纺纱过程的条件，随涡流速度的增加而得到改善。涡流速度达140.000-200.000转/分，而引纱速度在120-200转/分的范围内，因涡流速度的提高能获得较稳定的纤维环，故纱的质量也随着提高。要提高纱的质量另一关键在于涡流管（10）上的补气孔（12）从长槽孔改为园孔，首先消除了补气孔（12）上下端的负压差异，又大幅度缩短补气孔（12）和输棉孔（9）的距离，使涡流量集中，提高了加捻效果。补气孔（12）的孔径为2.5-4mm，最佳为2.7mm，共有五孔沿管园周等均分布。孔内有0.2-3度导向角（α），最佳为0.5度，它既非全切又非不切使纤维在凝棉环处回转时似靠壁又非靠壁，避免管壁的磨损。输棉孔（9）为椭园型，孔内同样也有0.2-3度导向角（α）。输棉孔（9）设置在补气孔（12）上侧很近处，其中心距仅6-9mm，最佳距离为7mm。本涡流管（10）为中空、园型，内径为16mm，管长为72mm，管壁厚7mm。采用20号钢制成，内外层镀0.04-0.05mm的硬铬层，能提高涡流管的使用寿命。