利用环行气流生产短纤纱的纺纱装置 【技术领域】
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的利用环行气流生产一根短纤纱的纺纱装置。背景技术
DE 199 26 492 A1中已公开了一种借助环行气流生产一根短纤纱的装置。进行纺纱的纤维条引入到一个喷丝头组件并通过一个纤维束集合器。该集合器有相互按一定隔距排列的纤维控制元件，后者使一根芯纤维束自由通过。下一个锭子的入口处，纤维条处于一股环绕纤维条运行的气流中。纤维条的自由纤维端被锭子入口处的环行气流圈绕到锥形锭子头部。当纤维条牵引入空心锭时，这些纤维端形成螺旋形环绕于纤维条，形成所谓的包缠纤维，使纤维条产生一根纱并从空心锭输出。
DE 40 36 119 C2也介绍了一种借助环行气流生产短纤纱地装置。使用这种装置，纤维条的自由纤维端被锭子入口处的环行气流圈绕到一个锥形锭子头上。纤维束集合器位于纺纱装置运行的纤维条内，这样纤维条的纤维都排列在纤维束集合器的圆周面上。
在生产率和纱性能方面，对现代的纺纱机提出的要求不断提高。这类纺纱装置，如DE 199 26 429 A1公布的一种或DE 40 36 119 C2公布的另一种都适合保持纱性能好的条件下达到高生产速度。但是由于在这种高纺纱速度下的起始纺纱较不易控制以及起始纺纱可靠性大为下降，因此使用像正常纺纱运行时的高输出速度，起始纺纱过程就出现较多故障，被迫多次地重复始纺过程。
大家所知的转子纺纱，在起始(生头)纺纱时的输出速度明显地要比正常纺纱时降低，以便能较好的控制起始纺纱以及较高的起始纺纱可靠性。转子纺纱采用上述方式曾经作过试验，并用这类纺纱装置在起始纺纱阶段用较低的纱输出速度工作，这样暂时地生产出的纱可能纱的强力要低些。在不利情况下，起始纺纱时即已产生纱断头。这点对致力应用气流纺纱方法在较高生产率下以期获得良好纱质量起到很不利的影响。这些带较低强力的纱段形成不希望的细节。因此一般都是用正常纺纱的输出速度进行起始纺纱过程，其缺点是多次地重复始纺过程。
采用现有纺纱技术，例如DE 199 26 492 A1和DE 40 36 119 C2所公开的技术，不能克服上述的问题。发明内容
本发明的任务是，应用借助环行气流生产短纤纱的纺纱装置，进一步改进上述现有技术。
该任务是由权利要求1特征部分的特征来完成的。
本发明的其他优选设计方案是从属权利要求的内容。
依据本发明，纺纱装置有一个控制装置和一个根据纱的输出速度至少调整气流纵向分量的调节装置，借助这些装置来控制卷绕在锭子头部的纤维端角度位置以及包缠纤维的角度位置，并使用调节装置调节起始纺纱以及作为另一种可选方案至少可调节正常纺纱过程。为了有利于形成气流，例如可利用空气喷嘴的喷射效应或罩壳内的负压作用。至少一部分气流按纱运行方向可以会同纤维条一起通过罩壳的入口形成进入的空气。
根据权利要求2的调节装置，包括有一个进料口的可定位的盖板。这里，盖板位置决定进料口的截面。进料口截面愈大，则会同纤维条进入到罩壳中的空气量以及在锭子头区域内环行气流的纵向分量组分就愈大。如果该截面又变小，则空气量也相应减少。气流的纵向分量最好是通过控制至少气流的空气进入孔的截面来调节。控制从进料口进入的空气具有这样的优点，即没有附加的空气量喷入罩壳内。
另一种可选择的气流纵向分量的调节方案，是依据权利要求4借助一个对准纱运行方向的旁通管通向罩壳内纤维输送通道的入口，其横截面可借助调节装置来调节。借助权利要求2和权利要求4设计的共有优点，必须是不提供附加空气量，才能使带许多工作锭位的纺纱机节省可观的费用。
根据权利要求3的另一种可选择的实施方式是，罩壳至少有一个对准纱运行方向设置的喷射通道，该通道是同压缩空气源相连接。设置一个调节装置来调节进入的空气压力。气流纵向分量的调节是以特别简单和迅速的方式，调节来自压缩空气源的空气压力。尤其是不要求使用机械的装置，因它们的功能会受到灰尘和纤维茸毛影响或妨碍。
气流纵向分量最好是调节到，包缠纤维环绕被牵引纱的角度应是20°至25°范围，最佳为27°。为了达到尽可能高的纱强力，必须总去调节调节装置，可以凭经验去求得数据以及为了反复应用这些相同的纺纱参数，例如将参数储存到一个控制装置的一个数据存储器。为此控制装置有一个纱数据存储器并与一根可以输入纱数据的线路相连接。调节装置可以根据纱数据调整。
依据本发明方式，装配单独传动装置使纺纱锭位独立于纺纱机的其他纺纱锭位，立即进行始纺过程。从而减少了停车时间。
