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如何挑選先進適用的筒子染色設備
來源:原創 | 作者:xwb | 發布時間: 2010-06-21 | 551 次瀏覽 | 分享到:
筒子染紗設備隨著時代發展和產品變化在不斷更新。如何挑選先進適用的筒子染色設備，兼顧產品發展，本文為此作了剖析以便同行共同探討。

      

如何挑選先進適用的筒子染色設備
作者：吳蘇新　江西華安針織總廠
 [摘要]筒子染紗設備隨著時代發展和產品變化在不斷更新。如何挑選先進適用的筒子染色設備，兼顧產品發展，本文為此作了剖析以便同行共同探討。
0 前言
隨著染整工業的不斷發展，作為染整工業基石的染整設備也在隨著染整千業的發展而不斷創新。筒子紗染色設備是染紗行業的后起之秀。作為專用染整設備，設備項目投資較大，如何挑選先進適用的筒子染色設備，兼顧產品發展也就成為任何—個企業在投資前就必須思考的問題。
1 挑選設備的思路
我廠從1984年開始引進第一臺筒子染色機，為此我們就在對國內外染整設備進行跟蹤調查，感到在投資設備時，除了要考慮適合本企業基本情況，也必須考慮染整工業發展趨勢。歸納起來，應從如下幾個方面做統籌考慮：
1.1 在科學技術迅速發展和消費者生活質量不斷提高的雙重作用下，各種新型纖維不斷涌現。例如環保型纖維，高科技型纖維（如大豆纖維），功能保健型纖維等。因此，目前應該特別關注這些新型纖維的染整加工工藝與設備性能的互動性。
1.2 綠色環保加工以紡織纖維及產品生產過程的無毒無污染加工為主要特征，包括生產（種植）過程的無污染，水資源的無污染或最大限度地限制污水排放。因此，應該注意選擇染整設備與后續環保設備配套的聯動性。
1.3 目前，國際先進的染色設備在節能方面，主要向氣能型、布液分流型、清污分流型等方向發展，以節電節水減少污水處理費用為主要目的。因此，在選擇染整設備過程中，要考慮它的節能性。
1.4 納米技術的出現，使服裝布料具有不怕雨淋和油漬，并具有防菌除臭功能。多功能染整處理已向物理性（如抗靜電等）、化學性（如消臭等）、生物性（抗菌和芳香等）三大領域不斷擴展延伸，而這些多功能性，大部分是通過染整加工后而取得。這樣，在選擇染整設備時，要考慮多品種的適用性。
1.5 電腦技術的不斷發展和普及，使利用計算機網絡對染色機群進行中央控制，染整的顏色色差質量控制，染料和助劑的自動計量控制等成為現實。染整工藝參數通過電腦分析、確認、顯示，自動化操作等方面都已走向成熟。因此，在選擇染整設備時還要考慮筒子染色設備自動化功能性。
2 分析與挑選
筒子染色機和烘干機以其高效短流程，低能牦排污少等特點，廣泛用于色織、針織、毛紡行業。由于市場競爭日益激烈以及能源和環保問題日益突出，同時染紗廠藝水平也在不斷提高，對筒子染紗設備的挑選引進，也有了更高的要求。筒子染紗和烘干設備的挑選，可從下面幾個主要方面來分析入手。
2.1 主泵
主泵是筒子染紗機的心臟。染紗質量主要指標是筒子紗的勻染性。它的好壞很大程度取決于主循環泵的流量流速選擇，即循環管路系統，特別是管徑及限流裝置。對于該項參數的選取，以往的筒子染色機僅僅是根據纖維品種，憑借經驗來滿足最低流量要求，即以不出現筒子紗內外色差為主原則。
由于紗線品種的多樣性，不同紗種所需的流量流速有很大差異。因此固定不變的流量流速，帶來了一些弊端。例如，染純棉紗的流量流速相對染棉混紡紗的流量流速要大一些，滿足滌棉混紡紗的流量流速，容易使純棉紗出現內外色差；而滿足純棉紗的流量流速，亦容易讓滌棉混紡紗發乍變形或脫筒現象。
