устройство для ориентационной вытяжки непрерывно движущейся нити

Формула изобретения

Устройство для ориентационной вытяжки непрерывно движущейся нити, содержащее по меньшей мере одну пару соосно установленных на коаксиально расположенных относительно друг друга с возможностью индивидуального вращения приводных осях прядильных дисков, один из которых, приемный, с диаметром, большим другого, тянущего, установлен на внешней приводной оси, а другой, тянущий, на внутренней, и раскладывающие нить ролики, расположенные вокруг дисков, отличающееся тем, что каждая пара дисков снабжена дополнительным раскладывающим роликом и средством регулирования осевого положения между ними, при этом каждый дополнительный раскладывающий ролик смонтирован в кольцевом зазоре между торцами дисков с возможностью свободного вращения вокруг оси приемного из них от движущейся нити, а каждое средство регулирования выполнено в виде магнитных блоков по числу регулируемых по оси элементов, соосно установленных на осях прядильных дисков, причем каждый из блоков имеет по меньшей мере один кольцевой постоянный магнит, связанный с соответствующим диском и дополнительным раскладывающим роликом, а обращенные друг к другу торцы блоков имеют одноименную полярность.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к производству прядильных и крутильно-вытяжных машин для получения искусственных и синтетических нитей, а точнее к устройствам для вытяжки непрерывно движущейся нити.

Известны устройства для вытяжки непрерывно движущейся нити, например (1), содержащее раздельно-приводные приемный и тянущий вытяжные прядильные диски (галеты) с узлом пластификации нити, расположенным между ними.

В зависимости от способа формования нити узел пластификации может быть выполнен либо в виде корыта с пластификационной жидкостью или паровой камеры (для машин мокрого формования), либо в виде электронагревающего приспособления (для машин сухо-мокрого и сухого способа формования или крутильно-вытяжной).

Ориентационное вытягивание нити происходит в зоне вытяжки между приемным и тянущим вытяжными прядильными дисками (галетами) за счет перепада величин скоростей их вращения n₁ и n₂ соответственно, при этом скорость вращения n₂ тянущего диска превышает величину n₁, т.е. n₂ > n₁. Величина вытягивания волокна определяется задаваемой кратностью "К" отношением длины полученной нити к первоначальной ее длине. Величина "К" зависит от вида волокна (натуральное, синтетическое, искусственное), номера текса (толщины) и других параметров нити. Заданная величина кратности вытягивания достигается как регулированием перепада скоростей n₁ и n₂ вытяжных дисков (что определяет силу "F" вытяжки), так и длиной "L" зоны вытяжки (что определяет время протекания процесса ориентационного вытягивания). При этом, чем больше номер текса (толщина) нити и кратность вытягивания "К", тем больше должен быть перепад скоростей n₂/n₁ и зона вытяжки "L".

Недостатком устpойств типа (1) является то, что оси приемного и тянущего прядильных дисков разнесены в пространстве на длину зоны вытяжки. В случае вытяжки нитей с большим тексом, когда требуется значительное время вытяжки, а следовательно, и длина зоны вытяжки, очень возрастает габарит устройства, который должен охватить пару далеко разнесенных в пространстве друг от друга прядильных дисков (галет).

Известно другое устройство для вытяжки синтетических нитей (2), в котором для сокращения его габарита при сохранении длины зоны вытяжки, оси вытяжных дисков расположены одна в другой с возможностью раздельного вращения от индивидуальных приводов. При этом для сохранения протяженной зоны вытяжки введены раскладочные ролики (пальцы), размещенные в заданных координатах относительно вытяжных дисков для направления нити к соответствующему диску и последующего совместного огибания нитью диска и ролика. Для автоматического обеспечения шага раскладки нити оси вытяжных дисков и раскладывающих роликов (пальцев) установлены перекрещивающимися, т.е. непараллельно (под небольшим углом друг к другу).

Известное устройство (2) имеет наибольшее количество существенных признаков, сходных с заявляемым объектом, и принято за наиболее близкий аналог.

Недостатком устройства (2) является то, что при необходимости дальнейшего увеличения зоны вытяжки вводят вторую пару вытяжных прядильных дисков с соответствующими им наклонными роликами (пальцами), как это осуществлено в устройстве (2), что ведет к увеличению габарита вытяжного устройства в целом.

Введение дополнительной второй пары вытяжных прядильных дисков с индивидуальными приводами значительно усложняет компоновку оборудования, увеличивает металлоемкость устройства и трудоемкость его изготовления.

Задачей изобретения является повышение эксплуатационных свойств устройства посредством увеличения длины зоны вытяжки между парой вытяжных прядильных дисков в условиях их соосного расположения относительно друг друга при сохранении габарита устройства.

