專利名稱：生產(chǎn)結(jié)子紗的方法和渦流噴嘴的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用DTY紗(Draw Twist Yarn)和/或無(wú)捻紗(Glattyarn)借助帶一個(gè)紗線處理通道以及橫向于紗線處理通道噴射空氣的空氣噴嘴生產(chǎn)高均勻結(jié)子的結(jié)子紗或渦流紗的方法，這里噴氣是按紗線輸送方向和逆紗線輸送方向形成一個(gè)雙渦流產(chǎn)生結(jié)子。此外，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)高均勻結(jié)子的結(jié)子紗用的渦流噴嘴，噴嘴帶一個(gè)直通紗線處理通道以及噴氣進(jìn)入通道，噴氣進(jìn)入通道是指向紗線處理通道的縱向中軸。
近幾年來(lái)，越來(lái)越細(xì)的長(zhǎng)絲被生產(chǎn)出來(lái)。這種長(zhǎng)絲如果單絲旦數(shù)(dpf)是0.5和大約1.2之間，稱謂微細(xì)絲。用這些線生產(chǎn)的紗稱之為微細(xì)長(zhǎng)絲紗。如果dpf＜0.5則稱之為超細(xì)長(zhǎng)絲。如果今后談到微細(xì)絲，而沒(méi)有作備注的話，也包括了超細(xì)紗。在單絲旦數(shù)高于1.2的紗，加工時(shí)應(yīng)予保護(hù)，使單絲乃至整根紗不致斷裂。微細(xì)長(zhǎng)絲紗產(chǎn)量仍處于增長(zhǎng)中。整個(gè)長(zhǎng)絲的交纏對(duì)微細(xì)長(zhǎng)絲紗具有重要意義。應(yīng)注意的是，單絲不分離開，否則會(huì)產(chǎn)生斷裂危險(xiǎn)。DTY紗是假捻變形紗。
市場(chǎng)上應(yīng)用所謂空氣渦流產(chǎn)生的渦流紗的范圍比較大。市場(chǎng)顯示兩種趨向。許多應(yīng)用情況來(lái)看，對(duì)所有長(zhǎng)絲細(xì)度，要求通過(guò)空氣渦流處理形成良好粗面穩(wěn)定的結(jié)子。噴嘴的設(shè)計(jì)必須考慮所有參數(shù)。另外還應(yīng)考慮細(xì)旦的，特別是微細(xì)長(zhǎng)絲紗。用這種紗生產(chǎn)精細(xì)料子，其手感必須是柔軟而有稠感。這里形成穩(wěn)定而幾乎不能松開的結(jié)子可能是個(gè)缺點(diǎn)，因這些結(jié)子尤其是在最精細(xì)的、單色染色的織物上顯示出一種網(wǎng)柵狀。在紗加工過(guò)程中要求有結(jié)子，但是在以后的加工細(xì)支紗織成織物或其他料子時(shí)應(yīng)當(dāng)完全消失。這種所稱的結(jié)子紗是利用渦流噴嘴的渦流作用生產(chǎn)的。所有長(zhǎng)絲局部交纏以及短的結(jié)子排列貫穿整個(gè)紗的通道，保證可靠獲得這些結(jié)子。渦流目的是得到高的每米結(jié)子數(shù)，結(jié)子之間的間距均勻。裝置方面的條件是，帶一個(gè)紗線處理通道，噴氣入口橫向于紗線通道。這里噴氣在紗線通道的兩側(cè)流出以及借助按紗線輸送方向和逆紗線輸送方向大致中央處噴入空氣，形成一個(gè)所謂的雙渦流。借助紗線通過(guò)相應(yīng)的渦流區(qū)，產(chǎn)生一種交替的空氣運(yùn)動(dòng)，其最終形成重復(fù)的在結(jié)子之間間隔短的結(jié)子。這種藝術(shù)是在于，適當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)渦流噴嘴的紗線通道所有尺寸以及空氣進(jìn)入方式，空氣壓力，超喂和紗線輸送速度并對(duì)各種應(yīng)用情況能在三個(gè)紗線質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，即結(jié)子穩(wěn)定性，每米結(jié)子數(shù)量和結(jié)子形成均勻性之間找出最佳方案。較粗旦長(zhǎng)絲dpf 1.2-4情況下，每米結(jié)子數(shù)量最多至110，而在微細(xì)長(zhǎng)絲紗情況下每米紗結(jié)子數(shù)最多至200。用于微細(xì)絲的空氣壓力大約為0.5至1.5巴。超喂是在3％-6％。細(xì)旦紗按現(xiàn)有技術(shù)生產(chǎn)，每米紗長(zhǎng)度上應(yīng)達(dá)到140節(jié)點(diǎn)或結(jié)子。這里希望盡可能獲得均勻的結(jié)子排列。應(yīng)防止產(chǎn)生無(wú)結(jié)的凸條紗，即紗中相繼缺少一個(gè)或多個(gè)結(jié)子。在哪種拉力條件下結(jié)子重新松開，是證實(shí)穩(wěn)定性的尺度。最簡(jiǎn)單的檢測(cè)方式是，兩手握持住紗線，慢慢地或急速的拉緊。
DE 197 00 817展示用于地毯紗(很粗的BCF紗)的一種渦流噴嘴的特殊形狀。這是起源于連續(xù)生產(chǎn)紡紗變形長(zhǎng)絲的一種方法，使用一個(gè)有直通紗線通道或渦流通道的渦流噴嘴。長(zhǎng)絲紗受到一個(gè)橫向?qū)?zhǔn)渦流噴嘴以及向前和返回從紗線通道流出的噴氣流的渦流作用，而返回渦流的廢氣大致按反方向在紗入口區(qū)域的噴氣入口處排出。其解決方案是，在渦流通道中產(chǎn)生兩個(gè)不同強(qiáng)作用的渦流，這里前進(jìn)渦流應(yīng)設(shè)計(jì)成較強(qiáng)于返回渦流的作用。
