УСТРОЙСТВО ДЛЯ РОТОРНОГО ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЯДЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК D01H4/08 D01H4/40 

Изобретение относится к текстильной промышленности и может быть использовано на прядильных пневмомеханических машинах роторного типа.

Известно устройство для пневмомеханического прядения, содержащее прядильную камеру с отверстиями на ее стенках для создания разрежения внутри камеры, сборной поверхностью, расположенной под острым углом к горизонтали и заканчивающейся желобом. Соосно камере размещена пряжевыводная трубка с сепаратором, выполненным в виде диска [1].

Однако в данной конструкции наличие большой фрикционной зоны на выходе в пряжевыводную трубку препятствует распространению крутки до волокнистого клина на желобе.

Известно приспособление для вывода пряжи из прядильной камеры устройства для бескольцевого прядения, содержащее установленную соосно прядильной камере воронку и размещенную в боковой стенке воронки направляющую втулку, ось которой расположена перпендикулярно оси воронки и смещена относительно оси воронки в сечении ее вдоль оси втулки таким образом, что касательная к внутренней поверхности втулки в точке контакта с ней пряжи в сечении воронки перпендикулярно оси втулки расположена вдоль направления угла подъема витков пряжи. В приспособлении осуществляется распространение действительной крутки пряжи в камеру за счет внедрения участка торцевой поверхности втулки в винтовую канавку на пряже, образованную при скручивании волокон, и сгона образовавшейся крутки в зону формирования пряжи [2].

Однако данная конструкция не позволяет достичь высокой эффективности кручения и, как следствие, заметного снижения обрывности.

Известно устройство для роторного пневмомеханического прядения, содержащее прядильный ротор, однофланцевую пряжевыводную трубку с коаксиально размещенным в ней консольным стержнем, имеющим на длине зоны контактирования с пряжей поперечное сечение в виде квадрата со скругленными углами [3].

Однако в данной конструкции при огибании стержня пряжа вынуждена при своем скольжении переходить со скругленного участка на прямолинейный. При этом меняется траектория ее перемещения согласно форме этих участков, а ребра входят в плотный контакт с ее межвитковой канавкой. Все это приводит к увеличению силы обхвата стержня пряжей, возрастает величина силы трения. Вследствие этого возможность кручения пряжи вокруг своей оси, ее свободного скольжения по стержню в значительной мере уменьшается, что приводит к увеличению обрывности пряжи.

Выполнение стержня и канала с постоянным поперечным сечением нарушает параметры воздушного потока в канале пряжевыводной трубки, ухудшая тем самым технологический процесс, а именно заправку машины.

Кроме того, стержень, имея поперечное сечение квадратной формы со скругленными участками между прямолинейными, в процессе работы позволяет создать повышенную силу трения, возникающую при взаимодействии с пряжей, что способствует выделению мелкодисперсной пыли, которая оседает в роторе. По мере накопления ее в желобе удельная разрывная нагрузка пряжи снижается, а коэффициент вариации по прочности одиночной нити и обрывность возрастают. Один или несколько бугорков сора в желобе ротора в значительной мере влияют на потребительские свойства пряжи, приводя к образованию муарового эффекта в виде чередований утолщений и утонений.

За прототип принято устройство для роторного пневмомеханического прядения, содержащее прядильный ротор и пряжевыводную трубку с уменьшающимся к выходу конусным каналом и с коаксильно размещенным в ней консольным стержнем [4].

Однако данная конструкция не способствует распространению крутки в силу формы выполнения стержня, что снижает прочностные характеристики пряжи и способствует повышению обрывности.

