CN1027384C - 真空纺纱 - Google Patents

Abstract

可以生产出一种真空纺细纱，其强度和性能达到环锭纺纱的水平，而其速度则大大超过环锭纺纱的生产速度，一根长的中空轴(15，150)从第一端到它的第二端有一条中空延伸通道(153，154)，一根芯纱，比如全牵伸弹力纱可以和夹持的棉条或粗纱一起喂到轴中，制造出具有纺短纤外观的纱，有成圈或结节效应，或者有一根带真捻芯丝的纱有短纤包缠在芯丝上以产生表面效应。

Description

本发明涉及一种真空纺纱方法及其设备。

通常的纺纱都是用环锭纺或自由端纺制造的，虽然用这些方法得到的纱质量很好，但却受一定的限制，因此工艺也较复杂，如自由端纺纱系统对短纤的长度、转子速度、加捻方向、包缠纤维、单位截面积中的纤维数、纤维的弯曲模量、硬挺性等其它性质都有一定限制。根据本发明的设备和方法能减少自由端纺纱带来的一系列限制，以简单而又方便地生产纱线。用本发明生产的细纱与常规纺纱比较，具有某些不同的外观和结构特征。但确实具有纺纱的外观。

捷克专利申请CS143050公开了一种真空纺纱技术，在其所有实施例中，粗纱或条子通过锥形件8喂入回转件，该回转件可以通过导管93与真空源相连。该申请的目的在于影响全捻纺，其实质与通常的纺纱技术并无区别，因而并不能克服上面所述的缺陷。

本发明的目的在于提供一种采用真空纺加工一种其纱芯由表层纤维的自由尾端包绕的纱线的简单有效的加工方法和设备。

为此，本发明提供了一种纺纱的方法，使用在其一端有入口而 另一端有出口的可旋转空心轴，该轴可绕沿A方向延伸的一轴线转动，该方法包括以下几个步骤：

（a）沿直线方向A送进多根基本上未加捻的自由纤维，在其纤维团中某些纤维具有自由端;

（b）通过中空旋转轴的进口将基本上未加捻的纤维团送入中空旋转轴的内部;

（c）相对于轴建立一空气流以分离基本上未加捻的自由纤维的自由端;

（d）使轴绕轴线高速旋转，从而已分离出来的纤维包绕在基本上未加捻的纤维团的其它部分上，以产生一具有一基本上未加捻的芯和包裹在芯上的纤维端的纱线;

（e）通过轴的出口抽取纱线。

本发明还提供了一种成纱设备，包括：

一个具有入口一侧的第一端和出口一侧的第二端的长空心轴，两端之间的长通道具有第一直径，从该轴的第一端至第二端的轴上，在该轴的整个圆周上，至少有一部分钻有孔眼，

用于安装该轴使其绕其轴线旋转的装置，

用于旋转该轴以使该轴绕其轴线旋转的装置，

用于给轴内提供真空负压的装置，以便至少通过该轴纤维的自由尾端被抽吸向孔眼时，纤维随该轴转动而被加捻，

用于将纺织纤维喂入的装置，

用于将形成的纱线从第二端抽取的装置，

其特征是，该轴在轴的第一端构成其直径大于该轴第二端的真空室，并且，所述的至少部分孔眼从该真空室向轴的第二端倾斜地开孔，该孔与一真空源连通。

通过下面参照附图对本发明优选实施例的详细描述，可使本发明的上述和其它目的变得更加明显。

附图简要说明如下：

图1是本发明生产真空纺纱的典型系统的示意侧视图。

图2是本发明所用的典型真空纺纱设备的沿图3中2-2线所截取的详细的剖视图。

图3是沿图2中3-3线截取的图2中设备的另一个剖面图。

图4是常规环锭纺所得纱线结构示意图。

图5a是用图1的设备生产的纱线结构示意图。

图6是根据本发明生产的一种自由端型真空纺纱典型设备的侧视图，而图5b是利用图6中设备生产的纱的结构示意图。

图7是图6设备的收集辊的后视图。

图8a是本发明所用的真空纺纱设备的另一实施例剖视图，8b是图8a中设备的一个侧视图，示意地表示出真空源和喂料辊的设备。

图9是可用于喂入一根芯纤丝的设备示意图，利用此装置以生产本发明的另一种不同的纱。

图10是另一种典型设备的侧视图。利用此设备可使芯纤丝在喂入真空纺纱机组前形成卷曲。

图11是图10的沿11-11截取的前视图。

图12是本发明实施例另一种典型设备的侧视图。

下面详细介绍各图：

按本发明，有两种用于生产真空纺纱的设备，这已在图1和图6中加以说明，并分别由总参考号10及12标注。设备10生产的纱与传统的环锭纺纱相似。而设备12则用于生产一种有自由端型纺纱。而且，这种纱的性能既与传统的环锭纺纱相似，又相似于自由端纺纱。系统10、12的主要部件是真空纺纱设备14，图2和图3最清楚地说明了这一设备。

