CN1020932C - 一种纤维加工设备 - Google Patents

Abstract

在一个纤维加工设备中有一个段不连续运转(停止/运行)，而一个在其下游的段则是连续地或基本连续地运转。不连续运转段的运转/不运转时间比根据下游段的产量来控制或调整。

Description

本发明涉及一种纤维加工设备，具体涉及调整纤维加工设备的加工段的装置。此设备例如是生产短纤维纱的纺纱厂的一部分，但本发明的应用不限于此。

用往复式拆包机组自动拆包在短纤维纺纱行业中已被广泛采用，已经提出过各种控制这种方法的建议，具体地说是一个有关最佳化的建议（欧洲专利说明书93235，即美国专利4，566，152）。

这些说明书提出一种方法，其中折包机组按停止/运行操作方式运转并且机组的拆包深度或运行速度是可控的以尽可能连续地保持住一个最佳的运转/不运转时间比。拆包运作的运行与停止是通过下一段取得的控制信号来实现的。

拆包运作的控制信号从在开清棉生产线（blow    room    line，Putzereilinie）（例如从梳理机）末端的一个加工段取得，已是公知的技术（DE-OS    35    13    295）。在这情况下，这控制信号用于控制拆包机组的运行速度。只要有一个不连续的（停止/运行）运转方式存在，运转/不运转时间比就应“最佳化”（该专利第三栏第21至38行）。

为了避免“开清棉机停车时间”（DE-PS    31    51    697第三栏第2至3行）或为了让“开清棉机基本上连续”运行（该专利第三栏第10至11行），从折包到第一开清棉段的材料输送通过一个从梳理机取得的控制信号来确定（DE-PS    31    51    697），这也是公知技术。

但是，开清棉生产线连续运行，生产线上各种机器的控制信号就要 从梳理机取得（Melliand纺织报道，1987年第二期，第77至83页，重点见第81页，参看DE-OS    32    37    864与US    4535511＝DE-OS    32    44    619），这也是公知技术。

最后，用在生产中的梳理机的数目来控制梳理机本身的纤维供应也是公知技术（见DE-OS    34    42    942）。此原理的另一种应用形式见于发明人的瑞士专利申请3109/87内。

如上段所述的尚未公开的专利申请所提到的，纤维加工过程的变化总的是不希望有的，因为这可能导致最终产品（纱）的质量起变化。至少，在列出的先有技术中没有包含保持纤维加工恒定的控制构思;在一些特定情况下（如EU    93235）控制构思是基于纤维加工过程的变化的。

本发明的目的在于提供一种大大减少纤维加工的变化，并且在任何情况下都使纤维加工变化控制在狭窄范围内的纤维加工设备。

本发明提供一种纤维加工设备，包含多个纤维加工段，待加工纤维从一段到一段连串地传送，至少有一个段按停止/运行方式运转，而一个在其后面的段则连续供应一种预定制品（如梳条）。这个“段”是按工艺而不是按机器来划分的。因此一个“段”可以含有多个单个的机器。例如一个梳理段可以包括6个至20个单个机器。一个段输出的制品因此包含所有当时在这段中运转着的机器的产量。

本发明还包括确定一个按停止/运行方式运行的所述上游段里的运转/不运转时间比的额定值。还设置有监控装置以监控该段的实际运转/不运转时间比并跟额完值比较。如实际比率跟额定比率有偏差，在保持恒定工作时间的正常运转中的该段的产量将会提高或降低来将所述实际比率调向额定比率。

至此为止本发明的特点跟欧洲专利93235的实施例是一样的。

但是本发明的特征在于这额定值不是定死的（如EU-PS    93235里所建议的那样），而是作为下游段（在正常运转中是连续生产的）产量的一 个函数而起变化。

本设备可以这样来设计使最后段的一个产量变化立即导致每一个上游的不连续工作的段的额定工作时间/停车时间比的相应变化，而每一个上游段的“相应变化”可单个分开确定。

上述的功能可以这样来确定使额定比率在下游段满负荷生产时取一个理论最佳值（例如90：10-见EU-PS    93235）。这额定比率随着下游段产量的下降而成线性地减小。一个特定设备的最佳调整功能可以凭经验确定，然后向装置输入，当对多段进行调整时，调整功能可能各段都不同。