Техническим результатом заявляемого изобретения является улучшение процесса заправки и повышение прочностных характеристик пряжи за счет интенсификации крутки в желобе.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для роторного пневмомеханического прядения, содержащем прядильный ротор, пряжевыводную трубку с уменьшающимся к выходу конусным каналом и с коаксиально размещенным в ней консольным стержнем, согласно изобретению, стержень выполнен конусным, уменьшающимся к выходу, конец стержня выполнен в виде вытянутого по оси пряжевыводной трубки полуэллипсоида вращения. Оси полуэллипсоида относятся друг к другу как 1,0:1,0:1,5. Угол между образующей конусной поверхностью стержня и осью пряжевыводной трубки составляет 5-8^o. Соотношение радиуса сечения на стыке конусной части стержня и полуэллипсоида и расстояния от свободного конца последнего до плоскости, проходящей через максимальный диаметр входного отверстия трубки, равно 1:5. Отношение радиусов воронки и фрикционной поверхности воронки выполнено в пределах 1,2-1,4. Отношение максимального радиуса канала пряжевыводной трубки к радиусу фрикционной поверхности воронки находится в пределах 0,7-1,0. Отношение высоты пряжевыводной трубки от воронки до глазка к радиусу фрикционной поверхности воронки находится в пределах 3,5-4,0.

На фиг. 1 изображена технологическая схема заявляемого устройства; на фиг.2 - пряжевыводная воронка со стержнем; на фиг.3 - полуэллипсоидная часть стержня; на фиг. 4 - схема относительного расположения стержня в канале пряжевыводной трубки в сечении; на фиг.5 - график зависимости обрывности пряжи от соотношения радиуса сечения на стыке конусной части стержня и полуэллипсоида и расстояния от свободного конца последнего до плоскости, проходящей через максимальный диаметр входного отверстия трубки; на фиг.6 - номограмма для определения угла наклона между образующей конусной поверхности стержня и осью пряжевыводной трубки.

Устройство для роторного пневмомеханического прядения содержит прядильный ротор 1 с вентиляционными отверстиями 2, сборной поверхностью 3 и желобом 4. Соосно прядильному ротору 1 установлена пряжевыводная трубка 5 с воронкой 6. Коаксиально пряжевыводной трубке 5 размещен стержень 7, причем канал 8 трубки 5 и стержень 7 выполнены конусными, уменьшающимися в направлении к выходу. При этом стержень 7 завершается полуэллипсоидом вращения 9, вытянутым по оси пряжевыводной трубки 5. Причем оси эллипсоида a, b и с относятся друг к другу как 1,0: 1,0: 1,5. Данное соотношение позволяет уменьшить контакт пряжи 10 со стержнем 7 и обеспечивает сдвиг пряжи 10 в сторону ротора 1. Соотношение а:b=1,0:1,0 выбрано таковым, так как поперечное сечение стержня является кругом. При соотношении 1,0:1,0:1,5 масса отложения микропыли на сборной поверхности ротора достигает наименьшего значения, при уменьшении соотношения 1,0:1,0:1,5 увеличивается площадь контакта пряжи со стержнем, тем самым уменьшается распространение крутки в желобе ротора и увеличивается процент выделения микропыли. При увеличении соотношения 1,0:1,0:1,5 ухудшается структура пряжи. Угол между образующей конусной поверхности стержня 7 и осью пряжевыводной трубки 5 составляет 5-8^o. Уменьшение угла приводит к наматыванию пряжи на стержень, а увеличение угла - к нарушению процесса присучивания пряжи. Соотношение радиуса R сечения на стыке конусной части стержня 7 и полуэллипсоида 9 и расстояния от свободного конца последнего до плоскости, проходящей через максимальный диаметр входного отверстия трубки 5, принято как 1:5. Данный признак обеспечивает оптимальный контакт пряжи 10 со стержнем 7, не допуская ее наматывания на последний. При увеличении соотношения происходит наматывание пряжи на стержень. При уменьшении соотношения - отсутствует контакт пряжи со стержнем, тем самым уменьшается распространение крутки в желобе ротора. Достижение технического результата доказывает график, представленный на фиг.5. Именно заявляемое соотношение (1:5) позволяет повысить прочностные характеристики пряжи, что способствует значительному снижению обрывности пряжи. На верхней части пряжевыводной трубки 5 расположен глазок 11, на одной оси с которым установлена пара оттяжных валиков 12, выводящая пряжу 10.