设备14包括作为其主要部分的中空轴15。中空轴15的整个圆周面上至少有一部分是钻过孔的。最好在轴的中心部分钻有多个孔16，中空轴被安装以绕一轴线旋转，该轴线与有待加工成细纱的纤维的直线喂入方向A一致。轴的尺寸应这样选定，即必须保证纤维在其中通过，并允许足够的空气与纤维一起带出以使纤维适当地被真空吸附于其内表面17之上。

轴15打孔的中心部分由壳套19所环绕。中空轴绕其轴线的旋转可由与壳套端壁20、21相连的轴承和/或由支撑从端壁20、21向外延伸的中空轴外端的轴承22、23提供。轴15安装后可自由旋转。

对壳套19内部及轴15外部抽吸真空，从而作用于轴15的中 空内部的纱线纤维上。最好在壳套19内壁某一部分装一个真空导管27，导管与常规的真空源28（如真空泵）相连，与正对着导管27的壳套19的内壁（即在轴15的相对侧）相连的是与周围空气或其它气源相连接的导管29。

与此轴相连的（最好是一整体）是许多沿径向延伸的叶片31。这些叶片31延伸至正好小于壳套19内壁的半径处。当对导管27抽真空时，空气即通过导管29，推动叶片31使轴15旋转，然后空气从导管27排出。此时，空气也从轴15的内表面穿过，纤维被吸附于轴15的内表面17上。按照图3所说的结构安排，旋转沿箭头B的方向，当然，也可改变结构安排使旋转方向正好相反。

设备14提供了一种生产细纱的简单、有效的结构，此结构简单并易于维修，可以高速稳定旋转，并且可采用重量轻、耐久的材料制造。

与真空纺纱设备14及设备10连接的是牵伸系统，在图1中，由标号33作简略说明。棉条或粗纱S从条筒34中经喂入罗拉对35、36、37拉出，前喂纱罗拉对38的轧夹中心应与轴15的旋转轴心保持一致。牵伸系统33作用于棉条或粗纱S的纤维使棉条中大约75-90%的纤维被轧紧，余下的大约25-10%的纤维具有松散端。

一对传送罗拉40被架在设备14的对面，象牵伸系统33一样，罗拉对40的夹持中心亦必须调整到与轴15的旋转轴心一致。传送罗拉对40将形成的纱线Y从设备14中拉出，最后纱线Y可由常规 的卷绕罗拉装置41卷绕。

当纤维被送入中空轴15的内腔时，纤维的松散露头被真空抽吸至内表面17上，而基本的纤维束则沿直线方向A传送。吸附于内腔表面17的纤维露头，当它们随轴15旋转时，在直线方向基本保持不变，因此，这样一些纤维就缠绕在主纤维束的四周。纤维束每通过轴1英寸，轴15大约旋转1.5-6.0rpm。这样，就能得到足够的包裹，并使纱线的强度达到要求。

按本发明图1至图3设备纺制的纱线Y可由图5a示意地说明。这种纱与图4所示的常规环锭纺的纱相比。图4的纱具有须毛状外观。整个纱线直径上都加上捻，然而本发明纺制的纱则包括一根中心纤维束45，其直线方向包缠着一些纤维46，而其他纤维47具有逆向合股包缠。

若有必要，纱线Y可以通过蒸汽处理以定型包缠纤维46、47。这可在罗拉41卷绕之前，让纱线经过一常规的蒸汽设备48。或者亦可将汽蒸过程当作一个完全不同的步骤在卷绕以后进行。

