CN103290538A - 环锭纺纱机 - Google Patents

Abstract

一种环锭纺纱机，包括：底座；锭子12，该锭子12包括轴线；钢领板14，该钢领板14能够沿着锭子12的轴线被提升和降低；钢领16，该钢领16由钢领板14支承并且与钢领板14一起提升和降低；支承件17，该支承件17使钢领16联接到钢领板14；钢丝圈15，该钢丝圈15能够在钢领上滑动以使纱线围绕纱管卷绕从而形成管纱21；以及外罩22，该外罩22通过底座支承并且环绕管纱21。该外罩22包括允许支承件和钢领16运动的狭缝24。外罩22还包括偏转部25，该偏转部25在气流经过与狭缝24相对应的位置时使该气流向内偏转。

Description

环锭纺纱机

技术领域

本发明涉及一种环锭纺纱机，并且更具体地，涉及诸如环锭细纱机和环锭捻线机之类的环锭纺纱机，其通过沿着钢领滑动的钢丝圈卷绕纱线，该钢领由钢领板支承并且被提升和降低。

背景技术

典型的环锭纺纱机通过在重复该钢领板的向上和向下的运动的同时逐渐地提升钢领板以卷绕纱线。

当减小动力消失并提高环锭细纱机的速度时，由以高速度旋动的管纱搅动的空气产生空气摩擦，该空气摩擦导致了功率损失。

近几年，在工厂中的环锭细纱机的锭子旋转速度已经达到了25,000rpm。以这种高速度旋转的管纱搅动了周围空气的流动。因此，向管纱施加了与该旋转速度的平方近似成比例的高的空气摩擦力矩。特别地，当纱管是装满的时，功率损失达到在整个细纱机中的功率损失的百分之几十。因此，需要改进。

用于减小空气摩擦功率损失的已知方法通过具有平滑内表面的圆筒形外罩覆盖管纱。当管纱在自由空间中旋转时，剪切效应作用在管纱的表面上并且产生了围绕管纱的湍流边界层，并且湍流区域可以遍布大的面积。当用外罩覆盖管纱时，气流在管纱和外罩的内表面之间涡旋。外罩的内表面在径向方向上限制了扰动。与当管纱位于自由空间中时相比较，这减小了能量损失并且减小了作用在管纱表面上的摩擦应力。

在外罩和管纱之间的较小空间增大了摩擦应力减小效果。此外，已知的是，与当外罩沿纵向方向设置在管纱的一部分上时相比，在管纱的整个纵向长度上设置外罩减小了摩擦应力。

日本公开专利公报No.50-141公开了隔离噪声的圆筒形分离器。该分离器设置成与纱管同轴，其中，在分离器和纱管的外周之间留有适当的空间。对钢丝圈进行引导的钢领能够沿分离器的内表面在向上方向和向下方向上运动。分离器包括沿竖直方向延伸的狭缝。该钢领通过延伸穿过狭缝的联接构件联接至钢领板，并且该钢领能够与钢领板一起提升和降低。该狭缝由Teflon（特氟纶）（注册商标）件覆盖。联接构件在其运动时推开了Teflon件的一部分。

尽管采用了所述公报的分离器来隔离噪声，圆筒形分离器设置成与纱管同轴并且在分离器与纱管的外周之间提供了适当的空间。这减小了由空气摩擦引起的功率损失。此外，Teflon件覆盖了狭缝，以防止由旋转的纱管和管纱产生的气流从狭缝泄漏出。然而，钢领保持器的联接构件在其运动时推开Teflon件。因此，Teflon件容易磨损并且需要提早替换。而且，空气可能经由形成在联接构件与由Teflon件推开的Teflon件之间的间隙泄漏。这可能干扰在分离器中的旋涡流。

本发明的目的是提供一种环锭纺纱机，该环锭纺纱机通过抑制空气从外罩中的狭缝泄漏而减小了功率损失，该环锭纺纱机设置成在管纱旋转时减小空气摩擦功率损失，而不需要使用构件来覆盖狭缝。

