在投纬编织系统中，压缩空气用于从供给线轴拉出纺线并将它们吹入投纬 织机的梭道。一组中继喷嘴用于支持纺线跨过梭道的移动，其宽度可以是几米。 在梭道远端的附加喷嘴可在编织操作中使插入的线延伸。US4,534,387中描述 了投纬织机的实例。
已知根据要编织的纺线的种类调节流到主要或中继喷嘴的气流。例如，光 滑坚固的长丝纱线可在中继喷嘴处用高气流编织，而不坚固的细纱或具有若干 不规则性的细纱只可在中继喷嘴处用较低气流编织。为了成功插入两种或更多 种纺线，中继喷嘴的气流可以设定成纺线的最弱类型所要求的值，以使纺纱不 会被吹断、断裂或损坏。
美国4,534,387提供了用于中继喷嘴的两个气流速率，并选择正确的气流使 得纱线不会被吹断，并使得纱线能够插入跨过梭道以及时到达另一侧或梭道的 远端。编织机器的速度适于配合最慢的纱线。该机器对每个要求的气流速率要 求分别的压降值。
US6,062,273描述了用于插入喷嘴的电驱动节流阀。该节流阀包括在钻孔内 沿线性方向可移动的柱塞。柱塞位于距离阀座所要求的距离处。该类型的阀运 行相对较慢。在对每次插入气流速率需要变化的情况下，阀必须运行少于35 毫秒的期间。该类型阀的第二个问题是其具有围绕柱塞的橡胶密封环以防止压 缩空气从阀逃逸。该密封环易于磨损并因此该类型的阀在气流对每次插入需要 变化气流速率的情况下具有有限的寿命。
由于这些阀价格昂贵且是耗占体积/面积的物件，就要求减少阀的数量。还 要求提供具有长寿命且不会这么快磨损的阀。此外，还要求具有快速运行的阀。

本发明设法提供一种改进的阀以及运行该阀的方法、制造该阀的方法、在 编织(投纬编织)领域使用该阀的方法、包括该阀的织机以及使用该阀进行编 织的方法。本发明的优点是提供快速运行、并允许对每个插入且甚至在织机中 插入纺线期间变化气流速率。
本发明的第一方面提供了一种阀，包括：
壳体，具有用于接受压缩流体流动的流体入口和流体出口；
流动导管，可相对于壳体可移动地安装，导管具有用于接受压缩流体流动 的流体入口和流体出口，流体出口定位成围绕导管的周界的至少一部分，流体 出口定尺寸成在围绕导管的不同节段处提供不同的流率；
壳体的流体出口可与导管的流体出口的一部分对齐；以及
驱动构件，用于相对于壳体移动导管，使得导管的流体出口的所要求的部 分与壳体的流体出口对齐。该阀可作为所谓的节流阀操作。
这种类型阀的优点在于快速移动到所要求的相对位置来调节通过该阀的流 体流量。可将该导管形成有使导管轻质且具有较低惯性的薄管壁。阀具有管状 导管，而管状导管具有允许围绕导管的周界不同流体流量的流体出口，这就允 许以简单的方式设定导管的出口的尺寸以提供通过阀的不同流体流量。快速的 操作允许在每次插入时且甚至在纬线插入期间改变流体流率。该阀设计成具有 长的运行寿命，因为即使导管的外表面磨损，出口大小基本上不变且节流效果 会基本保持相同。
较佳的是，该阀包括相对于壳体可旋转地安装的流动导管以及用于使导管 相对于壳体旋转的驱动构件。这种阀的导管仅需要旋转一个小的角度偏移，而 这可快速且可靠地实现。这种运动通常可比通过沿钻孔直线运动操作的阀内运 动更快速地实现。
较佳的是，该阀不设有具有可磨损且变得不可靠的移动部件的密封件。尤 其是，不相对于流动导管设置密封件。该阀可具有用于阻止通过导管的流体出 口位置确定的量的流体流量的装置。为此目的或在需要开关功能的应用中，可 在节流阀的下游设置截流阀。
较佳的是，在通过阀的流路内设置诸如电动机和联接装置的驱动构件。这 就具有在运动的阀件和壳体之间不需要密封件来防止流体从壳体逸出的优点。 还具有冷却驱动构件的优点。
较佳的是，诸如电动机之类的驱动装置具有与导管的纵向轴线同轴安装的 驱动轴。
