ЦЕНТРИФУГАЛЬНАЯ ПРЯДИЛЬНАЯ МАШИНА Российский патент 1994 года по МПК D01H1/08 D01H13/04 

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к центрифугальным прядильным машинам, и может быть использовано для производства пряжи из любых волокон.

Известна центрифугальная прядильная машина [1] , в каждом прядильном устройстве которой содержится вытяжной прибор, раскладчик пряжи и центрифуга. Для съема наработанной пряжи из центрифуги в нее вводят специальные шпули, на которых надеты неподвижные патроны. Пряжа захлестывается на верхнюю часть неподвижного патрона и перематывается на него за счет вращения центрифуги, после чего шпулю с патроном выводят из центрифуги.

Недостатком этой машины является низкая производительность из-за большого количества ручных операций при ее эксплуатации, таких как запрядка, ввод и вывод шпули при перемотке и операции, связанные с ликвидацией последствий обрыва пряжи. Кроме того при перемотке пряжи из центрифуги, вращающейся с большой скоростью, возможно перепутывание пряжи из-за одновременного слета с центрифуги на патрон нескольких витков.

Известна центрифугальная прядильная машина [2] , в прядильном устройстве которой имеется установленный под вытяжным прибором пневмовьюрок, позволяющий автоматизировать запрядку. Второй из вышеотмеченных недостатков присущ и этой машине, так как выгрузка пряжи из центрифуг также осуществляется на неподвижные патроны, вводимые в центрифуги.

Известна центрифугальная прядильная машина [3] , содержащая прядильные устройства, каждое из которых включает расположенные вертикально по ходу движения пряжи вытяжной прибор, вьюрок, датчик пряжи, цилиндрический пряжепровод, состоящий из двух разнесенных по высоте участков, между которыми находится зажимной элемент, и центрифугу с раскладчиком пряжи, установленным с возможностью вертикального перемещения внутри кружки центрифуги, обращенной открытым торцом вверх. Машина также содержит узлы перемотки пряжи из центрифуг прядильных устройств и средства для заправки пряжи в узлы перемотки, причем количество как тех, так и других равно количеству прядильных устройств.

Узел перемотки пряжи состоит из мотального барабанчика и патронодержателя, установленного на рычаге, способном поворачиваться до контакта поверхности помещаемого в патронодержателе патрона с поверхностью мотального барабанчика. Средство для заправки пряжи в узел перемотки представляет собой два кольцевых глазка, установленных друг над другом между зажимным элементом и нижним участком пряжепровода соосно ему, приблизительно на уровне узла перемотки. Каждый из глазков связан со своим рычагом, при повороте которого соответствующий глазок выводится из зоны пряжепровода к узлу перемотки.

В процессе прядения глазки находятся в положении, соосном пряжепроводу, и пряжа движется через пряжепровод и глазки вертикально от устройства для автоматической запрядки к центрифуге. При выгрузке наработанной пряжи из центрифуги зажимной элемент зажимает пряжу, а рычаги глазков поворачиваются, смещая глазки так, что пряжа увлекается или затягивается между барабанчиком и патроном и наматывается на последний.

В этой машине допускается возможность автоматизации не только запрядки пряжи в центрифуге, но и выгрузки из них наработанной пряжи.

Недостаток машины в том, что формируемая в процессе прядения пряжа перемещается внутри замкнутых участков цилиндрического пряжепровода и, баллонируя при вращении, касается его стенки. Это задерживает распространение крутки по пряже от центрифуги к вытяжному прибору, что увеличивает вероятность обрыва пряжи, обладающей малой прочностью, в зоне треугольника кручения при прядении. Кроме того, не исключена вероятность обрыва пряжи с малой прочностью и в процессе ее выгрузки из центрифуги на узел перемотки. Это связано с тем, что при перемотке из центрифуги пряжа на выходе ее из раскладчика и при переходе через нижний глазок, смещенный с оси пряжепровода, перегибается под углом, близким к прямому. При таких перегибах увеличивается трение пряжи о стенку и торец раскладчика, что может явиться причиной обрыва пряжи, имеющей недостаточно высокую прочность.