Задача реализуется за счет того, что в устройстве ориентационной вытяжки непрерывно движущейся нити, содержащем по крайней мере одну пару вытяжных прядильных дисков большого и малого диаметров, установленных соосно друг за другом на раздельно вращающихся приводных осях, входящих одна в другую, причем на внешней оси закреплен вытяжной прядильный диск большого диаметра, а на внутренней вытяжной прядильный диск малого диаметра, а также расположенные на заданных расстояниях вокруг дисков раскладывающие нить ролики, каждая пара дисков оснащена дополнительным раскладывающим роликом, смонтированным в кольцевом зазоре между торцами дисков с возможностью свободного вращения вокруг внешней оси прядильного диска большого диаметра при взаимодействии с движущейся нитью. При этом оба диска и дополнительный ролик снабжены средством бесконтактного регулирования осевого положения между ними, выполненным в виде магнитной системы, состоящей из трех магнитных блоков, каждый из которых включает по меньшей мере один кольцевой постоянный магнит. Причем каждый из магнитных блоков соединен соответственно со своим вытяжным диском и с дополнительным роликом, а все магнитные блоки установлены соосно между собой и имеют однополюсное направление векторов намагниченности обращенных друг к другу торцов.

Отличительными существенными признаками изобретения по сравнению с ближайшим аналогом [2] являются следующие:

1) введение в кольцевой зазор между торцами дисков дополнительного раскладывающего ролика;

2) свободное размещение дополнительного ролика на внешней оси диска большого диаметра с возможностью вращения при взаимодействии с движущейся нитью;

оснащение обоих прядильных дисков и дополнительного ролика средством бесконтактного регулирования осевого положения между ними;

4) исполнение средства бесконтактного регулирования осевого положения в виде магнитной системы, состоящей из магнитных блоков по числу регулируемых вдоль оси элементов двух вытяжных прядильных дисков и одного дополнительного ролика, т.е. трех составляющих;

5) исполнение каждого магнитного блока в виде по меньшей мере одного кольцевого постоянного магнита;

6) связь каждого из магнитных блоков с соответствующим элементом регулирования со своим вытяжным диском и с дополнительным роликом;

7) установка кольцевых магнитных блоков соосно друг относительно друга с однополюсной направленностью векторов намагниченности обращенных друг к другу торцов.

При введении в предлагаемое устройство отличительных признаков, связанных с кольцевыми постоянными магнитами для регулирования зазора между торцами дисков, принята во внимание их известность в уровне техники, например, в устройстве для намотки длинномерного материала [3]

Преимуществом изобретения по сравнению с ближайшим аналогом [2] является возможность увеличения длины зоны ориентационной вытяжки нити в пределах заданного габарита, охватывающего каждую пару вытяжных дисков. Увеличение длины зоны вытяжки позволит в свою очередь увеличить время вытяжки нити и добиться заданной кратности вытяжки для нитей высокого текса, требующих длительной постепенной вытяжки во избежание обрывов и подмотов непрерывно движущейся нити.

Указанное преимущество будет результатом:

а) возможности введения в кольцевой зазор между торцами дисков дополнительного раскладывающего ролика, огибание которого удлиняет трассу (путь) и время движения нити в зоне ориентационной вытяжки, а следовательно, возрастает и кратность вытяжки;

б) бесконтактного осевого регулирования положения дополнительного ролика в зазоре между торцами вытяжных дисков, что исключает влияние крутящего момента осей дисков на вращение дополнительного ролика, осуществляемое только под воздействием движущейся нити и не влияющего на заданный процесс вытяжки нити.

На фиг.1 представлен поперечный разрез предлагаемого устройства; на фиг. 2 вид А на фиг.1 (размещение раскладывающих роликов относительно осей дисков); на фиг.3 выноска Б на фиг.1 (размещение дополнительного ролика относительно торцов дисков и магнитных блоков).

Предлагаемое устройство для ориентационной вытяжки непрерывно движущейся нити 1 рассмотрено на примере устройства с одной парой вытяжных прядильных дисков 2 и 3, где диск 2 приемный вытяжной диск диаметром Д₁, а диск 3 тянущий вытяжной диск диаметром Д₂ < Д₁. Диски 2 и 3 установлены соосно на раздельно вращающихся приводных осях 4 и 5. При этом ось 5 размещена в полости оси 4 и связана с диском 3 малого диаметра Д₂, а внешняя ось 4 скреплена с диском 2 большого диаметра Д₁. Для образования витков раскладываемой нити 1 на приемном диске 2 предназначен раскладывающий ролик 6, а для дальнейшей проволоки нити 1 с диска 2 и направления ее к тянущему диску 3 через зону вытяжки служит раскладывающий ролик 7.

