用于交缠复丝的设备 本申请涉及一种用于交缠复丝的设备，其具有一交缠装置，该装置上带有一个丝孔，至少一个与丝孔相通的吹气通道，以及一用于吹气通道的压缩空气源，其中各吹气通道的横截面沿丝孔方向增大。
例如，从WO 82／00668中便可得知一种这类设备。该已知设备具有一个丝孔，其横截面通常恒定。在某些情况下，丝孔的横截面在其长度方向上可以连续地或逐步地发生变化。它也可以具有收缩部和／或局部扩展部。这种已知设备中的吹气通道呈一拉伐尔喷嘴(Lavalnozzle)形状。
对复丝进行交缠意义重大，这是因为通过交缠能够增强单丝相互之间的一体性，从而使得在后续对复丝处理的过程中由毛丝所造成对导丝构件的损害较小。这相当于应用到平滑的变形纱上。作为评估交缠(或交叉)丝的一种措施，需要对每米纱线中的固定点数以及开口长度的平均和最大值进行测定，其中所述开口长度是指两个连续的交缠结点间的长度，也可以称作交缠节距。但是，在所述纱线的后续处理过程中，比如在由于织造而在纱线上所产生的应力作用下，会造成部分交缠结点偏移，以致于开口长度地平均和最大值增大，从而每米丝中的固定点数减少。
本发明的目的在于提供一种用于前述类型交缠复丝的设备，它能够对复丝进行交缠以使得这些纱线的交缠性能的稳定性在后续处理过程中尽可能少地发生变化。
此目的通过利用这样一种用于交缠复丝的设备可以实现，该设备具有一交缠装置，该装置带有一个丝孔，至少一个与丝孔相通的吹气通道，以及一个用于吹气通道的压缩空气源，其中各吹气通道的横截面沿丝孔方向增大，与各吹气通道相通的丝孔在吹气通道的开口之前具有第一部分，在吹气通道的开口区域具有第二部分，而在吹气通道的开口之后具有第三部分，其中垂直于丝孔轴线的丝孔第二部分的横截面面积大于第一和第三部分的横截面面积。
尤其是，第二部分的宽度至少沿正对开口的丝孔壁方向从吹气通道开口进入到丝孔逐步增大。
已经发现使第二部分的长度至少沿正对开口的丝孔壁方向从吹气通道开口处到丝孔逐步增大。
背离吹气通道开口，其长度和／或宽度可以以第一增量扩展，并随后呈一恒定尺寸。但是，它也可以在丝孔的整个第二部分上延伸，直至正对吹气通道的丝孔壁，其中它尤其适合在长度和／或宽度上连续增大。
这些措施使得需要设置在交缠装置所述部分中的交缠装置丝孔呈现明显扩展，以使得该部分中的丝孔宽度远大于吹气通道开口前后部分中其余丝孔的宽度，并且该部分中的丝孔同样至少丝孔的正对壁方向从其基部逐步扩展，其中在所述交缠装置中吹气通道与丝孔连通。被认为是横截面尺寸的丝孔宽度垂直于丝孔轴和吹气通道轴，而被认为是横截面尺寸的丝孔长度平行于丝孔轴。被认为是丝孔壁的丝孔基部沿丝孔的侧面平行于丝孔轴延伸，其中吹气通道开口位于所述壁上。
令人惊奇的是，利用本发明的设备可以用较少的能量生产出高度均一并具有较高固定点密度的纱。在许多情况下，可以以高于常规用于交缠复丝的设备的工作速度进行交缠。另外，交缠结点呈现出显著的稳定性，即该性能能够使得对经受过微小变化，甚至在后续处理过程中对这些丝加载后所进行的评估，优于利用常规设备交缠的纱。
在本发明的设备中，已经发现其尤其适合第二部分的长度和宽度以垂直于丝孔轴线的方向与吹气通道开口同轴增加。
尤其是利用其吹气通道以小于90度的角度开口进入丝孔的设备时，其适合于第二部分的长度和宽度沿背离吹气通道开口方向与吹气通道的轴线同轴增加。
在本发明的设备中，已经发现其尤其适合第二部分中丝孔轮廓至少在宽度方向上为U形。在这种情况下U形的侧面可以向外弯曲，从而使得丝孔第二部分的轮廓至少在宽度方向上具有一抛物线形状，其中该抛物线的顶点被吹气通道的开口切去。