用纱线Y（55%的涤轮纤维，45%羊毛纤维）制成的织物有极为均匀的染色性能。

图6中装置12包括：一个代替装置10的牵伸系统33的常规精梳罗拉组件50及集束罗拉组件51。精梳罗拉组件50使棉条或粗纱S形成单根纤维，并使棉条或粗纱经过空气喉管52到达集束罗拉组件51。集束罗拉组件51的集束罗拉53在图7中更清楚地示出，并 包括其中限定有一个沟槽54的装置。而且，沟槽54内钻有许多小孔55。集束罗拉组件51还包括一个不抽真空的壳套57，和另一抽真空部分58。58与真空源28相连，因此空气从罗拉53的外部通过孔55抽入罗拉53的内部，最后经过导管59抽到真空源28。在喉管52中的纤维由平衡空气流带入，空气进入空气吸取器60，并由真空源28拉过罗拉53的孔眼55。因此在空气喉管52内的纤维一般是平行的。典型的短纤长度是1/2-6英寸，纤维并排收集在罗拉53上，生成的纤维层取决于罗拉53的速度。罗拉53的大约3/8受到真空源28的作用，而另外5/8则不抽真空。然后，在应用于真空纺纱设备14的壳套19的内部的真空的作用下，纤维经罗拉组件51上端的罗拉53释放而被送入空气喉管62中。

当松散纤维束通过空气喉管62进入轴15的中空内腔时，就被吸附于轴15的内表面17上，在纤维按直线A方向传送时即随轴15一起旋转。这种旋转完全控制了这些纤维，所以它们与在常规的自由端纺纱中存在的那种缠绕不同。这样生产出纱线Y′。纤维束或芯45′（见图5b）具有真正的捻度，这些捻既可取“Z”向，亦可取“S”向。典型的纤维束或芯纱包括20-40%的纤维，而80-60%的纤维则成为包缠纤维47′。纱线Y′具有极有效的表面效应，其外观与全捻纱相似。

纱线Y′通过传送罗拉38从设备14中拉出，然后由传统的夹头型或沟槽型卷绕罗拉64绕到筒管65上。纱线Y′可以用各种各样的 纤维形成，弯曲模量、硬挺性和纤维的其它性能不会象传统的自由端纺纱那样具有一定限制。纱线Y′还可纺成单位面积内纤维较少的纱。

纱线Y′亦可由短纤维（比如1 1/2 英寸的棉/涤轮纤维）经过设置在罗拉38、40之间的4英寸精梳罗拉来纺制。同样，大约有20-40%的纤维形成具有真捻的芯45′（见图5b），大约80-60%的纤维包裹在芯外面以提供表面效应。此种纱的外观与全捻纱的外观相似。例如，对于图5b所示纱Y′，在外层包缠纤维47′中每英寸具有10个“Z”捻，而在芯纱45′中每英寸亦具有10个“Z”捻。不过，必须注意，转换成芯纱的纤维数对包缠纤维数之比是可变的，并由以下因素所决定：相对于设置在罗拉38和40间的罗拉的短纤长度、真空压力及喷嘴结构，喷嘴旋转速度和小孔尺寸，纺纱速度以及纤维特性例如刚性、摩擦性能、直径等等。

更可取的真空纺纱设备114如图8a及8b所示。其中主要部分包括一根延长的中空轴150，它具有一个第一端151和一个第二端152。轴150中设有从第一端151一直延伸至第二端152的内腔通道，它具有一第一段153和一第二段154。轴150的整个圆周表面的至少一部分是打孔的。最好将这些孔打成均匀分布在轴150的外圆周面的四个孔区，在图8a中标不155-157。这些孔最好在同一平面P上，P垂直于轴150的旋转轴线A-A，而且这些孔最好从内腔通道部153向第二端的方向倾斜（特别参见图8a中孔155，157）。孔 155-157与轴A-A成一锐角，这样的安排可允许通过真空源160吸入中空内腔153的空气更均匀地从轴150的外部流入真空源160。这样才会使纺制的纱达到要求的性能。

孔眼155-157亦可打在沿轴150长度上的其它部分，数目也不一定是四个（即，可以更多，但最好不少于3个），在临近轴150的第一端151的部位打孔155-157，亦可达到要求的结果。

轴150内有一真空室162，如图所示的真空室162包括一个直径大约为内腔通道153的直径2倍的球形室，在其两相对端与中空内腔通道153、154相通，且沿圆周与孔眼155-157相通。真空室不一定要为球形，虽然这是比较合理的构型。另一种可取的构型是端部为球形的圆柱形或类似的构型。真空室的作用是使空气流能在轴150中更好地流动，最后使纤维露头包缠更好以纺制高质量纱线。