对实际运转/不运转时间比的监控可按EU-PS    93235描述的原理来实现，在拆包段作为上游段的情况下，产量变化也可按此欧洲专利说明书来实现，即通过改变拆包机组的拆包深度或运行速度。本发明因此可以毫无困难地用于现有设备中，其中设置有反馈回路以将上游段的运转/不运转时间比按下游段的预定状态（例如一个储料器的存料水平）来调整。

这设备最好通过一个计算机来控制，监控下游段的产量和相应确定上游段的额定比率。上游各段间的调整回路也可通过计算机实现。

本发明将结合仅作为示例的实施例来详细说明，附图中，

图1是瑞士专利申请3109/87的图4的复制图;

图2是图1的布局按本发明改造的修改示意图;

图3是短纤维纺纱厂的纤维加工设备的示意侧视图;

图4是同一设备带上各段与主计算机间的连接的示意平面图;

图5A是一个线路图;

图5B是一个用来说明图4的设备的调整关系的时间示意图。

描述首先集中在图1实线所示的设备上。这设备含有一个馈料机S、一个风机V、馈料槽K、两个各带一个给料槽（未示出）的梳理机 C1与C2、一个微处理机控制装置μP和一个馈料机S的可控驱动装置A。一个测量静压力的测量装置M设置在风机V与第一梳理机C1之间的馈料槽K上，它送一个输出信号到微处理机μP。每个梳理机C1、C2送一个信号到微处理机μP以表明当时该梳理机是否在工作。微处理机μP送出一个控制信号到馈料机S的驱动装置A。

风机驱动装置（未示出）不受控制装置μP控制，以恒速n运转。

控制装置须跟其他单元配合工作，使每个在生产中的梳理机给料槽在一定容差范围内保持满载。

如瑞士专利申请3109/87所公开的，在槽K内测量装置M处的静压力可表明馈料情况。如果测出的静压力超出微处理机μP确定的范围，如压力下降，馈料装置就开动;如压力上升，馈料装置就关闭。馈料装置的工作状态是停止/通行。

控制装置μP只管开关馈料驱动装置A，在本示例中不控制驱动装置的转速，即不控制馈料机的瞬时产量。瞬时产量按正常运转预定并保持恒定，因而使纤维加工质量恒定。设定的产量必须满足相连梳理机的最大可能需求量。通常产量要设定一定的富裕量，使馈料机在停止/运行的运转中，在全部梳理机按最高速度生产时保持一个高的工作时间对停车时间的效益比，例如90%工作时间对10%停车时间。

如图1中的虚线所示，上述的控制方法不限于只有两台梳理机的简单设备。瑞士专利申请3109/87也提及，如生产线是不能调整的，馈料机S的瞬时产量可以是固定的或是在设备安装时预先设定。但是如果跟一台馈料机配套的梳理机的数目是可以改变的，例如通过一个分离装置T（图1）的控制，预先设定馈料机S的产量便没有意义。如瑞士申请所提出的，产量应与配备给馈料机的梳理机的数目相适应，使每一套给出的配置取得最佳的运转/不运转时间比。

当然有不同的可能的途径令馈料机的瞬时产量适应配套的梳理机数 目。产量可以例如在馈料机自身上作手动调节，在此情况下控制装置μP只用开/关功能。如果供给所需的信息，控制装置μP也可以执行必需的调节任务。如果例如生产线上含有一个如图1上虚线所示的分离装置T，这分离装置也可以通过一条信号线跟控制装置μP连接，向控制装置报告生产线的瞬时“有效组成”。在示例中分离装置T堵住梳理机C2与一个第三梳理机C3之间的馈料槽K。如使分离装置T不工作，也可以从馈料机通过馈料槽K向梳理机C3供应散绒。