最好，第二部分中的丝孔轮廓为一由吹气通道开口切断的球形帽形状。术语球形帽应理解为是由一横截平面切去球形表面的一部分所形成的一球形不完全表面，因而从球形表面上最远点到横截平面的距离大约为球形表面直径的一半。如果从球形表面上的最远点到横截平面的间距等于球形表面直径的一半，那么该表面为一半球形表面。
本发明的设备其特征还在于丝孔第二部分的最大宽度为丝孔第一和第三部分平均宽度的1．5至3倍。
如果正对吹气通道开口的丝孔第二部分中的壁是平面的，且吹气通道的轴线垂直于该壁，那么可以得到良好的效果。利用这种设备还可以实现对复丝中的单丝进行非常密集地交缠。使得正对吹气通道开口的壁为平面，并且同时使得丝孔第二部分中的丝孔同轴扩展，从而使得从吹气通道出来的空气垂直冲击作为挡板使用的平面壁，从而生成一个由相反方向旋转的两个尺寸相等的支流而形成的漩涡。以这种方式也可以实现对复丝中的单丝进行非常密集地交缠。
已经发现在丝孔的所有部分中正对吹气通道开口的壁适合为平面。
本发明的设备其特征还在于吹气通道的轴线与丝孔的轴线之间形成一90度至30度的角α。实际应用中对于平滑的纱线来说该角度应为90度。如果选取一小于90度的角度用于平滑纱线，那么送进交缠装置的复丝最好能够使得吹气角正对丝的移动方向。如果对变形纱进行交缠，最好为一小于90度的角度，其中对吹气通道的方向角度需要进行特别优选以使得吹出的空气沿丝的移动方向进入丝孔第二部分。
吹气通道横截面可以以截锥体的形式增大，其中吹气通道的横截面最好具有一初始颈缩部，并在最小的横截面之后开始增大。
但是，吹气通道特别优选为一拉伐尔喷嘴形状。
如果在与丝孔开口连通处吹气通道的横截面面积为吹气通道横截面最窄处的1．2至3倍，那么本发明的设备将呈现非常好的流动性。
通常，丝孔在第一和第三部分具有恒定的横截面。已经发现实践中该情况下丝孔在交缠装置的进料侧应具有较大的横截面，接着其颈缩为实际的丝孔横截面。同样，丝孔也可以在交缠装置的出料侧扩展。实际应用中第一部分中的丝孔横截面也可以小于或者大于第三部分中丝孔的横截面。在对变形复丝纱进行交缠的过程中，第一部分中丝孔横截面的平均值最好小于第三或最后部分中横截面的平均值。但是，实际应用中丝孔第一部分中的横截面持续增大，并且在第三部分中也持续增大。但是，在即将描述的实施例中，在所有情况下第二部分中的丝孔横截面必须大于第一和第三部分中的丝孔横截面。
如果交缠装置包含至少两个吹气通道，那么本发明的设备其特征尤其在于将对应前一吹气通道的丝孔第三部分作为对应后一吹气通道的丝孔第一部分。已经发现如果丝孔的第一和第三部分具有相同的长度是最可取的。在至少两个吹气通道的情况下，这意味着交缠装置进料侧的丝孔长度，两个相邻吹气通道开口之间的丝孔长度，以及交缠装置出料侧的丝孔长度均相同。
一般，包含在本发明设备中的交缠装置可以是制成一单件的整体式构件或由两个或更多构件组成，在生产后进行组装，可以是不可拆卸的。在本实施例中，实践中交缠装置具有一个延伸到丝孔的横向槽，借助该槽可以将复丝导入，也可以将其取出。此时，本发明的设备其特征在于交缠装置包括一第一和一第二构件以及一沿交缠装置纵向侧面设置的插线槽。在这种情况下，交缠装置的第一和第二构件最好设计成能够使得插线槽位于交缠装置的第一和第二构件之间。
但是，最好将交缠装置构造成两构件的分体式。由于通过打开两构件交缠装置可以轻易地将复丝插入丝孔中，所以便于将复丝插入丝孔。