导管的流体入口可位于导管的端面。更具体地说，入口可在从流体出口沿 导管的间隔位置处围绕导管的周界设置并可采取一组小孔的形式，例如导管壁 上的孔或狭槽。这使得驱动构件能够连接到导管的端面并能够使用具有小直径 的导管，这就可进一步降低导管的重量和其惯性力矩。可改进快速移动到所要 求角位置的能力。
导管的液体出口可包括围绕导管的周界的一部分的狭槽或一组孔，单个孔 的大小和/或该组中孔的密度围绕导管的周界而有不同。
为了使导管的出口仍然能通过一定范围的角位置简单地安装到壳体的流体 出口上，较佳的是流体出口的区域的流动导管和壳体的部分都是圆柱形的。尽 管导管的其余部分可以是不同的形状，为了便于制造和节约成本，较佳的是整 个导管基本上是圆柱形。
本发明在投纬编织领域具有尤其有利的应用，但本发明并不限于该应用。
根据本发明的阀在投纬织机中的使用允许对所有中继喷嘴且还对主喷嘴使 用一个空气罐。当然还可使用有限数量的空气罐来通过根据本发明的阀以给定 压力向相应中继或向相应主喷嘴供应空气。
本发明的其它方面提供用于控制根据本发明的阀的操作的控制器。这里描 述的控制功能可用软件、硬件或它们的组合来实现。因而，本发明的另一方面 提供了用于控制阀的操作的软件。该软件可存储在电存储装置、硬盘、光盘或 其它可机读存储介质中。软件可作为机读载体上的计算机程序产品传递或其可 通过网络直接下载到控制器。本发明的其它方面包括制造这种阀的方法、具有 这种阀的织机以及操作这种阀的方法。
本发明的另一方面提供了一种阀组件，包括
壳体，具有用于接受压缩流体流动的流体入口和流体出口和连接入口和出 口的流路；
阀件，包括可移动地安装在流路内的管状流动导管，可通过定位导管的流 体出口、更尤其是通过使流体出口的一部分相对于壳体的出口对齐来操作阀件 而调节沿流路的流量；以及
用于操作阀件的驱动构件，驱动构件安装在流路内。

将参照附图对本发明的实施例进行描述，其中：
图1示意性地示出了其中可使用本发明的织机；
图2示出了用在图1的机器中的节流阀的第一实施例；
图3示出了用在图1的机器中的节流阀的第二实施例；
图4示出了图3中导管的一种变型在其出口附近处的横截面；
图5更详细地示出了图3所示阀的出口；以及
图6示出了用于图1的机器的节流阀的第三实施例。

本发明将对特别实施例并参照某些附图进行描述，但本发明并不限于此本 发明仅受权利要求书的限制。所述附图仅是示意性的而非限制性的。在附图中， 为了说明的目的将某些构件的尺寸放大而不按比例绘制。本说明书和权利要求 书中使用了术语“包括”，此时该术语“包括”并不排除其还由它构件或步骤。 此外，说明书和权利要求书中的术语第一、第二、第三等是用来区别类似构件 而不一定是描述连续或先后的次序。应当理解，这样使用的术语在适当的情况 下是可互换的，且在此描述的本发明的实施例能够按其它次序而不是在此描述 或说明的次序运行。
本发明将主要参照织机中节流阀的使用来进行描述。这种阀的其它应用是 在纺织机器中，由此需要通过阀的不同流体流动以提供通过喷嘴或纺织机器的 类似装置的不同流体流动。此外，术语“节流阀”不应当解释为包括并非所附 权利要求书中的任何限制。