Для улучшения процесса заправки созданы особые условия для транспортировки пряжи в канале трубки в момент заправки, при которых за счет присутствия ускоряющего воздушного потока аэродинамическая сила, действующая на пряжу, наиболее максимальна, что, по сути, является оптимальным значением последней.

Для создания этих условий необходимо, чтобы образующая конического канала трубки была выполнена по следующей формуле:
y_кон(X)=k_конх+b_кон,
где

r_ф - радиус фрикционной поверхности воронки;
r_г - расстояние между точкой входа пряжи в глазок и осью О₂х;
r_в - радиус воронки;
h_г - высота расположения точки входа пряжи в глазок.

Номограмма, приведенная на фиг.6, подтверждает достижение технического результата заявляемого изобретения.

Устройство работает следующим образом.

При вращении ротора 1 посредством его вентиляционных отверстий 2 в нем создается разрежение, которое позволяет потоку технологического воздуха транспортировать в него разъединенные волокна, формирующиеся в мычку на сборной поверхности 3, скручиваемую затем в пряжу 10.

Вращение ротором 1 баллонирующего участка пряжи АВ в последнем обуславливает кручение участка пряжи ОС между оттяжными валиками 12 и воронкой 6 пряжевыводной трубки 5 и возникновение упругого крутящего момента М_кр. Под влиянием этого момента крутка с наружного участка ОС проникает на баллонирующий участок АВ, огибая поверхность ВС воронки 6. Кручение распространяется до пункта съема А и дальше в зависимости от величины М_кр на некоторую длину волокнистого клина.

При выводе из прядильного ротора 1 пряжа 10, огибая поверхность воронки 6, совершает продольное движение. При этом наблюдается некоторая потеря крутящего момента М_кр на участке АВ, которая обусловлена уменьшением изгиба пряжи и трением о поверхность воронки 6. Величина потери крутки достигает 11%.

При анализе процесса пневмомеханического формирования пряжи в желобе прядильного ротора установлено, что первоочередное значение имеет достижение определенного уровня крутки, способного обеспечить стабильность скручивания волокон, т. е. с одной стороны технология пневмомеханического формирования пряжи требует достаточно больших значений крутки пряжи, а с другой стороны, потребительские свойства ткани ухудшаются из-за больших значений крутки.

Для того чтобы уменьшить потери крутки, необходимо снизить угол обхвата пряжей фрикционной поверхности. Это достигается за счет введения стержня 7 в полость пряжевыводной трубки 5 на оптимальном расстоянии от плоскости, проходящей через максимальный диаметр входного отверстия трубки 5, поэтому соотношение радиуса сечения на стыке конусной части стержня 7 и полуэллипсоида 9 и расстояния от свободного конца первого до плоскости, проходящей через максимальный диаметр входного отверстия трубки 5, принято как 1:5.

Окончание стержня 7, выполненное в виде полуэллипсоида 9, обеспечивает наименьший контакт пряжи 10 со стержнем 7, изменяет траекторию движения последней, сдвигая ее в сторону ротора 1. Тем самым уменьшается угол обхвата пряжей 10 фрикционной поверхности воронки 6, облегчая распространение крутки в направлении желоба 4 ротора 1, для этого стержень 7 выполнен конусным, уменьшающимся в направлении к выходу. Оси полуэллипсоида 9 а, b и с относятся друг к другу как 1,0:1,0:1,5. Угол α между образующей конусной поверхности стержня 7 и осью пряжевыводной трубки 5 составляет 5-8^o.

Кроме того, уменьшается пылевыделение в желоб 4 прядильного ротора 1.

