熱流變形噴嘴(包括填塞管)是熱流變形加工的心臟,是BCF加工技術(shù)的關(guān)鍵部分。目前,國內(nèi)外使用的BCF熱流變形噴嘴型式,但作用原理基本相同,只是在具體結(jié)構(gòu)上有所差異。
熱流變形的原理是:當(dāng)復(fù)絲被引入噴嘴的變形管內(nèi)時(shí),絲束被熱流分離并呈熱塑狀態(tài),此時(shí),呈平行排列的長絲被擾亂、彎曲,也有的形成絲圈,然后長絲進(jìn)入變形填塞管,并撞擊在管內(nèi)已形成的絲塞,因而長絲產(chǎn)生近似于鋸齒形的折疊,形成三維卷曲,然后以絲塞的形式離開噴嘴,并繞在冷轉(zhuǎn)盤(或轉(zhuǎn)鼓)內(nèi)冷卻進(jìn)一步定型。如圖4-5所示(在書上第92頁),長絲喂入時(shí)遇到進(jìn)入噴嘴的高壓熱流介質(zhì),由于負(fù)壓的作用將其吸入并通過引紗管,絲束在熱流的作用下在變形管內(nèi)產(chǎn)生分離以及軟化,熱流在變形管內(nèi)流場速度的大小和分布將直接影響到絲束在變心管內(nèi)的形態(tài)以及單絲分離的程度。而變形管內(nèi)的流場由熱流的狀態(tài)、溫度、壓力、和變形管的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及引紗管的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸等決定。一般而言,引紗管和變形管之間的間隙和形狀將會(huì)影響到熱流進(jìn)入噴嘴的流量、導(dǎo)向及均勻穩(wěn)定程度。一般變形管的上端為導(dǎo)向螺旋槽,這樣可使熱流進(jìn)入變形管不是一般意義上的圓管內(nèi)流動(dòng),而是具有一定的方向性,并呈螺旋狀氣流,螺旋槽的導(dǎo)角將影響螺旋氣流的方向性。變形管氣流入口處的形狀以及它的內(nèi)徑直接影響到流速的高速和分布規(guī)律,從變形效果來考慮,氣流在變形管內(nèi)的速度大小和分布規(guī)律應(yīng)有利于單絲的分離、卷曲變形以及有利于在變形填塞管處絲塞的形成和穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)。而變形管的長短不僅影響到熱流和絲束作用時(shí)間的長短和出口處絲束的形狀,而且也影響到進(jìn)入變形填塞管內(nèi)熱流的速度及其分布,因此絲束在熱流的作用下沿著變形管進(jìn)入變形填塞管。一般在變形填塞管的上端開有很多排氣小孔以及在變形填塞管的側(cè)面開有長槽,其目的有利于在此處形成絲塞,絲塞形成的原因主要是靠進(jìn)入變形填塞管的熱流通過管的上端排氣小孔與側(cè)槽排出擴(kuò)散形成反壓力,即依靠熱流速度的降低而形成。形成的絲塞以一定的速度沿填塞管移動(dòng),移動(dòng)的速度與絲塞的密度成反比,同時(shí)也與絲塞和填塞管管壁間的摩擦力有密切關(guān)系。移動(dòng)速度的大小最終將影響到絲束卷曲程度和熱定型的效果。卷曲絲塞的輸出速度在很大程度上取決于熱流動(dòng)壓力,而熱流動(dòng)壓力的大小首先由熱流的速度、密度及其方向來確定。因此,熱流變形的基本原理是建立在熱流突然急劇擴(kuò)散并使其軸向分速度減小的基礎(chǔ)形成填塞。
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