專利名稱：一種改進的自由端紡紗的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及的是以高速生產(chǎn)紡織紗線的自由端紡紗，并以此改善紗線質量，其中，在空氣流中的短纖維(如單根的纖維)從纖維的開松裝置傳送到纖維聚集區(qū)域，在此纖維被結合到所形成紗線的自由轉動的尾部，然后纖維束被加捻以形成紗線。
由于認識上要求形成纖維束并且在相同的操作相上同時加捻，這阻礙了一般使用于生產(chǎn)紡織紗線的先前的摩擦紡的研制開發(fā)。一般摩擦紡的概念是生產(chǎn)成螺旋取向結構的纖維，而不是拉直和平行的纖維。實際上也有打滑現(xiàn)象出現(xiàn)在纖維束與摩擦表面之間，這是由于在摩擦表面之間寬縫隙的結果，而該間隙是適應纖維束和加捻的雙重因素所必需的。該螺旋形纖維束和缺乏對纖維束施加加捻的可靠控制，結果是形成了具有不同捻度率的低強力紗線。
在其它的一些摩擦紡紗系統(tǒng)中，紗線的生產(chǎn)已出現(xiàn)有相類似的困難，即使當纖維聚集和加捻已經(jīng)分開，如在這樣的系統(tǒng)中，設備已不能保證正在形成的紗線的轉動在自由端的狀態(tài)下被維持到其尾部尖端，并且不能保證這樣的轉動大致與摩擦面所加的捻同步，已知的渦流紡紗中也存在這種低強力紗線和不同捻度的同樣的問題。
生產(chǎn)中所呈現(xiàn)的這些問題在德國專利申請DE.3348045.0中做了描述，該專利試圖把紡的纖維輸送到一個寬漏斗形狀的空氣室，該空氣室裝有一系列的壓縮空氣噴嘴以產(chǎn)生一種朝著漏斗的狹小端逐漸增大圓周速度的渦流空氣，在此有一個空氣排氣管，它還可作為紡紗管，它被連接到一個吸氣源。由流出的空氣流所攜帶的纖維被在排氣管上所形成的紗線的尾部獲得，而纖維隨著渦流速度朝著排氣管方向的增加必須以繞著正在形成的紗線的結構形式來纏繞，具有纏繞纖維的成形紗線從排氣管拉出通過漏斗渦流而引入到一個與排氣管軸向對準的抽取管中，在該抽取管中設置有一個附加的加捻裝置。
在這樣的裝置中不可能對其所被渦流引入的紗線尾部的自由端增加捻度，也不可能使紗線自由端尾部的轉動與附加的加捻裝置的轉動同步。因此由附加加捻產(chǎn)生的是假捻，所以，最終紗線的直捻將取決于在紗線尾部上所被引入的不同捻度，這樣，上述所形成的紗線將是低強度的。此外，所加真捻的程度不可能通過增加引入了紗線尾部的加捻裝置的轉動速度來累加，其結果是不能實現(xiàn)高速生產(chǎn)高質量的紗線。
本申請所要解決的是上述的問題和在自由端紡紗裝置，包括已知的摩擦紡紗裝置的實踐中所遇見的限制。
本發(fā)明的目的是通過自由端摩擦紡技術而提供一種用于成形紗線的形成纖維束的方法，它克服或減少上述的問題，并且能夠實現(xiàn)高生產(chǎn)速度和高質量，且具有令人滿意的引入捻度。
根據(jù)這個目的，在此提供一種用于借助加捻裝置的自由端紡紗的纖維束的方法，包括把攜帶著纖維的空氣輸入到一個限定的聚集區(qū)域，在該聚集區(qū)域上保持一種圓周空氣流繞著攜帶纖維的空氣，所述的圓周空氣流在聚集區(qū)域里是一種用來徑向壓縮纖維束的壓力，并且在最終紗線加捻的所要求的方向上通過加捻裝置來控制調(diào)節(jié)，然后把空氣從所述的聚集區(qū)域以纖維引入的軸向方向抽出，而在聚集區(qū)域上所形成的纖維束在與該軸向相對的方向上抽出而輸送到加捻裝置。
