节流阀以及配备有该节流阀 的喷射织机中的入纬装置 【技术领域】
本发明涉及进行压力流体流量调节的节流阀，特别涉及到在喷射织机中采用了此节流阀的入纬装置，对于此喷射织机，在到达入纬用喷嘴或配置于入纬路径中的辅助喷嘴的流体通路上设置有开关阀，通过此开关阀的开关进行上述入纬用喷嘴或辅助喷嘴的压缩空气地供给与停止供给，借助上述开关阀在开放状态时此入纬用喷嘴或辅助喷嘴的喷射压缩空气的作用，将纬纱引入其中。
背景技术
举例来说，在喷射织机中，如图1所示，来自压缩机等压力源1的压缩空气第一管路3中所设的减压阀2调节至设定压力后，引入压缩空气供给箱4并储存压缩空气供给箱4中。在此将压缩力源1、减压阀2、第一管路3与压缩空气供给箱4总称为压缩空气源。压缩空气从压缩空气供给导管4经第二管路5由节流阀6调节流量后，通过电磁开关阀7适当地供给入纬喷嘴8。
纬纱由压缩空气从入纬喷嘴8喷射到经纱孔口内。此时，为使纬纱前端到达织端的时间恒定，需要根据纬纱种类的和种种运行状况，由电磁开关阀6适当地调节从入纬喷嘴8喷射的压缩空气流量。
在特开平4-214442号公报所公开的入纬装置中提出了下述的节流阀装置。具体地说，在此先有装置中，如图2所示，由压缩空气源经管路10导入的压缩空气从阀孔13进入管路11，再从这里通过阀孔14后，经管路12送入喷嘴。
阀体15与阀孔13相对设置，阀16与阀孔14相对设置。阀体15呈具有斜切剖面17的圆柱形。在管路10内通过以轴心为中心作回转调节，能于阀孔13相对的阀体15的侧面调节该阀孔13的开度。通过调节此开度来调节压缩空气的流量。这时阀体15的回转角度同流路的有效剖面积的关系中图3A的曲线图所示。与此相对应，阀体15的回转角度同喷嘴8的入口部的压力关系则如图3B所示。此外，阀孔14通过由螺线管18操作的阀16作合适地开闭。
但在上述的先有技术中，当阀体15将阀孔13部分地闭塞时，对于压缩空气的流动成为闸坝的部分在其前后流路的剖面积急剧变化。于是因闸坝造成的压力损失很大，结果就有难以于喷嘴8的入口部获得充分高的静压的问题。此外，通过缩流会产生比实际闸坝所造成的更大的闭塞状态，也会有使压力空气的流量调节精度下降的问题。再有，当流体通路的弯曲度大则会加剧上述问题。
【发明内容】
本发明是着眼于前述先有技术中存在的问题而提出的。因而本发明的主要目的在于提供压力损耗少、流量调节容易且精度高的节流阀。
本发明的另一目的在于提供配备有此种节流阀的喷射织机中的入纬装置。
为了达到上述目的，根据本发明的主要方面，此节流阀的特征在于，它配备有与流体通路正交的穿过阀孔的嵌插到此阀孔内能以轴心为中心作回转调节的阀体，在此阀体的与上述流体通路的孔口部相对应位置的外周面上形成有深度沿外周方向连续变化的凹刻部。
根据本发明，由于在节流的部分处流路剖面变化平缓，压力损失少，不易引起缩流，还由于流路剖面积的变化相对于阀体的回转角度呈线性关系，而容易进行流量调节。
上述凹刻部的深度最好随着趋近外周方向逐渐地加深，然后再渐渐地变浅，节流部分的流路剖面积的变化更匀滑，压力损失也变小。
再有，前述凹刻部最好是以由相对于上述阀体的轴心偏心的轴心为中心形成的部分圆锥组合构成。通过这样的构成，易由车床作简单的机械加工来形成上述阀体的凹刻部。
最好是使上述阀体形成圆柱形，同时在圆柱形的上述阀体的前述外周面上形成所述凹刻部，而使与上述阀体的回转相对应的前述凹刻部的轨迹与前述流体通路交叉。这样就能使所通过的剖面积伴随圆柱形阀体的转动所产生的变化更加平缓。
此外，设置配备有电气驱动的输出轴的致动器，通过将此致动器安装到上述输出轴上，也可对前述阀体作回转调节。这样便可使上述阀体的回转调节自动化。
