CN1046975C - 带有节流阀的喷气织机 - Google Patents

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Abstract

在一喷气织机上所需的节流阀(11)中设有一电气传动装置(27)，用来驱动两个互相形成一节流间隙(25)的阀门元件(17，19)；传动装置包括一电动机，它能通过一控制和/或调节单元来把节流间隙(25)调节到预定的大小。

Description

带有节流阀的喷气织机
本发明涉及一种带有节流阀的喷气织机，其中压缩空气或类似介质的节流阀具有一个第一阀门元件和一个第二阀门元件，它们互相形成一可调节的节流间隙，并具有一电气传动装置来调节至少其中的一个阀门元件以调节节流间隙的大小。
已知有一种由电磁驱动的节流阀，它具有一个在其一端上设有一活塞的衔铁，活塞同一静止的元件构成一节流间隙。衔铁同活塞可用一供电的线圈来克服弹簧力进行调节。一般情况下，该弹簧使衔铁向闭合位置加载。活塞的位置是通过改变流经线圈的电流来改变的。于是活塞处在一个电磁力与弹簧力相等的位置上。
在这种节流阀中，活塞的位置以及实际调节好的节流间隙的大小与弹簧常数的容差和磁力驱动的容差有关。在大多情况下需要采用比较昂贵的供电控制装置，以便与线圈的温度无关地向线圈供应恒定电流，这样就在活塞上施加一恒定的作用力。
在这种节流阀中，压缩空气所施加的供给压力和压缩空气通过节流阀的流量会对活塞位置有一定影响。当供给压力和/或节流开度大小变化时是尤其不利的。
此外，这种节流阀还具有滞后作用，因此准确的活塞位置不仅取决于流经线圈的电流，而且还取决于活塞的运动方向。
另外，这种节流阀的活塞位置还受到振动的影响，因此它不适宜在织机上使用，因为在织筘打纬运动中和/或在综框运动中织机会产生振动。
本发明的目的是提出一种带有节流阀的喷气织机，其中该节流阀能对预定的节流间隙进行准确调节、尤其对振动不敏感的节流阀。
此目的的技术解决方案在于，在本发明的喷气织机上有利地应用一种节流阀。这里节流阀串接在一主喷嘴前，而主喷嘴借助于至少一个将高压压缩空气输送到主喷嘴的主阀门或借助于一将低压压缩空气输送到主喷嘴的节流阀同压缩空气源相连接。
在本发明的喷气织机上应用的节流阀中，其电气传动装置包括一电动机，电动机通过一控制和/或调节单元来实现把节流间隙调节到在预定位置上的预定大小。
在这种节流阀中能准确地达到预定的节流间隙，并且当它设置在一产生振动的机器上时也能保持准确的节流间隙。已经调节好的节流间隙的大小也不会随压缩空气的供给压力和/或压缩空气的流量变动。因此节流阀的开度以及节流程度能够准确调节。
在本发明的有利结构形式中，电气传动装置包括一台步进电动机。通过这种步进电动机能够十分准确地达到所需的节流间隙大小。
如果希望特别灵敏地调节节流间隙的大小，则在本发明的另一结构形式中规定，在电动机与由电动机调节的阀门元件之间设置一减速机构。于是，特别是在使用步进电动机时，可将由电动机的结构所确定的在各步之间的角运动减低为很小的阀门元件的调节量。在一个有利的结构形式中还进一步指定在活塞与电动机之间设置一螺旋传动装置，这种螺旋传动装置的优点是把电动机的旋转运动直接转换成移动运动。
在本发明的又一结构形式中规定，两个阀门元件是一活塞和一基本呈圆筒形的阀座，它们能在轴向互相移动来调节节流间隙。
本发明的另一结构形式规定，两个阀门元件在相对位置上均设有密封件，因此能使节流阀转到阻断位置。
