一种黄麻专用转杯纺纱装备及其应用
阅读说明：本技术 一种黄麻专用转杯纺纱装备及其应用 (Special cup-rotating spinning equipment for jute and application thereof ) 是由 崔月敏 程隆棣 薛文良 张瑞云 俞建勇 刘蕴莹 丁文胜 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种黄麻专用转杯纺纱装备及其应用,黄麻专用转杯纺纱装备,具有引纱罗拉对、导纱器和卷绕装置,包括依次排列的牵伸机构和主动吸排风式转杯装置；采用黄麻专用转杯纺纱装备所纺制的黄麻纱线的支数为30公支以上；黄麻熟条先经过牵伸机构进行超大牵伸,然后直接被吸入高速旋转的主动吸排风式转杯装置的转杯内进行纤维凝聚和加捻,再利用引纱罗拉对和导纱器将纱线拉出转杯,并通过卷绕罗拉把纱线卷绕成交叉筒纱。本发明的一种黄麻专用转杯纺纱装备将刚性大、长度长而且离散度大的黄麻纺制成高支纱,为以后黄麻制品的广阔市场前景做好基础。(The invention relates to a special rotary cup spinning device for jute and application thereof, wherein the special rotary cup spinning device for jute is provided with a yarn guide roller pair, a yarn guide and a winding device, and comprises a drafting mechanism and an active suction and exhaust type rotary cup device which are arranged in sequence; the count of the jute yarn spun by adopting special rotor spinning equipment for jute is more than 30 metric counts; the jute ripe strips are firstly subjected to super-large drafting by a drafting mechanism, then directly sucked into a rotor of an active suction and exhaust type rotor device rotating at a high speed for fiber coagulation and twisting, then pulled out of the rotor by a yarn guide roller pair and a yarn guide, and wound into cross cheese by a winding roller. The special rotor spinning equipment for jute spins the jute with large rigidity, long length and large dispersion into high count yarn, and lays a good foundation for the wide market prospect of jute products.)
技术领域
本发明属纺纱装备技术领域，涉及一种新型的转杯纺装备及其应用，特别是涉及一种黄麻专用转杯纺纱装备及其应用，具体地说是一种牵伸后直接进入转杯的黄麻专用转杯纺纱装备及其在纺制黄麻纱线上的应用。
背景技术