通常，聚集區(qū)域是由一個內(nèi)圓筒表面所構成，空氣流是在基本上與所述的圓筒表面相切的方向進入聚集區(qū)域，軸向進入聚集區(qū)域的載有空氣的纖維由圓周運動的空氣環(huán)繞其旋轉和徑向地壓縮，以致由空氣所載的纖維和進入到聚集區(qū)域的成形紗線的尾部，基本上與所形成的聚集區(qū)域的圓柱表面不發(fā)生接觸，并且其聚集區(qū)域是固定的。這樣，對于具有真實自由端的成形紗線，連續(xù)的積累成形纖維和抽出纖維束是可能的。
環(huán)狀空氣的壓力壓縮著載有空氣流的纖維，以此促使纖維的附到成形紗線的尾部上，并防止纖維飛散浪費，同時有助于作為“自由端”成形紗線尾部的轉動?？諝廨斔屠w維到聚集區(qū)域，脫開已附著于轉動著的尾部的自由端的纖維空氣進而與壓力空氣一起到達聚集區(qū)域遠端的一個吸氣源。在與纖維束抽出的相對方向上的流動空氣流對其纖維束施加一個有益的軸向張力，以保持纖維拉直，由此有助于紗線的抗拉強度。
最初制備的纖維是在一個普通纖維開松裝置，例如一種分離器，然后該纖維被攜帶在空氣流中，例如通過一個導管，而進入到纖維聚集區(qū)域。
纖維束能夠軸向地引入到一個摩擦紡紗裝置里，例如在澳大利亞專利AU501999，或美國專利US4091605中所描述的摩擦紡紗裝置，在此可結合參考上述的每一篇專利。
通常，纖維聚集區(qū)域的軸是與摩擦加捻構件的轉動平面成直角的設備，因此，從空間上考慮，一個輸送載有纖維的空氣的導管能夠與限定聚集區(qū)的通道成直角的設置，或較不便利的是以一個銳角的向后傾斜。在這些結構中，為了進入纖維聚集區(qū)域空氣流和纖維受到一個突然較大的方向改變，這就對空氣和纖維流產(chǎn)生不利的影響，致使產(chǎn)生紊亂和影響纖維聚束的性質。不可能使得纖維喂入管與聚集區(qū)域通道更直地成一直線，以致纖維流不能急劇地從正常的路線上中斷，因為轉動摩擦表面的位置、作用和特性使該設計和結構受到限制。
此外，自由端系統(tǒng)良好的操作要求其纖維束的轉動不被妨礙，并且是尾部短，纖維聚集區(qū)域靠近轉動摩擦表面之間的纖維束的入口。否則纖維束產(chǎn)生不利的抖動，這對于由摩擦表面作用所要求給予的集中的纖維束穩(wěn)定的轉動是否定的。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，它提供一種由纖維進行自由端紡紗的方法，它包括的步驟為，把纖維攜帶于空氣流中，把被攜帶的纖維輸送到纖維聚集區(qū)，把所述的聚集區(qū)域上的纖維附著到旋轉著的纖維束尾部，將尾部隨同附著在其上的來自聚集區(qū)域的纖維以與空氣流入于纖維聚集區(qū)域相反方向抽出，并且纖維束通過旋轉的兩個轉動表面之間，并與每一表面接觸，由此給予加捻形成紗線，其特征是所述的纖維聚集區(qū)域是位于一導管內(nèi)部，該導管具有一個與在所述兩摩擦表面之間的通道成直線的軸線，并且與其轉動平面相傾斜，所述的纖維在聚集區(qū)域與轉動表面之間輸送到所述的纖維聚集導管，并且以與纖維聚集導管相連接的纖維聚集導管下游的軸線有一個不小于90°的角輸送到所述的纖維聚集導管。