В машине узел перемотки на каждом прядильном месте должен находиться довольно далеко от соответствующего прядильного устройства, что приводит к увеличению ширины машины. Это обусловлено тем, что для устойчивой раскладки пряжи на патроне расстояние между поверхностью мотального барбаанчика и верхним концом нижнего пряжепровода, из которого пряжа поступает к барабанчику, должно быть в 4-5 раз больше ширины раскладки.

В основу изобретения положена задача создать центрифугальную прядильную машину, в которой цилиндрический пряжепровод прядильного устройства был бы выполнен так, чтобы уменьшить вероятность обрыва пряжи как в процессе прядения, так и в процессе перемотки, а также чтобы можно было приблизить узел перемотки к прядильному устройству, сократив габариты машины, не ухудшая устойчивости раскладки пряжи на патроне.

Для этого в центрифугальной прядильной машине, содежращей установленные вертикально прядильные устройства, каждое из которых включает вытяжной прибор, вьюрок, цилиндрический пряжепровод и центрифугу с раскладчиком пряжи, узлы перемотки пряжи из центрифуг и средства для заправки пряжи из центрифуг на узлы перемотки, цилиндрический пряжепровод по меньшей мере на участке от раскладчика пряжи до средства для заправки пряжи выполнен раскрывающимся так, что проходящая на этом участке пряжа оказывается открытой со стороны узла перемотки, не отклоняясь от оси цилиндрического пряжепровода.

При этом раскрывающийся участок цилиндрического пряжепровода может быть выполнен в виде двух полуцилиндров, установленных с возможностью поворота вокруг вертикальной оси.

Способность пряжепровода раскрываться, не изменяя при этом траектории проходящей в нем пряжи, во-первых, обеспечивает уменьшение трения баллонирующей пряжи о внутреннюю поверхность пряжепровода, улучшая условия распространения крутки по пряже от центрифуги к вытяжному прибору, и, во-вторых, позволяет отводить пряжу к узлу перемотки под небольшим углом к оси пряжепровода, в результате пряжа незначительно перегибается в месте выхода из раскладчика и не подвергается сильному трению о стенку и торец последнего. Таким образом достигается уменьшение вероятности обрыва пряжи и при прядении, и при перемотке из центрифуги. Кроме того, раскрывающаяся конструкция пряжепровода дает возможность максимально приблизить узел перемотки к прядильному устройству без угрозы нарушения надежной раскладки пряжи на патроне в процессе ее выгрузки из центрифуги. В результате уменьшается ширина всей прядильной машины.

Целесообразно, чтобы под центрифугами, кружки которых установлены открытыми торцами вниз, был размещен отсасывающий воздуховод, имеющий отверстия, в которых установлены открытые торцы кружек. Это позволяет удалять из центрифуг сорные примеси, выделяющиеся при прядении и перемотке, пыль и угары и улучшить условия запрядки.

Целесообразно также, чтобы каждое прядильное устройство содержало средство для подачи пара в кружку центрифуги. Подача пара в центрифуги способствует релаксации напряжений, возникающих в пряже в процессе ее скручивания и вызывающих при перемотке пряжи образование сукрутин и слетов, которые могут быть причиной обрыва пряжи.

На фиг. 1 изображено одно прядильное место центрифугальной прядильной машины; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1, в момент запрядки; на фиг. 3 - то же, в процессе прядения; на фиг. 4 - то же, в моменнт заправки пряжи на узел перемотки.

Центрифугальная прядильная машина состоит из множества прядильных мест, каждое из которых содержит прядильное устройство, узел перемотки пряжи из центрифуги и средство для заправки пряжи на узел перемотки. Одно из прядильных мест показано на фиг. 1. Прядильное устройство содержит установленные вертикально один под другим вытяжной прибор 1, вьюрок, например пневмовьюрок 2, первый датчик 3 пряжи, цилиндрический пряжепровод, состоящий из двух участков 4 и 5, зажимной элемент 6, установленый между этими участками, и центрифугу 7 с раскладчиком 8 пряжи, представляющим собой полый цилиндр, установленный в полой оси центрифуги 7 с возможностью вертикального перемещения. На верхнем конце раскладчика 8 закреплены второй датчик 9 пряжи и пневмовьюрок 10, обеспечивающий повышение надежности запрядки. Привод 11 центрифуги 7 закреплен на веретенном брусе 12 остова машины. Приводы остальных подвижных элементов машины, в частности зажимнго элемента 6, раскладчика 8 пряжи и др. не показаны.