在一个这样的布局里，馈料机的平均产量必须对应于跟馈料机配套的梳理机的总产量。馈料机的平均产量跟设定的瞬时产量与工作时间/停车时间比有关（一种函数关系）。

虽然梳理机都“连续”运转，但梳理间的总产量仍然有波动，例如，可能有一台由于一些原因暂时停车。

因为图1的馈料机的瞬时产量按正常工作状态来设定（配套不变），必须调整运转/不运转时间比来补偿梳理机总产量的波动。正常情况下这是一个并非总是不受干扰的无控制程序。本发明提供一种控制这种过程的装置。

本发明提出应对馈料机S的运转/不运转时间比进行监控，如在欧洲专利说明书93235的关于拆包操作的案中已提出的那样。因为处理机μP开停驱动装置A，处理机可以毫无问题地确定馈料机在一个设定的时间间隔内的运转时间（或不运转时间），这相当于确定运转/不运转时间比（或者，需要时这比率可以计算出来）。这个实际比率跟着跟一个额定比率比较，确定有无偏差。馈料机的瞬时产量跟着就进行调整（例如通过改变馈料辊在运转时的转速）以抵销该偏差。但是这额定比率不是定死的（如欧洲专利申请93235），而是通过处理机根据在生产的梳理机的数量计算出来的。在下面将结合图3至5来描述一种这样的鉴定的可行性。首先结合图2对原理简要地归纳一下。

在图2中，方框Z表示生产线的最后段（梳理间），它由上游段X供应，形成一条材料流（从X到Z）。这材料流根据消耗量通过反馈R开动或停止。

段X的运转/不运转时间比通过鉴定并作为信号通过导线L送到一个比较装置VM。一个测定的消耗量在段Z转化成一个代表额定比率的信号通过导线1送到比较装置VM。

任何可能的偏差都会被装置VM检测出来并作为信号e送出。段X对该信号e进行分析，并对这段的瞬时产量作出改变。然而需作的改变是很小的（细调），因为段Z此时通过反馈R运送相应少量的材料-本发明简化了段X按段Z的状态进行的调整。因此调整可相当迅速地进行，因为这个系统不再依靠“追踪”一个无控制的运转/不运转时间比。但是它也不限死于“硬性”的（“最佳的”）比率（如欧洲专利PS    93235所提的），这意味着纤维加工有较大变动（连带着相应的最终产品的质量有波动）。

但是本发明还可用以控制上游的其他段，这将结合其他附图进行说明。

图3示意地示出的设备包括6个段Ⅰ至Ⅵ。这设备相应于短纤维纺纱厂目前的常规纤维加工线，从拆包（段Ⅰ）到梳理间（段Ⅵ）。这材料（纤维或散绒）在各段之间用气传送，如图中的示意管线（双箭头）所示。

一个图3的生产线通过结合申请人的公司的相当的机器作为例子来详细说明，但本发明绝不限于使用这些特定的机器。段Ⅰ可以包含单台“Unifloc”（注册商标）型的机器而段Ⅱ包含一台单辊清洁机型的清洁机。段Ⅲ可包括单台“Unimix”（注册商标）型的混合机而段Ⅳ则包括一台“标准清洁机”（ERM）型的末道开松机。

段Ⅴ包括一台ERM机器，带有一台未示出的输送风机以构成一个散 绒馈料装置。这装置用来馈送散绒到构成段Ⅵ的多个梳理机K，在此处每个梳理机各自配置一个给料槽，这些给料槽连接到一个共同的、从段Ⅴ的输送风机伸展出来的馈料槽。