第一和第三部分中的丝孔呈一凹槽形状，其开口侧由一平面壁限定，而第二部分中吹气通道的开口最好设置在丝孔第一和第三部分凹槽的底部平面上。在这种情况下，丝孔凹槽的横截面最好为U形。
为了便于制造，将交缠装置构造成分体结构并使得第一构件上带有吹气通道和凹槽，而第二构件为一平板以便覆盖所述凹槽。
为了便于将需要进行交缠的复丝插入和取出，由第一和第二构件组成的交缠装置，其中通过移动和旋转第一和／或第二构件，可以将丝孔转换到一用于插入和取出复丝的开启位置和一用于交缠复丝的闭合位置。
本发明将参照下面的附图进行更详细地说明：
图1a示出了本发明中带有一垂直取向的吹气通道的交缠装置示意结构，其中丝孔的第二部分呈一球形帽形状。
图1b示出了图1a中交缠装置的AA向剖视图。
图2a示出了本发明中带有一斜向的吹气通道的交缠装置示意结构，其中丝孔的第二部分呈一球形帽形状。
图2b示出了图2a中交缠装置的AA向剖视图。
图3a示出了本发明中带有一垂直取向的吹气通道的交缠装置示意结构，其中丝孔的第二部分具有一U形横截面。
图3b示出了图3a中交缠装置的AA向剖视图。
图4a示出了本发明中带有一斜向吹气通道的交缠装置示意结构，其中丝孔的第二部分具有一U形横截面。
图4b示出了图4a中交缠装置的AA向剖视图。
图5示出了本发明的交缠装置为一分体式实施例的示意结构，其处于开启状态。
图6示出了本发明中带有一插线槽的交缠装置闭合结构的示意构造。
图7a示出了闭合状态下贯穿本发明分体式设备的剖视图。
图7b示出了开启状态下贯穿本发明分体式设备的剖视图。
图8示出了贯穿本发明一整体式设备的剖视图。
图9a示出了闭合状态下贯穿本发明另一分体式设备的剖视图。
图9b示出了开启状态下图9a中所示的设备。
图9c示出了图9a中所示设备的平面图。
图9d示出了图9b中所示设备的平面图。
图9e示出了图9a中所示设备的CC向剖视图。
图9f示出了图9b中所示设备的DD向剖视图。
图1a和2a以侧视图形式表示了本发明的一种交缠装置。为了清楚起见，承载交缠装置的设备和应用吹气通道的压缩空气源未在图1～6中示出。该交缠装置由一上部构件1，其在图示中表示为一平板，和一带有一丝孔3的下部构件2组成。正如分别表示图1a和2a中AA向剖视图的图1b至2b中所示的那样，丝孔3具有一第一部分3′，一第二部分3″，和一第三部分3_。另外，该交缠装置还具有一吹气通道5′，5″和6′，6″，其横剖面在丝孔3方向上初始时减小(5′和6′)而后增大(5″和6″)。
设置在交缠装置内部的丝孔3的第二部分3″和吹气通道5′，5″和6′，6″的各部分分别在图1a和2a的侧视图中用虚线示出。因此，图1a和2a中的虚线轮廓4表示了丝孔3中第二部分3″的宽度，而图1b和2b中的轮廓4表示了丝孔3中第二部分3″的长度。丝孔3中第二部分3″的轮廓为半球形，其中轮廓4的长度和宽度沿背离吹气通道5″和6″的方向增大。
图1a、1b中所示的交缠装置具有一个吹气通道5′，5″，其轴线被设置成垂直于丝孔3的纵向延长轴线并且垂直于交缠装置上部构件1的一个表面；同时图2a和2b中所示的交缠装置示出了一个吹气通道6′，6″，其轴线被设置成与丝孔3的纵向延长轴线呈一小于90度的角度α并且垂直于交缠装置上部构件1的一个表面。
图3a和4a以侧视图形式示意性地表示了本发明的一种交缠装置。该交缠装置由一上部构件1，其在图示中表示为一平板，和一具有一丝孔3的下部构件2组成。正如分别表示图3a和4a中AA向剖视图的图3b至4b中所示的那样，丝孔3具有一第一部分3′，一第二部分3″，和一第三部分3_。另外，该交缠装置还具有一吹气通道5′，5″和6′，6″，其横剖面在丝孔3方向上初始时减小(5′和6′)而后增大(5″和6″)。
