涡流纺是一种靠气流加捻成纱的新型纺纱方法，其加捻器——涡流管要完成凝聚、剥离和加捻等工作，因而涡流管内部结构是涡流纺纱能否顺利进行的主要影响因素。为此我们对涡流管的内部结构进行了改进，使纺纱效果有了较大改善。
目前采用的涡流管补风孔有切线槽式、圆孔式和螺旋槽式。它们各有特点，前两种采用侧面切向进风，能获得较高的涡流速度，但耗气量和功率消耗较大。其原因是补入气流的利用率低，多数被风机吸走，不起纺纱作用。而螺旋槽式涡流管的涡流速度和上升气流的波动性较大，影响成纱条干，且在相同的风压条件下涡流速度较低，影响纺纱的速度。
我们将涡流管补风孔改为上斜式，将补风孔由原来的切向垂直中心轴改成与中心轴成70度～85度夹角的上斜形式。经分析发现，纺纱过程中涡流管内有多股气流，其中补风孔补入的气流进入涡流管后立即扩散，可大体分为向下与向上两股(引纱方向为向上)。向下的气流被风机吸走，不起纺纱作用;向上的气流起纺纱作用。可见，上斜式补风孔可使有效气流增加，提高对纤维环的承载能力，增加纤维环的转速，从而提高加捻效率。向上气流的流量增大，必使不起纺纱作用、直接被吸走的气流量减少，从而气流的利用率提高，节省了能耗。
根据补风孔有倾角和无倾角的两种涡流管在相同纺纱工艺条件下进行纺纱的对比发现，在相同纺纱工艺条件下，有倾角补风孔涡流管纺纱强力和成纱捻度明显高于无倾角补风孔涡流管。捻度的提高说明空气利用率高。
涡流管凝棉区的工况条件直接影响到成纱过程，涡流管内部结构只有有利于纤维运动，才能纺出较高质量的纱。为此，我们在涡流管凝棉区加工一凝聚槽。在利用透明涡流管进行纺纱时，我们观察到纤维环大约在堵头半球至涡流管抽气孔底端的1/3～1/2处，因此，在此位置开一V形槽，底角为105度，以加强纤维的凝聚。
经分析表明，纤维环在涡流场内受到向上分量和向下分量的力以及涡流管壁面的摩擦作用，这三个作用力使纤维环有一平衡位置。由于补风孔气流、入纤孔气流在不断波动，离心力在不断波动，使摩擦力不断波动，因而引起纤维环的位置不断上下波动，纤维环处沿轴向的涡流速度变化又较大，故纤维环上下波动必然引起纤维环速度的波动，影响成纱质量。增加凝聚槽后，可使纤维环的位置波动减小，避免因位置上下波动而引起的速度波动，从而提高成纱质量。另外，纤维进入凝聚槽后，可使成纱结构紧密，条干、强力、表面结构得到改善。根据凝聚槽式涡流管纺纱试验可知，在纺纱工艺完全一样时，凝聚槽式涡流管纺纱强力高于凝聚槽的涡流管，但其捻度无明显变化。
由此可见，补风孔上斜式涡流管和凝聚槽式涡流管，改变了涡流管的内部结构，使纺纱气流和纤维运动更趋合理，达到了提高成纱质量和降低能耗的目的，其中补风孔上斜式涡流管的效果更为突出。
来源：綦明正 邢明杰 青岛大学
编辑：中国纱线网新媒体团队
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