发明内容

为了实现上述目的，本发明的一个方面是环锭纺纱机，该环锭纺纱机包括：底座；锭子，该锭子包括轴线；钢领板，该钢领板能够沿着锭子的轴线被提升和降低；钢领，该钢领由钢领板支承并且与钢领板一起提升和降低；支承件，该支承件使钢领联接到钢领板；钢丝圈，该钢丝圈能够在钢领上滑动以使纱线围绕锭子上的纱管卷绕从而形成管纱；以及外罩，该外罩由底座支承并且环绕管纱。该外罩包括允许支承件运动的狭缝，使得钢领能够在外罩中被提升和降低。该外罩还包括偏转部，该偏转部使在管纱旋转时在外罩中产生的气流、在该气流经过对应于狭缝的位置时沿外罩的径向方向向内偏转。

结合以示例的方式示出本发明的原理的附图，本发明的其他方面和优势将从下列描述变得明显。

附图说明

通过结合附图参照目前优选的实施方式的下列描述，本发明及其目的和优势可以得到更好地理解，在附图中：

图1A为根据本发明的一种实施方式的纺纱机的示意性剖面侧视图，其中，示出了如何对外罩和钢领进行支承；

图1B为示出了图1A的纺纱机的外罩中的狭缝的示意性视图；

图2为出了图1A的纺纱机中的钢领板、外罩以及钢领的关系的示意性透视图；

图3为示出了图1A的纺纱机中的钢领板、外罩以及钢领的关系的横截面俯视图；

图4A为示出了在图1A的纺纱机中的外罩的操作的示意性视图；

图4B为示出了不包括偏转部的外罩的操作的示意性视图；

图5为对不同类型的外罩的空气摩擦功率损失进行了对比的图表；

图6A、图6B、图7A和图7B为示出了根据另外的实施方式的外罩的横截面俯视图；

图8A为示出了如何对根据另一种实施方式的外罩进行支承的俯视图；

图8B为图8A的外罩的示意性局部剖面图，其示出了狭缝；

图8C为根据示出了狭缝的另一种实施方式的外罩的示意性局部剖面图，其示出了狭缝；以及

图8D为图8C的外罩的示意性俯视图。

具体实施方式

参照图1A至图5，现在将描述根据本发明的一种实施方式的环锭细纱机。

如图1A所示，锭子12通过锭轨11旋转地进行支承，该锭轨11形成了底座的一部分。锭子12通过驱动机构（未示出）进行旋转。在锭子12上方设置有牵拉部（draft part）13（仅示出前罗拉（front roller））。图1仅示出沿锭轨11设置的多个锭子12中的一个。现在将描述一个锭子12的结构。

钢领板14由已知的提升机构提升和降低。对钢丝圈15进行引导的钢领16由在钢领板14上的支承件17支承，使得能够将钢领16与锭子12同轴地提升和降低。

在钢领板14的上方设置有气圈控制环（antinode ring）（气囊控制环（balloon control ring））18。气圈控制环18能够与钢领板14同步地提升和降低。在气圈控制环18的上方设置有附接至导钩板19的导纱钩20。导纱钩20能够与钢领板14同步地提升和降低。在卷绕操作期间，钢领16围绕纱管B进行提升和降低，该纱管B附接至锭子12并且与锭子12一起旋转。气圈控制环18首先绕着纱管B上部提升和降低，并且随后在纱管B的上方提升和降低。导纱钩20总是在纱管B的上方提升和降低。

如图1A和图1B所示，大致呈圆筒形的外罩22由在锭轨11上的支承构件23支承，以环绕围绕着纱管B形成的管纱21。支承构件23包括圆筒23a。如图2所示，外罩22延伸通过开口14a，该开口14a在与锭子12相对应的位置处设置在钢领板14中。而且，如图1A所示，外罩22的底部以可移除的方式配装并固定至支承构件23的圆筒23a。