DE 37 11 759是使用較細(xì)旦至中旦的紗，嘗試改善這種紗在后續(xù)加工中，例如在織機(jī)上，針織機(jī)和簇絨機(jī)上的加工可能性。發(fā)明人是采用一種渦流裝置進(jìn)行復(fù)紗渦流加工，渦流裝置至少有一個(gè)紗線通道，在紗線通道進(jìn)口和出口的間距內(nèi)分別安置導(dǎo)線器，一根復(fù)紗在紗線通道內(nèi)借助一個(gè)噴嘴可噴入通道的壓縮空氣受到渦流作用。紗在進(jìn)入通道和從通道出來(lái)時(shí)是經(jīng)過(guò)小于90°的方向變動(dòng)，而噴嘴的噴射角是小于90°。作為本發(fā)明建議，導(dǎo)紗器應(yīng)這樣安置，即紗在關(guān)閉壓縮空氣入口時(shí)，紗借助導(dǎo)紗器靠向紗線通道，紗線通道內(nèi)平行地延伸至通道縱向以及通道在出口旁邊至少貼靠一個(gè)噴嘴。導(dǎo)紗器到鄰近它的紗線通道口的距離，最大為30mm。紗線通道長(zhǎng)度按未卷曲的復(fù)紗情況下最大是40mm，而卷曲的復(fù)紗情況最大是30mm。DE 37 111 759最少應(yīng)得到這個(gè)功饋，即一個(gè)短的紗線通道生產(chǎn)結(jié)子紗的積極效果的認(rèn)識(shí)已傳布到較廣的學(xué)術(shù)界。具體建議是，變形紗或卷曲紗用的紗線通道長(zhǎng)度為10-28mm。特別是10mm范圍的紗線通道長(zhǎng)度應(yīng)理解為短通道。
最新經(jīng)驗(yàn)表明，就目前很廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)結(jié)子紗的空氣噴嘴看，它用于很細(xì)旦、尤其是用于微細(xì)長(zhǎng)絲時(shí)不令人滿意。對(duì)于細(xì)旦紗，特別是微細(xì)長(zhǎng)絲紗在任何情況下要求結(jié)子排列的最大均勻性，并在某些特定應(yīng)用條件下，不僅要求有弱的、暫時(shí)恒定的但可逆的，即在紗以后加工時(shí)重新松開的結(jié)于。這些結(jié)于在成品織物內(nèi)不允許顯露。經(jīng)過(guò)反復(fù)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)有技術(shù)的噴嘴，比如用較低的喂入空氣壓力運(yùn)行。大家知道，使用較低空氣壓力產(chǎn)生較弱的結(jié)子，其缺點(diǎn)是，多次不可接受的不均勻性，不僅顯示在結(jié)子粗度和結(jié)子穩(wěn)定性方面而且在結(jié)子之間的間距方面。
近期的市場(chǎng)上，使用所謂的微細(xì)長(zhǎng)絲紗是很強(qiáng)的發(fā)展趨勢(shì)。結(jié)子均勻性的問(wèn)題和至少對(duì)于后續(xù)加工的結(jié)子足夠穩(wěn)定性，在許多應(yīng)用情況下有著極重要意義。在絕大多數(shù)情況下，要求結(jié)子數(shù)量不得明顯低于當(dāng)前可達(dá)到的140結(jié)/m，要求的噴氣壓力從能量需要量上考慮，可以降低。
本發(fā)明的任務(wù)是，尋找一種方法和一種渦流噴嘴，使得在高的紗線輸送速度下生產(chǎn)細(xì)旦，特別是微細(xì)長(zhǎng)絲紗也能達(dá)到前述的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，即四項(xiàng)要求-降低噴氣壓力；-每米結(jié)子數(shù)＞140/m，dpf＜1.2；-可以調(diào)節(jié)的結(jié)子穩(wěn)定性；-高均勻的結(jié)子排列。
根據(jù)本發(fā)明的方法，其特征在于，噴氣在進(jìn)入紗線處理通道的入口區(qū)域內(nèi)的一個(gè)空氣加捻室中分成兩股強(qiáng)的，固定的幾乎不受紗束干擾的空氣加捻氣流。
根據(jù)本發(fā)明的渦流噴嘴，其特征在于，在紗線處理通道內(nèi)噴氣進(jìn)入通道的入口區(qū)域設(shè)計(jì)一個(gè)噴氣通道的加寬處，形成兩股對(duì)流的固定空氣加捻氣流的加捻室，這里噴氣通道的加寬處向外凸出應(yīng)少于紗線通道寬度的22％但大于5％。
與本發(fā)明有關(guān)，在現(xiàn)有技術(shù)中有兩種渦流噴嘴是大家所知的一是帶直通紗線通道的渦流噴嘴，例如本文前面已提到的DE 37 11759所述的那種，一條均勻的直通紗線通道是典型的這種噴嘴。
二是在紗線通道內(nèi)位于噴氣進(jìn)入?yún)^(qū)域帶一個(gè)紗渦流室的渦流噴嘴。從模型上看，紗的已開松單絲同樣需要一個(gè)附加的室為3向側(cè)向擺動(dòng)，從而獲得改進(jìn)的結(jié)子穩(wěn)定性。
這里令人感興趣的是，在第一種情況下達(dá)到高的結(jié)子數(shù)量。但缺點(diǎn)是，結(jié)子穩(wěn)定性和結(jié)子排列的均勻性在微小降低噴氣壓力時(shí)就能覺(jué)察到變壞。第二種情況下，雖然有足夠的結(jié)子穩(wěn)定性，但對(duì)多種用途來(lái)說(shuō)結(jié)子數(shù)量不夠的。