前述阀孔的中心轴最好设置到相对于上述流体通道的中心轴偏心的位置处。通过这种结构，即使在最节流的状态下，也能始终确保有某种大小的流路。
根据本发明的另一个方面，喷射织机中的入纬装置的特征在于，配备有前述的节流阀的同时，前述流体通路成为连接喷射织机中压力已调整的压缩空气源和喷射该压缩空气的喷嘴的流体通路。
根据本发明，能够在喷射织机中利用上述节流阀的作用。具体地说，在喷射织机中，由于能根据所用纬纱的种类和入纬的状态进行非常精细的压力调节，故可在提高入纬功能的同时降低压缩空气的消耗量。
根据本发明的又一方面，其特征在于，所述喷嘴是用于引入纬纱的入纬用喷嘴，而在喷射织机中的入纬装置还配备有设在连接上述压缩空气源与该入纬用喷嘴的前述流体上的开关阀，通过变换此开头阀的开与关来进行对此入纬用喷嘴供给和中止供给所述压缩空气，在此开关阀的开放状态下通过上述入纬用喷嘴的压缩空气喷射作用来引入所述纬纱，对于每个入纬周期，对应于上述开关阀的开与关定时来控制此节流阀的节流状态。
在喷射织机中，入纬用喷嘴的喷射压力的剧降特性会给纬纱的入纬状态以影响。当关闭控制着对入纬用喷嘴供给和中止供给压缩空气的开关阀后，入纬用喷嘴中的喷射压力便剧降。因此，由于纱的种类不同，纬纱会振动而易发生脱落与松弛，使织布的质量下降。
为了避免入纬用喷嘴中喷射压力的剧降，已存在有这样的方法：在入纬用喷嘴的喷射结束期间，相对于电磁开关阀输出脉冲序列的驱动信号，快速而断续地开关电磁开关阀，使入纬用喷嘴在喷射结束之际的喷射压力徐徐减小。
但在快速而断续地开关电磁开头阀时，需要使用能够极高速操作的电磁开关阀。在采用这种电磁开关阀时，它的寿命比先前使用的具有标准应答性能的电磁开关阀会大幅度缩短。
本发明能不用这种以极高速操作的电磁开关阀来改进入纬用喷嘴中的喷射压力特性。入纬用喷嘴的喷射压力特性能够通过与开关阀不同的节流阀的节流状态选择来调整，从而可不需要为获得所希望的喷射压力特性而要求开关阀作极高速的操作。
最好具备在入纬的每个周期中能对应上述开关阀的开关定时控制上述节流阀节流状态的控制装置，以便能更简单地调节节流阀的节流状态。
上述节流阀最好设在前述开关阀的上游侧。开关阀的上游侧能避免它下游中长期保留剩余压力的状态，是适于用作节流阀的恰当设置场所。
此外，上述的入纬用喷嘴至少能用作入纬用主喷嘴或入纬用辅助喷嘴二者中之一。
【附图说明】
图1说明喷射织机中压缩空气的供给路径；
图2是示明既有装置中的节流阀装置的说明图；
图3A是示明既有装置中阀体的角度与流路有效剖面积的关系的曲线图、图3B是示明阀体的角度与压力效率的关系的曲线图；
图4是本发明第1实施形式中节流阀的局部剖视图(节流状态)；
图5是节流阀部分剖面正视图(开放状态)；
图6是节流阀部分剖面平面图(开放状态)；
图7是节流阀部分剖面正视图(部分开放状态)；
图8是节流阀部分剖面正视图(节流状态)；
图9A是示明阀体角度与流路的有效剖面积的关系的曲线图、图9B是示明阀体角度与压力效率的关系的曲线图；
图10A是示明第二实施形式的压缩空气供给路径的略图、图10B是沿图10A-A线的剖面图、图10C是示明阀开度最大状态的剖面图；
图11A是说明喷射压力特性的曲线图；图11B是示明阀开度为零的状态的剖面图、图11C是示明阀开度最大的状态的剖面图、图11D是说明既有的喷射压力特性的曲线图；
图12A是示明第三实施形式的压缩空气供给路径的略图、图12B是沿图12A的B-B线的剖面图；
图13A是示明阀开度最大状态的剖面图、图13B与图13C是示明阀开度最小状态的剖面图、图13D是说明喷射压力特性的曲线图；
图14是说明不同的喷射压力特性的曲线图；
图15是说明不同的喷射压力特性的曲线图；