喷气织机上设有一个或几个主喷嘴，它们各将一根纬纱引入梭口。这些主喷嘴在引入纬纱时用高压压缩空气加载，压缩空气的压力例如在2巴至7巴之间。还知道主喷嘴在刚好没有纬纱引入时用低压压缩空气加载，低压压缩空气的压力为例如从0.02巴到1巴。低压是用来防止在主喷嘴不引纬时纬纱的脱出。为此在第一个包括主阀门并引导到主喷嘴的管路以外，在第二个从同一压缩空气源引导到主喷嘴的管路中附设了一个手动调节减压器。低压是由织布工用手动以这样的方法来调节的，即一方面在织造过程中纬纱不会从主喷嘴中脱出，而另一方面在织机静止时，例如在消除断纬或类似情况下，纬纱不会起毛或磨损。因此低压也可这样来理解，即在低压压缩空气长期作用在主喷嘴内的纬纱上时纬纱不会纤化和磨损。要使低压的数值调节到能满足上述两个条件是极其困难的。大多数情况是发现所调节的低压值太低而不能在织造过程中可靠地把纬纱保持在主喷嘴内，然而另一方面则是太高，因而在机器静止时使纬纱纤化和磨损。
还知道有一种与设有减压器的供气导管相平行地设置一具有第二个减压器的供气导管。于是其中一个减压器调节到某一低压值，以便可靠地防止在织造过程中纬纱从主喷嘴中脱出，而另一个减压器调节到另一低压值使织机在静止时主喷嘴中的纬纱不会起毛或磨损。为了满足这些功能，在各供气导管内还需设置截止阀，以使供气导管能各自截止。此外在各供气导管内还需设置止回阀，以防止在主阀门打开时，高压压缩空气吹入这些供气导管中。这一解决方案对于一个主喷嘴需要较大的费用并需要占很多位置。对于具有多个主喷嘴的织机而言，这种解决方案就不再具有实用价值了。
采用本发明的节流阀便能以简单的方法来解决此问题。借助于控制和/或调节单元节流间隙能够达到预定的大小来最佳地适应当时的工作条件。节流阀能达到将压力值调节到使纬纱在织造过程中可靠地保持在主喷嘴中的节流间隙，也能达到另一预定的节流间隙，从而达到在机器静止状态能使纬纱可靠地保持在主喷嘴中而不发生纤化或磨损的低压值。另外还能达到另一个节流间隙，该节流间隙将压力值调节到位于上述两个压力值之间，以便在纬纱断头或类似情况下将纬纱吸入主喷嘴中。最后还能使节流阀截止。
本发明的其他特征和优点可以从下面对附图所示的实施方式所作的描述和从属权利要求中来获知。
图1表示一具有有关传动装置的节流阀的示意轴向截面图；
图2表示图1中F2部分的放大图；
图3表示沿着图2中的直线Ⅲ-Ⅲ的剖面图；
图4表示相应于图2的剖面图，但阀门元件位置已相对于图2作了改变；
图5表示相应于图2和图4的剖面图，阀门元件位置又作了改变后；
图6表示按图1～5的节流阀依据阀门元件位置的节流功能的示意图；
图7～9表示节流阀的另一实施方式中，阀门元件处于不同位置时的剖面图；
图10表示配备有本发明节流阀的喷气织机的两个主喷嘴的压缩空气供气装置示意图。
图1～5中所示的节流阀(11)包括两个阀门元件，即一个静止设置的具有圆筒形内表面(18)的阀座(17)，以及一个可调节的活塞(19)。该活塞具有一圆锥段(20)和一个紧接着的圆柱段(33)。圆锥段(20)的锥度为3°～30°之间，特别是5°左右。活塞圆柱段(33)的直径同阀座(17)的内径(18)相互配合，使得当圆柱段(33)处于图4中所示的位置时能以很小的间隙在阀座的内表面内移动。此外，阀座(17)设有一与其轴线同心的环形槽(34)，该环形槽位于朝向活塞(19)的前端面。
