CN102926149B - 一种辫子连续丝光机及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及纤维丝光加工领域，尤其是一种纤维编织成辫子后进行丝光加工的丝光机。它依次由浸碱反应区、挤碱区、回流去碱区和烘干区组成，其中浸碱反应区中采用伸缩罗拉控制纤维辫的拉伸张力，回流去碱区中采用阶梯式逆向冲洗去碱槽，依次采用浓碱液、淡碱液、热水去除纤维辫所带的碱液，烘干系统中采用热风烘干机将纤维烘干。本发明实现了纤维辫的连续丝光生产，为纤维丝光的工业化应用提供了设备基础，同时具有产量大、操作简单、节省水资源、减少污水排放和丝光质量高的特点。
Description
技术领域
本发明属于纺织机械加工领域，具体涉及一种纤维辫连续丝光的加工装置。
背景技术
纤维丝光具有丝光充分、丝光后用于纺纱的路径多的特点，可解决棉/丝、棉/毛等不耐碱纤维混纺纱线不能丝光的难题。但纤维由于长度短，松散，所以一般将其制成特定形状进行丝光加工，例如棉条、粗纱等。现有的丝光设备一般为纱线丝光机或面料丝光机，涉及纤维丝光的设备基本空白。有资料显示，将棉条进行摇绞，再经过包覆在改进的纱线丝光机上进行丝光，主要通过增加喷碱口，采用集中浸碱和瞬间挤压的方式进行浸碱和挤碱，得到一种丝光纤维。但用于该装置的棉条需要浸湿摇绞，丝光后还要装笼水洗至中性后烘干，而且棉条的断头率较高，大生产的难度很大，可操作性不强，实用性较差。
本发明装置采用机械化制辫机的产物纤维辫为加工对象，纤维辫依次经过浸碱反应区、挤碱区、回流去碱区和烘干区制得干态的高品质丝光纤维辫，再采用机械化的退辫机将纤维辫退解成单一的纤维条，直接用于后道纺纱的应用。本发明装置具有连续化、机械化程度高、纤维丝光充分和节能环保的特点，是纤维丝光设备领域强有力的补充。
发明内容
现阶段用于纤维丝光的连续丝光机基本为空白，只有针对纱线或纱线束有相关的连续丝光机或连续式漂染机出现，一般由浸碱装置、透风装置、水洗装置组成，纱线或纱线束以无张力的状态通过浸碱、透风和水洗工序，无法实现张力的拉升，光泽无法实现，只停留在浸碱溶胀状态，光泽和取向度的变化较小，而且水洗的废水直接排掉，浪费严重，对后道的污水处理压力很大，下机后的纱线需要进行二次烘干，增加了工作量。
本发明主要提供一种连续式的纤维辫丝光设备，该设备具备将纤维辫进行浸碱、挤碱、去碱和烘干等多种功能，实现纤维的有效丝光，解决市场上纤维无法进行有效丝光的难题，本设备具有操作简单、产量大、功能强、可连续式生产的特点，而且可大幅度减少废液的排放，节能环保。
优选地，本发明装置设置可收缩的多对罗拉在浸碱反应时进行适当的拉伸和收缩，提高纤维的取向度，改变纤维的晶态结构，实现光泽和强力的大幅度提升，同时将清洗的带碱废水进行逆向回流使用，降低了成本，减少了污水的排放，同时实现了丝光、烘干和成卷的全流程作业，操作简单实用，连续性高。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
一种纤维辫连续丝光机，依次设置有浸碱反应区、挤碱区、回流去碱区和烘干区，其中，回流去碱区依次包括逆向去碱系统、酸洗中和区和水洗去碱区，逆向去碱系统依次包括浓碱去碱区、淡碱去碱区、热水去碱区，工作流程为热水去碱区中热水洗的废水经管道流至淡碱去碱区，淡碱去碱区的废水经管道流至浓碱去碱区，冲洗后排掉。
