本發(fā)明涉及通過環(huán)錠紡紗來制備紗線，以及更具體地涉及用于對剛好在由環(huán)錠紡紗施加真正加捻之前從一對前部牽伸輥的輥隙所傳送的紗線施加假捻的方法和裝置。

背景技術(shù)：
環(huán)錠紡紗的特點是由其它紡紗技術(shù)的產(chǎn)品所無法比擬的,其生產(chǎn)率會更高，因此它是不太可能在短期內(nèi)被取代的一項技術(shù)。已經(jīng)對環(huán)錠紡紗技術(shù)進行了大量的研究，以及對環(huán)錠紡紗機生產(chǎn)率所進行的相對適度的改進對于使用數(shù)千個錠子的紡紗廠而言是非常重要的。許多不同的原料和與機器相關(guān)的因素直接影響生產(chǎn)率和質(zhì)量，有時對一方面的一些改進必然會導(dǎo)致另一方面的折衷。因此可認定紡紗技術(shù)人員的目標是在更高生產(chǎn)率和所需質(zhì)量之間尋求最佳平衡。US3979894描述了一種用于使得長絲紗線變形（texturing）的五個皮帶的假捻裝置，該長絲紗線在其長絲的連續(xù)長度內(nèi)具有與短纖維環(huán)錠紡紗線完全不同的結(jié)構(gòu)和特性，因此其當(dāng)然不是環(huán)錠紡紗線。此外，在該陳舊的假捻裝置中，長絲紗線依次通過五個行進環(huán)形皮帶的平行運行部，在通過相鄰的運行部之間之前包繞每個運行部的凸表面。上述五個皮帶的其中三個皮帶在一個方向上轉(zhuǎn)動，而另外兩個皮帶在反方向上轉(zhuǎn)動，長絲紗線以之字形方式通過運行部，這樣五個運行部的每一個和長絲紗線之間的摩擦在共同方向上施加假捻。上述皮帶相匹配且五個皮帶都以相同的速度行進，以避免將導(dǎo)致變形長絲紗線質(zhì)量較差和紗線路徑不穩(wěn)定的捻度差異。相對于環(huán)錠紡紗技術(shù)，在US2010/0024376中描述了一種更為相關(guān)的裝 置，該文獻教導(dǎo)用于對剛好在環(huán)錠紡紗之前從一對前部牽伸輥的輥隙所傳送的紗線施加假捻的單個皮帶方法。來自牽伸輥的紗線通常橫向于且依次跨過單個皮帶的第一和第二平行運行部來進行牽拉，其通過第一運行部，然后在通過第二運行部之前在上述運行部之間通過。第一運行部和第二運行部與紗線之間的摩擦施加假捻。皮帶的兩個運行部在反方向上移動，但兩個運行部的線速度相同。與傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗相比，在給定的生產(chǎn)率下，該單個皮帶假捻方法形成具有較低殘余扭矩的紗線，其導(dǎo)致具有更柔軟手感的最終織物，而且還提供令人滿意的強度和減少起毛。單個皮帶可延伸機器的長度，使其相對于使用熱處理以減少殘余扭矩的替代性技術(shù)更具成本效益的投入。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)這種單個皮帶技術(shù)導(dǎo)致紗疵增加到高于通常的水平，紗疵包括厚部位、薄部位和結(jié)節(jié)的數(shù)目。結(jié)節(jié)數(shù)目的急劇增加受到特別關(guān)注，因為結(jié)節(jié)可能是由于后續(xù)加工斷頭所導(dǎo)致的，因此它們不可能像其余紗線那樣染色，從而影響織物的外觀。因此為了獲得滿意的結(jié)節(jié)量必然使得維護成本相對較高，以便減輕已知會加劇結(jié)節(jié)形成的機器因素（諸如磨損）的影響。因此應(yīng)該理解對于改進的假捻方法和裝置存在需求，其能夠至少保持上述的有利性能，同時在短纖維紗線的環(huán)錠紡紗中減少結(jié)節(jié)形成。