正常运转时，每个梳理机K在连续运转并输出一连续梳条（未示出）。这些梳理机的接收器通过导线10（图4）连到一个主计算机LR上，报告各梳理机当时是否正在运转。图4上只示出三个梳理机，但是整套设备当然可以含有数目大得多的这类机器，主计算机LR监控着每个梳理机的工作状态。

一个压力传感器14对馈料槽的静压起反应并通过导线12送一个相应的信号到计算机LR。如前所述，计算机送一个相应信号到散绒馈料装置FS以通断散绒馈料。馈料装置因此通过导线16跟计算机LR连通。

散绒馈料装置也有一个给料槽从段Ⅳ的ERM机器接受材料。一个装在料槽中的密度监控器（未示出）通过导线18跟计算机相连，因此计算机可以通过导线20通断ERM机的输出。ERM机上的一个类似的密度监控器（未示出）通过导线22给出一个信号给计算机来通过导线24控制混合机UM的输出。

混合机UM的储料运料箱也设有一个密度监控器（未示出），它通过导级26送出一个信号到计算机LR。相应地计算机通过导线28送信号到拆包机组的驱动电动机（未示出）以开动或停止拆包。

从这些描述可以清楚地看到，段Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ是不连续运转的（停止/运行方式）并且每个上游段通过一个反馈线路跟下游段连接。如图5A示意地示出，控制线路包含料流MF本身、下游的密度监控器NU、跟主计算机LR的信号连接、驱动电动机AM、上游阶段和计算机与驱动电动机之间的信号连接。这些控制线路在本行业中是很熟悉的。

按照本发明，至少有一个上游段、最好是段Ⅰ的运转/不运转时间比由主计算机LR监控并跟一个额定值进行比较。为此从驱动电动机AM送 一个信号（图5A）通过导线30到计算机，在那里跟一个从时标发生器TG来的时标信号进行“与”运算（图中以“与”门表示），所产生的信号送到一个计数器Z。计数器还从时标发生器TG接受时标信号并用这时标信号来构成等长的预定时间周期T（图5B）。在每一个时间周期T中，计数器Z将驱动电动机运行的各时间间隔t相加，或将其间的较短的间歇时间相加。计数器Z根据这些数值计算出一个上游相应段的实际运转/不运转时间比的平均值。

将代表实际比率的计数器Z的输出信号送到一个比较器G去跟一个代表额定值的信号进行比较。如有偏差，代表偏差的信号将在计算器内被转化为一个相应的控制信号以相应地改变上游机器的实际产量。假如计算机LR以这样的方式控制段Ⅰ（拆包机）的产量，所需的产量变化可以通过调整拆包深度及调整机组运行速度两个调整方法中任一个或同时两个来实现。相应的信号可以通过导线28（运行速度）传送到整个机组的驱动电动机与/或通过导线328传送到机组的拆包机构（见欧洲专利PS    93235与美国专利PS    4，660，257）的高度调整装置（未示出）。

向装置G传送的代表额定值的信号必须由主计算机LR根据从导线10接收的信号产生。在最佳的布局中，额定值根据瞬时运转的梳理机的数目来分段地选定，在此，重要的不在于绝对数目，而仅在于在运转的梳理机台数跟最高台数的比例。例如，当所有梳理机在运转，拆包机的运转/不运转时间比的额定值可设定为90∶10。如只有三分之二的梳理机在运转，拆包机的额定比率可降低成60∶40-一个对运转梳理机的减小了的数目的比率的线性调整。

每个中间段也可以单独地由主计算机LR监控。在中间段内，如果要实现停止/运行比率的调整，一般只有一个调整设施，即改变散绒或纤维供料机组的馈料辊的转速。

图5B示意地示出可能的改变。在正常工作状态下，在段Ⅵ为最高产 量时（全部梳理机在运转），拆包机在周期T内运转5个间隔t，在图中用实线表示（这样的规则运行当然在实际上是极不可能的，只作为原理说明）。如果一个或多个梳理机中断生产，在给定的时间周期T中每一个间隔的持续时间必须缩短到（△），如图中虚线垂直线所示。