黄麻纤维作为国内产量极高的天然高分子纤维，具有凉爽透气、抗菌性好、抗张强度大、价格低廉、易生物降解等优良特性，具有广阔的市场前景和可观的经济效益。但其单纤维长度非常短，为1mm～2.5mm,平均长度为1.9mm，需采用成束的工艺纤维进行纺纱。目前传统黄麻纺纱工艺流程为：原麻-软麻-堆仓-头梳-二梳-并条(三道)-(粗纱)-细纱-络筒-(摇纱)-成包。黄麻细纱机分为细支纱细纱机和粗支纱细纱机两种，适纺支数为1.0公支到4.5公支。由于黄麻束纤维刚性大，长度长而且离散度大，因此可纺性较差。传统黄麻细纱机纺制黄麻纱断头率高，络筒效率低，而且只能纺制低支黄麻纱用于加工麻袋等低档产品或者和棉等纤维进行混纺。基于以上特性，为了开发黄麻的市场应用，有必要提出一种黄麻专用的纺纱设备。
转杯纺和喷气涡流纺作为应用广泛的新型纺纱装备，省去了粗纱环节，可以直接加工生条或熟条得到可用于后加工或销售的筒纱，因此生产效率非常高。但是由于黄麻纤维刚性大，因此无法利用喷气涡流纺进行纺制。相较于环锭纺而言，转杯纺在灰尘和噪音排放方面的环境友好型更佳。转杯纺纱机按杯内负压形成方式不同分为自排风式转杯和抽气式转杯。抽气式转杯由于纺纱杯直径较小，不利于纤维的伸直与舒展，不适合纺制长纤维纱和粗支纱。自排风式转杯的直径比较大，转速一般开得比较慢，所以适合纺制毛、麻等非棉产品。但是其转杯内的负压高低主要是由转杯的转速所决定的，因此杯内负压不稳且偏低，从而影响纱线质量和并增加断头率。公开号CN103305930A介绍了一种双气流转杯纺纱机，所述发明结合了自排风式和抽气式纺纱机的优点，在自排风式转杯的转杯腔体上连接工艺风管进行主动抽风。即使转杯低速运转，此发明也可以保证转杯内的负压高且稳定。但是此转杯纺设备具有分梳辊装置。
此外，传统转杯纺装备的分梳辊在高速旋转时，一方面会对纤维产生不同程度的损伤，导致纤维的有效长度减小，尤其是对于刚度大、抱合力较差的黄麻纤维来说，当纤维有效长度减小时会引起纺纱断头率高，成纱结构松散，造成纱线强度低等问题；另一方面，分梳辊表面速度若超过输送气流的速度时，纤维容易产生卷曲，造成成纱条干不匀率恶化。
发明内容
本发明旨在解决黄麻纤维纺纱断头率高、络筒效率低和无法制成高支纱等技术问题，提供了一种高效、制成率高和可纺支数范围广的先进行黄麻专用转杯纺纱装备。
本发明的目的之一是提供一种黄麻专用转杯纺纱装备，是一种牵伸后直接进入转杯的黄麻专用转杯纺纱装备。本发明的一种黄麻专用转杯纺纱装备将束纤维刚性大、长度长而且离散度大的黄麻纺制成高支纱，为以后黄麻制品的广阔市场前景做好基础。
本发明的目的之二是提供一种高支黄麻纱线。
本发明的目的之三是提供一种黄麻纱线高支纱的纺纱方法。
本发明所采用的技术方案如下：
一种黄麻专用转杯纺纱装备，具有引纱罗拉对、导纱器和卷绕装置，包括依次排列的牵伸机构和主动吸排风式转杯装置。
作为优选的技术方案：
如上所述的一种黄麻专用转杯纺纱装备，所述牵伸机构为四罗拉双短皮圈牵伸机构，包括主牵伸区、中牵伸区和后牵伸区。根据所纺纱线支数和种类，所述牵伸机构还可以为三罗拉双皮圈牵伸机构和五罗拉双皮圈牵伸机构。
如上所述的一种黄麻专用转杯纺纱装备，所述主牵伸区为双短皮圈牵伸；所述牵伸机构的总牵伸倍数为9.5～300倍。
如上所述的一种黄麻专用转杯纺纱装备，主牵伸区牵伸倍数为6～40倍，中牵伸区牵伸倍数为1～3倍，后牵伸区牵伸倍数为2～5倍，以适于纺制高支黄麻纱。
如上所述的一种黄麻专用转杯纺纱装备，所述主动吸排风式转杯装置是在自排风式转杯的转杯腔体上连接风管，并连接鼠笼式风机进行主动抽风；因为鼠笼式风机能够提供准确的通风量，而且效率和性能很高。一方面，纺纱杯高速旋转时产生的离心力从排气孔排除而在杯内形成负压，从引纱管口测得的负压在2.8～8kPa之间；另一方面，由于吸风机主动抽吸，纺纱杯内真空度大大提高，有利于纤维须条由牵伸机构进入转杯。