Для раскладки нити 1 на диске 3 с образованием спиральных витков движущейся нити предназначен раскладывающий ролик 8. Все раскладывающие ролики 6, 7 и 8 размещены на заданных расчетных расстояниях от соответствующих дисков 2 и 3. Причем ось раскладывающего ролика 7 расположена под заданным углом к осям дисков 2,3 для автоматического обеспечения заданного шага раскладки на нем. При этом раскладывающие ролики 6 и 8 установлены неподвижно и снабжены рифлениями на наружной поверхности для образования витков движущейся нити 1, а ролик 7 гладкий и установлен с возможностью свободного вращения при взаимодействии с движущейся нитью.

Каждая из осей 4 и 5 взаимодействует с собственным индивидуальным приводом вращения ( не показаны), каждый из которых кинематически связан соответствующими парами шестерен 9-10 и 11-12 с раздельно вращающимися осями 4 и 5. При этом каждый привод обеспечивает заданные скорости вращения n₁ и n₂ для каждой из осей 4 и 5 соответственно.

Диски 2 и 3 размещены последовательно в осевом направлении и имеют кольцевой зазоp между их торцами. В кольцевой зазор между ними введен дополнительный раскладывающий ролик 13, установленный с возможностью свободного вращения вокруг внешней оси 4 при взаимодействии с движущейся нитью 1. Диски 2 и 3 оснащены средством бесконтактного регулирования осевого положения между ними, связанным с дополнительным роликом 13. Средство бесконтактного регулирования выполнено в виде магнитной системы, состоящей из магнитных блоков 14 и 15, соединенных с дисками 2 и 3 соответственно, а дополнительный ролик 13 оснащен магнитным блоком 16. Каждый из магнитных блоков 14, 15 и 16 включает в себя по паре постоянных кольцевых магнитов, размещенных соосно друг относительно друга на ступицах соответствующих дисков 2, 3 и ролика 13. При этом образуются кольцевые зазоры ₁= ₂ между их торцами. Блоки 14, 15 и 16 установлены с возможностью магнитного взаимодействия между собой, а векторы намагниченности их обращенных друг к другу торцов имеют однополюсное направление, т.е. как показано на фиг.3, между торцами магнитных блоков 14 и 15 (диска 2 и ролика 13) действует отталкивающая магнитная сила F_1S одноименных полюсов "S", а между торцами магнитных блоков 15 и 16 - отталкивающая магнитная сила F_2N одноименных полюсов "N".

Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. Нить 1 невытянутого волокна поступает на приемный вытяжной диск 2 большого диаметра и раскладывающий ролик 6. Нить проходит между рифлениями ролика 6 и диск 2, огибает (охватывает) его вместе с роликом 6 несколькими витками, направляемыми соседними рифлениями. Затем нить 1 на последнем витке вокруг диска 2 проходит к гладкому раскладывающему ролику 7 и, огибая его, направляется на дополнительный раскладывающий ролик 13, свободно размещенный на внешней оси 4. Наличие магнитных блоков 14 и 16 создает магнитное кольцевое поле с силой отталкивания по полюсу "S" F_1S, действующую между дисков 2 и роликом 13, а наличие магнитных блоков 15 и 16 создает магнитное кольцевое поле с силой отталкивания по полюсу "N" F_2N, действующую между диском 3 и роликом 13. При pавенстве сил F_1S F_2N ролик 13 удерживается в расчетном положении между дисками 2 и 3. Далее нить 1 один раз огибает ролик 13 и, сделав второй виток на ролике 7, проходит на малый вытяжной диск 3. После этого нить 1 несколько раз огибает диск 3 совместно с раскладывающим роликом 8, последовательно располагаясь между его соседними рифлениями, и выходит из зоны устройства.

Последовательное нарастание окружных скоростей от приемного вытяжного диска 2, вращающегося со скоростью n₁, к тянущему вытяжному диску 3, вращающемуся от независимого привода со скоростью n₂ > n₁, воздействует на волокна нити 1, вызывая их постепенную ориентационную вытяжку в зоне жидкостной, паровой или воздушной среды. Причем кратность вытяжки кинематически может изменяться приводом и быть тем выше, чем больше перепад величин скоростей вращения n₁ и n₂, при этом скорость вращения n₂ тянущего диска превышает величину n₁, т.е. n₂ > n₁.

Возможность введения дополнительного раскладывающего ролика 13, свободно вращающегося в кольцевом зазоре между дисками 2 и 3 на внешней оси 4, позволяет увеличить общую длину "L" зоны вытяжки нити без увеличения габарита устройства.

Средство бесконтактного регулирования положения всех элементов по оси с помощью использования общеизвестных физических свойств постоянных магнитов, позволяет обеспечить гарантированные зазоры между вращающимися с разными скоростями вытяжными дисками и дополнительным раскладывающим роликом, исключив трение элементов относительно друг друга.

Предлагаемое техническое решение позволяет создать компактное вытяжное устройство со значительной длиной зоны вытяжки нити, что повышает эксплуатационные возможности устройства по вытяжке нитей в большем диапазоне параметров (кратности вытяжки, толщины и качества нити).