本發(fā)明使用所謂的“渦流室”解決了上述問(wèn)題。在噴入空氣位置的區(qū)域前后，一個(gè)較大的紗線通道加寬處被理解為渦流室。其目的是，使紗線或單絲能夠在渦流室內(nèi)往復(fù)擺動(dòng)。此外，本發(fā)明尋求空氣這方面的改進(jìn)。建議一個(gè)用于空氣的空氣加捻室或微型渦流室。使用渦流室可以提高結(jié)子穩(wěn)定性，合乎實(shí)際情況。但在結(jié)子數(shù)量上出現(xiàn)麻煩。每米紗產(chǎn)生結(jié)子數(shù)量少一些。每個(gè)結(jié)子都較長(zhǎng)。完全令人驚奇的是，實(shí)驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)采用本發(fā)明的新方案，能達(dá)到至今不能達(dá)到的結(jié)子穩(wěn)定性以及均勻的結(jié)子，幾乎不損失結(jié)子數(shù)量。單獨(dú)空氣微渦流是可能的，因?yàn)榫植康臍饬魈幱诼暡ǚ秶统暡ǚ秶约袄贸暡鞯默F(xiàn)象，在局部區(qū)域限制下獲得兩股強(qiáng)穩(wěn)定的空氣加捻氣流。
此外，發(fā)明人認(rèn)識(shí)到，至今的一些方法中都是從一個(gè)不充分的結(jié)子形成模型出發(fā)。要紗線通道中無(wú)紗的情況下，處于每個(gè)流動(dòng)方向的對(duì)流渦流是長(zhǎng)久穩(wěn)定的。紗的出現(xiàn)引起渦流的往復(fù)擺動(dòng)。申請(qǐng)人的實(shí)驗(yàn)表明，兩股對(duì)流渦流的很短時(shí)間往復(fù)擺動(dòng)是位于結(jié)子形成的中央。兩個(gè)大渦流和不可確定數(shù)量的小渦流之間的組合，促成單絲的往復(fù)拉扯以及單絲之間形成結(jié)子。實(shí)際上，當(dāng)紗線輸送通過(guò)紗線通道時(shí)，對(duì)流渦流是完全不穩(wěn)定的。與此相反，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的模型只限于雙渦流形成。這里對(duì)所產(chǎn)生的矛盾予以忽略。發(fā)明人現(xiàn)已認(rèn)識(shí)到，如果在紗線處理通道內(nèi)噴氣入口區(qū)域安置一個(gè)空氣加捻室來(lái)替代一個(gè)直通的均勻紗線通道或紗渦流室，使處理細(xì)旦的情況能明顯改善，這樣在有關(guān)位置的空氣流就分成兩股強(qiáng)的未受干擾的加捻氣流。噴氣通道的微小加寬處即是空氣加捻室，它構(gòu)成空氣噴射區(qū)域內(nèi)的一個(gè)完全穩(wěn)定加捻氣流以及相連的完全不穩(wěn)定渦流區(qū)之間的過(guò)渡直到紗線通道的出口為止。這樣不僅按紗線輸送方向而且按逆紗線輸送方向預(yù)先給予增強(qiáng)的渦流。空氣流是以音速和超音速進(jìn)行，以致于相應(yīng)的現(xiàn)象都能夠附加地被利用。
本發(fā)明許可有許多優(yōu)選的技術(shù)方案。這里從一個(gè)模型出發(fā)，在空氣加捻室內(nèi)，一個(gè)短的區(qū)域產(chǎn)生一股穩(wěn)定的加捻氣流，緊接該氣流的是按照紗線輸送方向和逆紗線輸送方向的一個(gè)交換渦流區(qū)。有關(guān)不同紗類型及其有關(guān)的紗細(xì)度列表如下連續(xù)長(zhǎng)絲紗按通常的紗支數(shù)和長(zhǎng)絲細(xì)度來(lái)細(xì)分
根據(jù)本發(fā)明方案的大量實(shí)驗(yàn)系列表明，用于噴氣的壓縮空氣壓力大于0.5巴，但不小于3巴，能夠生產(chǎn)一種高結(jié)子穩(wěn)定性的結(jié)子紗。處理的紗旦數(shù)小于2-5dpf，主要是小于1dpf。紗線通道截面設(shè)計(jì)首選半圓形或U形，這里紗線通道寬度(B)是大于紗線通道深度(T)?？諝饧幽硎覟榧喚€通道中的一個(gè)半球形空氣通道的加寬處?？諝饧幽硎抑辽贋榻咏鼘?duì)稱的并且兩側(cè)凸出于側(cè)向紗線通道壁不超過(guò)0.5mm。新方案很重要的一點(diǎn)是，空氣加捻室微型化，使紗束不能完全進(jìn)入到空氣加捻室的側(cè)向加寬處?？諝饧幽硎彝钩鲇诩喚€通道壁僅為幾分之一毫米。例如對(duì)于1.6mm寬的紗線通道，建議空氣加捻室的最大寬度為2.2mm。一開始就使所有參加者感到很驚奇的是，采取這種微小措施就可達(dá)到相當(dāng)大的效果。但該解釋與超音空氣流的技術(shù)方案有關(guān)。
本發(fā)明可以用DTY紗(假捻紗)作大量實(shí)驗(yàn)系列研究。結(jié)果是細(xì)、中和粗旦紗都好。出人意料的結(jié)果是，絕大部分為細(xì)旦紗，尤其是微細(xì)長(zhǎng)絲。第一批實(shí)驗(yàn)使用無(wú)捻紗都良好，結(jié)果明顯差一些的是DTY紗。至少根據(jù)理論上的考慮，本發(fā)明也可以應(yīng)用于BCF紗，這里加工BCF紗應(yīng)根據(jù)大得多的最大8mm的紗線通道寬度，使空氣加捻室最多應(yīng)凸出于紗線通道寬度的22％，最少應(yīng)凸出5％。