如上所述的一种黄麻专用转杯纺纱装备，其特征在于，所述主动吸排风式转杯装置中的转杯直径为33～200mm，转杯转速8000～80000r/min。转杯速度应比纺同支纯棉纱转速低，因为黄麻纤维抱合力差，若转杯速度高，易使纺纱张力大，而增加断头。
因为转杯的速度高，因此要求前罗拉转速较高，在高速度和超大牵伸倍数的情况下纤维束容易产生急剧扩散的现象，因此需要加强皮圈钳口和前罗拉钳口对纤维束的控制。另外，为确保纤维须条从牵伸机构出来被吸入转杯内，要求牵伸须条不能产生横移。总体来讲，整个牵伸应遵循“紧隔距、重加压、零钳口、强控制”的工艺路线。
如上所述的一种黄麻专用转杯纺纱装备，所述转杯为S型纺纱杯、U型纺纱杯、G型纺纱杯或T型纺纱杯，可以根据不同的产品需求选择不同形式的纺纱杯。
如上所述的一种黄麻专用转杯纺纱装备，从牵伸机构出来的黄麻纤维被吸入杯内进行凝聚和加捻。由于黄麻纤维抱合力差，适当增加假捻盘直径和曲率以增加假捻效果，减少纺纱断头，假捻盘直径为6～50mm，曲率半径为4～20mm。
本发明还提供如上所述的一种黄麻专用转杯纺纱装备所纺制的黄麻纱线，黄麻纱线的支数为30公支以上，增加了黄麻纱线的可纺范围，有利于黄麻产品的开发与应用，不仅用于黄麻纱纺制，也可以延伸至纺制大麻、苎麻等工艺纤维纱线以及混纺纱线。
本发明还提供如上所述的一种黄麻专用转杯纺纱装备纺制黄麻纱线的方法，黄麻熟条先经过牵伸机构进行超大牵伸，然后直接被吸入高速旋转的主动吸排风式转杯装置的转杯内进行纤维凝聚和加捻，再利用引纱罗拉对和导纱器将纱线拉出转杯，并通过卷绕罗拉把纱线卷绕成交叉筒纱；高速旋转的转速为8000～80000r/min。
本发明的原理如下：
本发明的一种黄麻专用转杯纺纱装备，去除了传统转杯纺中的分梳辊，采用不破坏纤维长度的牵伸机构对喂入的熟条先进行超大牵伸，然后直接被吸入转杯内。主动吸排风式转杯装置采用主动抽风式和自排风式结合转杯使得杯内处于稳定的高负压状态，以保证纤维须条顺利地从牵伸装置被吸入转杯内。为保证在转杯内形成稳定、均匀的纤维流，黄麻在前道工序经过了两道针梳工序，最大化地将工艺束纤维梳成单工艺纤维且平行排列，继而经过三道并条工序形成黄麻熟条。然后，黄麻熟条先经过牵伸机构进行牵伸，然后进入高速旋转的纺纱杯内进行纤维凝聚和加捻，再利用引纱罗拉对和导纱器将纱线拉出转杯，并通过卷绕罗拉把纱线卷绕成交叉筒纱。
经过两道针梳工序后，最大化地将工艺束纤维梳成单工保证条子顺利进入杯内有两点要解决：①主动吸排风式转杯装置保证杯内稳定的高负压；②黄麻纤维刚性大，抱合力差，纤维之间纠缠较少。因此平行排列的工艺纤维经过牵伸机构后能够顺利地被高负压吸入转杯内，以未被破坏纤维长度的单工艺纤维状态形成稳定、均匀的纤维流。
有益效果
1.本发明的黄麻专用转杯纺纱装备省去了粗纱环节，由熟条喂入装备，然后直接纺制成用于后加工或者商品的筒纱。一方面提高可以纺纱效率，另一方面避免了环锭纺细纱环节和络筒环节的断头情况。
2.本发明的黄麻专用转杯纺纱装备将分梳辊去除，能够避免因分梳和输送过程对黄麻纤维的损伤，可以减少纺纱断头，有利于成纱条干均匀度和成纱强力。
3.本发明主动吸排风式转杯装置的转杯腔体连接风管，利用鼠笼式风机主动抽吸，使得转杯内的负压高且稳定，保证从牵伸机构出来的黄麻须条稳定、顺利地进入杯内。
4.本发明的黄麻专用转杯纺纱装备采用四罗拉双皮圈牵伸机构，最大牵伸倍数可达到300倍，在不破坏纤维长度的前提下为纺制高支黄麻纱提供条件，为黄麻产品的开发与应用打下基础。
附图说明
图1为本发明的结构原理示意图；
图2为本发明中主动吸排风式转杯装置的示意图；
其中，1-熟条，2-条筒，3-后皮辊，4-后罗拉，5-中后皮辊，6-中后罗拉，7-中前铁棍，8-中前罗拉，9-上皮圈，10-下皮圈，11-前皮辊，12-前罗拉，13-主动吸排风式转杯装置，14-引纱皮辊，15-引纱罗拉，16-导纱器，17-卷绕罗拉，18-筒纱，19-引纱管，20-梳棉通道，21-假捻盘，22-凝聚槽，23-排气孔，24-纺纱杯，25-转杯腔体，26-风管，27-鼠笼式风机。