通常，纖維沿著一個通道被輸送到纖維聚集導管，該通道基本上平行于構成摩擦面的各構件旋轉的共用平面。較好的是轉動表面各自與轉動軸相對地作相同的傾斜，并且安裝它們使它們之間形成間隙。在離開聚集區(qū)域之后，通過該間隙，纖維束被牽引，并與每一摩擦表面相接觸。在其上提供了摩擦表面的構件在相對的方向上以相同的圓周速度而被轉動，所以，纖維束通過其“夾持區(qū)域”，并且該“夾持區(qū)域”保持在與纖維聚集導管軸線成軸向直線上的一個固定位置上。
在以前的自由端摩擦紡紗裝置中，其中纖維束是通過在兩轉動摩擦表面之間的一個間隙而拉出的，它存在著兩個相反的摩擦力，一個摩擦力是在圓周方向上，對纖維產(chǎn)生搓捻或加捻以形成紗線，而另一摩擦力是在軸向上，它是由纖維束被拉過兩摩擦表面之間的間隙而產(chǎn)生的。軸向摩擦力在被加捻的纖維束上產(chǎn)生一個張力，它能引起紗線斷線，從而減少可靠性和生產(chǎn)速度。
這些問題能夠使用錐形的摩擦表面而被大大地減少，通過錐形摩擦面所限定的間隙，纖維束被牽引，并且使纖維束在其錐形表面的較小直徑端進入間隙中，而從其較大直徑端出來。
由于這種結構的結果，并且由于這樣的事實，其上形成摩擦表面的構件是在相反方向以同一個轉動速度被驅動，所以在間隙的入口端到出口端的長度上，摩擦表面的表面速度從較慢到較快逐漸增加。因為錐形表面，相互摩擦地作用在成形紗線的側面上，在纖維束與摩擦表面之間的軸向摩擦通過螺旋推進作用而有利地用來增強和簡化纖維束的抽取，其螺旋推進的影響是由表面速度從圓錐摩擦表面的較小端到較大端的匹配增加而產(chǎn)生的。
下面結合附圖將進一步描述本發(fā)明的一個實施例，其中

圖1為將纖維紡成紗線的方法的示意圖;
圖2為纖維聚集器和摩擦加捻器的一個軸向剖面示意圖;
圖3是圖2中沿線3-3所剖的剖面示意圖。
現(xiàn)參見圖1，一種纖維條1被喂入到一個合適的分離器2中，在此纖維從纖維棉上被逐一地分離開并輸入空氣流中，已知有各種常用的分離器可用于上述目的，纖維條的喂入速度則可根據(jù)纖維的特殊要求、所要求的成紗支數(shù)、以及預計的紡紗損耗率而以已知的方式來加以控制。
經(jīng)過分離器2的纖維隨氣流通過導管3并進入到纖維聚集器4。纖維聚集器是本發(fā)明的一個主要部分，將在后面作進一步的詳細描述，空氣從聚集器經(jīng)過導管5被吸氣源7抽出。而纖維束從聚集器4引出進入摩擦加捻器8，加捻后的紗線由退繞輥11從加捻器8中引出，然后被送到紗線接收卷軸12。
現(xiàn)參見圖2，被空氣所攜帶的分離纖維通過導管3由圖1所示的分離裝置輸出到纖維聚集器4，其聚集器包括管形構件17，它限定了圓筒形的集中纖維聚集區(qū)域16，并且在每一端部20和21形成開口，開口端20與圖1所示的吸氣裝置7連通，而開口端21與纖維輸送導管3連通，導管把纖維從分離裝置輸送到聚集區(qū)域。
為提供一個光滑過渡表面來改變纖維從導管3到管形構件17的流動方向，成型的遮護板18設在導管3和管形構件17的連接區(qū)域上。同時，擋板18防止了引進的纖維沖擊到和防止過早的附著到從聚集器輸送到下面將進一步描述的加捻裝置8上的移動的纖維束上。
導管3是逐漸變細的，以致把空氣和纖維加速，從而將出自分離器上的纖維所存在的亂取向情況而矯直。因此，最終輸送到聚集區(qū)域16的纖維基本上是直的，并且在基本平行于空氣流動方向的方向上延伸。而纖維在導管3的大的輸入端處是空間分布的，由于導管3的橫截面區(qū)域逐漸減少，隨著纖維和空氣的流動朝著較小的輸出端而加速，從而纖維也就逐漸變直，同時，纖維橫向逐漸地被緊縮。
