超低浴比高温脉流染纱机及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种超低浴比高温脉流染纱机及其控制方法，染纱机包括染缸、纱架、热交换盘管、自适应水位监测装置、变频电机、超低浴比三级叶轮泵和染色电脑。方法是染色电脑中的时间脉冲发生器按照设定的工艺过程发出脉流数据到变频电机控制器来控制变频电机的转速，变频电机驱动超低浴比三级叶轮泵输出脉流式波动的染液流；输出的染液流根据染色电脑中的理想参考模型进行自适应调整；自适应水位监测装置给出水位参考辨识信息，根据这一信息水位调节器和变频电机控制器分别对水位和变频电机进行调节，使其达到设定工艺过程所要求的水位和脉流。本发明专利技术中脉流染色工艺符合生态环保的经济染色四要素——水、能源、助剂、时间的最少消耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及染纱机装置及工艺控制领域，特别涉及一种超低浴比高温脉流染纱机 及其控制方法。
技术介绍
筒子纱染色是当今纱线染色行业中应用最为广泛的一种方法。但是，常规筒子纱 染色机的浴比较大，染色周期(尤其是棉纱线染色周期)较长，其用于升温、冷却、漂白和水 洗的时间就占整个染色周期的一半以上，并消耗大部分的水及电能。此外，传统筒子纱染色 机卸载筒子纱的方法费时耗力。因此，应大力发展短流程环保型染纱技术。目前国内染整设备存在如下问题(1)染整设备效率低、工艺时间长，传统溢流染 色机每染一缸布所需时间约为8-10个小时，染色周期长，耗时比国外制造的染整设备长 3 4个小时。(2)污染大，每缸染色需要染料助剂量多。(3)耗水量大，传统溢流染色机每 公斤织物的耗水量大，比国外制造的染整设备浪费水大约为47%。(4)耗电量大，传统溢流 染色机每千公斤织物的耗电量约380度电，比国外产染整设备浪费约47%。衡量棉纱线染色工艺技术的关键标准，是通过精确合理的染色工艺、化工料的用 量以确定染色浴比。染色浴比是衡量染色单位成本一个非常重要的指标。方法就是通过降 低用水量来降低浴比。目前对染色水位的最低要求为浸泡纱线水位高低来衡量水浴比。由于传统筒子纱染色机的缺点是浴比大、耗电大、用染化料助剂多、工艺时间长。 一公斤纱锭需要大于8公斤水，实际使用时，纱锭在湿透水的饱和状态下，染色水浸泡半个 纱架，极大地浪费了资源。传统筒子纱染色机的浴比通常为1 5，某些经过改进的筒子纱 染色机的浴比可以降低到1 4，简称为低浴比筒子纱染色机，而浴比低于1 3的超低浴 比筒子纱染色机一直是各生产企业研究的方向，至今还没能实现。传统染色水位只能降低覆盖纱线20% -40%的高程度，染色周期长而且浪费水、 电染助剂，造成环境污染。在纱线暴露在液面之上的情况下，为了保证筒子染透、染勻，必须 保证轴笼、设备的密封性、内外压差充分足够。在低水位生产条件下，如何保证染液与纱线 均勻、充分的结合，单位时间通过纱线的流量，整个染液长时间循环确保染液的充分利用从 而确保上染率，克服低水位可能带来的对设备、质量、工艺参数的影响等等都需要投入巨大 的时间与精力去做研发与论证工作。因此，本专利提供一种在超低浴比情况下实现脉流染纱的染纱机及其控制方法。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种超低浴比高温脉流 染纱机及其控制方法，采用本装置和方法在整个染色过程中，水仅仅是作为染料的溶剂和 纱锭浸湿的溶剂，所需的浴比非常低，达到了超低浴比的状态，从而使染纱加热所需的热水 量、染色化工染料的消耗量以及排污量降低，高效的脉流染色缩短了染色的工艺时间，亦降 低了电耗。此方法符合生态环保的经济染色四要素——7K、能源、助剂、时间的最少消耗。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现超低浴比高温脉流染纱机，包括染缸、纱 架、热交换盘管、自适应水位监测装置、变频电机、超低浴比三级叶轮泵和染色电脑，所述自 适应水位监测装置和热交换盘管均设置于染缸的底部，染缸通过喇叭管与超低浴比三级叶 轮泵的入口相连，变频电机与超低浴比三级叶轮泵相连；所述超低浴比三级叶轮泵、变频电 机、热交换盘管、自适应水位监测装置均通过控制器与染色电脑相连；所述超低浴比三级叶 轮泵沿染液流向依次包括轴流级、离心级、固定导流叶轮级；所述纱架固定在染缸内，纱架 上的纱杆中空，纱杆底部与染缸内的染液输出通道相通，纱架底部是纱架盘，纱架盘上有孔 与染缸内的染液输入通道相通，在整个染纱过程中，染缸内的染液始终不超过纱架盘，浴比 小于1 3。