如上游段的有效产量（在时间周期T内的平均值）不足以将下游段的给料水平保持在预定范围内，就必须提高上游段的最高产量（在每一个时间间隔内是恒定的）以适应新设定的运转时间对/不运转时间的额定比率。一个这样的提高以i表示在图5B上第一与第二时间周期之间，在第二时间周期内每一个间隔的持续时间△等于第一时间周期的缩短间隔△（虚线所示）的持续时间。

从图3可清楚地看出，第一连续运转段（在示例中为梳理间）确定至少一个、最好是全部上游不连续运转段的运转/不运转时间比的额定值。但并不是全部上游段必须如此。虽然段Ⅰ与Ⅲ都是不连续运转，但是单辊清洁机（图3中段Ⅱ）连续运转。在此情况下，段Ⅱ在“调整链”中不起作用，调整链简单地通过储料送料箱-计算机-拆包机的连接跳过段Ⅱ。

本发明不限于使用梳理机的产量信号去控制上游的机器。但是合适的产量信号应当是连续地可以得到的，并且是能代表生产线上实际产量的一个可靠的量度。最好选择能满足这些条件的生产线上的第一个段作为控制上游机器的确定段。在短纤维纺纱厂中，所述条件一般只能在梳理间满足。

一般各个单独的梳理机的设定产量是相同的。因此通过向计算机报告各梳理机是否在运转便可确定梳理间的瞬时产量。如各单个梳理机的产量值要分别设定，便必须不但向计算机报告特定梳理机是否运转，而且也要报告为该梳理机当时设定的产量。

图5A所示的监控实际运转/不运转时间比的线路不是根本不能变 的。其它的建议已在欧洲专利PS    93235中提出。最佳监控时间周期（T）可通过经验确定然后编入程序。

本文中“设备”一词包括通过合适的纤维输送装置与/或调整装置在加工线中相互连接的多个加工段。要加工的纤维按预定顺序通过各段。纤维输送装置最好是气动的，但不是绝对的。在任何过程下输送过程都是自动化，即不用操作人员参与。并且通常是连续运行的，即不是间歇式的。

根据已描述过的建议，“细调”通过改变产量来实现，一般来说意味着质量的变动。在发明人新提交的瑞士专利申请3911/87（名称为“产量控制”）中提出了一种方法，其中加工段亦即加工机器的总产量是可变的，但特定产量（加工宽度的每单位长度的产量）可以保持恒定，这意味着质量恒定。这个在此新专利申请中提出的方法可以有利地跟本发明结合。

Claims (5)

1、一种纤维加工设备，它包含有至少一个以停止/运行工作方式不连续运转的纤维供应段(X，UF，UM、ERM、FS)和至少一个纤维加工段(Z、K)，此纤维加工段通过自动馈料装置连接到纤维供应段以按预定顺序馈送待加工的纤维，其特征在于设置有一套监控所述不连续运转段(UF、FS)的实际运转/不运转时间比对标称运转/不运转时间比的控制装置(图5A所示)，和一个产生一个代表所述纤维馈送段(UF、FS)下游的加工段(K)或纤维馈送段(UF、UM、ERM、FS)的总产量的信号(28、24、20、16)的装置(LR)，所述控制装置对此信号起反应以根据所述不连续运转段(UF、FS)的总产量来改变该不连续运转段的运转/不运转时间比的标称值。

2、按权利要求1的设备，其特征在于所述下游加工段是梳理机（K）。

3、按权利要求1或2的设备，其特征在于所述不连续运转段是向梳理机（K）馈送纤维的纤维馈送段（FS）。

4、按权利要求1或2的设备，其特征在于所述不连续运转段是拆包取料段（UF）。

5、按权利要求1或2的设备，其特征在于控制装置（图5A所示）监控每一个不连续运转段（UF、UM、ERM、FS）的实际运转/不运转时间比。

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