所得到的直的，平行的和層狀的纖維，并且由空氣邊界層所保護的纖維流，隨著它們進入聚集區(qū)域16，結果是大部分纖維呈現(xiàn)一種圓形，它類似一種空心不連通的經(jīng)紗。
一個連續(xù)空腔25提供在纖維聚集區(qū)域16(未圖示)上管形構件17的外圍，纖維聚集區(qū)域16經(jīng)過通道26與壓縮空氣源相連通，空腔25通過一些孔口或縫隙28(見圖2插圖“A”)而與纖維聚集區(qū)域16相連通，其孔口或縫隙是相對管形構件17的內(nèi)壁成切向的穿過管形構件17的壁。至少兩個這樣的孔口或縫隙28設置在徑向相對的位置上，并且是在相對聚集區(qū)域16的軸向的一個通常橫向的平面上。
在纖維聚集區(qū)域16上，通過設置縫隙28而產(chǎn)生旋轉的空氣流動，并且引起在聚集區(qū)域16內(nèi)的聚集纖維繞著軸向而旋轉，選擇孔口或縫隙28的切向情況，以致由空氣傳給纖維束的旋轉方向相同于由加捻裝置8而引入的加捻方向。除了在聚集區(qū)域16內(nèi)產(chǎn)生上述的旋轉空氣流動以外，通過孔口或縫隙28的空氣其壓力足以在離開管形構件17的壁向內(nèi)的方向，并朝著聚集區(qū)域16的軸線壓緊而獲得致密的纖維束。
這種壓縮空氣形成的作用除了形成致密纖維束外，還在纖維束與管形構件17的內(nèi)表面之間提供一個纖維空隙，使得纖維束能夠成為一自由端地轉動。所形成的這些理想的自由端條件用于形成紗線的尾部部分和正捻結于該尾部的纖維。
也可理解的是，吸氣裝置7把空氣從聚集區(qū)域16朝著管形構件17的開口端20抽出，并且這種軸向張力在纖維的聚集期間被保持在纖維上，這樣在纖維聚集過程中有利的促使保持纖維拉直。
被凝縮的纖維束從管形構件17的端部21抽出經(jīng)過擋板18的軸向對準的開口端29而進入到摩擦紡紗裝置或加捻裝置8，該裝置例如已在本申請人的早期美國專利US4091605和澳大利利亞專利AU501999描述過，在此可結合于本申請。擋板18對于由導管3引入的纖維導向以改變方向軸向地進入到聚集區(qū)域16而不撞擊到正在引入到加捻裝置的凝縮纖維是十分重要的。
現(xiàn)參看如圖2所示的加捻裝置8的一個較佳結構，它包括一個構成部分基本結構35的固定支承基座50，并且它可轉動的支承著外摩擦環(huán)51和內(nèi)摩擦環(huán)52，外摩擦環(huán)51繞著軸53轉動，而內(nèi)摩擦環(huán)52繞著偏心于軸53的軸54轉動。
外摩擦環(huán)51具有一個與軸53同心軸的截頭內(nèi)圓錐表面55，而內(nèi)摩擦環(huán)52具有一個與軸54同軸的截頭外圓錐表面56。各個圓錐的角度是相等的，并且各個軸是這樣設置的，在圓錐表面之間設置一個狹小的間隙，如所表示的58。來自于纖維聚集區(qū)域16的纖維束經(jīng)過這個間隙61以在此進行下面進一步描述的加捻。
外摩擦環(huán)51的截頭內(nèi)圓錐表面55是一種摩擦材料，例如橡膠，而內(nèi)摩擦環(huán)52的外表面56是一種相同的或類似的摩擦材料。所設置的內(nèi)表面55和外表面56在圖3所示的60處以摩擦驅動接觸，內(nèi)摩擦環(huán)52通過同軸心的軸59被結合到驅動輪58，并且驅動輪能夠被結合到一個合適的驅動馬達上，例如一個電動馬達(未圖示)。這種驅動結構可使得兩摩擦環(huán)51和52都轉動以致圓錐表面以相同的圓周速度反向轉動。