Зажимной элемент 6 представляет собой, например, две вертикально расположенные пластины, установленные с зазором для прохождения между ними пряжи и способные сдвигаться друг к другу, зажимая пряжу.

В качестве датчиков 3 и 9 могут быть использованы фотоэлектрические или емкостные датчики, широко применяемые в мотальных автоматах. Датчик 3 предназначен для обнаружения обрыва пряжи при прядении, а датчик 9 - при перемотке. Эти датчики дают возможность ликвидировать последствия обрыва пряжи и их наличие не является обязательным.

В рассматриваемом варианте осуществления изобретения кружка центрифуги 7 обращена открытым торцом вниз, а раскладчик 8 входит в кружку через ее днище. Под кружками центрифуг 7 всех прядильных устройств машины расположен всасывающий воздуховод 13, в отверстия 14 которого кружки центрифуг 7 введены своими открытыми торцами. Кружка каждой центрифуги 7 закрыта цилиндрическим ограждением 15 для уменьшения шума и герметизации воздуховода 13 от окружающей среды. Воздуховод 13 служит для удаления из кружек цунтрифуг 7 остатков пряжи, пыли, угаров и т. п. , что повышает надежность в работе прядильного устройства и позволяет автоматизировать операции запрядки и очистки кружек центрифуг.

В прядильном устройстве предусмотрена возможность подачи пара в кружку центрифуги 7 с целью снятия с пряжи напряжений, возникающих при ее формировании в процессе прядения. Для этого служит патрубок 16 на верхней части раскладчика 8, сообщенный с источником (не показан) водяного пара или паровоздушной смеси.

Узел перемотки пряжи из центрифуги содержит мотальный барабанчик 17 и патронодержатель 18, закрепленные на остове (не показан) машины. Патронодержатель 18 представляет собой два рычага 19 (фиг. 2-4), несущие поворотные опорные диски 20 для установки патрона 21 и прижимной диск 22 для прижатия пряжи к торцу смежного с ним опорного диска 20 в момент заправки пряжи на патрон 21. Приводом прижимного диска 22 является, например, электромагнит 23, закрепленный на одном из рычагов 19. Рычаги 19 установлены на горизонтальной оси 24 с возможностью поворота до соприкосновения патрона 21 с барабанчиком 17, как показано на фиг. 1. Такие узлы перемотки широко применяются в прядильном и мотальном оборудовании различного типа.

Средство для заправки пряжи в узел перемотки в данном варианте выполнено в вид рычага 25, снабженного крюкообразным захватом 26. Рычаг 25 установлен на веритикальной оси 27 так, что при его повороте захват 26 пересекает продольную ось пряжепровода (фиг. 1), по которой в нем проходит пряжа 28. Могу быть использованы другие средства для заправки пряжи на узел перемотки, например сопло, направляющее пряжу на патрон 21 струей воздуха, и т. п.

Пряжепровод выполнен из двух полуцилиндров 29 (фиг. 2-4), установленных шарнирно на вертикальной оси 30, при этом плоскость разъема пряжепровода (плоскость стыковки полуцилиндров 29) перпендикулярна оси мотального барабанчика 17. Благодаря разъемной конструкции пряжепровода узел перемотки, состоящий из мотального барабанчика 17 и патронодержателя 18, помещен в непосредственной близости к оси цилиндрического пряжепровода, и прядильному устройству, но в то же время, как видно из фиг. 1, на достаточном удалении от верхнего конца раскладчика, необходимом для обеспечения надежной раскладчик пряжи на патроне 21 при ее перемотке из центрифуги 7. Очевидно, что пряжепровод может быть выполнен раздвижным не на всем своем протяжении, как изображено на фиг. 1, а лишь на участке 5 между раскладчиком 8 и рычагом 25, однако при этом несколько ухудшатся условия распространения крутки по пряже при прядении за счет ее трения о внутреннюю поверхность верхнего участка 4 пряжепровода. Очевидно также, что пряжепровод может быть выполнен разъемным не по образующей цилиндра, т. е. в вертикальной плоскости, а в горизонтальной плоскости. Например, он может состоять из двух или более телескопически установленных цилиндров. Существенным является тот факт, что при раскрывании пряжепровода проходящая в нем пряжа 28 оказывается открытой со стороны мотального барабанчика 17 и патрона 21, не отклоняясь от вертикального положения.