本發(fā)明的一個目的是為了滿足這一需求，或者更通常而言是在牽伸過程和環(huán)錠紡紗過程之間提供給紗線施加假捻的一種改進方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供了一種用于對在環(huán)錠紡紗之前從一對前部牽伸輥的輥隙所傳送的短纖維紗線施加假捻的方法，所述方法包括：牽拉紗線使其依次跨過行進環(huán)形皮帶的第一和第二運行部，這樣紗線從輥隙離開且包繞第一運行部的第一凸表面，然后在包繞第二運行部的第二凸表面之前在第一和第二運行部之間通過，由此第一和第二凸表面的每一個和 紗線之間的摩擦在共同方向上施加假捻；以及在第一和第二運行部的第一和第二線速度之間相應(yīng)地保持差異。實驗結(jié)果表明，通過將第一和第二運行部保持在不同的速度下，當(dāng)與單個皮帶假捻方法相比時，可以實現(xiàn)所形成的結(jié)節(jié)數(shù)目大幅減少。應(yīng)該理解運行部的方向并不會改變其線速度之間的差異（因此其為速度的一種參考標量），同時，運行部運動的相應(yīng)運動方向優(yōu)選相隔180°，當(dāng)然兩個運行部可相對彼此對準成其它角度，但是仍在共同方向上對紗線施加假捻。此外，速度的差異或非零差異優(yōu)選是恒定的，但其也可以動態(tài)地變化。優(yōu)選地，第一和第二運行部兩者基本上平行于前部牽伸輥，以及牽拉紗線使其橫過第一和第二運行部，且當(dāng)前部牽伸輥以恒定的速度轉(zhuǎn)動時，所述差異基本上是恒定的。優(yōu)選地，所述第一和第二凸表面具有相同的曲率半徑，并且最優(yōu)選的是第一和第二皮帶的橫截面為圓形。第一和第二凸表面與紗線之間可形成相同或不同的包角。優(yōu)選地，該差異使得第一線速度與前部牽伸輥的圓周速度的比率在0.4到0.8之間，而第二線速度與前部牽伸輥的圓周速度的比率在0.9到1.6之間。優(yōu)選地，在環(huán)錠紡紗過程中在與假捻共同方向相同的方向上對紗線加捻。優(yōu)選地，第一運行部設(shè)置于前部牽伸輥的下方，以及第二運行部設(shè)置于第一運行部的下方。優(yōu)選地，第一凸表面與兩個前部牽伸輥相切地對準。在另一方面，本發(fā)明包括用于在對纖維束進行環(huán)錠紡紗之前從一對前部牽伸輥的輥隙所傳送的纖維束施加假捻的一種裝置，所述裝置包括：分別具有第一和第二凸表面的第一和第二環(huán)形皮帶，第一和第二環(huán)形皮帶的每一個具有相應(yīng)的線性運行部，線性運行部基本上平行于彼此，使得線性運行部可平行于前部牽伸輥對準；以及驅(qū)動裝置，其用于以相應(yīng)的第一和第二不同的速度來驅(qū)動第一和第二環(huán)形皮帶。優(yōu)選地，所述驅(qū)動裝置包括控制器，所述控制器可操作地連接以便用于控制第一和第二變速電動機的速度，所述第一和第二變速電動機可操作地連接以便用于相應(yīng)地驅(qū)動所述第一和第二環(huán)形皮帶。本發(fā)明提供一種方法和裝置，其可有效地和高效地操作使用，從而其降低了結(jié)節(jié)數(shù)量，且其具有總體上的簡單和模塊化設(shè)計，其最大限度地減少制備成本以及簡化維修。附圖說明現(xiàn)在將通過參照附圖以實例方式來描述本發(fā)明的優(yōu)選形式，其中：圖1示出了根據(jù)本發(fā)明第一實施例的紡紗裝置的示意性橫截面圖；圖2示出了類似于圖1所示假捻皮帶裝置的放大示意性橫截面圖，但其示出了一種替代的幾何形狀和包角；圖3是圖1所示紡紗裝置的示意性透視圖；圖4是圖1所示紡紗裝置的單個電動機變化型的示意性透視圖；以及圖5示出了根據(jù)本發(fā)明第二實施例的紡紗裝置的示意性橫截面圖。