图1示出了投纬织机的纬线插入系统的整体示意图。示出了三个主要喷气 喷嘴2a、2b、2c和三个附加喷气喷嘴2d、2e、2f。每个喷嘴2a、2b、2c、2d、 2e、2f通过可调节节流阀11a、11b、11c、11d、11e、11f和下文将更完整描 述的截流阀10a、10b、10c、10d、10e、10f从储气罐5供应空气。储气罐5 包括给定压力的受压空气。纬线准备装置7a、7b、7c从相应丝线供应线轴9a、 9b、9c排出纺线8a、8b、8c。每个供应线轴9a、9b、9c可收有不同类型的纺 线，例如具有不同性质(例如颜色或粗细)的纺线。纬线准备装置7a、7b、 7c在卷绕滚筒上储存有纺线8a、8b、8c并在编织循环的适当时刻释放所要求 长度的纺线8a、8b、8c以通过相关的喷气喷嘴2a、2d、相关的喷气喷嘴2b、 2e或相关的喷气喷嘴2d、2f插入梭道1。梭道1以已知方式形成在经线的两 平面之间。纺线8a、8b、8c可根据在控制器20内编程的预定次序插入经线梭 道1。几组中继喷嘴4a、4b…4x设置成跨越梭道1，并用于将纺线8a、8b、 8c载运跨越梭道1。中继喷嘴4a、4b…4x通过另外的节流阀13a、13b…13x 和截流阀12a、12b…12x从储气罐5供应空气。在梭道1的远端有用于伸展插 入的纺线8a、8b、8c的所谓的伸展喷嘴3。喷嘴3还通过另外的节流阀15和 截流阀14从储气罐5供应空气。控制器20操作节流阀11a、11b、11c、11d、 11e、11f、13a、13b…13x、15和截流阀10a、10b、10c、10d、10e、10f、12a、 12b…12x、14以在编织操作期间的编织循环中的每个时刻提供所要求的气流 速率。对于所要求的编织模式，控制器20具有一组指令，这种指令中的一些 指令可确定所要求的纺线8a、8b、8c，喷嘴的气流速率并还确定用于节流阀 11a、11b、11c、11d、11e、11f、13a、13b…13x、15和截流阀10a、10b、10c、 10d、10e、10f、12a、12b…12x、14的阀设置和定时。此外在梭道1的远端设 置纺线探测器6以确定纺线8a、8b、8c的到达。
图2更详细地示出了根据本发明的节流阀13a的第一实施例和截流阀12a。 节流阀13a包括壳体50，壳体20以气密的方式与储气罐5连接。壳体50包 括用于接受压缩空气流的流体入口54和流体出口55。通过螺栓52和密封环 57提供气密。壳体50具有通道51，例如钻孔，管状导管60安装在其中。在 该实施例中，导管60包括沿其整个长度是圆柱形的薄壁管，尽管也可以是其 它形状。在较佳实施例中，管由金属制成，壁厚约0.2mm或更尤其壁厚小于 1mm。驱动构件，更尤其是电动机70安装在储气罐5和壳体50的通道51之 间。驱动轴72从电动机70延伸且通过联接装置74连接到导管60的上游端。 驱动轴72与导管60的纵向轴线6 1对齐。导管60通过驱动轴72和联接装置 74支撑在上游端，并通过装在导管60和壳体50之间的套管或轴承58支撑在 下游端。轴承58形成固定(例如胶合)在壳体50的通道51内的管状件。壳 体50在壳体50的上表面附近具有流体出口55，例如圆形钻孔或狭槽状开口。 流体出口55包括位于壳体50内开口55的延长部分内的轴承58上的开口。储 气罐5可以已知方式连接到空气供应管(未示出)。壳体50可在邻近织机的 相关喷嘴附近的位置安装到框架53上。
导管60在其上游端具有一组入口孔62。每个孔62从导管60的壁的外表 面延伸到导管60的中空内部。在该实施例中，孔62位于导管的整个周界周围， 沿着几乎是导管60的总长度的50％的一个环圈带。选择孔62的数量以允许 在使用时进入流动导管60内部的良好空气流，同时保持导管60的充分强度以 承受空气压力和导管60的快速移动。在导管60的下游端，在导管60内限定 有V形狭槽65。狭槽65从导管60的壁的外表面延伸穿过到达中空内部。狭 槽65局部围绕导管60的周界延伸。显然，狭槽65的周界长度限制为导管60 的周界的一部分，否则就会剖开导管60。V形狭槽65与壳体50的出口55对 齐。