При присучивании пряжи ее конец увлекается воздушным потоком через глазок 11 пряжевыводной трубки 5. Затем проходит через канал 8 между внутренней поверхностью пряжевыводной трубки 5 и стержнем 7, далее огибает фрикционную поверхность воронки 6 и попадает в желоб 4 сборной поверхности 3, где соединяется с мычкой. После завершения операции присучивания пряжи 10 начинается ее вывод из ротора 1, при котором она соприкасается с полуэллипсоидной поверхностью 9 стержня 7, что изменяет траекторию ее движения, сдвигая ее в сторону ротора 1, изменяя угол обхвата пряжей фрикционной поверхности воронки 6, облегчая тем самым распространение крутки в направлении желоба 4 ротора 1.

Для улучшения процесса заправки образующая конического канала трубки имеет форму по следующему математическому выражению:
y_кон(х)=k_конх+b_кон.

Результаты испытаний пряжи приведены в таблице.

Источники информации
1. Борзунов И.Г., Бадалов К.И., Гончаров В.Г., Дугинова Т.А., Шилова Н. И. Прядение хлопка и химических волокон. - М.: Легпромбытиздат, 1986.

2. Авторское свидетельство СССР 950818, 15.08.82 г., D 01 Н 1/135.

3. Авторское свидетельство СССР 1803482, 23.03.93 г., D 01 Н 4/08.

4. Патент РФ 1755591, 15.06.94 г., D 01 Н 4/08.

Изобретение для роторного пневмомеханического прядения может быть использовано в текстильной промышленности на пневмомеханических прядильных машинах и позволяет улучшить процесс заправки и повысить прочностные характеристики пряжи за счет интенсификации крутки в желобе ротора. Устройство содержит прядильный ротор, пряжевыводную трубку с уменьшающимся к выходу конусным каналом и с коаксиально размещенным в ней консольным стержнем, выполненным конусным и уменьшающимся к выходу. Конец стержня выполнен в виде вытянутого по оси пряжевыводной трубки полуэллипсоида вращения, оси которого относятся друг к другу как 1,0:1,0:1,5. Угол между образующей конусной поверхности стержня и осью пряжевыводной трубки составляет 5-8^o, а соотношение радиуса сечения на стыке конусной части стержня и полуэллипсоида и расстояния от свободного конца последнего до плоскости, проходящей через максимальный диаметр входного отверстия трубки, равно 1:5. Отношение радиусов воронки пряжевыводной трубки и фрикционной поверхности воронки выполнено в пределах 1,2-1,4, отношение максимального радиуса канала пряжевыводной трубки к радиусу фрикционной поверхности воронки находится в пределах 0,8-1,0, а отношение высоты пряжевыводной трубки от воронки до глазка пряжевыводной трубки к радиусу фрикционной поверхности воронки находится в пределах 3,5-4,0. 3 з.п. ф-лы, 6 ил., 1 табл.

1. Устройство для роторного пневмомеханического прядения, содержащее прядильный ротор, пряжевыводную трубку с уменьшающимся к выходу конусным каналом и с коаксиально размещенным в ней консольным стержнем, отличающееся тем, что стержень выполнен конусным, уменьшающимся к выходу, при этом конец стержня выполнен в виде вытянутого по оси пряжевыводной трубки полуэллипсоида вращения, оси которого соотносятся одна с другой как 1,0:1,0:1,5, причем угол между образующей конусной поверхности стержня и осью пряжевыводной трубки составляет 5-8°, а соотношение радиуса сечения на стыке конусной части стержня и полуэллипсоида и расстояния от свободного конца последнего до плоскости, проходящей через максимальный диаметр входного отверстия трубки, равно 1:5.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение радиуса воронки пряжевыводной трубки к радиусу фрикционной поверхности воронки выполнено в пределах 1,2-1,4.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение максимального радиуса канала пряжевыводной трубки к радиусу фрикционной поверхности воронки находится в пределах 0,8-1,0.4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что отношение высоты пряжевыводной трубки от воронки до глазка пряжевыводной трубки к радиусу фрикционной поверхности воронки находится в пределах 3,5-4,0.