具體實施方式在適于對短纖維（長度小于2英寸或約50mm的那些纖維）紡紗的機器10a和10b（分別在圖1和圖5中示出）中，粗紗11（紗線13的前體）被送入到牽伸系統(tǒng)12內(nèi)，在該處將粗紗11被牽拉到其最終支數(shù)。示出了的示例性牽伸系統(tǒng)12與水平面成45°角，并且可包括六輥雙皮圈牽伸系統(tǒng)。在所得到的纖維薄帶離開輸送輥或前部輥14a,14b之后，由兩個行進的環(huán)形皮帶15，16的上部和下部線性運行部15a，16a來施加假捻。在假捻的反方向上 由卷取組件25提供用于賦予強度所需的捻度，卷取組件25也可用于拉動紗線13跨過上部和下部線性運行部15a，16a。卷取組件25具有傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，且包括在錠子上高速旋轉(zhuǎn)的繞線筒17。在該過程中，鋼領(lǐng)（traveller）18在紡紗環(huán)錠19上的每次旋轉(zhuǎn)在紗線中產(chǎn)生捻度。鋼領(lǐng)18經(jīng)由附接到其的紗線13拉動繞線筒17。牽伸系統(tǒng)12可為如圖所示的六輥雙皮圈類型，其包括三個從動的下部輥14a，20a，21a，而上部輥14b，20b，21b定位于其上，且受到下部輥14a，20a，21a的支撐并壓靠在下部輥14a，20a，21a上。主牽伸區(qū)設(shè)有導(dǎo)向單元，其包括旋轉(zhuǎn)的下部皮圈和上部皮圈22a，22b。后部輥21a具有預(yù)定的旋轉(zhuǎn)速度，并捏住粗紗11。粗紗11的牽拉速度由后部輥21a的圓周速度來確定。以類似的方式，皮圈輥20a拉長粗紗11。通過使得皮圈輥20a所采用的牽拉速度大于后部輥21a的牽拉速度，粗紗11的纖維抵靠彼此滑動，并形成比粗紗11細（例如通過使其具有1.5至2倍的長度）的纖維束。以類似的方式，前部輥14a也拉長從皮圈輥20a送入的纖維束。其牽拉速度設(shè)置成大于皮圈輥20a的牽拉速度。例如，通過設(shè)置牽拉速度比皮圈輥20a的牽拉速度快20倍，牽伸將形成比原來長20倍的纖維束。在圖1的第一實施例中，纖維束從前部輥14a，14b之間的輥隙27離開且延伸到捻度從皮帶15，16蔓延（形成所謂的紡紗三角形）的點。然后紗線13通過固定的尾纖或?qū)Ъ喥?3，然后包繞上部運行部15a的第一凸表面，然后在包繞下部運行部16a的第二凸表面之前在上部和下部運行部之間通過。皮帶15，16可為相似的具有相同直徑的圓形橫截面，使得凸表面具有相同的曲率半徑。如圖2中所示，第一凸表面在上部運行部15a的中心線處形成包角28a。第二凸表面在下部運行部16a的中心線處形成包角28b。包角28a，28b的角度可在上部和下部運行部15a，16a之間變化以及適于所示的幾何形狀，其中上部和下部運行部15a，16a接觸紗線13的相對兩側(cè)且在 反方向上移動，包角28a，28b的角度可約為80到110度。紗線13可與牽伸系統(tǒng)12一樣以相同的與水平面所成的角度延伸，在前部輥14a，14b和上部運行部15a之間通過，與前部輥14a，14b和上部運行部15a的凸表面相切。紗線13在傳遞到卷取組件25之前可通常以從下部運行部16a到固定尾纖或?qū)Ъ喥?0的線通過。然后紗線由于從鋼領(lǐng)18蔓延的真正加捻而導(dǎo)致反向加捻，形成最終的紗線。