应用本发明能够以简单方式避免在始纺过程时纱强力不许可的下降，因为始纺过程的输出速度明显的小于正常的纺纱运行速度。所以这种纱在继续加工时也能降低故障的发生。借助本发明能够获得良好纱质量条件下的高生产率。
在某些情况下，更换产品批量时，如使用本发明的装置可以不更换罩壳或罩壳部件来满足纱的参数。
本发明的其他细节将按各个图进行说明。附图简要说明
图1一台纺纱装置在起始纺纱过程的纵截面部分示意图；
图2是图1正常纺纱运转时的纺纱装置部分视图；
图3气流在锭子头部区域形成的简化原理图；
图4起始纺纱时纤维条自由纤维端圈绕在锭子头位置的放大简化示意图；
图5正常纺纱过程时纤维条自由端圈绕在锭子头部位置的放大简化示意图；
图6至9在不同调节和输出速度下的纱结构；
图10至11本发明的纺纱装置其他实施例。具体实施方式
图1中所示的纺纱锭位1有一个罩壳2，壳内夹持住一个空气喷嘴体3。由输入罗拉4，5供给的纤维条6进入到罩壳2的进料口7并通过纤维条输送通道8以及控制元件9进入到空心锭的入口10。空气喷嘴12将空气喷到锭子11的入口10的部位，这样形成环行于纤维条6和锭子头13的气流，该气流对纤维条6施加一个加捻作用。纤维条6的自由纤维端14圈绕到纤维条6及锭子头13上。借助空气喷嘴12喷入空气的喷射作用和借助高的速度进入到进料口7的纤维条6，在纤维条输送通道8或在纤维条通道壁与纤维条6之间的气隙15产生一股气流30。气流30按纤维条6的纵向运动去到锭子13上并构成环行到锭子11的气流的一个纵向分量。纤维条6形成的纱16被锭子11抽引出。此时圈绕在锭子头13的自由纤维端14也一同带走，包缠在纱16上。
其他的说明可参阅同类专利DE 199 26 492 A1和相关的美国专利No.6,209,304或DE 40 36 119 C2以及相关的美国专利No.5,159,806。
进料口7配置有一块盖板18，它可以由调节装置17来定位。调节装置17是通过齿杆19作用到盖板18上。在齿轮传动箱20内，一个图中未绘示的齿轮与齿杆19共同协作。齿轮是通过有效连接器21被伺服电动机22驱动。伺服电动机22是由控制装置23控制。控制装置23是通过线路24控制电动机25以及通过线路26控制电动机27。控制装置23通过线路28与图中为了简明起见未作图示的纺纱锭位和纺纱机的其他元件连接。电动机25驱动输出罗拉29，29A。
图1表示纺纱锭位1上的调节装置17在起始纺纱过程提升起盖板18的位置。这样借助进料口7和纤维条输送通道8引入最大空气量，该空气量作为气流30通行过纤维条通道8以及如图3所示，起到环行气流31的一个纵向分量作用。环行气流31使自由纤维端14圈绕到锭子头13上。
图2表示正常纺纱运转时的纺纱锭位1。在正常纺纱运转时，纱运行速度或牵引速度要比起始纺纱过程高很多。此时盖板18是处在下降了的位置。这样缩小了气隙15以及从入料口7，而纤维条通道8被抽入的空气量也比图1所示示的调节位置减少。
图3可以看出在锭子头13区域内形成气流的原理。在起始纺纱过程，借助如图1所示的盖板18被提升的位置所产生的一股较强的气流30，连同由喷嘴12喷射的空气所产生的气流32，在顾及到气流强度和气流31的方向条件下形成围绕锭子头13的环行气流31。环行气流31的方向决定圈绕在锭子头13上的自由纤维端14的位置。除了方向以外，图3中的气流强度30，31，32，33，34是用代表性的箭头分别表示气流30，31，32，33，34的长度。
借助盖板18下降到图2所示的正常纺纱运转时的位置产生的气流33，作为另一种可选择的方案连同由喷嘴12喷射的空气所产生的气流32形成环行在锭子头13的气流34。气流34具有不同于气流31的方向。各方向决定着正常纺纱运转时的自由纤维端的位置。气流24与纱的中轴35的平行线构成一个锐角α，该锐角大于气流31与中轴35的平行线形成的角α。与此相应地是，圈绕在锭子头13上的自由纤维端14的位置是不同于正常纺纱运转时的位置。
图4和图5表示自由纤维端14在锭子11的锭子头13上位置的变动透视图。从图4可看出起始纺纱时在提供气流30的情况下以及从图5可看出正常纺纱运行时在提供气流33的情况下的自由纤维端14的方向或位置。图中所示的圈绕在锭子头13上的自由纤维端14是较长于实际的情况，这点是有助于更好的看清楚它们的位置。
