УСТРОЙСТВО ПНЕВМОМЕХАНИЧЕСКОГО ПРЯДЕНИЯ Российский патент 2006 года по МПК D01H4/04 D01H4/40 

Изобретение относится к текстильной промышленности, может быть использовано на пневмомеханических прядильных машинах.

Известно устройство увлажнения волокон перед скручиванием их в пневмокамере, позволяющее повысить качество пряжи, получаемой пневмомеханическим способом [1]. В данном устройстве условия формирования пряжи улучшают путем ввода жидкости на сборную поверхность камеры посредством форсунки. Недостатком рассматриваемого устройства является то, что подачей жидкости на сборную поверхность прядильной камеры можно достичь улучшения условий протекания лишь заключительной стадии формирования пряжи - скручивания. Формирование же ленточки, структурная ее неоднородность при подаче жидкости в соответствии с указанным устройством [1] остаются неизменными. При этом изменение характеристик пряжи незначительно и обычно оказывается в пределах наблюдаемого разброса их значений.

Наиболее близким устройством к предлагаемому является устройство бескольцевого прядения [2], в котором пневмокамера снабжена дополнительным стержнем в виде параболоида вращения с закреплением одного конца на дне камеры соосно с ней и размещением свободной концевой части в пряжевыводной воронке [2]. Силы трения обвивочного слоя волокон, возникающие при движении его по стержню, обуславливают протаскивание обвивочного слоя и растяжение волокон в этом слое. В результате формируется структура, в которой волокна пряжи имеют выравненное значение натяжения, и они в большей мере определяют прочностные свойства пряжи. Уплотнение волокнистой ленточки перед ее скручиванием и протаскивание обвивочного слоя обеспечивают повышение прочностных характеристик пряжи. Недостаток этого устройства состоит в том, что сила трения волокон о стержень незначительна для предотвращения прохождения действительной крутки в камеру, за пределы стержня, так как коэффициент трения в данном случае составляет всего лишь 0,2. Это обстоятельство обуславливает появление нескольких негативных последствий: эффект протаскивания и растяжения волокон, а также степень параллелизации обвивочных волокон вдоль оси пряжи оказываются незначительными; момент сил трения обвивочных волокон в отдельные промежутки времени не превышает момент кручения пряжи на участке ″отводная пара валиков - стержень″, что сопровождается прохождением в эти промежутки времени действительной крутки пряжи за пределы точки контакта пряжи со стержнем и, естественно, появлением неровноты.

Технический результат, обусловленный предлагаемым изобретением, состоит в повышении фрикционных и прочностных свойств волокон в ленточке, улучшении условий формирования пряжи и характеристик ее физико-механических свойств.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве для пневмомеханического прядения, содержащем питающий цилиндр, барабанчик, транспортирующий канал и прядильную камеру с закрепленным соосно с ней на ее дне стержнем, имеющим утолщенную часть и заостренный конец в зоне контакта с волокнистой лентой, согласно изобретению введен постоянный двухполюсный магнит переменного сечения из высококоэрцитивного сплава с коэрцитивной силой не менее 600 кА/м, а образующая утолщенной части стержня в зоне его контакта с волокнистой ленточкой представляет собой параболу, переходящую в прямую. Двухполюсный магнит расположен внутри стержня и в процессе прядения вращается вместе с ним. Вид используемого высококоэрцитивного материала для изготовления магнита не имеет значения, т.к. он не контактирует с волокнами. Необходимое увеличение характеристик прочностных и фрикционных свойств волокон, обеспечивающее оптимальные условия формирования пряжи, достигается воздействием на волокна магнитного поля напряженностью свыше 300 кА/м. По этой причине единственное требование к материалу для изготовления магнита таково: он должен обладать коэрцитивной силой не менее 600 кА/м. Только в этом случае, с учетом размагничивающего фактора, а также зазора между магнитом и движущимися волокнами, в зоне расположения волокон напряженность магнитного поля будет составлять более 300 кА/м.

Неоднородное и изменяющееся магнитное поле, создаваемое постоянным магнитом, воздействует на движущиеся волокна, содержащие значительное количество влаги, обуславливая изменение их свойств. Создаваемое магнитное поле неоднородно и изменятся во времени. Неоднородность магнитного поля связана с изменением сечения магнита, а его изменение - с вращением стержня. Например, в пневмопрядильной машине ППМ-120А1М угловая скорость прядильных камер составляет до 6280 с^-1 (до 60000 об/мин). Облегчение условий схода ленточки со стержня обусловлено снижением момента сил трения в зоне схода ленточки со стержня, так как в этой зоне стержень представляет собой конус. Силы нормального давления, а значит силы трения и момент этих сил, на конической поверхности меньше по сравнению с параболической. Повышение фрикционных свойств волокон, по причине воздействия на них неоднородного изменяющегося магнитного поля, позволяет изменить силы взаимодействия волокон обвивочного слоя со стержнем, а также волокнами срединной зоны и тем самым добиться формирования более однородной структуры пряжи.

На фиг.1 представлена технологическая схема предлагаемого устройства. На фиг.2 показана конструкция стержня.