圖3示出上部和下部運行部15a，16a在相對的成對皮帶輪31/31，32/32之間以線性和平行于彼此的方式延伸，成對皮帶輪31/31，32/32安裝成在運行部的相對端部處繞豎直軸旋轉(zhuǎn)。皮帶15，16可以被用來驅(qū)動皮帶輪31，32的變速旋轉(zhuǎn)電動機驅(qū)動，該變速旋轉(zhuǎn)電動機可以是具有相應(yīng)逆變器類型的速度控制器35，36的AC電動機33，34或直流伺服電動機或步進電動機（未示出）。這允許以不同的速度驅(qū)動皮帶15，16，以便在上部和下部運行部15a，16a的線速度之間保持差異。上部和下部運行部15a，16a優(yōu)選延伸機器的整個長度（即在大型機器中高達50m左右），因此可在中間位置處設(shè)置額外的支撐皮帶輪或輥39和導(dǎo)向器40，以便支撐皮帶15，16的重量，并確保其正確對準。如圖4中所示，在圖1-3所示第一實施例的一個變化型中，代替兩個不同的電動機，設(shè)置用于經(jīng)由輪子42來驅(qū)動兩個皮帶15，16的單個旋轉(zhuǎn)電動機133，所述輪子42具有由下部皮帶16所包繞的大直徑部分44和由上部皮帶15所包繞的小直徑部分43。除了在其中一個端部機臺（endstock）144內(nèi)設(shè)置其它傳動、電氣和電子元件之外，可同時設(shè)置電動機133和輪子42，皮帶15，16可通常沿細長機架構(gòu)件45的周邊來平行于彼此延伸。以這種方式，部分43，44的直徑比率限定上部和下部運行部15a，16a的線速度之間的差異。在輪子42任一側(cè)上的惰輪31a提供方向上的變化，從而使上部和下部運行部15a，16a在相反的方向上移動。通過在相反的方向上移動，以 及接合紗線的相對側(cè)，上部和下部線性運行部15a，16a兩者合作以在共同方向上施加假捻。如圖5中所示，在第二實施例中，上部和下部線性運行部15a，16a可以交替地接合到紗線13的相同側(cè)上，在這種情況下，它們在相同的方向上受到驅(qū)動，以在共同方向上施加假捻。如在第一實施例中的那樣，皮帶15，16可為類似的具有相同直徑的圓形橫截面，使得凸表面具有相同的曲率半徑。此外，皮帶可具有與紗線接觸的具有不同曲率半徑的凸表面。第一凸表面在上部運行部15a的中心軸線處形成包角（約5°），其小于由第二凸表面在下部運行部16a的中心軸線處所形成的包角（其可約為20°）。紗線13可從與牽伸系統(tǒng)12的水平面所成的45°角偏轉(zhuǎn)，具有比前部輥14a的包角更大的前部輥14b的包角。在下面的表中所示的實驗結(jié)果表明，與施加假捻的單個皮帶方法（如US2010/0024376中所述）相比，通過保持差異使得上部運行部15a的第一線速度與前部牽伸輥的圓周速度的比率設(shè)為0.5，使得下部運行部16a的第二線速度與前部牽伸輥的圓周速度的比率設(shè)為1.0，實現(xiàn)了與傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗（在牽伸和卷取之間沒有假捻階段）相比形成的結(jié)節(jié)水平降低，而較低捻度使得斷裂強度增加，起毛（S3）減少，且均勻度基本上不受影響。在執(zhí)行的四組測試的每一個中，紡出不同紗線支數(shù)的棉紗以及對由三種不同的紡紗方法所得到的紗線特性進行測定。四組測試的每一個的結(jié)果呈現(xiàn)在下面的表1-4中。方法/裝置1-傳統(tǒng)首先在傳統(tǒng)的環(huán)錠紡紗機上紡紗，沒有進行假捻。