外罩22包括沿外罩22的纵向方向延伸的狭缝24。狭缝24允许支承件17运动，该支承件17将钢领16联接至钢领板14，使得当对钢领板14进行提升和降低时，钢领16能够在外罩22中运动。外罩22包括上游端部22a和下游端部22b，上游端部22a和下游端部22b沿外罩22的周向方向设置并且限定了狭缝24。上游端部22a相对于在锭子12旋转时在外罩22中产生的气流的方向而位于下游端部22b的上游。如图1B所示，狭缝24的主要部分或除了外罩22的上部和底部之外的部分在其整个长度上具有均匀一致的宽度。优选地，狭缝24具有5mm至10mm的宽度。外罩22的顶端具有平滑的形状，以防止从导纱钩20延伸至气圈控制环18的纱线Y被狭缝24的顶部卡住。此外，围绕锭子12设置有下述构件：例如，用作锭子12的驱动机构的带和使锭子12停止以进行纱线接头的制动器。为了避免与这种构件干涉，支承构件23的圆筒23a和外罩22的底部包括切除部分。

外罩22配装至支承构件23的圆筒23a，使得狭缝24背向操作人员。因此，操作人员能够通过朝向他或她自身拉动外罩22而容易地移除外罩22，而没有狭缝24与钢领16的支承件17或从牵拉部13延伸到管纱21的纱线Y干涉的情况。

对钢领16进行支承的支承件17是薄的；也就是说，支承件17比狭缝24更窄。此外，支承件17附接至钢领板14使得当对钢领板14进行提升或降低时，钢领16不接触外罩22。而且，在卷绕操作期间，气圈控制环18在外罩22的上部中进行提升或降低直到特定的点为止。因此，对气圈控制环18进行支承的支承件18a也比狭缝24更窄。

外罩22包括偏转部25，在管纱21旋转时，该偏转部25使经过与狭缝24相对应的位置的气流朝向外罩22的内侧偏转。在本实施方式中，偏转部25形成为使得与锭子12的轴线O的径向距离变化。更具体地，从锭子12的轴线O到下游端部22b的内表面的径向距离L2比在锭子12的轴线O与上游端部22a的内表面之间的径向距离L1较大，如图3所示。换言之，以上述方式成与锭子12的轴线O的沿径向方向的距离的上游端部22a和下游端部22b用作偏转部25。在该实施方式中，外罩22具有与定形状为单圈螺旋形状的外罩22的轴线相垂直的横截面。换言之，在锭子12的轴线O与外罩22的内表面之间的径向距离沿着与气流方向相反的方向增大。

当圆筒形外罩围绕具有平滑表面的长形旋转体设置时，已知的是在旋转体与外罩之间较宽的间隙增大了空气摩擦功率损失。尽管较小的间隙降低了空气摩擦功率损失，但1mm或更小的明显小的间隙将增大由于黏性而导致的剪切力。这增大了空气摩擦功率损失。至于管纱21，管纱表面包括绒毛并因此使得空气摩擦力矩比具有平滑表面的旋转体的空气摩擦力矩大。此外，当管纱21与外罩22之间的间隙小的时候，特别地，当间隙小于10mm时，绒毛可以与外罩22接触。这使纱线质量降低并且增大了空气摩擦功率损失。因此，外罩22的最适宜内径是允许避免与绒毛接触的最小直径。然而，由于设置在管纱21与外罩22之间的钢领16，不能选择该最适宜直径。因此，外罩22具有比钢领16的外径略大的内径。

此外，围绕锭子12设置有用作锭子12的驱动机构的带和使锭子12停止以用于纱线接头的制动器等。为了避免与这些部件干涉，支承构件23的圆筒23a包括切除部分。

现在将描述本实施方式的操作。

当纺纱机开始卷绕操作时，从牵拉部13供应的纱线Y通过导纱钩20、气圈控制环18以及钢丝圈15。随后，纱线Y围绕纱管B卷绕以形成管纱21。在卷绕操作期间，钢领板14随着其逐渐地上升而被重复地提升和降低。与锭子12一体地旋转的管纱21的旋转速度是20,000rpm至25,000rpm。

如果不使用外罩22，以如此高速旋转的管纱21可能干扰周围的气流并且增大功率损失。具有大致呈圆筒形形状以覆盖管纱21的周围的外罩22的设置使在管纱21和外罩22之间的气流进行涡旋。这与没有省略外罩22时相比，降低了作用在管纱21的表面上的摩擦应力。