纖維束在內(nèi)外摩擦環(huán)之間的58處通過，與各個摩擦表面摩擦接觸，因此纖維束在其軸向上被搓捻，使得對纖維束施加真實的捻。同時由于兩表面以相同的圓周速度轉動，雖然是以相反方向轉動，但聚集的纖維將在兩表面之間保持一個可靠和恒定的位置。
更加清楚地的是，另外一些驅動結構能夠用來驅動內(nèi)外環(huán)，以獲得各個內(nèi)外環(huán)的相同圓周速度，使得相對于由聚集區(qū)域16產(chǎn)生的纖維束保持間隙61在固定位置上。
由圖2得知，間隙61的位置與管形構件17的端部21和導向管29成一直線，通過該間隙纖維束從聚集區(qū)域16抽出。還可得知，在其上環(huán)51和52可轉動的平面相對于管形構件17的軸而被傾斜，并由此使得輸送纖維到管形構件17的導管3與其相似的被傾斜，當纖維進入管形構件17時，在此提供了纖維運行方向的平湍過渡，以將纖維輸送到聚集區(qū)域16，同時需縮短在聚集區(qū)域16與進入兩轉動摩擦表面55和56之間間隙61的入口之間的距離。
還可參照以前的技術，由于摩擦表面55和56對于其相應轉動平行軸各自傾斜，并且由于纖維束以其較小的直徑端進入間隙61，當纖維從小直徑進入端通過間隙61的大直徑的出口端時，纖維束受到摩擦表面的圓周速度的加速。
這就有助于促進纖維束經(jīng)過間隙61向前通過，并且由引線輥11將紗線通過加捻裝置8拉出而施加到纖維束上的所需張力也減小了。
權利要求
1.一種用于通過加捻裝置進行自由端紡紗的纖維聚集的方法，它包括把載纖維的空氣輸出到一個所限定的聚集區(qū)域，在聚集區(qū)域里保持一個環(huán)狀空氣流繞著載有纖維的空氣，所述的環(huán)形空氣流是一種壓力，以在聚集區(qū)域中徑向地壓縮纖維束，并且在通過加捻裝置來控制的最終紗線加捻所要求的方向上，然后把空氣從所述的聚集區(qū)域在纖維引入的軸向方向上抽出，而在聚集區(qū)域上所形成的纖維束在相反的軸向方向上抽出而輸送到加捻裝置。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中所述的聚集區(qū)域是由一個內(nèi)圓筒表面所形成的，空氣流是在基本上與所述的圓筒表面相切的方向進入聚集區(qū)域。
3.根據(jù)權利要求2的方法，其中所述的空氣流通過在所述的圓筒上相間的繞著圓周表面的一些開孔而進入到所述的聚集區(qū)域。
4.根據(jù)權利要求3的方法，其特征是纖維沿著一通道而被輸送到所述的聚集區(qū)域，其通道基本上平行于其上形成的摩擦表面的相應構件轉動的共同平面。
5.根據(jù)權利要求3或4的方法，其特征在于，所述的摩擦表面各自與轉動軸相對地相等地傾斜，并且與安裝它們使它們之間形成一個間隙，在離開聚集區(qū)域之后通過該間隙，纖維束被拉伸并與每一摩擦表面相接觸。
6.一種由纖維進行自由端紡紗的方法，其步驟包括，把纖維攜帶于空氣流中，所被攜帶的纖維輸送到纖維聚集區(qū)，在所述的聚集區(qū)域上的纖維附著到旋轉著的纖維束尾部，將尾部隨同附著在其上的來自聚集區(qū)域的纖維以與空氣流入于纖維聚集區(qū)域相反方向抽出，并且纖維束通過旋轉的兩個摩擦表面之間，并與每一表面接觸，由此給予加捻形成紗線，其特征是所述的纖維聚集區(qū)域是通過一導管而限定的，該導管具有一個與在所述兩摩擦表面之間的通道成直線的軸線，并且與其轉動平面相傾斜，所述的纖維在聚集區(qū)域與轉動表面之間被輸送到所述的纖維導管，并且以與纖維聚集導管相連接的纖維聚集導管下游的軸線有一個成鈍角的高度。