节流阀(11)具有一外壳(21)，其中设有一第一孔(22)，它以未详细表示的方式同一压缩空气供气装置相连接。与第一孔(22)垂直并同它相通的第二孔(23)用来接纳活塞(19)。阀座(17)设在孔(22,23)相连通位置的区域内，它压入孔(23)内。它也能采用另一种固定方法，例如粘贴。活塞(19)能轴向地移入阀座(17)，使在阀座的圆筒形内表面(18)与活塞(19)的圆锥段(20)之间形成一如图3所示的节流间隙(25)。与孔(23)相垂直的还有一个第三孔(24)，而阀座(17)位于孔(22)与孔(24)之间。
来自压缩空气源的压缩空气从第一孔(22)通过在阀座(17)的圆筒形内表面(18)与活塞(19)的圆锥段(20)之间所形成的节流间隙(25)引到第三孔(24)。当压缩空气通过节流间隙(25)时产生节流作用。因此来自压缩空气源并流经受限制节流间隙(25)的压缩空气被抑制到一个较低的压力，然后以此低压经过第三孔(24)输送到用户，例如织机的一个主喷嘴。活塞(19)在其引入孔(23)的区段上设有一密封环(26)用以防止压缩空气从孔(23)中泄漏。
活塞(19)可借助一由控制或调节单元所控制的传动装置(27)来移动。传动装置(27)包括一台步进电动机，其转子(28)以一内螺纹安装在活塞杆(29)的外螺纹上。活塞杆(29)上设有一长槽(38)，其中啮合一个销子(39)，以防止活塞杆(29)的转动，步进电动机的转子(28)以轴向安装在步进电动机的外壳(35)内，使转子(28)的旋转运动转变成活塞杆(29)的轴向运动，从而成为活塞(19)的轴向移动。步进电动机(35)的外壳用螺栓(30)固定在节流阀(11)的外壳(21)上。
步进电动机以及转子(28)与活塞杆(29)之间的螺旋结构是这样设计的：步进电动机每转动一步大约相当于轴向运动的0.01～0.05毫米，比如说0.03毫米。对此，步进电动机每步的转角以及转子(28)的螺纹和活塞杆(29)的螺纹的螺距必须相应地进行设计。通过转子(28)的转动使活塞(19)相对于阀座移动，从而调节节流间隙(25)，传动装置能使活塞以百分之一毫米的数量级一步一步地相对于阀座移动。
为了使从孔(22)到孔(24)的压缩空气流完全截止，可使节流阀(11)调节到截止位置。活塞(19)上设有一装在环形槽内的密封环(31)，它同环形槽(34)的径向平面(40)接合在一起，如图5所示。在此密封作用之前，密封环(31)是一直可以在环形槽(34)内自由移动的。在截止位置上活塞的环形台肩(36)紧贴在阀座(17)的前端面(32)上。这个位置称为参考位置。在阀座(17)与孔(23)之间还附加设有一密封环(37)。
在活塞(29)的环形台肩(36)紧贴在阀座(17)的前端面(32)之前，密封环(31)已经同径向平面(40)靠在一起了。密封环(31)的外径大于环形台肩(34)的轴向深度。密封环(31)的弹性容许活塞(19)在密封环(31)已经靠在径向平面上的位置与活塞(19)的环形台肩(36)紧靠在阀座(17)的前端面上的位置之间移动。
图6举例表示了以节流阀(11)的活塞(19)的位置(P)为函数的压缩空气的流量(Q)的曲线。此曲线是通过活塞(19)和阀座(17)的形状来得到的，特别是通过阀座(17)的内表面(18)的直径以及通过活塞(19)的圆柱段(33)的直径和环形槽(34)的位置，以及通过活塞圆锥段(20)的锥度和通过在图2中所示的在环形台肩(36)与活塞(19)的圆锥段(20)之间的长度(A)来得到的。在位置(P0)，活塞(19)处于图5中所示的位置，节流阀(11)被截止，因此流量(Q)等于零。接着活塞(19)朝方向(P)移动数步，如图5、4和2所示。从密封环(31)脱离环形槽(34)的径向平面(40)这一位置(P1)起，有少量空气流量(Q)流经节流阀，称为泄漏流量，它由阀座(17)的内表面(18)与活塞(19)圆柱段(33)之间的间隙、以及圆筒形表面(18)与活塞(19)圆柱段(33)仍保持共同工作的轴向长度、以及由密封环(31)与环形槽(34)之间的距离来确定，由于密封环(31)的弹性变形，位置(P1)不能单一地确定，然而漏气量是极其微小的，所以不能算是一个特别的缺点。