设置在交缠装置内部的丝孔3的第二部分3″和吹气通道5′，5″和6′，6″的各部分分别在图3a和4a的侧视图中用虚线示出。因此，图3a和4a中的虚线轮廓7表示了丝孔3中第二部分3″的宽度，而图3b和4b中的轮廓7表示了丝孔3中第二部分3″的长度。丝孔3中第二部分3″的轮廓为U形，其中轮廓7的长度和宽度沿背离吹气通道5″和6″的方向增大。
图3a，3b中所示的交缠装置具有一个吹气通道5′，5″，其轴线被设置成垂直于丝孔3的纵向延伸轴线并且垂直于交缠装置上部构件1的一个表面，同时图4a和4b中所示的交缠装置示出了一个吹气通道6′，6″，其轴线被设置成与丝孔3的纵向延伸轴线呈一小于90度的角度α并且垂直于交缠装置上部构件1的一个表面。
图5示出了本发明中交缠装置的另外一种可能的实施例，其呈分体式结构并可以打开以插入或取出复丝。在该实施例中，本发明的交缠装置中的上部构件1向后移动以便能够将复丝插入交缠装置下部构件2中的丝孔(未指示出)中，或将其从其中取出。为了使得本发明的交缠装置工作，接着将交缠装置的上部构件1移动到闭合位置，例如图1a中所示位置。这种设备，即用于打开和闭合织物变形处理喷嘴的设备，例如可以从WO 97／11214中得知。
图6示出了一种整体式交缠装置。为了便于制造，上部构件8和下部构件9被预先生产，接着将两构件8和9相互连接，例如既可以利用螺栓进行可拆卸地连接，也可以利用铆钉或通过粘结进行不可拆卸地连接。为了插入和取出复丝，该交缠装置带有一插线槽10，其沿交缠装置的纵向侧面延伸并横贯其整个长度直到丝孔。
图6还示出了丝孔不只可以独立地设置在交缠装置的下部构件9上，而是可以将丝孔部分包埋于交缠装置的上部构件8中。在图示例子中，丝孔第二部分的丝孔11和扩展的丝孔12均部分地包埋于交缠装置的下部构件9和上部构件8中。根据前述附图，用5′和5″指代图6中的吹气通道。虽然以这种方式分开的丝孔仅图示出了用于本发明交缠装置的一整体式结构中，但是此类型的装置也可用于前述的实施例中。
图7a，7b示出了贯穿本发明中具有分体式结构的设备处于闭合状态(图7a)和打开状态(图7b)下的剖视图。本发明的交缠装置，其带有一上部构件1和一下部构件2，被插入到承载件13中。利用螺栓16将下部构件2固定在承载件13上。压缩空气通过压缩空气通道19供送到吹气通道5′，5″中。借助于杠杆15，上部构件1可以被移动到闭合位置(图7a)或打开位置(图7b)。上部构件1由保持板14夹持，后者利用螺栓17和弹簧18连接到承载件13上。
图8示出了贯穿本发明中具有整体式结构的设备的剖视图。利用螺栓22将下部构件9连接到一个承载件20。同样利用螺栓23将上部构件8连接到承载件20和下部构件9上，其中上部构件8和／或下部构件9被加工成这种形状，从而能够使得组装后在上部构件8和下部构件9之间留有一插线槽10。另外，此时压缩空气可以经通道21供送到吹气通道5′，5″。
图9c和9d分别以平面图的形式图示了本发明中具有分体式结构的设备处于闭合状态(图9c)和打开状态(图9d)下的另一实施例。对应本实施例，图9a和9b图示了图9c和9d中暗含的横剖面，其中图9a是AA向(图9c)剖视图，而图9b为BB向(图9d)剖视图。