本發(fā)明還允許較多優(yōu)選的紗渦流噴嘴的技術(shù)方案。為此建議，將紗線處理通道橫截面設(shè)計(jì)成半圓形或U形并帶一個(gè)平的折流蓋板。
所有實(shí)驗(yàn)清楚表明，空氣加捻室的真正關(guān)鍵尺寸是側(cè)向的凸起和縱向尺寸?？諝饧幽硎铱上鄬?duì)紗線處理通道截面按側(cè)向相似形狀地設(shè)計(jì)成微型半球面，這里空氣加捻室凸出于紗線處理通道兩側(cè)小于0.5mm。小于0.5mm的外凸尺寸能加工最大至500旦的紗，亦即紗線通道寬度最寬至3mm。
對(duì)比實(shí)驗(yàn)渦流室長(zhǎng)度的影響
*＝結(jié)子、穩(wěn)定性和均勻性的損失**＝結(jié)子、穩(wěn)定性和均勻性的輕度損失***＝使用發(fā)明方案取得的最佳結(jié)果在紗線通道寬度大于3mm時(shí)，規(guī)定的凸出尺寸是小于紗線通道寬度的22％和大于5％。最好凸出尺寸是介于紗線通道寬度的10％和20％之間。此外，空氣加捻室最好有一個(gè)近似圓對(duì)稱的外部輪廓以及形成噴氣進(jìn)入通道的中軸連續(xù)。特別優(yōu)選的是，為了強(qiáng)化空氣渦流形成，紗線通道截面寬度應(yīng)設(shè)計(jì)成大于沿噴氣入口方向的紗線通道深度。這里，處理通道設(shè)計(jì)成較寬的通道，最好寬度為0.6至3mm，紗線通道寬度(B)與紗通度深度(T)的比例最好為1.2至2.5。根據(jù)實(shí)驗(yàn)，空氣加捻室的長(zhǎng)度最好小于紗線通道寬度的1.3倍。優(yōu)選方式是，空氣加捻室長(zhǎng)度相對(duì)于紗線通道寬度大約在0.7至1.6，最好為0.8至1.2，這明顯低于實(shí)際的L/B比例即現(xiàn)有技術(shù)的大約1.75。
根據(jù)另一個(gè)可優(yōu)選的技術(shù)方案構(gòu)思，噴氣進(jìn)入通道設(shè)計(jì)成圓形或橢圓形或是具有三角形特征或Y形的橢圓形，這里噴氣進(jìn)入通道的側(cè)向尺寸最多等于或小于相應(yīng)的紗線通道寬度。紗線通道寬度(B)應(yīng)設(shè)計(jì)成大于空氣進(jìn)入通道寬度d，B/d的比例最好是1.1至1.3。
根據(jù)另一個(gè)優(yōu)選的解決途徑，建議紗線通道由一平的可移動(dòng)擋板和一個(gè)帶噴氣入口的噴嘴板構(gòu)成。紗線通道最好設(shè)計(jì)為一塊噴嘴板和一塊相對(duì)該噴嘴板可移動(dòng)的擋板(即所謂的SlideJet)，在紗線通道處于敞開位置時(shí)是用于紗的引入，而紗線通道處于關(guān)閉位置時(shí)用于生產(chǎn)結(jié)子紗。噴嘴板設(shè)計(jì)為板形的陶瓷盤，后者與一個(gè)滑動(dòng)部件共同安置在渦流噴嘴內(nèi)，和/或陶瓷盤在滑動(dòng)部件內(nèi)可作為更換板裝入或拆出。
現(xiàn)就幾個(gè)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)進(jìn)行說(shuō)明，共展示17個(gè)圖，其中
圖1a-1f現(xiàn)有技術(shù)的紗線處理通道的技術(shù)方案，具有在兩個(gè)流出側(cè)對(duì)向渦流的新知識(shí)；圖2a-2d帶一個(gè)空氣加捻室的本發(fā)明方案；圖3a-3c噴氣進(jìn)入通道的不同橫截面形狀；圖4a空氣加捻室區(qū)域內(nèi)的強(qiáng)穩(wěn)定加捻氣流的計(jì)算模型的結(jié)果；圖4b不穩(wěn)定渦流，它在計(jì)算模型內(nèi)無(wú)紗的情況下是穩(wěn)定的；圖4c空氣加捻室區(qū)域內(nèi)的穩(wěn)定加捻氣流以及在處理空氣的兩個(gè)流出方向的不穩(wěn)定渦流的模型示意圖；圖5a-5e一個(gè)噴嘴板的不同細(xì)節(jié)圖，其上布置有空氣加捻室；圖6a-6d處于開啟和關(guān)閉位置的一個(gè)完整的Slide Jet型渦流噴嘴以及拆出的噴嘴板(圖6c和6d)；圖7a-7f拆出滑動(dòng)部件及噴嘴板的最重要順序步驟；圖8a-8d一塊噴嘴板裝入到渦流噴嘴的一個(gè)滑動(dòng)部件內(nèi)或從中拆出；圖9a未經(jīng)處理的無(wú)捻紗示意圖；圖9b一根帶軟結(jié)的結(jié)子紗；圖9c一根帶硬結(jié)的結(jié)子紗(黑線)；圖9d現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)子紗，結(jié)子形成很不均勻；圖10a-10c展示圖9c到9d的結(jié)子排列的不均勻性，部分是不同的結(jié)子間距，部分是缺少結(jié)子；圖11硬結(jié)和軟結(jié)的對(duì)比圖左圖硬結(jié)是用1.5至3巴壓縮空氣生產(chǎn)的，幾乎不再能松開；右圖軟結(jié)是用0.5至1.5巴壓縮空氣生產(chǎn)的，軟結(jié)在后續(xù)紗加工過(guò)程中絕大多數(shù)松開。