紧接着活塞(19)继续朝方向(P)移动数步而达到如图4所示的位置(P2)，活塞(19)的圆柱段(33)已达到阀座(17)圆筒形内表面(18)的末端，从这位置(P2)以后继续改变位置时，节流阀(11)的流量(Q)便急剧上升，因为现在阀座(17)的内表面(18)与活塞(19)的圆锥段(20)共同起作用使节流间隙的截面积增大，从而使节流作用减弱，也就是压缩空气受到很小的抑制。此后活塞(19)达到相当于图2和图1所示的位置(P3和P4)。
当节流阀(11)的活塞(19)处于位置(P2和P4)之间的区域内时，它能以理想的方式适用于流量(Q)的再演性和十分准确的调节。活塞(19)和阀座(17)必须以相应的很小的公差来制造。
如果规定活塞(19)在其位置处于(P0与P4)之间需要传动装置(27)的步进电动机转动100步，于是活塞(19)便能以相当多数目的位置来调节不同大小的节流间隙。
活塞(19)的位置是用步进电动机的控制和/或调节单元来确定的。连接在电压源上的控制和/或调节单元发出正的或负的电压脉冲施加在步进电动机的两个或更多的磁极上。
为了校准节流阀(11)的传动装置(27)起见，步进电动机由控制和/或调节单元供给足够数目的脉冲，使活塞与其初始位置无关地以相反于(P)的方向行进到图6中所示的活塞(19)的环形台肩(36)紧贴在阀座(17)的端面(32)上的位置。当活塞(19)达到此位置后便不再输入同样方向的脉冲来使电动机转子(28)按到目前为止的方向继续旋转，从而也不再使活塞(19)朝方向(P)移动。于是活塞(19)便处于参考位置(P0)上。
通过在步进电动机上脉冲数的给定，活塞(19)便沿方向(P)移动准确给定的轴向行程，使活塞(19)的位置、从而使节流功能可根据离参考位置(P0)的距离来确定。活塞(19)的位置与真空源的压力无关，也与个别元件的空气阻力和/或压缩空气的流量无关。同样，振动也不影响活塞(19)的位置，因此节流阀(11)对于振动不敏感。活塞(19)的个别位置可通过控制和/或调节单元十分准确地从参考位置(P0)起进行调节，因此节流功能可十分准确地预定。
没有其他的可能性来补偿在转子(28)与活塞杆(29)之间的螺旋机构中的间隙。对此可以规定活塞(19)所要占据的各个位置只能沿一个方向达到。如果活塞(19)与方向(P)相反行进到一个新的位置，则活塞(19)应超过所需要的位置若干步，然后接着以相应于所需位置所规定的行进方向退回，由此可保证螺旋机构的间隙不会影响活塞(19)所需要的位置。
在一个实例中规定：首先把位于2巴～7巴之间的压缩空气供应压力通过一压力调节器调节到1,000毫巴左右。于是位于孔(22)上的压力能藉助于本发明的节流阀以预定的方式进行节流。活塞(19)圆柱段(33)的直径和阀座(17)的内表面(18)的直径在3毫米～4毫米的数量级，活塞(19)的圆锥段(20)的锥度为5°。活塞(19)与阀座(17)之间的相对移动范围约4毫米～7毫米。使用这种节流阀能实现例如100步的轴向移动，因此能以每步10毫巴来调节节流功能。
在一改变的实施方式中，活塞(19)是固定设置的，而阀座(17)则最好同样借助于包括一步进电动机的传动装置来驱动。在另一方案中规定，不仅活塞(19)而且阀座(17)都设有自己的传动装置来实现互相的相对运动。