在使用设备114时，要求在轴150的第一端151附近使空气流集中，为此，也要求将通道部分153的尺寸做得比通道部分154大得多。通道部分153从第一端151延伸至真空室162，而部分154则从真空室162延伸至第二端152，作为一个非限制性的实例。部分153的直径为1/8英寸，部分154的直径为1/16英寸，而球形真空室162的直径大约为1/4英寸。

为了更有效地实现包缠作用，要求有一扩散器164。扩散器164包括一个装在轴150的外圆周上的套管或卡圈。最好在卡圈164的内表面166与轴150的外圆周167之间提供一环状空间165，卡圈 164中形成有一些长狭缝，狭缝沿轴线A-A延伸。最好每狭缝与孔眼155-157相连通。例如见图8a中的狭缝169和170，它们分别与孔眼155和157相连，及图8b中的狭缝171。这些狭缝（比如169，170）及空隙165有助于提供所需的空气流性能，以提高利用装置114生产的纱线的质量。

卡圈164最好安装在轴150上，这样可以改变狭缝（如169-170）相对于孔155-157的排列。如安装卡圈164，使第一端表面174和轴150的表面175相接合，从而第二端表面176和轴150的另一个提高的表面177相接合，在表面174，175和176，177之间有一个摩擦接触，但这种摩擦接触不会大到足以阻止当用手或工具握住卡圈164使其转动时卡圈164和轴150之间的相对转动。由于狭缝（如169-170）和孔155-157的错误排列，将对纱线Y产生影响。

罗拉组38，40包括用于使纺织纤维进入和通过通道部分153，154的装置，最好罗拉38，40的夹持点要相互一至并和轴线A-A保持一致。还设置安装轴150的装置，使之绕轴线A-A转动，并使其能连续地，相对高速地转动。

用于安装轴150使其转动的装置最好包括靠近其第一和第二端151，152的轴承装置。如第一轴承装置180围绕着轴150的第一端151，在轴和一个空气不能进入的圆筒壳套182的前壁181之间提供相对转动。而第二轴承183安装在靠近轴150的第二端152一旁，使轴150和壳罩182的后壁184之间相对转动。壳罩182最好是透 明的，轴承180，183可以是任何普通型的，只要不让更多的空气流通过，就不会无油运载，或由于空气流造成其它损害。壳罩182可固定在工作台上，或固定在地面上的其他结构上。

轴150是靠马达通过皮带和皮带轮作用于轴上而转动的。皮带轮192最好和轴150组成一整体，而另一个皮带轮和马达的输出轴组成一体。马达以恒定的所希望的速度驱动轴150，此速度可以随着马达速度的变化而变化。

图9示出一种用于芯纺的装置，该实施例中相应于图1所示实施例中结构的结构用相同的序号前冠以“2表示”。真空纺纱装置最好为图8a，8b中所示的装置114。在本实施例中，芯纱c由一组辊70喂到辊238并和棉条或粗纱S一同沿着直线方向A运行。若有必要，通常在A方向加一个力在纱线C上，使约20%的芯纤维C断裂。这可以在辊240，238之间加一个予拉力来完成，这些断裂的纤维在真空纺纱装置114的内部作用，就形成短纱纤维，从而生产出一种仿短纱外观的纱线YY。

图10和11说明另一种典型的包芯纱装置，该实施例中在芯纱上形成卷曲，以便在芯纤维和夹持的棉条或粗纱S之间提供很好的相互交缠作用。

参考图10和11，一根弹性的膨松纱CC由供纱筒72上取下并在罗拉对73，74之间保持张紧，在罗拉对73，74之间通过一个由非导电材料（如塑料片）做成的锐片。当纱CC通过锐片75并在罗拉 74和338之间释去张力之后，它将形成卷曲（图10，11的实施例中相应于图1的实施例中的结构用相同的序号，仅在前面冠以“3”）。此卷曲形成步骤致使纱CC的各纤维彼此相斥（见图11）而形成一分开的粗松纤维束，而当纱CC上的分开的纤维和夹住的棉条纤维S混合时，就在它们之间提供了很好的相互交缠作用。当这种纤维进入真空纺纱器114中进行真空纺纱时，就生成了一种特殊的纱YYY。这种YYY纱具有100%短纤和膨松纱的最好性能，在生成的纱外面有大量短纤。可生产出的纱线举例如下：