出口55的尺寸做成使其仅与狭槽65的一部分交叠。如上所指出的，导管 60可围绕纵向轴线61旋转。使用时，电动机70使驱动轴72转动，并因此将 导管60转动到特定的角度位置。狭槽65相对于出口55的位置限定了狭槽65 的哪一局部或部分与出口55对齐并因此调节多少空气可从储气罐5通过导管 60和通过出口55流动。这样它能够在几乎没有气流和最大气流之间(例如形 成穿过从导管60到在出口55的开口的0％或100％之间的开口55的开口的流 动)调节通过出口55的气流。当然，根据一种变型，穿过开口的流动也可在 例如出口55的开口的20％至100％之间。例如通过围绕导管60的周界的狭槽 65的形状来将导管60的形状或尺寸做成在围绕导管60的周界的不同节段处 提供不同的流率。
截流阀12a(示意性地示出)安装在节流阀13a的下游。柱塞83和阀构件 82作用在阀座上并在常态时通过弹簧84偏压到关闭位置(如图所示)。阀构 件82可(例如用电磁方式)移动，克服弹簧84的偏压而进入到打开位置以允 许空气从出口55到出口88流动。出口88连接到主喷嘴或连接到中继喷嘴， 如图1所示。
图3-5示出了节流阀13b和截流阀12b的第二实施例。主要的区别在于导 管60的入口和出口的设计。在该实施例中，入口包括一系列狭槽62A。如图 3中更充分地示出的那样，狭槽62A的相邻环彼此偏移。例如，在该实施例中， 壳体50不包括分开的轴承构件，且导管60的下游端被直接引导进入壳体50。
导管60的出口65A包括一组孔，形成围绕导管60的周界部分的一个环圈 带。这组孔65A设置成可在围绕导管60的周界的不同节段处实现流率逐渐增 加，因此能够或通过使导管60相对于壳体50的出口55从出口65A的一端到 另一端来实现不同的流率经过阀开口的流动。图4和5各自更详细地示出一组 孔65A。应当理解，以平面图示出的图5的图案包围在导管60的外壁周围。 在导管60的出口65A的第一端，孔具有小的直径。在该实例中，小分组91 具有小直径(例如0.25mm)。随着孔朝向出口的第二段移动，每个孔的直径 增加且孔的数量增加。第二小分组的孔具有较大直径(例如，0.5mm)。该直 径的小分组92A的孔以直线方式对齐，同时该直径的第二小分组92B的孔围 绕中心线交错。该交错与直线对齐相比增加了可实现的流动，同时维持导管 60的强度。第三小分组93的孔具有较大直径(例如1.1mm)和最后小分组94 的孔具有最大直径(例如1.5mm)。在该最后小分组94中，孔设置成，随着 通过旋转导管60小孔沿方向98移动，每行有增加数量的孔，这些孔在使用时 设置成与壳体50的出口55对齐。导管60的出口65A的改进形式具有的优点 在于它可保持优于狭槽65的导管60的强度，且能够围绕导管60的总周界的 较大部分设置。此外，可精确地制造导管60的出口65，更尤其是出口65A 的孔可比图2的狭槽65更精确地制造。
在图5中，还示出壳体50的出口55相对于导管60的出口65A的可能位 置。如实线所示，将壳体50的出口55相对于导管60的出口65A的孔设置成 通过壳体50的导管和出口55的流量是通过自由出口55的流量的100％，同 时在以虚线所示的位置，壳体50的出口55设置成通过壳体50的导管60和出 口55的流量仅是通过自由出口55的流量的一小部分。
尽管图2和3示出了不同的入口和不同的出口，这些改型中的任一个可不 与其它相关地独立使用，例如可以是图2和3的实施例的组合。