环锭细纱机通过由钢领板14沿着并且围绕管纱21对钢领16进行提升和降低来卷绕纱线。因此，对于外罩22必要的是包括允许支承件17通过的狭缝24，其中，该支承件17使钢领16联接至钢领板14。然而，如图4B所示，如果将狭缝24简单地设置在圆筒形外罩22中，由旋转的管纱21产生的涡旋气流的一部分将在上游端部22a处与外罩22的内表面分离并撞击下游端部22b，并且经由狭缝24从外罩22泄漏出。气流的撞击和泄漏导致了对外罩22中的旋涡气流的更多扰动，并且因此增大了空气摩擦力矩。

然而，在本实施方式中，外罩22包括偏转部25，在管纱21旋转时，该偏转部25使经过与狭缝24相对应的位置的气流朝向外罩22的内侧偏转。偏转部25形成为使得在锭子12的轴线O与下游端部22b的内表面之间的径向距离比在锭子12的轴线O与上游端部22a的内表面之间的径向距离大。因此，如图4A所示，即使由旋转管纱21产生的旋涡气流的一部分在上游端部22a处与外罩22的内表面分离，气流不会撞击下游端部22b。这防止了或显著地减少了旋涡气流从外罩22的泄漏。

图5示出了与不包括外罩的结构相比不同外罩22的功率损失。对于不包括外罩的结构，将空气摩擦功率损失设为100%。在图5中，包括狭缝和偏转部的外罩的测试结果由501指示，包括狭缝但不包括偏转部的外罩的测试结果由502指示，不包括狭缝的圆筒形外罩的测试结果由503指示，以及没有使用外罩的纺纱机的测试结果由504指示。

纺纱条件是：锭子旋转速度：25,000rpm；管纱直径：30.5mm；外罩内径：52mm；以及纱线类型：100%棉。

如图5所示，在装满管纱的情况下，尽管功率损失根据旋转速度、绒毛长度以及纱线支数而变化，但不包括狭缝的圆筒形外罩（503）减少了30%至40%的功率损失。与不包括外罩（504）的纺纱机相比较，包括狭缝但不包括偏转部的外罩（502）显著地减小了功率损失，但不能达到不包括狭缝的圆筒形外罩（503）的功率损失减小的水平。这是由于在狭缝处的气流的撞击和泄漏。与不具有狭缝的圆筒形外罩（503）相比较，包括偏转部以减小这种泄漏的外罩（501）实现了尽管略差、但基本相同的功率损失减小效果。

现在将描述本实施方式的优势。

（1）外罩22包括允许支承件17运动的狭缝24，使得能够对钢领16在外罩22中进行提升和降低。而且，在管纱21旋转时，偏转部25使在外罩22中产生的气流在该气流经过与狭缝24相对应的位置时沿着外罩22的径向方向向内旋转。因此，能够通过抑制空气从外罩22的狭缝24泄漏来减小纺纱机的功率损失，其中，该外罩22的狭缝24设置成在不使用覆盖狭缝24的构件的情况下减小由于管纱21的旋转而引起的空气摩擦功率损失。

（2）偏转部25形成为从锭子12的轴线O到下游端部22b的内表面的径向距离比在锭子12的轴线O与上游端部22a的内表面之间的径向距离较大。因此，当在管纱21和外罩22之间旋涡的气流在与狭缝24相对应的位置处靠近狭缝24而经过时，该气流撞击外罩22的与下游端部22b连续的一部分的内表面。这防止了气流从外罩22泄漏。偏转部25能够通过下述方式而容易地形成：改变外罩22的与狭缝24邻近的一部分的形状，而不是在具有理想圆筒形形状的外罩中形成狭缝24。

（3）外罩22形成为使得外罩22的与其轴线垂直的横截面具有单圈螺旋形状。换言之，在锭子的轴线O与外罩22的内表面之间的径向距离沿着与气流方向相反的方向从上游端部22a到下游端部22b逐渐增大。因此，使在管纱21和外罩22之间的旋涡气流在经过与狭缝24相对应的位置时朝向外罩22的内侧平稳地偏转。