流量與流速的選取除了與紗線品種有關以外，還與紗線最終是用于針織還是梭織有關，即所謂的紗線捻度有關，另外還與各種纖維的不同卷繞密度有關。這樣若流量和流速大小選擇不當，不對染色質量有影響，而且還會造成一定的能源浪費。故必須對流量流速進行控制，保證在任何條件下，即在交換紗線品種、增減筒子裝紗量的情況下，都能給予一個合理的流量流速，實現整缸紗的染色均勻。
目前，較先進的筒子染色機，主泵均采用交流變頻調速，通過內外壓差檢測，反饋信號調節主泵轉速，以達到染液循環流量流速的自動控制。
2.2 熱交換方式與升溫速率
目前筒子染色機基本上都采用間接式蒸汽加熱和冷卻水冷卻。從結構形式來看，有內置式（盤管式）和外置式（列管式）。由傳熱學原理可知，列管式換熱器由于介質相對運動，換熱效率較高，而盤管式相對較低。由于列管式換熱器設置在主循環管路中，能夠較好地保證染液在整個循環系統中溫度的均勻性，從而對升溫或保溫過程中染料的上染率及色牢度都起到較好的作用。因此，目前較先進的筒子染色機和烘干機基本采用外置列管式換熱器。
筒子烘干機的挑選，冷卻水回用是當前必不可缺的一個環節。同時還必須擁有優質大功率高速風機和耐高壓力高溫性能的管路配件系統。
均速升溫是保證紗線均染性的重要條件，熱交換裝置的快速交換可使溫度迅速傳感到機箱電腦，按工藝人員設計的升溫曲線進行升溫。升溫速率的比例控制是非常重要的，因為在染色過程中，上染速率和得色程度都與升溫速度的快慢有關。
傳統的升溫速率控制，是通過截止閥啟閉的頻率來實現的。這樣的升溫曲線實際是階梯形的，很難控制升溫速率。若采用比例控制，則可以使得升溫速率曲線變得連續圓滑，減少溫度波動，并能將升溫速率波動控制在很低的范圍內。這對一些隨溫度波動較敏感的紗線纖維來說，會起到很好的勻染作用。
另外，為了滿足高溫排液，快速進水，大口徑進排液閥門必不可少。高溫排液，對聚酯纖維紗線來說，主要是為了減少高溫過程所產生的低聚物，增強耐磨牢度。除此之外，還可以快速降溫，節省冷卻水?？焖龠M水主要是通過主循環泵抽吸縮短進水時間。應該說，這兩個動能對提高生產效率，減少能耗可以起到關鍵性作用。
2.3 內外循環轉換裝置
染液在筒子紗內外循環流動是保證筒子紗染色均勻不可缺少的一環。循環染液換向方式有兩種：一種采用軸流式主循環泵，通過主泵的正反轉來實現染液內外循環；另一種采用離心泵或混流泵，它是通過換向裝置來實現染液的內外循環。
采用軸流式主循環泵換向，其結構簡單，管路占用空間小，對降低浴比較為理想。而且染液換向時，沖擊較小。但這種結構，由于染液換向是通過電機正反轉來實現的，且轉換的頻率較高，故對能耗和電機壽命有較大的影響。另外，由于紗線品種的不斷變化，軸流泵的揚程也難滿足要求，所以，目前大部分筒子染色機均采用離心泵或混流泵加換向裝置。
換向裝置的形式較多，較典型的幾種有：鵝頸管式、直角彎頭式和閥板式。鵝頸管式（也稱“X”型）換向裝置，具有較好的流線流道，故阻力較小，但占用空間較大，制造成本高。這種結構主要適于雙吸口離心泵的換向。
直角彎頭式換向裝置，目前大多數已將直角向圓弧過渡，其流道局部阻力較小，制造成本低，轉軸也由過去垂直放置改為水平放置。
閥板式換向裝置，是所有換向裝置中最簡單的一種。其特點是：染液換向平穩，沒有沖擊，水流特性好，它可以在主缸載紗后，使筒子紗內外層同時進水（尤其快速進水），保證紗線內外吸水均勻，也不容易將紗線沖亂。
新型筒子染色機的換向裝置，主要是以直角彎頭式和閥板式居多，其適用性能和可靠性安全性都很好。