具体实施方式
下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
一种黄麻专用转杯纺纱装备，具有引纱罗拉对、导纱器和卷绕装置，包括依次排列的牵伸机构和主动吸排风式转杯装置；
牵伸机构为三罗拉双皮圈牵伸机构、四罗拉双短皮圈牵伸机构或五罗拉双皮圈牵伸机构，牵伸倍数为9.5～300倍；牵伸机构包括主牵伸区、中牵伸区和后牵伸区；主牵伸区为双短皮圈牵伸，主牵伸区牵伸倍数为6～40倍，中牵伸区牵伸倍数为1～3倍，后牵伸区牵伸倍数为2～5倍；
主动吸排风式转杯装置是在自排风式转杯的转杯腔体上连接风管，并连接鼠笼式风机进行主动抽风；主动吸排风式转杯装置中的转杯直径为33～200mm，转杯转速8000～80000r/min；转杯为S型纺纱杯、U型纺纱杯、G型纺纱杯或T型纺纱杯；
假捻盘直径为6～50mm，曲率半径为4～20mm。
实施例1
如图1～2所示，用本发明的黄麻专用转杯纺纱装备纺制黄麻纱，原料是定量为7.5g/m的黄麻熟条：采用四罗拉双胶圈牵伸机构，熟条筒2中的黄麻熟条1经过后皮辊3和后罗拉4间的钳口进入后牵伸区，然后经过中后皮辊5和中后罗拉6间的钳口进入中牵伸区进行低倍牵伸，进入分别套在中前胶辊7上的上皮圈9和套在中前罗拉8上的下皮圈10之间(主牵伸区)，在前罗拉12的高速旋转下进行主牵伸，最后进入前皮辊11和前罗拉12的前钳口，此过程完成了须条的超大牵伸。其中后牵伸区牵伸倍数为5，中区牵伸倍数为1.5，主牵伸区牵伸倍数为40。须条从前钳口出来后，经转杯装置13的梳棉通道20，被吸入到纺纱杯24内。气流一方面不断从排气孔23出来，另一方面通过鼠笼式风机27经过连接在转杯腔体25上的风管26从纺纱杯24内不断抽气，使杯内的负压保持在8kPa，保证须条顺利地进入纺纱杯24内。纤维不断沿纺纱杯24壁面滑移至直径最大的凝聚槽22内，形成圆周排列的须条紧紧地贴附在转杯壁上。这样，转杯带着须条一起转动，须条类似于一个曲柄臂地绕着假捻盘21转动，进行加捻成纱。然后引纱胶辊14和引纱罗拉15将纱线从纺纱杯中经假捻盘21和引纱管19引出，纱线经过导纱器16，依靠卷绕罗拉17的回转，卷绕形成筒纱18。最终制备的黄麻纱的支数为40公支。
实施例2
用本发明的黄麻专用转杯纺纱装备纺制黄麻纱，原料为定量为9.5g/m的黄麻熟条：采用四罗拉双胶圈牵伸机构，熟条筒2中的黄麻熟条1经过后皮辊3和后罗拉4间的钳口进入后牵伸区，然后经过中后皮辊5和中后罗拉6间的钳口进入中牵伸区进行低倍牵伸，进入分别套在中前胶辊7上的上皮圈9和套在中前罗拉8上的下皮圈10之间(主牵伸区)，在前罗拉12的高速旋转下进行主牵伸，最后进入前皮辊11和前罗拉12的前钳口，此过程完成了须条的超大牵伸。其中后牵伸区牵伸倍数为5，中区牵伸倍数为1.5，主牵伸区牵伸倍数为38。须条从前钳口出来后，经转杯装置13的梳棉通道20，被吸入到纺纱杯24内。气流一方面不断从排气孔23出来，另一方面通过鼠笼式风机27经过连接在转杯腔体25上的风管26从纺纱杯24内不断抽气，使杯内的负压保持在8kPa，保证须条顺利地进入纺纱杯24内。纤维不断沿纺纱杯24壁面滑移至直径最大的凝聚槽22内，形成圆周排列的须条紧紧地贴附在转杯壁上。这样，转杯带着须条一起转动，须条类似于一个曲柄臂地绕着假捻盘21转动，进行加捻成纱。然后引纱胶辊14和引纱罗拉15将纱线从纺纱杯中经假捻盘21和引纱管19引出，纱线经过导纱器16，依靠卷绕罗拉17的回转，卷绕形成筒纱18。最终制备的黄麻纱的支数为30公支。
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