图6示出了本发明的另一实施例。在图6中，导管160是圆锥形，在上游 端具有宽嘴161且在下游端具有较窄的圆柱形截面162。下游端162和出口65A 以如上所述的相同方式运行。入口的该替代形式具有气流朝向截面162的狭管 效应。嘴部161设有用于气流流入导管160内部的流畅路径且因此在导管160 的壁上不需要任何孔或狭槽(62，62A)。如在其它实施例中那样，导管160 可围绕其纵向轴线61旋转。电动机70具有与纵向轴线61对齐的驱动轴72。 形成联接装置73的一组臂将驱动轴72连接到导管160。可以有两个，较佳地 为三个或更多臂73。空气可在该组臂之间自由流动进入导管160内部。可见 该实施例与先前实施例中示出的圆柱形管60相比制造更为复杂。
如上所述，整个电动机70、驱动轴72、联接装置73、74和导管60、160 安装在储气罐5和壳体50的出口55之间的气流路径中。这具有的优点是通过 阀的空气可流动冷却这些部件并防止过热。还意味着在移动的阀件之间、更尤 其是导管60、160和外部空气之间不需要密封。
根据一替代方案(未示出)，气流还可流动通过电动机本身而不是如图2、 3和6所示围绕电动机70。为此，电动机70的驱动轴72可由中空轴支撑或保 持通道以允许空气的流动沿着电动机70通过。
有必要通过控制电缆40和连接器41向电动机70提供电源和控制信号。该 控制电缆40可通过外壳50的壁上的钻孔来安装。钻孔应当密封(诸如通过气 密)以防止空气逃逸。因为控制电缆40是设置成固定不动的，所以该密封要 求简单。该控制电缆40可根据替代实施例通过储气罐5的壁上的钻孔(未示 出)来安装。
可通过导管60在其中旋转的铜质或聚合材料支承环58使在出口65区域导 管60和壳体的一部分之间的摩擦最小。支承环58包括主要设置在壳体50的 开口55的延伸部内的开口59。即使发生摩擦，由于该摩擦产生的热也可被经 过节流阀13a、13b的气流吸收。尽管不希望节流阀13a、13b温度过度增加， 但是业已发现暖空气对辅助纬线插入有有利影响。有可能气流能够在支承环 58和导管60之间流动。该气流不会是不利的，因为该气流相对于经过导管60 的开口65的气流较小且不会及时改变或仅会缓慢改变。
节流阀13a、13b的导管60的位置由电动机70来确定。电动机70可以是 步进电动机，它具有适当数量的步数以能实现所要求程度的气流速率控制。或 者电动机70也可以是伺服电动机，例如DC伺服电动机。可从附连到导管或 附连到电动机70的驱动轴72的编码器、例如光学编码器(未示出)来提供导 管60的角度位置的反馈。还有可能使用在阀出口88或在壳体50的出口55 的气流传感器来产生用于气流的反馈信号。还有可能使用在阀出口88或在壳 体50的出口55的压力传感器。
一实施例用具有总共80步的步进电动机运行，20步用于高速气流而60步 用于低速气流。控制器20用在一方面驱动轴72的角位置或插入循环的定时和 因此导管60、160的角位置与在另一方面它所实现的流率之间的关系来编程。 根据用于空气喷射投纬织机的主控制器20来操作节流阀13a、13b的位置以在 所要求的时间将气流设定成所要求的速率。用于电动机70(例如节流阀13a、 13b的不同电动机70)的控制功能元件22可形成为该机器的总体控制器20 的一个部分。控制功能元件22可接收指示所要求的气流速率的输入、例如从 用于当前织物设计的指令组21的输入，以及输出在特定节流阀13a、13b处引 起至少一个电动机70移动进入一偏转位置的控制信号，所述偏转位置会使该 阀实现所要求的流率。控制功能元件22可交替地与每个电动机70局部连用。 在这种情况下，施加到每个电动机控制器的控制信号会指示所要求的流率。当 然，也可根据纬线探测器6的信号来对电动机70进行控制，换言之，作为在 纬线探测器处相应纬线8a、8b、8c的到达的函数。