換向裝置的作用是對內外循環時間的控制。不同的纖維品種，不同的紗線形態以及不同卷繞密度，所控制的時間都不同，必須通過工藝試驗后，將成功的參數輸入計算機中，由計算機和PLC控制系統去自動完成。
2.4 加料計量系統
加料計量系統對染色的質量有很大的影響，傳統單一線性加料，已不能完全滿足新型的染色工藝。例如，對染淺色的紗線來說，采用線性加料是無法控制上染速率的，必須采用非線性計量加料來保證充分的上染率。非線性計量可根據不同染料的深淺程度，在不同的溫度區域內，比較精確地給定染料或助劑，讓被染物獲得最佳的上染效果和色牢度。這一點在活性染料的染色工藝中尤顯重要。
2.5 等液量輔缸與加鹽裝置
等液量輔缸的作用有三個：
（1）與主缸同步備制液量；縮短升溫或冷卻時間，提高工作效率。
（2）與在染色過程中同步取樣，以保證取樣的真實可靠。
（3）對某些染液進行再利用。例如靛藍染料、直接染料等。
這三個作用對新型染色工藝來說是不可或缺的，因此必須具備等液量輔缸。
用活性染料的染色時，需要使用大量的鹽，控制染液中鹽的濃度，可以改變染料的上染速度和上染率。對不同深淺的紗線染色，必須采用不同的加鹽量和速度。因此，對加鹽的方式方法應該格外重視。
傳統的加鹽方式是：由主缸向加料桶或輔缸放入大量染液化鹽，然后再回入主缸。這種方式的缺點是，主缸必須儲備較多的染液量，保證化鹽所需液量抽出后，仍不至于使缸中最頂層紗露出液面，所以實際上加大了不必要的浴比。若采有用溢流式加鹽裝置，則可以使得化鹽和注鹽同步進行，且不需太多的回流液，保證主缸有盡可能小的浴比。同時，在注鹽的過程中還町以不斷地改變鹽液的濃度。

2.6 載紗裝置
載紗裝置非常重要，或許說它是染色機染色成敗的重要標志。按筆者多年工作經驗，載紗裝置必須讓每一個筒子紗都處在相互靜止獨立的狀態，互不打攏，染液內外流經每個筒子紗的內外層路線、壓力、速度均處在相同的狀態下，才能使每一缸紗染色均勻。如果靠壓力把一根柱上的幾個筒子紗壓縮放置必定會出現筒子紗上下端面液流速過快，而筒子紗內部染液流速過漫，從而出現筒子紗上下端面顏色加深的不均染現象。
2.7 壓力脫水，壓力回水裝置
壓力脫水裝置，可以提高漂、洗效果，節約用水；另一方面可以提高烘干效率，降低能耗。壓力回水裝置，主要是用于主缸染液回到輔缸（染液回用）。它不需再增設輔泵，而且回水時間非常短。這兩個裝置的功能，實際上也是提高效率降低能耗的有效手段。
2.8 染色與烘干的自動化控制
要保證染色工藝的順利實現，就必須認真考慮染色過程的邏輯關系，及過程與過程之間的合理連接。利用計算機，PLC以及各種檢測元件，將上述的各項功能有機聯系在一起，對整個染色過程全面控制。隨著計算機功能的日益增強，染色工藝的批次記憶、工藝處方的存儲的檢索、三級密碼的設置以及故障的顯示已成為現實。
因此，提高染色機和烘干機自動化控制程度，已不是單純減輕勞動強度，而是為了消除各種人為因素的影響，提高生產效率保證染色質量，更為合理地利用能源，減少污染的有效措施。
2.9 設備容紗量的搭配
染紗機染紗容量的搭配，需結合本企業實際合理配置。在市場經濟較為活躍時，小批量不可勿視，一般需樣機一臺，90～100KG染紗機兩臺，烘干機1～2臺，200～1000KG容量染機，這些都是視單位生產設計要求而定。
3 結束語
隨著染整工業的不斷發展，新工藝的不斷出現，對染色設備的設計制造有了更高的要求，受控染色，同步染色、快速染色、微波染色、臥式筒子染紗、高頻烘干等都對新型染色設備提出了較高要求。作為設備用戶而言，在染紗設備的引進挑選問題上必須有超前意識。
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