圖12a和12b帶Y形截面的噴氣入口通道的特殊形狀；圖12c另一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的空氣加捻室11’的技術(shù)方案實(shí)施例；圖13a-13d現(xiàn)有技術(shù)中申請(qǐng)人的一種帶超大紗渦流通道的方案；圖14a根據(jù)本發(fā)明的一種方案；圖14b和14c同圖14a作對(duì)比的現(xiàn)有技術(shù)方案；圖15a-15c現(xiàn)有技術(shù)(圖15a，15b)方案的結(jié)果與新方案(圖15c)結(jié)果比較；圖16a和16b采用現(xiàn)有技術(shù)方案以及用本發(fā)明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比研究得到的主要質(zhì)量差別；圖17使用無(wú)捻紗(“無(wú)捻紗，完全拉伸”)在不同喂入空氣壓力下進(jìn)行有空氣加捻室和無(wú)空氣加捻室的對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
圖1a至1f表示借助一個(gè)渦流噴嘴1生產(chǎn)一根結(jié)子紗的典型模型。這里用一根未經(jīng)渦流的無(wú)捻紗2在一個(gè)紗線處理通道3中受到噴射空氣BL的作用使這些單絲形成結(jié)子K，該結(jié)子根據(jù)傳統(tǒng)的理解是由噴射空氣形成雙渦流，即按紗線輸送方向7以及在紗線處理通道3內(nèi)的逆紗線輸送方向所產(chǎn)生。噴射空氣BL是通過(guò)噴氣通道4按箭頭5方向進(jìn)入，從圖1b和1d看出，產(chǎn)生典型的雙渦流6。結(jié)子紗2’按箭頭方向離開渦流噴嘴1。根據(jù)圖1a和1b，紗線處理通道3有一個(gè)圓形截面。噴氣通道4也有這種圓截面。根據(jù)圖1c和1d的方案亦對(duì)應(yīng)大家所知的現(xiàn)有技術(shù)并且是一個(gè)較好的方案，即紗線通道3設(shè)計(jì)成在一噴嘴板9和一平的蓋板10內(nèi)，呈半圓形狀。借助這種特殊的形狀，產(chǎn)生非常明顯的雙渦流6，正如圖1d所表示的那樣。
直到最近較大量的實(shí)驗(yàn)得出，對(duì)結(jié)子形成的了解是不完整的。實(shí)際上，結(jié)子形成不是簡(jiǎn)單地產(chǎn)生于兩個(gè)穩(wěn)定的渦流6。下列的事實(shí)是結(jié)子形成的一個(gè)基本前提1)利用噴射空氣流BL在紗線處理通道中產(chǎn)生雙渦流(圖1b和1d)。
2)根據(jù)圖1c和1f，如果一根長(zhǎng)絲紗2進(jìn)入紗線處理通道3中，雙渦流就完全受到干擾。在幾毫秒內(nèi)，穩(wěn)定的雙渦流在紗進(jìn)入時(shí)被破壞。當(dāng)渦流6**崩渦時(shí)，在紗線處理通道的一半處形成一側(cè)的渦流6*。結(jié)果是，所有在紗線處理通道3的長(zhǎng)絲擺到右側(cè)。而所有長(zhǎng)絲聚集在右側(cè)就立刻破壞了這種雙渦流，以致幾乎在無(wú)拉伸情況下，一個(gè)相應(yīng)的大渦流6***在左側(cè)出現(xiàn)(圖1b)。這種擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)在噴射空氣和長(zhǎng)絲紗存在的情況下是一種完全不連續(xù)的持續(xù)狀態(tài)，最終導(dǎo)致結(jié)子形成。
圖2a至2d是一種根據(jù)本發(fā)明的解決方案。與圖1c至1f有所區(qū)別的是，紗線處理通道3還附加一個(gè)空氣加捻室11，后者為噴氣入口通道4直接延伸到紗線處理通道3。紗線處理通道3在噴氣入口通道4的這側(cè)作半球形的擴(kuò)大，這點(diǎn)可以從圖2b的一個(gè)相應(yīng)的半球形12看出。在圖4的截面II，II內(nèi)，根據(jù)圖2a中的兩個(gè)箭頭13，13’產(chǎn)生一股附加的加捻氣流。半球形加寬處允許局部穩(wěn)定的加捻氣流，而不會(huì)負(fù)面影響紗線處理通道3的相連接部件中的非穩(wěn)定渦流運(yùn)動(dòng)。根據(jù)圖2c和2d，局部穩(wěn)定的加捻氣流卻直接過(guò)渡到非穩(wěn)定渦流氣流。圖2b表示根據(jù)本發(fā)明設(shè)計(jì)的一塊噴嘴板9。對(duì)于相同的標(biāo)記，選用了與圖1和圖2的相同附圖標(biāo)記?？汕宄闯隹諝饧幽硎业男⌒突O(shè)計(jì)，加捻室的大小應(yīng)設(shè)計(jì)成紗束在室內(nèi)不能運(yùn)動(dòng)。
圖3a至3c表示噴氣入口通道的三種不同橫截面形狀，即圖3a為圓形4’，圖3b為半橢圓形4”以及圖3c為橢圓形4。
圖4a和4b分別表示CFD氣流計(jì)算結(jié)果。從圖4a中明顯看到噴氣入口BL是從下向上。上部平面是E標(biāo)識(shí)，表示噴氣流BL對(duì)擋板10的沖擊面?？諝饧幽硎?1是由兩個(gè)小的半球形間隙12組成。從圖4a中明顯看到兩股加捻氣流14，后者在小于1至2mm區(qū)域內(nèi)按縱向產(chǎn)生一個(gè)很穩(wěn)定的氣流形式。從圖4a看到基于相同的計(jì)算模型(在無(wú)紗的情況下)，穩(wěn)定的加捻氣流14是處于中央，而圖的上部是兩個(gè)雙渦流6。圖4c表示兩個(gè)氣流形式示意圖。