图7～9的实施例与图1～5所描述的实施例的差别仅在于阀座(17)内表面(18)和活塞(19)的形状。在这一实施例中，阀座(17)具有一圆锥形的内表面(18)，其中***活塞(19)的圆锥段(20)，在活塞上装有一密封环(31)，它在截止位置上(如图9所示)紧贴在阀座(17)的端面(32)上。在图7～9的实施例中，在阀座(17)与活塞(19)之间具有一圆锥形的节流间隙(25)。
按照图1～9所描述的节流阀(11)能以理想的方式适用于喷气织机，这里设有按图10所示的相应的气动管路图。
图10作为例子表示一台具有两个主喷嘴(1,2)的喷气织机。喷嘴按规定的程序工作，并各自把一根纬纱引入梭口，其中纬纱的进一步输送可按熟知的方式由分程喷嘴来支撑。
主喷嘴(1,2)各通过一第一分支(4)同一压缩空气源(13)相连接。第一分支(4)以2巴～7巴的高压压缩空气供应给用以引纬的主喷嘴(1,2)，在压缩空气源(13)与主喷嘴(1,2)之间各设有一个压力调节器(6)，一个蓄压器(7)和一个主阀门(8)。压力调节器(6)是可调的。由电磁阀构成的主阀门(8)通过一控制单元(16)在引纬时开启，然后再关闭。
主喷嘴(1,2)还各通过另一分支(5)同压缩空气源(13)相连接，以便向主喷嘴(1,2)提供低压压缩空气，这两个分支(5)包括一公共的压力调节器(9)，它们各自设有一按图1～9所述类型的节流阀(11)和一个止回阀(10)，用来防止从主阀门(8)释放的高压空气流入此分支(5)。分支(4)的管路(14)和分支(5)的管路(12)各由管路(15)汇总后引到主喷嘴(1,2)。
节流阀(11)借助于控制装置(16)能调节到不同的节流间隙,从而调节到不同的低压值，并使低压值的压缩空气流到主喷嘴(1,2)。原则上低压值应与纬纱材料相适应，当然，如果从各个主喷嘴(1,2)引入不同材料的纬纱，则在主喷嘴(1,2)上由控制装置(16)来调节到相应的低压值。节流阀(11)由控制装置(16)这样来调节，即当织造过程的纬停时，也就是当两个主喷嘴(1或2)中之一正好没有纬纱引入时，该主喷嘴(1或2)就被供给更低压的压缩空气，但该低压应足够高以使有关的纬纱可靠地保持在主喷嘴内，因为根据经验纬纱有从主喷嘴(1或2)中脱出的危险。因此大多数情况是当纬纱被切断时，控制装置(16)能这样来调节节流阀(11)，使它在此时输送出较高压力的压缩空气，在此以后它通过节流阀(11)的调节再行降低，如果根据织造花纹，纬纱中之一在较长时间内不引纬，则控制装置(16)能在此期间借助于节流阀(11)调节到一个较低的压力值以防止起毛。然后纬纱在下一次引纬之前由控制装置(16)准时再次提高压力。当机器停车时，例如为了取走断纱时，控制装置(16)把节流阀(11)调节到再次降低的压力值。吹入主喷嘴(1,2)的压缩空气的压力大小应这样来确定，使有关的纬纱可靠地被保持，并在压缩空气的长时间作用下纬纱也不会纤化和磨损。另外控制装置(16)还能把节流阀(11)调节到能在主喷嘴(1或2)的入口吸进和输送纬纱的压力值，此值可低于在织造过程中为了握持纬纱而输入主喷嘴(1,2)的压力值，但高于在工作中断时输入主喷嘴(1,2)的压力值。另外，控制单元(16)还能使节流阀(11)完全截止，这对某些工作状态是极为有利的。此外，在某些情况下止回阀(10)可完全取消。
在一个变更的实施方式中规定：在管路(12)中的各节流阀之后设置一压力给定器，它同含有一调节回路的控制装置(16)相连接，因此借助于构成一控制和调节装置(16)的装置便能准确地调节和保持所需要的压力值。在此情况下接在节流阀(11)前面的压力调节器(9)也可取消。