优选地，在浸碱反应区之前设置纤维辫喂入器，多根纤维辫通过喂入器可同时喂入丝光机中，纤维辫喂入器结构具体为两端带有孔洞的板状结构，其中一端开有单长孔，另一端开有多圆孔，两端孔通过中间通道贯通，纤维辫经多圆孔喂入汇合后成为单股纤维辫束；优选地，多圆孔圆心位于一条直线上，以使单股纤维辫束中的单根纤维辫相互平行；更优选地，纤维辫的喂入沿着设备总体方向保持相互独立和相互平行，喂入纤维辫的数量根据罗拉的长度和纤维辫的直径而定；优选地，罗拉的长度一般为0.5～2m；更优选地，纤维辫喂入器材质可为不锈钢。
优选地，在烘干区之后设置喇叭口分道器，喇叭口分道器结构具体为锥台形，其中小端开有大的单圆孔，大端开有多圆孔，小端与大端通过中间通道贯通连接，离开烘干区的单股纤维辫束通过喇叭口分道器分成独立的单根纤维辫；优选地，喇叭口分道器材质可为不锈钢。
优选地，可伸缩的活动罗拉即伸缩罗拉设置于浸碱反应区中，用于控制纤维辫在碱液中的拉伸张力，以便碱液能够快速渗入纤维内部，同时增加拉伸强力，提高纤维的光泽。
更优选地，所述的浸碱反应区里设置8～12对浸碱罗拉，且优选地，其中上面的4～6根为伸缩罗拉，采用油压泵或气压泵连续加压，带动罗拉上下带动纤维辨施加张力，提升纤维的丝光效果，更优选地，其中施加的压力范围为0～5bar。
优选地，回流去碱系统中依次设置浓碱去碱槽、淡碱去碱槽、热水去碱槽、酸洗中和槽和水洗去碱槽，其中前三槽的去碱水依次逆向回流使用。
优选地，热水去碱区中的温度高于40℃。
更优选地，回流去碱区中浓碱去碱槽和淡碱去碱槽的设置温度为25～50℃，热水去碱槽中的温度为40～80℃，水洗去碱区中温度为室温，即未经加热的常温状态。
优选地，烘干区中采用热风烘干机加热烘干纤维辫，更优选地，温度范围为30～280℃。
所述的挤碱装置设有辊筒用于挤掉纤维辫上的碱液，挤掉的碱液通过管道回流至浸碱反应区；优选地，辊筒为橡胶辊筒，更优选地，橡胶辊筒为2～3对。
优选地，所述的浸碱反应区设有碱液和渗透性能的检测和监控系统，随时调控碱液的浓度和添加渗透剂。
优选地，所述的回流去碱各槽中均配有温控系统，精确控制槽内的温度，更优选地，可调整的温度范围为20～100℃。
优选地，所述的纤维辫烘干后通过喇叭口分道器依次导入不同的打卷机，打成独立的纤维辫卷。
本发明还提供了一种纤维辫连续丝光的加工方法，采用了本发明的纤维辫连续丝光机进行纤维辫连续丝光。
本发明具有以下优势：
1、本发明装置对纤维辫进行连续式丝光，提供了能够对纤维进行有效丝光的一组装置。尤其设计了纤维辫喂入器，多根纤维辫通过喂入器可同时喂入丝光机中，大大提高了生产效率，节约了能源。
2、本发明采用可伸缩的拉伸罗拉在浸碱中对纤维辫进行拉伸或放松，提高碱液对纤维辫的渗透，以及提升张力进而增加纤维的光泽。
3、本发明采用逆流的水洗模式，将不同浓度的碱液在不同的阶段进行去碱，提升了废水的利用率，减少了污水的排放。
4、本发明中采用了热风烘干机，减少了纤维辫下机后再进行烘干操作的不连续性，尤其通过设置喇叭口分道器以喇叭口的分道引入技术提供了纤维辫下机后的有序分离，避免了纤维辫彼此的缠结。
附图说明
下面结合附图对本发明进行进一步说明。
图1是本发明中的纤维辫喂入器示意图。
图2是本发明的优选总体示意图。
图3是本发明的喇叭口分道器示意图。
其中：1.纤维辫喂入器，2.纤维辫卷，3.单根纤维辫，4.可伸缩罗拉，5.单股纤维辫束，6.浸碱反应区，7.挤碱区，8.浓碱去碱区，9.淡碱去碱区，10.热水去碱区，11.酸洗中和区，12.水洗去碱区，13.烘干区，14.喇叭口分道器，15打卷机，16.导向辊。
具体实施方式
如图1所示，纤维辫喂入器结构具体为两端带有孔洞的板状结构，其中一端开有单长孔，另一端开有多圆孔，两端孔通过中间通道贯通，纤维辫经多圆孔汇合后成为单股纤维辫束；如图3所示，喇叭口分道器结构具体为锥台形，其中一端开有单圆孔，另一端开有多圆孔，前端与后端通过中间通道贯通连接，离开烘干区的单股纤维辫束通过喇叭口分道器分成独立的纤维辫，方便后道的独立成卷。优选地，纤维辫喂入器和喇叭口分道器均可采用不锈钢。