圖5a至5e表示根據(jù)本發(fā)明的圖2至圖4的解決方案，是設(shè)置在一個(gè)Slide Jet噴嘴的具體噴嘴板9內(nèi)。
圖6a和6b展示了設(shè)計(jì)為SlideJet(滑動(dòng)噴嘴)的一完整的渦流噴嘴1。圖6b表示開啟的或引入紗的位置，而圖6a為關(guān)閉的工作位置。噴嘴板9安裝在渦流噴嘴1內(nèi)，這里一個(gè)滑動(dòng)部件23可以在一個(gè)軛25的下座上往復(fù)滑動(dòng)?；瑒?dòng)運(yùn)動(dòng)是借助一個(gè)移動(dòng)杠桿26進(jìn)行，杠桿是通過(guò)相應(yīng)的力學(xué)使旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換到純粹沿箭頭27的移動(dòng)運(yùn)動(dòng)。擋板10對(duì)于渦流是很重要的，它在彈簧壓力下持久地緊壓到噴嘴9的上部平面。高表面精度的平面允許在同時(shí)具有密封功能下運(yùn)動(dòng)，為此陶瓷擋板10和陶瓷噴嘴板9是特別合適的。紗線通道3和一個(gè)空氣入口通道都安置在噴嘴板9內(nèi)。對(duì)于工作位置，空氣進(jìn)入通道和壓縮空氣源22是可以連接的。在工作位置時(shí)，紗線通道3是由圖6a中可見的部件以及擋板10的下部平面確定。圖6c展示一塊噴嘴板9。圖6d表示整個(gè)滑動(dòng)部件23以及已裝入的噴嘴板9。圖6d也展示噴嘴板9固定在滑動(dòng)部件23內(nèi)的多種可能性。例如噴嘴板9通過(guò)壓鑄過(guò)程直接壓鑄到滑動(dòng)部件23內(nèi)，使陶瓷盤與滑動(dòng)部件23構(gòu)成一個(gè)不能分離的部件。此外，也可以將陶瓷盤粘貼到滑動(dòng)部件內(nèi)。
圖7a表示關(guān)閉的工作位置?；瑒?dòng)部件26處于紗線通道3下降的位置，使紗穿行過(guò)受到空氣處理，為此壓縮空氣可通過(guò)接口或一個(gè)壓縮空氣孔輸入。借助移動(dòng)杠桿26的向上翻轉(zhuǎn)，滑動(dòng)部件23即向前方移動(dòng)(圖7c)，同時(shí)關(guān)閉空氣輸入，這樣利用兩個(gè)壓縮空氣孔的錯(cuò)位來(lái)實(shí)現(xiàn)尺寸G。按箭頭K壓緊放松杠桿，彈簧壓力通過(guò)擋板10而消除，滑動(dòng)軸到一個(gè)嚙合槽的嚙合即釋放，因而滑動(dòng)部件23自由地能向前移動(dòng)(圖7b)。滑動(dòng)部件23現(xiàn)在就可從裝置上取下(圖7f)。陶瓷盤沿與滑動(dòng)部件23相反的方向取下。重新裝入程序正好按7a至7f的反方向進(jìn)行。
圖8a至8c表示特別優(yōu)選的結(jié)合方式。圖8a展示噴嘴板9裝入的第一步。噴嘴板9按箭頭41橫向于移動(dòng)方向放置到滑動(dòng)部件23上。這里正負(fù)部件42，43幫助用于精確地將噴嘴板9放入，正如圖8b的透視圖所示。從8d看到，噴嘴板9完全放入到滑動(dòng)部件23內(nèi)，其間可以看到噴嘴板9按照箭頭作轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)。噴嘴板9兩側(cè)具有一個(gè)凸塊，滑動(dòng)部件23具有一個(gè)相適配的圓形滑動(dòng)導(dǎo)軌。噴嘴板9相對(duì)旋轉(zhuǎn)中心在兩側(cè)有扇形面，后者以很小間隙匹配進(jìn)入滑動(dòng)部件23的相應(yīng)的圓形導(dǎo)軌。在圖8d的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)結(jié)束后產(chǎn)生一個(gè)定位點(diǎn)，該定位點(diǎn)受到輕的彈簧壓力從下部嚙合，使噴嘴板9固定在工作位置。
圖9a表示一根未經(jīng)渦流的紗2。這種紗可以是無(wú)捻紗，也可以是假捻變形紗。圖中直線表示單絲45。圖9b表示一根渦流處理的軟結(jié)子紗。典型的是較短的結(jié)子K，是用細(xì)直線表示。圖9c表示在兩個(gè)渦流開松點(diǎn)之間的較長(zhǎng)硬結(jié)子K。硬結(jié)子都用粗線表示。圖9d表示一根帶很不均勻結(jié)子的現(xiàn)有技術(shù)的典型結(jié)子紗。
圖10a至10c展示幾種不均勻的結(jié)子實(shí)例。
圖11是可采用本發(fā)明生產(chǎn)的硬結(jié)子和軟結(jié)子的對(duì)比。圖11示出典型的使用壓縮空氣范圍，即1.5至3巴以及0.5至1.5巴。根據(jù)市場(chǎng)和主要根據(jù)后續(xù)加工形式，要求使用硬結(jié)子或軟結(jié)子。
圖12a和12b展示應(yīng)用一種Y形噴氣通道截面的可能性，它帶一個(gè)相應(yīng)的主空氣通道H和副空氣通道N。圖12c表示根據(jù)本發(fā)明的加捻室11’的另一個(gè)設(shè)計(jì)實(shí)施例。