本发明并不局限于用于说明如图示的和描述的实施例。等效的结构，特别是传动装置(27)和/或阀门元件(17,19)的等效结构都属于专业人员的知识范围。
例如可以采用互相相对旋转的阀门元件来构成一节流间隙，它可以设计成两个相互套在一起的圆筒形的、相对转动的阀门元件、并设有横孔，它们通过旋转而或多或少地吻合在一起，因此能相应调节较大或较小的节流间隙，也能调到截止。在此情况下，一个或两个阀门元件可借助于传动装置来转动。传动装置包括一步进电动机和一个减速器。
在图10中所示的主阀门(8)和节流阀(11)在实际结构中可设置在一个共同的外壳内，在需要时，外壳也可包括止回阀(10)在内。

Claims (10)

1．一种带有节流阀的喷气织机，所述喷气织机具有一个或多个主喷嘴(1,2)，每一个所述主喷嘴通过一个主阀门(8)连接到压缩气体源(7)以将高压的压缩气体通过所述主阀门输送到相应的主喷嘴(1,2)，或通过一个节流阀(11)连接到压缩气体源(7)以将压缩气体通过所述节流阀以节流压力输送到相应的主喷嘴(1,2)，所述节流阀(11)包括：
第一阀门元件(17)和一个第二阀门元件(19)，所述两个阀门元件(17,19)之间构成一个可调节的节流间隙(25)，所述阀门间隙通过一个电气传动装置(27)调节两个所述阀门元件中的至少一个阀门元件的位置而调节所述节流间隙的大小，
其特征在于，所述电气传动装置包括一个电动机(27)，且由一个用以调节一个所述间隙的确定尺寸的控制单元(16)控制所述电动机。
2、根据权利要求1所述带有节流阀的喷气织机，其特征在于，所述电气传动装置(27)包括一个步进电动机。
3、根据权利要求2所述带有节流阀的喷气织机，其特征在于，在所述电动机与由所述电动机调节的所述阀门元件(19)之间设有一个减速机构(28,29)。
4、根据权利要求3所述带有节流阀的喷气织机，其特征在于，所述第二阀门元件(19)为一个活塞，在所述活塞与所述电动机之间设置有一个螺旋机构(28,29)。
5、根据权利要求4所述带有节流阀的喷气织机，其特征在于，两个所述阀门元件中的一个阀门元件是一个活塞(19)，而另一个阀门元件是一个基本上呈圆筒形的阀座(17)，两个所述阀门元件能互相在轴向相对移动以便调节节流间隙(25)的大小。
6、根据权利要求5所述带有节流阀的喷气织机，其特征在于，两个所述阀门元件(17,19)在相对位置上装有密封件(31,40)。
7、根据权利要求6所述带有节流阀的喷气织机，其特征在于，所述活塞(19)的圆锥段(20)朝向基本上呈圆筒形的阀座(17,18)。
8、根据权利要求7所述带有节流阀的喷气织机，其特征在于，在活塞(19)的圆锥段(20)上连接着一圆柱段(33)，所述圆柱段(33)终止在一个环形台肩(36)处，而所述台肩(36)的直径大于所述阀座的孔径。
9、根据权利要求8所述带有节流阀的喷气织机，其特征在于，所述活塞(19)上设置有一个的弹性密封环(31)，在截止位置时，所述弹性密封环(31)紧贴在所述阀座(17)上。
10、根据权利要求1至9任意一项所述带有节流阀的喷气织机，其特征在于，所述电气传动装置(27,28)上设置有一个调节装置，它与一个测知节流压力的压力传感器相连接，并将所述节流压力调整到适宜于不同工作条件所需的预定压力值。
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