7.根據(jù)權利要求5的方法，其特征在于纖維一開始沿著一通道朝著纖維聚集導管而被輸送的，該通道基本上平行于其上形成所述摩擦表面的各構件的轉動的共同平面。
8.根據(jù)權利要求6或7的方法，其中纖維在一平滑過渡面而被引導，以有助于纖維流改變到聚集區(qū)的軸向方向，并且以防止所引進的纖維過早的附著到所拉出纖維束上。
9.如權利要求5至8的任一個方法，其特征在于所述的摩擦表面對轉動軸相對地作相同的傾斜，并且安裝它們使它們之間形成一個夾持區(qū)域，通過該夾持區(qū)域，纖維束與每一摩擦面相接觸地被牽引，由此給予纖維施加捻以形成紗線。
10.如權利要求9的方法，其特征在于，所述的構件是以相對方向、相同的圓周速度轉動，以此，纖維束通過夾持區(qū)域，而該夾持區(qū)域保持在與纖維聚集導管軸線成軸向直線的一個固定位置上。
11.根據(jù)權利要求9或10的方法，其特征在于，所述的摩擦表面對于所限定的夾持區(qū)域或圓錐形。
12.根據(jù)權利要求11的方法，其特征在于，所述的纖維束在所述的圓錐表面的較小直徑端進入所述的夾持區(qū)域，而從其所述的較大直徑端出來。
13.一種用于由纖維進行自由端紡紗的裝置，它包括用于輸送攜帶于空氣流聚集區(qū)域的纖維以使纖維附著到一個轉動纖維束的尾部的裝置，將其尾部與附著于其上的纖維從相對于將纖維引入到纖維聚集區(qū)域的中心空氣流相反的方向從聚集區(qū)域抽取的裝置，該裝置使纖維束在旋轉的兩個轉動摩擦面之間通過并且與每一個摩擦接觸而將纖維加捻形成紗線，其特征在于，所述的纖維聚集區(qū)域是由一導管限定的，該導管具有一個與所述的兩摩擦面之間的通道成直線的軸線，并且與其轉動平面傾斜，安裝所述的纖維輸送裝置，以在聚集區(qū)域與轉動表面之間的一個位置將纖維輸送到所述的導管，并且與連接于所述的纖維聚集導管的纖維聚集導管下游的軸線成一鈍角。
14.根據(jù)權利要求13的裝置，其特征是纖維輸送裝置把所述的纖維沿著一個通道朝著所述的纖維聚集導管輸送，該通道基本上平行于其上形成所述摩擦表面的相應構件的轉動的一個共用平面。
15.根據(jù)權利要求13或14的裝置，其特征在于，安裝導向裝置以提供一平滑過渡面，以便有助于將纖維流的方向改變到聚集區(qū)的軸向方向，并防止引入的纖維過早的附著于抽取的纖維束上。
全文摘要
一種用于通過加捻裝置(8)制備自由端紗線(1)的纖維束的方法，包括將攜帶纖維的空氣輸送到一個限定的聚集區(qū)(4)，在該聚集區(qū)維持一個繞著推帶有纖維的空氣的一種環(huán)形氣流。所說的環(huán)形氣流在聚集區(qū)(4)中有一種徑向壓縮該纖維束的壓力，并且在一個由加捻裝置8所決定的成紗的所需的加捻方向上。從所述的聚集區(qū)在纖維進入的軸向方向上抽取空氣而以相反的軸向方向抽取形成于聚集區(qū)內(nèi)的纖維束，并將其輸送到加捻裝置(8)。同時還公開了用于實施本發(fā)明的裝置。
文檔編號D01H4/30GK1102863SQ9311644
公開日1995年5月24日 申請日期1993年8月18日 優(yōu)先權日1992年8月18日
發(fā)明者阿蘭·N·雅可森 申請人:阿蘭·N·雅可森