圖13a至13c表示現(xiàn)有技術(shù)的一種方案，從申請(qǐng)人申報(bào)專利至今已經(jīng)20多年。這是一個(gè)典型的長(zhǎng)的紗渦流室，帶較大的寬度和長(zhǎng)度。按照該技術(shù)方案插入了該模型，使紗可以盡可能寬的在紗渦流室內(nèi)擺動(dòng)。
圖14a展示一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的方案以及現(xiàn)有技術(shù)的兩種方案對(duì)比(圖14b，14c)。至今所有研究得出有一個(gè)用于空氣加捻室凸出的關(guān)鍵尺寸。它大約是0.5mm。在所有加捻室的設(shè)計(jì)方案中，室的側(cè)向凸出超過(guò)0.5mm，就能察覺(jué)到質(zhì)量下降。至今實(shí)驗(yàn)表明，室的側(cè)向凸出于紗線處理通道3是很關(guān)鍵的。業(yè)已證明，加捻室向著紗線通道縱向的長(zhǎng)度最好是小于1.3×紗線通道寬度(B)。
圖15a，15b和15c是結(jié)子形成的對(duì)比圖。圖15a是根據(jù)圖13a至13c的一種方案；圖15b是根據(jù)圖1和1a的無(wú)加捻室的一種方案；圖15c是根據(jù)本發(fā)明的解決方案。所有三種方案采用的紗旦數(shù)，例如為80 f 72，80 f 108，72 f 72和80 f 34。根據(jù)噴射空氣操作方式或壓力產(chǎn)生軟的或硬的結(jié)子。
圖16a和16b展示對(duì)比實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，圖16a是用粗紗，圖16b是用的細(xì)紗。左邊圖表示每米的結(jié)子數(shù)量，中間圖表示結(jié)子的離散以及右邊圖表示在拉伸應(yīng)力下的穩(wěn)定性或結(jié)子損失量。使用無(wú)室的或帶圓形室的噴嘴(半球形寬度K為2.2；2.4；2.6；2.8mm)。加捻室設(shè)計(jì)成半球形?？梢郧宄闯觯捎帽景l(fā)明空氣加捻室和2.2mm半球形寬度K達(dá)到了最好結(jié)果。在所有試驗(yàn)中，紗線通道寬度都是1.6mm，紗線通道深度為1mm以及空氣噴入孔為1.1mm。即使將彈力紗也引入噴嘴并且同前述的長(zhǎng)絲紗進(jìn)行復(fù)合時(shí)也能顯示出本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種使用DTY紗和/或無(wú)捻紗生產(chǎn)高均勻性結(jié)子的結(jié)子紗或渦流紗的方法，借助帶有紗線處理通道的空氣噴嘴以及橫向于紗線處理通道的噴射空氣，這里噴射空氣是按紗線輸送方向以及逆紗線輸送方向形成一個(gè)產(chǎn)生結(jié)子的雙渦流，其特征在于，處于紗線處理通道入口區(qū)域內(nèi)的噴射空氣在一個(gè)空氣加捻室內(nèi)分成兩股強(qiáng)穩(wěn)定幾乎不受長(zhǎng)絲束干擾的加捻氣流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，在空氣加捻室內(nèi)，產(chǎn)生一個(gè)帶有穩(wěn)定的加捻氣流的短區(qū)域，緊接該加捻室按紗線輸送方向以逆紗的輸送方向得到一個(gè)交換渦流區(qū)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，使用的噴射空氣壓力為0.5至1.5巴，生產(chǎn)能在紗的后續(xù)加工時(shí)自行松開的軟結(jié)子。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的方法，其特征在于，應(yīng)用于生產(chǎn)硬結(jié)子紗的壓縮空氣壓力為1.5巴以上，這些硬結(jié)子在紗的后續(xù)加工時(shí)不能松開。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，處理小于10至15dpf，最好比2dpf更細(xì)的紗。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，紗線通道截面是半圓形或U形，而紗線通道寬度(B)大于紗線通道深度(T)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，空氣加捻室在紗線通道內(nèi)有一個(gè)半球形空氣通道加寬處以及氣流相對(duì)紗線通道橫截面形狀相似地穿過(guò)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至6中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，空氣加捻室至少應(yīng)設(shè)計(jì)成相對(duì)紗線通道中軸接近對(duì)稱以及在兩側(cè)用于加工DTY紗的加捻室凸出于側(cè)向紗線通道壁的尺寸小于0.5mm或介于紗線通道寬度的5％和22％之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，空氣加捻室按紗線通道縱向應(yīng)比噴氣入口通道向外突出小于0.5mm但最大為紗線通道寬度的22％和最小為5％。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8中之一項(xiàng)的方法，其特征在于，空氣加捻室設(shè)計(jì)小型化，使紗束不能侵入到空氣加捻室的側(cè)向加寬處。