支数    组成说明    含量%

1/20′S    棉条35Grs/Yd·55%聚酯    62%

45%羊毛    （34%聚酯）

28%羊毛

芯150/34T-242T

F·S·聚酯    38%

1/27′S    棉条35Grs/Yd·100%羊毛    76%

T-242T

芯70/34

F·S·聚酯    24%

1/20′S    棉条35Grs/Yd·100%羊毛    62%

T-242T

芯150/34

F·S·聚酯    38%

1/30′S    棉条35Grs/Yd·100%羊毛    44%

T-242T

芯150/34

F·S·聚酯    56%

图12举例说明按照本发明所用的另一种方法的装置。在该实施例中，与图1实施例中结构相应的结构用相同的序号，仅在前面冠以“4”。在该实施例中，一连续长丝F直接通到位于真空纺纱组件114的中空轴上的入口处B点（即在8a上的轴端151），由罗拉对80提供对纱F的有控制的超喂入，控制该超喂入，以便最终生产出的YYYY纱具有所希望的圈结或结节效应。

可以看出，根据本发明提供了各种不同的纱生产方法和由此生产出的各种不同的纱，即允许生产很多品种的纱，其中有许多具有独特的性能，效应，性质和外观。所介绍的长丝纱（如C、CC、F）可以是多色纱（如溶液染色人造纤维），为达到某种风格可提供一种特殊的 多色效应。

尽管这种发明是以目前设相的最实际，最完善的装置来展示和说明的，但显然对那些熟悉此工艺的人。在本发明范围内会做出很多修改，本发明的范围是和权利要求的最宽解释相一致的，以便包括所有相应的方法和产品。

Claims (10)

1、一种纺纱的方法，使用在其一端有入口而另一端有出口的可旋转空心轴，该轴可绕沿A方向延伸的一轴线转动，该方法包括以下几个步骤：

(a)沿直线方向A送进多根基本上未加捻的自由纤维，在其纤维团中某些纤维具有自由端；

(b)通过中空旋转轴的进口将基本上未加捻的纤维团送入中空旋转轴的内部；

(c)相对于轴建立一空气流以分离基本上未加捻的自由纤维的自由端；

(d)使轴绕轴线高速旋转，从而已分离出来的纤维包绕在基本上未加捻的纤维团的其它部分上，以产生一具有一基本上未加捻的芯和包裹在芯上的纤维端的纱线；

(e)通过轴的出口抽取纱线。

2、根据权利要求1所述的方法，其特征是上述步骤（c）是通过提供作用在自由纤维上的真空而实施的。

3、如权利要求2所述的方法，其特征是步骤（c）仅由提供真空而实施。

4、如权利要求1的方法，其特征是空气流包括一沿轴转动方向的分量。

5、如权利要求1的方法，其特征是纤维为人造短纤维。

6、如权利要求5所述的方法，其特征是纤维的平均长度为约1英寸至约6英寸。

7、成纱设备，包括：

一个具有入口一侧的第一端和出口一侧的第二端的长空心轴，两端之间的长通道具有第一直径，从该轴的第一端至第二端的轴上，在该轴的整个圆周上，至少有一部分钻有孔眼，

用于安装该轴使其绕其轴线旋转的装置，

用于旋转该轴以使该轴绕其轴线旋转的装置，

用于给轴内提供真空负压的装置，以便至少通过该轴纤维的自由尾端被抽吸向孔眼时，纤维随该轴转动而被加捻，

用于将纺织纤维喂入的装置，

用于将形成的纱线从第二端抽取的装置，

其特征是，该轴在轴的第一端构成其直径大于该轴第二端的真空室，并且，所述的至少部分孔眼从该真空室向轴的第二端倾斜地开孔，该孔与一真空源连通。

8、根据权利要求7的设备，其特征是管嘴区具有一大于所述第一直径的第二直径，所述将纺织纤维喂入的装置先将纤维送入管嘴区，然后送入上述通道，所述产生空气流的装置在所述管嘴区中沿所述轴线建立一基本上连续的空气流。

9、根据权利要求8的设备，其特征是，所述空气流产生装置保证管嘴区中的大部分的空气流沿与进入具有所述第一直径的通道中相反的与轴线A成一角度的方向流出轴通道的进口端，所述管嘴区与所述轴成一整体，并与所述轴一起转动。

10、根据权利要求8的设备，其特征是，所述空气流产生装置包括将真空应用于所述管嘴区的装置以使空气沿所述轴线A流动。

Images