图16是说明不同的喷射压力特性的曲线图；
图17是示明第四实施形式的压缩空气供给路径的略图。
【具体实施方式】
下面参看附图说明本发明的最佳实施形式。首先参看说明先有技术的图1，在把本发明用于喷射织机中时其基本结构是相同的。因此只对本发明所涉及的节流阀附以新的标号(60、80、90、100)，而其他部件沿用相同的标号。
实施形式1
现据图4～8详述本发明的节流阀60。在主体61中相贯通地设有与第二管路5连通的流体通路62，同时沿与流体通路62正交的方向贯通地设有阀孔63。于是流体通路62和阀孔63成相互连通状态。阀孔63中嵌插圆柱形的阀体64使之能以其轴心为中心作回转调节。阀孔63的中心轴则相对于流体通路62的中心轴偏心地设置。这样即使通过节流阀60使流体通路62的流路剖面积最小时，也始终会有一定数量的压缩空气流过。但是，根据阀体64的直径与偏心量，也有可能使流路剖面积为零，即节流阀合闭。详见以后所述。
在阀体64的从立体61突出部分的一端上部盖设有用于回转调节阀体64的旋钮65。另一方面，阀体64的从主体61突出部分的另一端则安装有防止脱落的簧环66。在阀体64的两端附近刻设有密封圈槽67，其中嵌入有用于保持气密的密封圈68。
于阀体64轴向大致中央附近，在其外周面上刻设有深度沿外周方向连续变化的凹刻部69。此凹刻部69例如可利用车床将阀体64夹定于偏心位置，一面转动一面用刀头切削而简单地形成。这时，简单地说，通过上下部分圆锥70a、70b的组合形成了凹刻部69。从而凹刻部69的深度沿圆周方向连续地变化(连续地增大，继而连续地减小)。也就是说此流路的剖面积是连续变化的。此外，凹刻部是由相互反向的部分圆锥组合成，结果使凹刻部的流路剖面呈三角形，但并不限定于这种形状的结构，从而也可以使凹刻部的流路剖面变形为例如半圆形，四边形等种种形状。
再来说明这一实施形式的作用。操作人员可通过旋钮65转动阀体64来调节供给入纬喷嘴8的压缩空气的流量(进而调节入纬喷嘴8入口部的压力)。这就是说，通过转动阀体64适当地调节了凹刻部69所形成的流体通路62的流路的有效剖面积。
如图6(以及图5)所示，当阀体64的中心线S(形成凹刻部69的部分圆锥70a、70b的轴心与阀体64的轴心的连线)处于与流体通路62的轴心正文的位置时，凹刻部69所成流路宽度G1成为最大。也即流路剖面积成为最大。当从(图6所示的)该位置使阀体64左转90°时，即成为图7所示状态。此时凹刻部69形成的流路宽度为G2。然后阀体64再转到图8所示位置。在此位置上，部分71成为可密封状态，而凹刻部69形成的流路宽度G3成为最小，即流路剖面积成为最小。流路剖面积在上述最大与最小值之间平滑地连续变化(参看图9A)，因而求得的入纬喷嘴8入口部的压力能得到图9B所示的关系，成为易控制且精度高的结构。
阀体64的转动调节是由操作人员用手通过旋钮65进行的，但也可不用此旋钮，将步进马达、伺服马达、螺线管等致动器与阀体连接而进行自动调节。从而可以使进行这种压缩空气流量控制系统的整体构成自动控制化的形式，并将于以后对此说明。
以上例示了将节流阀60设于连接喷射织机的压缩空气源与入纬喷嘴8(入纬用的主喷嘴)的流体通路中的情形。但是也可沿喷射织机的折幅方向(即沿着引入纬纱的路径)，于连接所设的多个辅助喷嘴与压缩空气源的流体通路中设置节流阀。
实施形式2
下面根据图10与11说明使本发明具体化的第二实施形式的节流阀80。首先不嫌重复地相应结构，图10A中所示的标号8指入纬用的主喷嘴，纬纱Y通过入纬用主喷嘴8的喷射，射出到经纱开口内而得以入纬。标号4是压缩空气供给箱。压缩空气供给箱4的压力由减压阀2调压。压缩空气供给箱4经供给管85与电磁开关阀7连接。