11.一種用于生產(chǎn)具有高均勻性結(jié)子的結(jié)子紗的渦流噴嘴，它帶有一個(gè)直通的紗線處理通道和一個(gè)對(duì)準(zhǔn)紗線處理通道縱向中央軸的噴氣入口通道，其特征在于，在紗線處理通道內(nèi)的噴氣通道入口區(qū)域中構(gòu)成一個(gè)噴氣通道的加寬處作為一個(gè)空氣加捻室，使產(chǎn)生兩股對(duì)流的穩(wěn)定加捻氣流，這里噴氣通道加寬處凸出于紗線通道寬度的22％以下但大于5％。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的渦流噴嘴，其特征在于，紗線處理橫截面為半圓形或U形并帶一個(gè)平的擋板。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12的渦流噴嘴，其特征在于，相對(duì)于紗線處理通道橫截面，空氣加捻室是側(cè)向相同形式的微小半球形。
14.根據(jù)權(quán)利要求11至13中之一項(xiàng)的渦流噴嘴，其特征在于，空氣加捻室凸出于紗線通道兩側(cè)0.5mm以下。
15.根據(jù)權(quán)利要求11至14中之一項(xiàng)的渦流噴嘴，其特征在于，空氣加捻室沿紗線通道縱向的長(zhǎng)度小于1.3×紗線通道寬度(B)。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至15中之一項(xiàng)的渦流噴嘴，其特征在于，空氣加捻室有一個(gè)至少近似圓對(duì)稱的外輪廓，最好形成噴氣入口通道的中軸延長(zhǎng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求11至16中之一項(xiàng)的渦流噴嘴，其特征在于，為了強(qiáng)化側(cè)向的空氣渦流形成，紗線通道橫截面的寬度大于沿噴氣入口方向的紗線通道深度。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的渦流噴嘴，其特征在于，紗線處理通道設(shè)計(jì)成寬的通道，其寬度最好為0.6mm至3mm，尤其是紗線通道寬度(B)與紗線通道深度(T)的比例最好為1.1至2.5。
19.根據(jù)權(quán)利要求11至18中之一項(xiàng)的渦流噴嘴，其特征在于，噴氣入口通道為圓形或橢圓形或帶三角特征或Y形的橢圓形，其中噴氣入口通道的側(cè)向尺寸最多等于或小于相應(yīng)的紗線通道寬度。
20.根據(jù)權(quán)利要求17或19的渦流噴嘴，其特征在于，紗線通道寬度(B)大于空氣入口通道寬度d，最好B/d的比例為1.2至3。
21.根據(jù)權(quán)利要求11至20中之一項(xiàng)的渦流噴嘴，其特征是，紗線通道是一塊平的可移動(dòng)的擋板和一塊帶噴氣入口的噴嘴板組成。
22.根據(jù)權(quán)利要求11至21中之一項(xiàng)的渦流噴嘴，其特征在于，紗線通道是由一塊噴嘴板和一塊相對(duì)噴嘴板可移動(dòng)的擋板組成的所謂的SlideJet，紗線通道有一個(gè)開啟位置用于引入紗，紗線通道有一個(gè)關(guān)閉位置用于生產(chǎn)結(jié)子紗。
23.根據(jù)權(quán)利要求11至22中之一項(xiàng)的渦流噴嘴，其特征在于，噴嘴板是板形的陶瓷盤，陶瓷盤連同一個(gè)滑動(dòng)部件可裝入渦流噴內(nèi)，和/或陶瓷盤作為更換板裝在滑動(dòng)部件內(nèi)以及拆出。
24.根據(jù)權(quán)利要求11至23中之一項(xiàng)的渦流噴嘴，可應(yīng)用于BCF紗的結(jié)子紗生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種渦流噴嘴和一種借助帶紗線處理通道的空氣噴嘴生產(chǎn)高均勻結(jié)子的細(xì)結(jié)子紗的方法。噴氣是橫向于紗線處理通道吹入。該噴氣是按紗線輸送方向和逆紗的輸送方向形成產(chǎn)生結(jié)子的雙渦流。為此建議，在紗線處理通道的入口區(qū)域內(nèi)，噴氣按紗線通道縱向短的空氣加捻室內(nèi)分成兩股強(qiáng)穩(wěn)定不受長(zhǎng)絲束干擾的加捻氣流。雖然空氣加捻室極小，它凸出于紗線通道縱向壁最多0.5mm或紗線通道寬度(B)的5％至22％，卻能大大改善結(jié)子的均勻性。此外，根據(jù)噴氣壓力能夠生產(chǎn)出硬的或軟的能重新松開的結(jié)子。
文檔編號(hào)D02G3/34GK1865554SQ20051012945
公開日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2005年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月20日
發(fā)明者C·西門 申請(qǐng)人:希伯萊因纖維技術(shù)公司