所述超低浴比高温染纱机还包括比例式微量控制升降温系统，该系统一端与设置 于染缸内的温度探针相连，另一端与染色电脑相连。采用该系统可以保证在染纱机工作过 程中染缸内的温度恒定在染色工艺曲线所要求的值，且可在需升降温时迅速达到指定温度。所述超低浴比高温染纱机还包括一个热水预备缸，该热水预备缸设置于染缸入水 口处。采用该热水预备缸，可提前准备下一步骤所需的热水量，节省工艺时间，弥补工厂水 压及蒸汽压力的波动对染色过程的影响。所述超低浴比高温染纱机还包括渐进加料系统，该系统包括加料桶和设置于加料 缸入口处的控制器，该控制器与染色电脑连接。工作人员可根据设定的工艺曲线，在染色电 脑上对染料的进量进行控制，实现渐进加料，防止瞬间加料过多引起染缸内染液的震荡。所述超低浴比高温染纱机还包括高温排放混流装置，该装置设置于染缸底部，其 包括若干个排放阀，该排放阀与染色电脑相连用于间歇式排放污水。所述纱架包括用于叠套纱卷的纱杆和纱架盘，所述纱杆固定在纱架盘上，纱杆内 部设置有连通纱架盘的、用于染液流通的纱杆孔，纱锭套在纱杆上。纱杆上的纱锭经染液喷 射产生渗透，纱锭内出水口分布比常规染纱机孔数少而且梳细。一种超低浴比高温脉流染纱机控制方法，染色电脑中的时间脉冲发生器按照设定 的工艺过程发出脉流数据到变频电机对应的变频电机控制器，由变频电机控制器控制变频 电机的转速，变频电机驱动超低浴比三级叶轮泵输出脉流式波动的染液流；输出的染液流 根据染色电脑中的理想参考模型进行自适应调整；自适应水位监测装置给出水位参考辨识 信息，根据这一信息水位调节器和变频电机控制器分别对水位和变频电机进行调节，使其 达到设定工艺过程所要求的水位和脉流。所述设定的工艺过程包括煮漂、染色、水洗，每个阶段的时间、温度、脉流根据纱锭 的紧密度、材质、厚度设定；在设定的工艺过程中，污水从设在缸底的排放阀排放，染色电脑 控制排放阀间歇打开，进行间歇溢流水洗，以去除漂浮在上层的污物(如泡沫等)。所述煮漂阶段是在105-110°C的条件下进行，废水采用高温直接排放。在高温高压 条件下能加速分解棉纱线上的杂质和浆料，提高漂白速率。采用高温直接排放能省去冷却 降温过程。相较于常规机器浴比较大(1 7-1 10)，加热所需的蒸汽量较大，升温时间 长。漂白后，还需花较长时间冷却降温，才能达到安全排放要求，既费水又耗时。所述染色过程电机转速需要在300-500rpm/min之间。在保证循环系统有效染液 循环率90%以上时，筒子染色机的比流量可以选择在35L/kg · min以上。由于按此比流量权利要求1.超低浴比高温脉流染纱机，其特征在于，包括染缸、纱架、热交换盘管、自适应水位监 测装置、变频电机、超低浴比三级叶轮泵和染色电脑，所述自适应水位监测装置和热交换盘 管均设置于染缸的底部，染缸通过喇叭管与超低浴比三级叶轮泵的入口相连，变频电机与 超低浴比三级叶轮泵相连；所述超低浴比三级叶轮泵、变频电机、热交换盘管、自适应水位 监测装置均通过控制器与染色电脑相连；所述超低浴比三级叶轮泵沿染液流向依次包括轴 流级、离心级、固定导流叶轮级；所述纱架固定在染缸内，纱架上的纱杆中空，纱杆底部与染 缸内的染液输出通道相通，纱架底部是纱架盘，纱架盘上有孔与染缸内的染液输入通道相 通，在整个染纱过程中，染缸内的染液始终不超过纱架盘，浴比小于1 3。2.根据权利要求1所述的超低浴比高温脉流染纱机，其特征在于，所述超低浴比高温 染纱机还包括比例式微量控制升降温系统，该系统一端与设置于染缸内的温度探针相连， 另一端与染色电脑相连；所述超低浴比高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．超低浴比高温脉流染纱机，其特征在于，包括染缸、纱架、热交换盘管、自适应水位监测装置、变频电机、超低浴比三级叶轮泵和染色电脑，所述自适应水位监测装置和热交换盘管均设置于染缸的底部，染缸通过喇叭管与超低浴比三级叶轮泵的入口相连，变频电机与超低浴比三级叶轮泵相连；所述超低浴比三级叶轮泵、变频电机、热交换盘管、自适应水位监测装置均通过控制器与染色电脑相连；所述超低浴比三级叶轮泵沿染液流向依次包括轴流级、离心级、固定导流叶轮级；所述纱架固定在染缸内，纱架上的纱杆中空，纱杆底部与染缸内的染液输出通道相通，纱架底部是纱架盘，纱架盘上有孔与染缸内的染液输入通道相通，在整个染纱过程中，染缸内的染液始终不超过纱架盘，浴比小于１∶３。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黎嘉球，钟汉如，罗湘春，
申请(专利权)人：广州番禺高勋染整设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：81