Устройство содержит зону питания, в которой установлен питающий цилиндр, а непосредственно перед прядильной камерой расположены приводной дискретизирующий барабанчик и транспортирующий канал (на фиг.1 не показаны). Прядильная камера 1 посажена на приводной вал 2 и имеет сборный желоб 3. Соосно валу 2 размещен стрежень 4. В зоне контакта волокнистой ленточки 5 со стержнем 4 он имеет утолщение 6 в виде фигуры вращения, образующей которой является парабола, переходящая в прямую. Стержень имеет заостренный конец 7. Внутри стержня 4 расположен двухполюсный магнит 8. Стержень 4 заканчивается своей заостренной частью в пряжевыводной воронке 9, после которой установлена пряжеотводная пара валиков 10. Образующая стержня в зоне А-Б (фиг.2) его контакта с волокнистой ленточной представляет собой параболу - зона (А), переходящую в прямую зона (Б).

Устройство работает следующим образом (фиг.2.1).

Волокна из транспортирующего канала поступают на сборную поверхность 3 прядильной камеры 1, которые в канале 3 формируются в виде волокнистой ленточки 5. Из канала 3 ленточка 5, перед входом в пряжевыводую воронку 9, наматывается на стержень 4 и перемещается к его заостренному концу 7. При подходе к стержню 4 и при перемещении по нему волокна оказываются под воздействием изменяющегося магнитного поля, создаваемого магнитом 8. Изменение магнитного поля обусловлено вращением стержня 4 совместно с магнитом 8, имеющим переменное сечение. Под воздействием магнитного поля возрастают фрикционные и прочностные свойства волокон, что обуславливает увеличение сил трения между обвивочными волокнами и стержнем и, как следствие, усиление параллелизации, а также смещение этих волокон относительно оси волокнистой ленточки. Рост фрикционных свойств волокон, а значит и сил взаимодействия между ними позволяет дополнительно уплотнить волокна стержневой части. Указанное уплотнение ленточки накладывается на уплотнение, обусловленное ложной круткой ленточки при движении ее по криволинейной поверхности стержня 4, представляющей собой параболоид, плавно переходящий в усеченный конус. Между точкой контакта ленточки со стержнем перед ее сходом и пряжеотводной парой валиков 10 происходит действительная крутка, в результате чего волокнистая ленточка превращается в пряжу 11. Процесс получения высококачественной пряжи возможен, если действительная крутка, возникающая в результате приложения момента кручения, будет доходить до точки контакта ленточки со стержнем в момент схода со стержня, но не будет распространяться в прядильную камеру за пределы стержня. Последнее условие достижимо, если момент сил кручения будет равен моменту сил трения в точке схода ленточки и меньше момента сил трения в зоне движения ленточки.

Практическое применение предлагаемого устройства и прототипа было реализовано при выработке пряжи из Кубанского хлопка, в состав которого до 20% входят волокна, коэффициент зрелости которых составляет 0,6-0,8. Физико-механические свойства полученной пряжи приведены в таблице.

ТаблицаХарактеристики пряжиИспользуемое устройствоПо прототипуПредлагаемоеЛинейная плотность, текс/номер25/4025/40Коэффициент вариации по линейной3,2±0,252,7±0,20плотности, %  Число кручений на 1 метр1380±5,21420÷5,0Удельная разрывная нагрузка, сН/текс11,8±0,4812,9±0,36Коэффициент вариации по удельной разрывной нагрузке, %11,0±0,6110,6±0,55Относительное удлинение пряжи перед разрушением, %6,2±0,255,8±0,30Среднее число ворсинок на 1 метр1980±921360±84Показатель качества1,071,22

Из таблицы видно, что и по количественным характеристикам, например удельной разрывной нагрузке, и по качественному показателю - числу ворсинок на 1 метр пряжа, полученная с использованием предлагаемого устройства, превосходит пряжу, изготовленную с использованием прототипа.

Источники информации, принятые во внимание

[1] Патент ЧССР №1398259, МКИ D 01 H 1/12.

[2] Авторское свидетельство СССР №1225294, D 01 H 1/135, 07.08.83.

Устройство может быть использовано в текстильной промышленности на пневмомеханических прядильных машинах, позволяет повысить фрикционные и прочностные свойства волокон и обеспечить формирование более однородной структуры с повышенными характеристиками физико-механических свойств. Устройство содержит питающий цилиндр, дискретизирующий барабанчик, транспортирующий канал, прядильную камеру с закрепленным соосно с ней на ее дне стержнем, имеющим утолщенную часть и заостренный конец в зоне контакта с волокнистой ленточкой. Внутри стержня размещен двухполюсный постоянный магнит переменного сечения, изготовленный из высококоэрцитивного сплава с коэрцитивной силой не менее 600 кА/м. Образующая утолщенной части стержня в зоне его контакта с волокнистой ленточкой представляет собой параболу, переходящую в прямую. 1 табл., 2 ил.

Устройство для пневмомеханического прядения, содержащее питающий цилиндр, дискретизирующий барабанчик, транспортирующий канал, прядильную камеру с закрепленным соосно с ней на ее дне стержнем, имеющим утолщенную часть и заостренный конец в зоне контакта с волокнистой ленточкой, отличающееся тем, что внутри стержня размещен двухполюсный постоянный магнит переменного сечения, изготовленный из высококоэрцитивного сплава с коэрцитивной силой не менее 600 кА/м, а образующая утолщенной части стержня в зоне его контакта с волокнистой ленточкой представляет собой параболу, переходящую в прямую.