（4）外罩22以可移除地方式固定至底座，具体地，在该实施方式中固定至锭轨11。对于诸如落纱、纱线接头以及清洁之类的操作，能够移除外罩22以便利这些操作。

（5）外罩22由锭轨11支承使得狭缝24背向操作者。换言之，狭缝24面向底座的外侧。因此，操作人员能够通过朝向他或她自身拉动外罩22而容易地移除外罩22，而不会使钢领16的支承件17或从牵拉部13延伸到管纱21的纱线Y与狭缝24的壁接触。

对于在本领域的那些技术人员而言应当明显的是，在不偏离本发明的范围的情况下，本发明可以以很多其他特定的形式来实施。

参照图6A，偏转部25可以由上游端部22a形成，该上游端部22a包括朝向外罩22的内侧倾斜的弯折部26。在该实施方式中，在轴线O与外罩22的内表面之间的径向距离除了弯折部26之外是一致的。以与上述实施方式相同的方式，在下游端部22b处的径向距离L2比在上游端部22a处的径向距离L1大。因此，在管纱旋转时产生的旋涡气流在上游端部22a处与外罩22的内表面分离之后，不撞击下游端部22b。因此，防止了或显著地减小了与旋涡气流分离并泄漏出外罩22的泄漏气流。此外，该实施方式针对外罩22提供了比上述的实施方式更简单的结构。

参照图6B，偏转部25可以由下游端部22b形成。下游端部22b具有变化的径向厚度，使得在下游端部22b的内表面与锭子12的轴线之间的径向距离随着与狭缝的距离增大而减小。即，沿着图6B中的箭头的方向，径向距离从L3减小到L4。因此，以与上述实施方式相同的方式，气流在上游端部22a处与外罩22的内表面分离之后不撞击下游端部22b。因此，防止了或显著地减小了与旋涡气流分离并泄漏出外罩22的泄漏气流。当外罩22是厚的时，该结构是合适的。

参照图7A，外罩22的主体可以具有圆筒形形状并且包括狭缝24。在该实施方式中，偏转部25通过使偏转翅片27附接至外罩22的上游端部22a而形成。因此，以与上述实施方式相同的方式，气流在上游端部22a处与外罩22的内表面分离之后不撞击下游端部22b。因此，防止了或显著地减小了与旋涡气流分离并泄漏出外罩22的泄漏气流。此外，翅片27允许在不需要改变外罩22的形状的情况下形成偏转部。

参照图7B，偏转部25可以由狭缝24形成，该狭缝24相对于旋涡气流朝向下游侧斜向地延伸穿过外罩22。以与图6B所示的实施方式相同的方式，当外罩22是厚的时，该实施方式是合适的。

上游端部22a和下游端部22b中的至少一个可以包括平滑弯曲部，在该弯曲部处，在外罩22的内表面与锭子12的轴线O之间的径向距离沿着与气流相反的方向逐渐地增大。与当使用如图6A所示的弯折部26时相比，该实施方式允许更平顺的气流偏转。

关于以可移除的方式将外罩22支承在锭子12上的结构，并不局限于将外罩22的底部配装至支承构件23的圆筒23a的结构。例如，如图8a和图8b所示，在锭轨11上可以设置具有渐缩的末端的多个（比如两个）柱形物28。此外，外罩22可以包括从外罩22的下部向外延伸的附接部29。附接部29包括孔29a，其中，柱形物28可以***孔29a中。可以通过将柱形物28***孔29a中来支承外罩22。

外罩22在卷绕操作期间不运动。而且，除了在锭子12旋转时产生的气流效果和底座的振动效果之外，外力不会作用在外罩22上。因此，外罩22不需要由复杂的构件来支承并且对上述的结构并没有限制。例如，可以使用磁体、弹簧或由充气装置产生的真空压力来对外罩进行固定。在这种情况下，可以以较小的力附接和移除外罩22。此外，可以通过相对简单的机构对外罩进行自动地附接和移除。