Машина работает следующим образом.

Перед началом работы на каждом прядильном месте патронодержатель 18 отводят от барабанчика 17 и устанавливают в патронодержателе 18 патрон 21, после чего патронодержатель переводят в рабочее положение, прижимая патрон 21 к барабанчику 17. Ровницу 31 заправляют в вытяжной прибор 1. Включают привод 11 центрифуги 7 для разгона ее до рабочей скорости (приводы центрифуг прядильных устройств целесообразно включать поочередно со сдвигом во времени, чтобы съем прядильной паковки с любого из них не вызывал необходимости остановки остальных). Работа прядильного устройства начинается с того, что полуцилиндры 29 сдвигают друг к другу, образуя замкнутый цилиндрический пряжепровод, как показано на фиг. 2, пластины зажимного элемента 6 (фиг. 1) отводят друг от друга, а раскладчик 8 устанавливают в крайнее верхнее положение. Ровница 31 начинает поступать в вытяжной прибор 1, превращаясь на выходе из него в мычку. Включают подачу воздуха в пневмовьюрки 2 и 10, благодаря чему в пряжепроводе создается направленное движение вращающегося потока воздуха сверху вниз.

Включают вентилятор (не показан), создающий разрежение в воздуховоде 13, в результате чего поток воздуха дополнительно усиливается в раскладчике 8. При необходимости в патрубок 16 раскладчика 8 подают водяной пар или увлажненный воздух. Вращающийся поток воздуха захватывает мычку, скручивает ее, подает сформированную пряжу 28 по пряжепроводу через раскладчик 8 в центрифугу 7. В последней конец пряжи отбрасывается к стенке ее кружки и прижимается к ней центробежной силой, после чего пряжа скручивается за счет ее вращения центрифугой 7. Когда датчики 3 и 9 отметят наличие пряжи в пряжепроводе, подача воздуха в пневмовьюрки 2 и 10 прекращается, а полуцилиндры 29 пряжепровода, поворачиваясь на оси 30, расходятся, занимая положение, показанное на фиг. 3. При этом участки 4 и 5 пряжепровода фактически перестают быть цилиндрическими и пряжа 28 получает возможность на этих участках свободно баллонировать, не задевая за стенки полуцилиндров 29, благодаря чему крутка от центрифуги 7 (фиг. 10) более свободно передается по пряже вверх вплоть до треугольника кручения. Раскладчик 8 при этом постепенно перемещается вниз, обеспечивая раскладчку пряжи на внутренней стенке кружки центрифуги 7 по заданному закону.

Когда раскладчик 8 дойдет до крайнего нижнего положения и кружка центрифуги 7 заполнится слоем пряжи, производится выгрузка наработанной пряжи из центрифуги 7 и намотка ее на патрон 21. Это происходит следующим образом. Пластины зажимного элемента 6 сдвигаются и зажимают проходящую между ними пряжу 28, подача ровницы 31 в вытяжной прибор 1 прекращается. Рычаг 25 средства для заправки поворачивается в положение, показанное на фиг. 4, захватывая крючком пряжу 28 и отводя ее в зону между опорным диском 20 и прижимным диском 22. В этот момент включают электромагнит 23 и его подвижный сердечник прижимает диск 22 к диску 20, зажимая между ними пряжу 28. Включают мотальный барабанчик 17, вращение которого передается патрону 21, и пряжа 28 вовлекается между ними и наматывается на патрон 21, поступая из продолжающей непрерывно вращаться центрифуги 7 (фиг. 1). Пряжа 28 в месте еë фиксации зажимным элементом 6 обрывается, и конец ее также наматывается на патрон. Раскладчик 8 при перемотке перемещается вверх, обеспечивая постоянство условий перемотки вплоть до ее окончания.

Поскольку узел перемотки помещен на минимальном расстоянии от пряжепровода, пряжи 28, выходя из раскладчика 8 к мотальному барабанчику 17, перегибается незначительно, как показано пунктирной линией на фиг. 1. Благодаря этому трение пряжи о стенку и верхний торец раскладчика 8 сводится к минимуму, что уменьшает вероятность обрыва пряжи при перемотке.