图6展示起始纺纱过程时在100m/min输出速度和大的开口时所生产的纱36，这里盖板18占据如图1所示的提升的位置，图6所示的包缠纤维绝大多数与纱36的中轴平行线形成大约22 °的β角。测定出的纱36强力为15.5cN/tex。图6中的β角是由一根水平线70和一根代表包缠纤维位置的斜线71构成。
图7至9中的包缠线位置也分别由斜线72，73，74表示。
图7中展示的纱37是在正常纺纱运行时以300m/min的纺输出速度和小的开口生产的，此时盖板18占据图2中所示的下降位置；纱37展示其包缠纤维，后者基本上与纱37中轴的平行线构成约27°β角。测定的纱37强力为13.4cN/tex。当盖板18位于提升的位置，该进入罩壳2内的空气所形成的横截面称为大开口，而盖板18位于下降位置时，该形成的横截面称为小开口。
图8表示的纱38，它是在未改动的大开口情况下，用300m/min替代100m/min的纱输出速度生产的。包缠纤维形成一个约12°的β角。测定出的纱38强力为9.9cN/tex。
图9表示的纱39，它是在未改动的小开口情况下，用100m/min替代300m/min的纱输出速度生产的。包缠纤维形成一个约52°的β角。纱39的强力测定为10.7cN/tex。
这种对照本发明生产的纱明显降低的纱强力标志着按照现有大家所知技术生产纱的结果，例如起始纺纱过程的纱输出速度系按正常纺纱时的300m/min输出速度下降到100m/min。为了提高始纺的可靠性，随着起始纺纱采用的纱输出速度降低到一个低的速度值，应使运行能够控制。这样生产的一根纱的降低的强力值当然不能满足各项要求从而导致上述的缺陷或缺点。
图10展示另一种可选择的本发明实施形式。纤维条40通行经过输入罗拉41，42并通过纤维条输送通道43进入罩壳44内。纤维条40在罩壳44内处于纤维控制元件45的作用和一股环行气流中。环行气流是由空气喷嘴46，47喷射的空气产生。环行气流将自由纤维端48圈绕到空心锭子50的锭子头49上。纱51是由空心锭50引出。这里自由纤维端48是作为包缠纤维绕在纱51上。
罩壳44有一个设计成旁通管52通到纤维条输送通道43的通路。旁通管52可用一盖板53关闭。盖板53借助调节装置54可以旋转。旋转运动是借助提升汽缸55产生，汽缸是由管路56，57气动操作。开关装置58可选择地对管路56，57施加压缩空气，压缩空气来自压缩空气源59。开关装置58是由一个与线路61相连的控制装置60操作。
如图10所示，旁通管52是开启着，这样既可以通过纤维条通道43也可以通过旁通管52抽入空气，该空气作为纵向分量进入到环行气流。这种调节符合于图1所示装置调节的“大开口”纤维条输送通道8，该调节是应用在起始纺纱过程。
如果提升气缸55经管路57通入了压缩空气，则提升气缸55的活塞即按图10所示向上移动，直到盖板53占据虚线所示位置为止。由旁通管52进入的空气中断，只有空气才能从纤维条输送通道8进入。这种调节符合于图2所示装置调节的“小开口”纤维条输送通道8，该调节应用在正常纺纱运行。
图11展示本发明的另一种可选择的结构。纤维条40通行经过输入罗拉41，42并通过纤维条输送通道62进入罩壳63内，处于环行气流的作用下，被锭子50输出。环行气流将自由纤维端48圈绕到锭子头49上。在纱51输出时，自由纤维端48作为包缠纤维缠绕在纱51上。罩壳63与图10所示的罩壳不相同，具有一个与纤维条输送通道62相平行的进气管道64。压缩空气是由进气管道64进入。为此，进气管道64是经由管路65与压缩空气源59连接。调节装置66控制压缩空气压力。调节装置66是通过线路67受到控制装置68控制。压缩空气是在起始纺纱过程输入，其中压缩空气压力应这样的调节，即包缠纤维与纱51应形成所要求的β角以及达到所要求的强力。调节符合于图1所示装置调节的“大开口”的纤维条输送通道8是应用在起始纺纱阶段。反之，关闭压缩空气入口，符合于图2所示装置调节的“小开口”纤维条输送通道应用在正常纺纱运行。
起始纺纱时，“大开口”例如调节到纱输出速度为100m/min。起始纺纱之后，将纱16，51的输出速度调节到正常纺纱速度，例如300m/min，并调节成“小开口”。调节装置17，54，66的每次调节应用于起始纺纱过程以及正常纺纱运行是足够的。
另一种方案是可以通过调节空气压力，例如始纺过程后的气流纵向分量，在高速行驶的纱16，51输出速度下，在中间阶段或连续的匹配，从而高速行驶时保持所希望的高的纱强力。如前所述，例如可以连续地或选择分阶段地在纱高速行驶时调节可定位的盖板18。