方法/裝置2-單個皮帶在第二個試驗中，相同的傳統(tǒng)紡紗機被修改以包括如在US2010/0024376中所述的在牽伸系統(tǒng)12和卷取組件25之間的單個皮帶假捻裝置。將4mm 直徑且由聚氨酯形成的圓形橫截面皮帶的速度保持在前部輥14a，14b的圓周速度的50％。方法/裝置3–本發(fā)明在第三個試驗中，相同的紡紗機被修改以包括相對于圖1-3的第一實施例所述和如上所示的雙皮帶差速布置。采用了4mm直徑且由聚氨酯形成的兩個類似的圓形橫截面皮帶。上部運行部15a的第一線速度與前部牽伸輥的圓周速度的比率保持在0.5，以及下部運行部16a的第二線速度與前部牽伸輥的圓周速度的比率保持在1.0。表1-紗線支數(shù)為40以及錠子轉(zhuǎn)速為16000轉(zhuǎn)/分鐘表2-紗線支數(shù)為50以及錠子轉(zhuǎn)速為16000轉(zhuǎn)/分鐘表3-紗線支數(shù)為80以及錠子轉(zhuǎn)速為15000轉(zhuǎn)/分鐘表4-紗線支數(shù)為100以及錠子轉(zhuǎn)速為15000轉(zhuǎn)/分鐘上部和下部運行部的速度之間的最佳差異可取決于所處理的紗線而會有所不同。進一步的實驗表明通過保持差異使得第一線速度與前部牽伸輥的圓周速度的比率在0.4到0.8之間，而第二線速度與前部牽伸輥的圓周速度的比率在0.9到1.6之間可獲得與由單個皮帶方法所產(chǎn)生的紗線相比的有利改進。雖然不能預(yù)期由本發(fā)明所取得的結(jié)節(jié)數(shù)量的顯著減少，以及由其得到的確切機制尚不清楚，但是據(jù)信在不希望受到理論限制的情況下，以比下部運行部16a相對慢的速度驅(qū)動上部運行部15a的益處是雙重的。其中一個因素是減少捻度朝向輥隙27蔓延，上述可降低被突出的纖維端部包繞的機會，因為表面纖維和芯部纖維的相對運動更小。第二個因素是降低在上部運行部15a之后解捻的能力，以便降低從紗線表面磨掉松散纖維的可能性。據(jù)信這些因素的組合造成了結(jié)節(jié)顯著減少。在皮帶15，16及紗線13之間界面處的摩擦力實現(xiàn)假捻動作，所以影響這些摩擦力的因素可變化以允許對不同的材料和紗線支數(shù)的紗線施加令人滿意的假捻。影響摩擦的主要因素是紗線張力、皮帶材料和表面光潔度。通過由沿豎直軸而軸向移動的皮帶輪來支撐上部和下部運行部15a，16a，可容 易地調(diào)節(jié)運行部之間、以及上部運行部15a和牽伸輥14a，14b之間的間隔，以改變包角，并因此改變紗線張力。皮帶15，16和紗線13之間的摩擦系數(shù)在0.5和0.8之間是令人滿意的，且這可以很容易地由市售的由聚氨酯、聚乙烯、合成橡膠和聚酯或類似物制成的增強皮帶或非增強皮帶來實現(xiàn)。與通過傳統(tǒng)環(huán)錠紡紗制成的沒有進行假捻的紗線相比，本發(fā)明的方法允許紗線被紡成具有類似的紗疵水平，尤其是結(jié)節(jié)水平，但具有較高的韌性，較少起毛和較低的捻度水平。由這些紗線可制備出具有柔軟手感和表面光滑的高品質(zhì)織物。本發(fā)明的其它優(yōu)點是兩個皮帶15，16可在較長機器內(nèi)經(jīng)濟地安裝和保持。提供單獨安裝和張緊的皮帶使得裝置不易受到同時不利地影響兩個運行部的皮帶張力變化的影響。由于結(jié)節(jié)數(shù)量的減少，預(yù)期可以減少后續(xù)加工中的斷頭頻率。僅通過實例的方式描述了本發(fā)明的各方面，且應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明范圍的情況下可對其進行修改和補充。