Во время прядения и перемотки через патрубок 16 поступает водяной пар, нагревая и увлажняя пряжу и уменьшая в ней в результате этого упругие напряжения и степень электризации, что улучшает условия ее переработки на последующих технологических операциях.

Окончание перемотки обнаруживает датчик 9. При этом раскладчик 8 возвращается в исходное (верхнее) положение, полуцилиндры 29 (фиг. 2) смыкаются, образуя замкнутый цилиндрический пряжепровод, и цикл повторяется.

Синхронизация приводов подвижных элементов машины осуществляется от схемы (не показана) управления, работающей по заданной программе.

При обрыве пряжи возможны два варианта ликвидации последствий обрыва. Если в состав прядильного устройства входит зажимной элемент 6, срабатывающий от сигнала датчика 3, то при обрыве пряжи ее конец зажимается элементом 6, рычаг 25 подает пряжу на патрон 21, на который перематывается находящаяся в центрифгуе 7 пряжа. Если же зажимной элемент 6 отсутствует или по какой-либо причине не срабатывает, то оторвавшийся конец пряжи улетает в кружку центрифуги 7. В этом случае достаточно на несколько секунд остановить центрифугу 7. Отсутствие центробежных сил, сила тяжести и всасываемый сверху воздух очищают кружку центрифуги 7 от имеющейся в ней пряжи, пыли и пуха, которые по отсасывающему воздуховоду 13 уходят в угары, после чего процесс прядения может быть восстановлен аналогично описанному.

Изобретение может быть использовано в прядильном производстве текстильной промышленности. Наиболее выгодно использовать изобретение для прядения пряжи малой линейной прочности, так как при центрифугальном прядении натяжение пряжи существенно меньше, чем при кольцевом, что позволяет не снижать скорость вращения центрифуги при прядении даже очень тонкой пряжи. (56) 1. Кулагина М. И. Новые способы прядения шерстяных и химических волокон. M. : Легкая индустрия, 1974, с. 30-33.

2. Там же, с. 30-33.

3. Авторское свидетельство СССР N 1666587, кл. D 01 H 1/08, 1989.

Использование: текстильная промышленность, прядильное производство. Сущность изобретения: в прядильном устройстве центрифугальной прядильной машины установленный между вьюрком и раскладчиком пряжи цилиндрический пряжепровод выполнен раскрывающимся со стороны узла перемотки пряжи, имеющего мотальный барабанчик и патронодержатель. Раскрывание пряжепровода не сопровождается смещением пряжи с его продольной оси. Это позволяет уменьшить трение пряжи о стенку пряжепровода при прядении, а при перемотке уменьшить трение пряжи о стенку и верхний торец раскладчика, а также приблизить узел перемотки к прядильному устройству. 3 з. п. ф - лы, 4 ил.

1. ЦЕНТРИФУГАЛЬНАЯ ПРЯДИЛЬНАЯ МАШИНА, содержащая вертикально установленные прядильные устройства, каждое из которых имеет вытяжной прибор, вьюрок, цилиндрический пряжепровод и центрифугу с раскладчиком пряжи, узлы перемотки пряжи из центрифуг и средства для заправки пряжи из центрифуг в узлы перемотки, отличающаяся тем, что цилиндрический пряжепровод по меньшей мере на участке между раскладчиком пряжи и средством для заправки пряжи выполнен раскрывающимся для открытия со стороны узла перемотки проходящей на этом участке пряжепровода пряжи без ее отклонения от оси пряжепровода. 2. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что раскрывающийся участок цилиндрического пряжепровода имеет вертикальную ось и два установленных на оси с возможностью поворота полуцилиндра. 3. Машина по п. 1, отличающаяся тем, что она имеет размещенный под центрифугами отсасывающий воздуховод, выполненный с отверстиями, а кружки центрифуг установлены открытым торцом вниз, при этом открытые торцы кружек центрифуг размещены в отверстиях отсасывающего воздуховода. 4. Машина по п. 3, отличающаяся тем, что каждое прядильное устройство имеет патрубок для подачи пара в кружку центрифуги.