[发明专利]摩擦纺纱机纱条吸附凝聚搓捻方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于纺织机械技术领域，涉及摩擦纺纱技术的改进，具体说是一种摩擦纺纱机纱条吸附凝聚搓捻方法和装置。

背景技术

摩擦纺是20世纪70年代创新的一种新型自由端纺纱和非自由端纺纱，生产普通纱、花色纱和包芯纱的方法——它以机械和空气动力相结合的方法，在吸附凝聚纤维的同时，借助摩擦力由回转尘笼摩擦辊对须条进行搓动加捻成纱。它是一种工艺流程短、设备简单、低速高产的纺纱方法，对原料要求低，产品有特色，经济效益高。

摩擦纺的领先者是奥地利弗勒尔博士Dr Ernt Fehere。到1986年，弗勒尔公司已售出德雷夫DREF-Ⅱ型和Ⅲ型摩擦纺纱机6000多头，遍及美洲、欧洲和亚洲60多个国家。尽管在全世界领先、较为成熟并有一定工业化水平的弗勒尔公司在20世纪90年代，又推出DREF-2000型和3000型在能量消耗上在原有Ⅱ型和Ⅲ型的基础上有大幅度降低，但是产品仍然局限于纺特粗线密度纱，使用的原料和产品适用范围受限。

摩擦纺目前存在的主要关键问题：

自古到今，所有的纺纱过程都是从纤维集合体中逐步分解，形成纤维须条；纤维沿着须条轴线方向在加速运动中得到充分分离和伸直平行，并加捻成纱。这是成纱具有良好物理机械性能的前提。以传统纺纱的环锭纺而言，其纱中呈圆柱、圆锥形螺旋线排列的纤维占80%左右，成纱性能良好，所以，环锭纱的产品和适用范围极为广泛。

然而，以德雷夫为代表的摩擦纺纱中呈圆柱、圆锥形螺旋线排列的纤维只占3%～4%；可是，纱中呈对折、弯钩、中屈、打圈和纠缠等形态的纤维却占90%多。这是由于摩擦纺的纺纱过程中，在关键的吸附纤维凝聚成纱条的时刻，纤维被垂直方向输送和吸附凝聚到尘笼上水平方向输出的纱条上，纤维的头尾两端变速的不同时性及纤维由于较大的惯性而有过冲现象，以及先到达凝聚面的那端速度减慢并且转变方向，使纤维头端发生了较为集中的弯钩及打圈，中间对折和无规则弯曲缠绕。这样一个运动状况无法保证纤维在成纱过程中伸直平行，从而使纤维的伸直度受到较大的破坏，纱中纤维的有效长度减短和成纱强力下降。这样，要纺出物理机械性能良好的纱线是不可能的。所以，摩擦纺只适宜加工对成纱线密度要求不高、由低级或下脚原料制成的特粗线密度纱，通常在100特（tex）以上（5s～6s以下），精原料和高档纤维目前一般还难于应用于摩擦纺，使得摩擦纺的产品开发和适用范围受到较大的局限性。

英国Masterspinner摩擦纺纱机将纤维的输送方向由垂直改进为倾斜于纱轴方向一个角度（15°～30°），纤维到达尘笼楔形区之前，在管道终端设置一附加气流吸口。这吸口气流的方向近似与纱轴平行和纱的引出方向相反，有利于改善纤维的输送状态，并在纺纱线密度上比德雷夫机型有所进步（纱比较细）。除上述改进之外，还由德雷夫机型的一对尘笼组成纱条吸附凝聚搓捻装置，改为由一个尘笼和一个摩擦辊组成。但是，吸附凝聚纤维的尘笼本身的性能特性和内在关键问题依然没有根本性改变。

除此之外，我国和世界上有不少国家都做过研究和改进的尝试，并有专利和样机出现。但是，目前除奥地利弗勒尔公司的德雷夫摩擦纺纱机以外，其他都已销声匿迹。   

在现今摩擦纺纱机所有的各种机型中，吸附凝聚搓捻装置吸附纤维形成纱条的吸风方式雷同，而且都存在致命的关键问题要害是：在尘笼轴向全长的各个点上的吸风量几乎均等，吸附气流速度方向全部是相互平行且垂直于尘笼和吸附凝聚而成的纱条轴线；吸附气流速度沿尘笼和纱条的轴线和引出方向没有任何分速度，就谈不上有速度梯度和渐变的气流速度场，也就没有任何作用力作用于纤维来保持纤维在输送管道中原先可能具有的一定程度的伸直形态，更不用说去伸直纤维去与尘笼和纱条轴线平行，使纤维形态或排列性状属于随机性集合；正因为纤维被吸附飞向尘笼和纱条时，纤维不可能伸直与尘笼和纱条轴线也谈不上平行，使纤维两端之一或纤维其中的某一点先接触尘笼和纱条，而存在的不同时性显然存在，纤维一端或其中某一点较先突然变向和减速在所难免；因为气流吸附力使纤维垂直撞向尘笼和纱条，然而纱条却是沿着尘笼和纱条轴线水平方向引出；尽管有的机型在纤维输送方式上改进为倾斜角度或附加一个气流吸口，但是决定纤维运动流向的气流吸附力方向依然是垂直尘笼和纱条，尤其是临近尘笼和纱条时，纤维处于运动方向急转弯和减速的境况。这些必然导致现今摩擦纺的纱中，纤维呈对折、弯钩、中屈、打圈和纠缠等形态的纤维占大多数，而超过90%。