在供给管85的中间部分，相对于供给管85内的压缩空气用流体通路141正交地形成有阀孔91。阀体87的可转动的方式安装于阀孔91中，即阀体87的转动中心轴线161相对于流体通路141正交地设置。阀体87安装于步进马达88的输出轴171上。步进马达88旋转驱动阀体87同时受到控制装置89的控制。控制装置89根据检测织机回转角度的旋转编码器90获得的织机回转角度的检测信息，控制步进马达88的回转驱动。作为控制手段的控制装置89对每个入纬周期相应于电磁开关阀7的开关定时，控制步进马达88的操作。
如图10B所示，阀体87的周面上沿圆周方向延伸地形成有凹刻部162。如图10A所示，凹刻部162由相互反向的一对圆锥面E1、E2组合形成。凹刻部162的深度随着其趋近周向慢慢地变深然后再慢慢地变浅。与阀体87的转动相对应的凹刻部162的轨迹与流体通路141交叉。当阀体87位于图10A与10B中的回转位置时，阀孔91中流体通过的剖面积成为零，因而压缩空气供给箱4的压缩空气不能供给电磁开关阀7。当阀体87处于图10C的回转位置时，阀孔91中的流体通过剖面积成为最大，从而压缩空气供给箱4的压缩空气能以最大量供给电磁开关阀7。
以上说明的阀孔91和设有凹刻部162的阀体87形成了节流阀80。
图11A的曲线M表明相对于每一入纬周期的电磁开关阀7的励磁信号。曲线C1表明每一入纬周期的相对于阀体87的阀开度，即阀孔91中的通过剖面积。相对于阀体87的阀开度将图10B与图11B的全关闭状态定为阀开度零，而以图10C与图11C的全开状态设定为最大阀开度HO。曲线F1表示的是曲线C1所示阀开度状态、即节流状态和给予励磁信号M的每一入纬周期入纬用主喷嘴8的喷射压力波形。图11D的曲线F0表示的是在没有步进马达88与阀体87组成的节流阀的情形下的对电磁开关阀7励磁时的喷射压波形。各曲线图的横轴θ表示织机的回转角度。
控制装置89使阀体87依照图10B与10C、图11B与11C的顺序改变其回转位置的方式来控制步进马达88的操作。图10B与10C所示的节流状态对应于入纬的1周期，图11B与11C所示的节流状态则对应下一个入纬的周期。
第二实施形式可获得如下效果。
(2-1)，曲线F0所示入纬用主喷嘴8中既有情形的喷射压力具有剧阵的特性，而本实施形式中的曲线F1所示的入纬用主喷嘴8中的喷射压力则具有抑制其剧降的特性，抑制了入纬用主喷嘴8中喷射压力的剧降也就抑制了纬纱y的振动，从而防止了落纱或纬纱松驰的发生。
这种入纬用主喷嘴8中喷射压力特性的改进，可以通过与电磁开关阀7不同的节流阀80的电磁开关阀7的开关定时相对应的节流状态的选择来调节，从而可以不需要为获得所希望的喷射压力特性而要求电磁开关阀7高速操作，能够不用可以高速工作的电磁开关阀而改进入纬用主喷嘴8中的喷射压力特性。
(2-2)，即使电磁开关阀7从开放状态转移到封闭状态后，电磁开关阀7下游侧的流体通路也处在有残余压力的状态。这种残余压力状态愈长，入纬用主喷嘴8中喷射压力剧降的时间就会过长，引起纬纱松驰或入纬不良，弱纱的入纬易发生断纱。若把节流阀80设于电磁开关阀7的下游侧，阀体87所产生的节流作用会加长电磁开关阀7下游侧流体通路中的残余压力状态，而易于产生前述不希望有的情形。当取节流阀80设于电磁开关阀7上游侧的结构，就有利于避免电磁开关阀7下游残余压力状态的长时间化。
(2-3)，控制装置89控制步进马达88的操作使阀体87按图10B-图10C-图10B与图11C所示回转位置的顺序位移。对于阀体87的阀开度、即阀孔91中流体的通过剖面积，除应考虑凹刻部162的形状之外，还要根据阀体87的回转位置推算。形成阀孔91中所望通过断面积的阀体87的回转位置可通过指定步进马达88的转动位置而简单地求得。