本发明中交缠装置的下部构件2被插入到基板24中。利用一压缩弹簧25和一螺栓26将上部构件1插入承载件27中。利用螺栓33将承载件27连接到基板24上，从而将本发明中设备的上部构件1和下部构件2夹持在一起。
一旋转元件28也插入在承载件27中；利用螺栓31将该旋转元件连接到杠杆30上。一由弹簧加载的推力元件32旋入在旋转元件28中，并在闭合状态时与凹陷部37配合，在打开状态时与凹陷部38配合。
借助于杠杆30，可以将本发明的设备转换到闭合或打开状态。为了更好地理解此时所利用的机构，根据图9a中CC向的剖视图在图9e中示出，根据图9b中DD向的剖视图在图9f中示出。一锚接在旋转元件28中的销子29与下部构件2中的细长槽34配合。通过转动杠杆30，借助于销子29使得下部构件2到达闭合状态(图9e)或打开状态(图9f)，其中在最终位置推力元件32分别与凹陷部37或38配合。
在打开状态(图9b，9d，9f)，由空气源35供给的压缩空气被密封环36阻断，从而可以将复丝插入或取出。通过向回转动杠杆30，该设备再次闭合(图9a，9c，9e)并且吹气通道5′、5″中供送有压缩空气，其中通过由弹簧加载的推力元件被接合在下部构件2的凹陷部37中而使这个位置再次被固定。
另外，在图9c，9d(平面视图)中，利用螺栓40将导丝装置39连接到下部构件2上，以使得在该设备打开和闭合时，导丝装置能够横向移动，以更便于对该设备进行操作。
本发明将利用下面的例子进行更详细地说明。
对比实例
采用一种公知的交缠装置，比如WO 82／00668中所描述的那种。所选交缠装置具有一丝孔，该丝孔具有一恒定的U形截面，长15毫米，高2毫米，宽2毫米。在丝孔中部具有一与丝孔顶端连通的吹气通道，该吹气通道为拉伐尔喷嘴形状，其最窄处的横截面积为1．54平方毫米，而在与丝孔的连通处为2．1平方毫米，并且长度为5毫米。正对开口的丝孔壁为平面。吹气通道的轴丝与丝孔的轴线在进丝一侧呈80度的角度。
将两根变形丝纱线插入该类型的交缠装置中，每根丝线均具有36根单丝，每根单丝均具有4．7分特的纤度。为了进行交缠，所述纱由以700米／分钟的速率的交缠装置进行拉伸，其中被供送到吹气通道的所需压缩空气的压力为4．5巴。
在交缠后的纱上，对每米中的固定点数，平均开口长度，标准偏差，以及最大开口长度进行测定。为了模拟这些经过交缠的纱的应变，将其分别拉长原始长度的2％，2．3％，2．6％和3．5％，并分别重复上述测定。所测定的值概括在下表1中。
表1
拉伸率(％)02．02．32．63．5每米中的固定点数10296896320平均开口长度(cm)0．981．041．111．595．0标准偏差(cm)0．340．470．641．8710．0最大开口长度(cm)4．46．89．62899
实例
对用于对比实例中的喷嘴进行改进，其中的丝孔利用一直径为4毫米的半球形钻具与丝孔中吹气通道的轴线进行同轴钻取，直至丝孔基部。所使用的纱和交缠条件与对比实例中相同。在经过交缠的纱上所测定出的性能在表2中示出。
表2
拉伸率(％)02．02．32．63．5每米中的固定点数1021021009889平均开口长度(cm)0．980．981．01．021．13标准偏差(cm)0．230．230．280．330．59最大开口长度(cm)3．53．54．35．18．7
通过将该结果与现有技术中的结果进行比较可以看出，在无张力纱上标准偏差和最大开口长度均有所改善。另外，在后续受力的情况下，此时是通过拉伸进行模拟，很显然当利用本发明的设备进行交缠时纱的交缠质量有了明显改善。