只要外罩22是围绕着管纱21的几乎整个长度进行支承的，则外罩22包括允许支承件17与钢领板14一体地提升和降低的狭缝24，并且外罩22包括偏转部25，没有必要使外罩22固定至底座。例如，如图8C和图8D所示，狭缝24可以对角地延伸，并且该外罩22可以通过锭轨11、通过承载体30以及支承构件31旋转地支承。支承件17与钢领板14的提升和降低相一致地沿着狭缝24运动。这在提升和降低钢领16的同时使外罩22旋转。承载体30可以为金属承载体。为了避免支承件17与承载体30和支承构件31干涉，承载体30和支承构件31在对支承件17进行提升和降低的范围内包括切除部分30a和31a。

外罩22没有必要必须以可移除的方式支承。然而，可移除的外罩会便利诸如落纱、纱线接头以及清洁之类的操作。

外罩22没有必要必须由锭轨11支承。外罩22可以在除了锭轨11之外的位置处由支架支承在底座上。

除了环锭细纱机，本发明可以在具有钢领的其他纺纱机比如环锭捻线机中实施。

因此，应认为本示例和实施方式是说明性的而并非限制性的，并且本发明并不限于本文中已给出的细节，而是可以在所附权利要求的范围及其等同范围内进行修改。

Claims (7)

1.一种环锭纺纱机，包括：

底座；

锭子，所述锭子包括轴线；

钢领板，所述钢领板能够沿着所述锭子的所述轴线被提升和降低；

钢领，所述钢领由所述钢领板支承并且与所述钢领板一起提升和降低；

支承件，所述支承件使所述钢领联接到所述钢领板；

钢丝圈，所述钢丝圈能够在所述钢领上滑动以使纱线围绕在所述锭子上的纱管来卷绕从而形成管纱；以及

外罩，所述外罩通过所述底座支承并且环绕所述管纱，其中，所述外罩包括允许所述支承件运动的狭缝，使得所述钢领能够在所述外罩中被提升和降低，所述环锭纺纱机的特征在于，

所述外罩包括偏转部，所述偏转部使在所述管纱旋转时在所述外罩中产生的气流、在所述气流经过与所述狭缝相对应的位置时沿所述外罩的径向方向向内偏转。

2.根据权利要求1所述的环锭纺纱机，其中，

所述外罩包括上游端部和下游端部，所述上游端部和所述下游端部限定所述狭缝，

相对于在所述外罩中的所述气流的方向，所述上游端部在所述下游端部的上游，以及

所述偏转部包括所述上游端部和所述下游端部，所述上游端部具有与所述锭子的所述轴线间隔开第一径向距离的内表面，所述下游端部具有与所述锭子的所述轴线间隔开第二径向距离的内表面，其中，所述第二径向距离比所述第一径向距离大。

3.根据权利要求2所述的环锭纺纱机，其中，所述偏转部包括所述上游端部，所述上游端部包括弯折部。

4.根据权利要求中1所述的环锭纺纱机，其中，

所述外罩包括上游端部和下游端部，所述上游端部和所述下游端部限定所述狭缝，

相对于在所述外罩中的所述气流的方向，所述上游端部在所述下游端部的上游，以及

所述偏转部包括所述下游端部，并且所述下游端部的径向厚度变化，使得在所述下游端部的内表面与所述锭子的所述轴线之间的径向距离随着与所述狭缝的距离增大而减小。

5.根据权利要求1所述的环锭纺纱机，其中，

所述外罩包括上游端部和下游端部，所述上游端部和所述下游端部限定了所述狭缝，

相对于在所述外罩中的所述气流的方向，所述上游端部在所述下游端部的上游，以及

所述偏转部包括所述下游端部，并且所述偏转部形成为使得所述下游端部的内表面与所述锭子的所述轴线之间的径向距离沿着所述气流的方向减小。

6.根据权利要求1所述的环锭纺纱机，其中，所述偏转部包括附接至所述上游端部的翅片。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的环锭纺纱机，其中，所述外罩设置成使得所述狭缝面向所述底座的外侧。

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