(2-4)，借助电动致动器步进马达88的驱动，容易实现阀体87的高速回转、迅速地回转增速与迅速地回转减速。通过阀体87在入纬的每1周期中使阀孔91中通过剖面积变化的这种结构，能使每一入纬周期的节流程度与所谓节流定时的节流状态在与短时间的入纬定时相配合而进行相应的设定时最为合适。
(2-5)，凹刻部162的深度取随着其趋近周向而慢慢加深然后再慢慢变浅的形状。具备有这种形状的槽162的阀体87使得伴随阀体87的回转而发生的通断面积的变化成为连续而平缓的，可以提高喷射压力特性的控制精度。
(2-6)，供给管85内的流体通路141与凹刻部162构成直线的通路。这种直线状的流体通路能有效地减小压力损失。
实施形式3
下面说明图12与1 3的第三实施形式的节流阀90，其中与第二实施形式相同的结构部分附以相同的标号。
与第一实施形式相同，图12B中所示第三实施形式的节流孔90的阀孔92的中心轴线211位于偏离流体通路141的中心的轴线的位置。如图13A、13B与13C所示，纳置于阀孔92中的阀体93的周面上形成沿周向延伸的凹刻部221。如图12B所示，凹刻渐221，由相互反向的一对圆锥面E3、E4组合形成。凹刻部221的深度随着趋近其周向而慢慢地加深，然后渐渐变浅。与阀体93的回转相对应的凹刻部221的轨迹同流体通路114交叉。当阀体93在图12A、12B与图13A中的回转位置时，阀孔92附近的通过剖面积成为最大。阀体93在图13B与13C中的回转位置时，阀孔92附近的通过面积成为最小。
图13D的曲线C2示明相对阀体93的阀开度、即阀孔92的附近的通过断面积。相对于阀体93的阀开度，以图12A、12B与图13A的节流程度作为最大阀开度H1，而以图13B与13C的节流程度作为最小阀开度H2。曲线F2表示给出由励磁信号M与曲线C2所示阀开度状态时入纬用主喷嘴8的喷射压力波形。控制装置89控制步进马达88的操作使阀体93按图13A、13B、13C的顺序改变其回转位置。图13A、13B、13C所示的节流状态对应于入纬的1周期。
第三实施形式的节流阀90也可获得与第二实施形式中(2-1)～(2-6)项相同的效果。
本发明也能够实现图14中曲线图的曲线F3、图15中曲线图的曲线F41与F42以及图16中曲线图的曲线F5分别示明的喷射压力特性。从图14可知，与第二实施形式的情形相同，抑制了喷射压力的剧降。图15例示在入纬作业中导入的纬纱从织布上切断分离时产生的切断振动由于如曲线F42所示的喷射压力而得的缓和。图16例示在对弱纱进行入纬时抑制喷射压力的剧增来防止断纱。
在图14与图16中的情形，采用第三实施形式的节流阀90能给出阀开度曲线C3、C5。在图15的情形，应用第二实施形式中的节流阀80可给出阀开度曲线C41、C42。
实施例形式4
再来说明图17的第四实施形式的节流阀100，其中与第二实施例式相同的结构部分附以相同的标号。
在形成有角度的供给管94中流体通路231的直角部分处设置阀体95。在由步进马达88驱动的阀体95中形成有斜面241.斜面241在图17的实线位置与虚线位置间转动。阀体98形成的节流量由阀体95的回转位置调节。
本发明还可有以下各实施形式。例如能由伺服马达驱动阀体87、93、95。此外，当把阀体87、93、95配置成仅于两个位置间变换时，便可由转子螺线管来驱动阀体87、93与95。再有，可把常开型电磁开关阀用作节流阀。还可将节流阀设于开关阀的下游。
上述实施形式中对节流阀适用于喷射织机的例子进行了说明，但本发明并不局限于此，只要是流量控制对象是压力流体的情形都可适用。例如可应用于一般的空气输送和汽车用燃料喷射装置等。