考虑一示例性编织操作，使用三种不同的纱线8a、8b和8c(还称为A、B 和C)，每个要求不同的气流速率。使用ABCABC的纱线插入顺序，节流阀 会正常地对每次插入进行操作。对于每分钟1200次插入的编织速率，必须每 秒运行节流阀二十次，即每50毫秒一次。众所周知，在每个编织循环中，插 入时间间隔基本上是一个编织循环可用时间间隔的一半，即，每次插入的时间 间隔和用于抬起插入的纬线防止落线的时间间隔。如果人们选择在两次插入之 间例如在抬起的时间间隔期间移动导管60，就有约20毫秒用来将节流阀准备 就绪用于下一次插入。即使人们选择使用实际上整个插入循环来移动导管60， 也仅会有50毫秒可用来移动导管60。当然，根据所要编织的图案也可使用其 它的纱线插入顺序。对于AABBCC的纱线插入循序，仅需要在每两次插入之 后改变节流阀，因为具有几乎相同的性质的相同纱线是在两次连续编织机器循 环中插入的。
再参见图1，节流阀13a、13b…13x可位于储气柜或储气罐5与一组中继 喷嘴4a、4b…4x之间或储气罐5和主喷嘴2a、2b、2c、2d、2e、2f之间。截 流阀10a至10f、12a至12x、14不是必要的，但却是优选的。图1示出了每 次从相同的节流阀13a、13b…13x馈送的多个中继喷嘴4a、4b…4x。沿着织 机的不同中继喷嘴4a、4b…4x可以不同的气流速率来运行。例如，可将最后 一组中继喷嘴4x可以以比在梭道开始处的那些更高速的气流控制，以保持插 入端部的纬线。根据本发明的节流阀可用于选择需要的任何气流速率。沿着梭 道的气流速率的任何其它功能选择成，例如对一些中继喷嘴是高气流而对其它 一些中继喷嘴是较低气流。节流阀的使用允许对所有中继喷嘴、还可对所有主 喷嘴使用一个主要储气罐5。在图1中，每个节流阀给一组三个中继喷嘴4a、 4b…4x供应空气。根据另一形式，每个中继喷嘴或具有两个、四个或更多中 继喷嘴的喷嘴组可通过同一节流阀供应空气。
根据本发明的节流阀还可用于优化通过每个中继喷嘴的气流，这会引起对 插入使用更少的气流和更少的高压空气。使用根据本发明的节流阀气流降低能 高达30％。节流阀的其它使用可有所不同，例如增加或减少插入期间的气流， 以使例如当纬线经过中继喷嘴时产生较大气流，而纬线更远离中继喷嘴时产生 减小的气流。如从US3,672,406中所知，在插入期间循环地改变气流的其它可 能性。
如果使用节流阀向主要插入喷嘴提供气流，需要在打开相应开关阀11a至 11f之前将节流阀设定到所要求的节流位置。如果使用节流阀向中继喷嘴供应 气流，则较佳地可在打开相应截流阀12a至12x之前将节流阀设置到要求的节 流位置。可通过改变节流位置而同时插入纬线8a、8b、8c来得到更多优点。
可相对于壳体50或相对于压缩流体的流路移动的流动导管60在附图所示 的较佳实施例中是可旋转地安装在壳体50内的。根据未示出的另一形式，导 管60沿纵向轴线61可旋转地安装成导管60的出口的特定部分会与壳体50 的出口55对齐、以调节通过阀的流体流动。在该实施例中，出口65A的孔可 设置成相对于导管60沿纵向，而不是图5所示的沿周界设置。根据另一形式， 导管60可相对于壳体50可旋转且可沿纵向移动，例如使导管60的出口沿着 螺旋线移动，且导管60出口的特定部分会与壳体50的出口55对齐、以调节 通过阀的流体流动。
根据本发明的节流阀也可位于截流阀的下游。
本发明不限于在此描述的实施例，它可在不偏离本发明的范围内进行更改 或改变。能够使用具有相同构造的节流阀或使用例如具有不同构造的节流阀， 更尤其是具有不同构造以向主喷嘴或向中继喷嘴或向延伸喷嘴馈送气流的节 流阀。