附图1中，左端5个圆孔中分别接入5根纤维辫，通过中间通道后汇成单股纤维辨束，通过右端的单长孔，由导向辊进入浸碱反应区。附图3中，烘干后的单股纤维辫束通过喇叭口分道器的左端大的单圆孔进入，经中间通道后分解成独立分开的单根纤维辨各自进入右端的5个圆孔中。优选地，右端的5个单圆孔分散开来，圆心不位于一条直线上，也可相应于左端的单圆孔呈辐射状分布，以利于后续分别连接一台打卷机打卷。
如图1、2、3所示，本发明连续丝光机的具体结构为：依次设置有浸碱反应区6、挤碱区7、回流去碱区、烘干区13。其中，回流去碱区包括逆向去碱系统、酸洗中和区11和水洗去碱区12，逆向去碱系统包括浓碱去碱区8、淡碱去碱区9、热水去碱区10，工作流程为热水去碱区10中热水洗的废水经管道流至淡碱去碱区，淡碱去碱区的废水经管道流至浓碱去碱区，冲洗后排掉，因此回流去碱区中依次设置浓碱去碱槽、淡碱去碱槽、热水去碱槽、酸洗中和槽和水洗去碱槽，其中前三槽的去碱水依次逆向回流使用。此外，可伸缩的活动罗拉即伸缩罗拉4设置于浸碱反应区6中，用于控制纤维辫在碱液中的拉伸张力，以便碱液能够快速渗入纤维内部，同时增加拉伸强力，提高纤维的光泽。烘干后的纤维辫经喇叭口分道器14分道成5根纤维辫，纤维辫下机成卷。
为提高生产效率，可多根纤维辫同时进入浸碱反应区6，为保持纤维辫相互间不缠绕，优选地，可在纤维辫进入浸碱反应区6之前设置如图1所示的纤维辫喂入器1；为纤维辫更顺利地进入浸碱反应区6，更优选地，在纤维辫喂入器1和浸碱反应区6之间增设了导向辊16。
相应地，多根同时丝光的单股纤维辫束下机后可采用多种方式进行分离；为高效有序分离的实现，避免单根纤维辫彼此的缠结，优选地，可在烘干区13之后设置喇叭口分道器14。
也就是说，纤维辫喂入器、喇叭口分道器和打卷机并不是本发明装置的必备设备，只是为提高工作效率、生产连续程度更高的一种优选设置方案。
由图中可知，5根纤维辫通过纤维辫喂入器同时喂入丝光机中，纤维辫的喂入沿着设备总体方向保持相互独立和相互平行，当然，喂入纤维辫的数量也可根据罗拉的长度和纤维辫的直径而定，如罗拉的长度可为0.5～2m。
其中，烘干系统中采用热风烘干机加热烘干纤维辫，温度范围为30～280℃；浸碱反应区里设置8～12对浸碱罗拉，其中上面的4～6根为伸缩罗拉，按照设定的程序拉伸或收缩，张力为0～5bar；挤碱区设有2对橡胶辊用于挤掉纤维辫上的碱液，挤掉的碱液通过管道回流至浸碱反应区；浸碱反应区设有碱液和渗透性能的检测和监控系统，随时调控碱液的浓度和添加渗透剂；回流去碱各槽中均配有温控系统，精确控制槽内的温度，调整的温度范围为20～100℃。
优选地，由3股纤维编成马尾辫，或由4股纤维编成辫状缆绳，该辫在纤维辫连续丝光机上进行丝光的流程为：多根纤维辫卷2分别引入多个单根纤维辫3通过喂入器1喂入，形成平行的单股纤维辫束，再经导向辊16将纤维辫导入浸碱反应区6中纤维辫在浸碱反应区6中浸碱溶胀并通过拉伸罗拉4施加一定张力，使纤维结晶结构发生变化，提高纤维的强力和光泽度，之后纤维辫离开浸碱反应区进入挤碱区7，通过多对橡胶辊的连续挤压挤去纤维辫上的碱液，降低带碱率，然后纤维辫离开挤碱区进入水洗去碱区，分别通过浓碱去碱区8、淡碱去碱区9、热水去碱区10去除纤维辫上的碱液，之后纤维辫进入酸洗去碱区11和水洗去碱区12将所带碱液彻底洗干净，然后进入烘干区13通过热风烘干机将其烘干，最后单股纤维辫束通过喇叭口分道器14分成多根纤维辫并通过打卷机15打成独立的卷筒。具体为：
1、5根3股棉纤维辫子经纤维辫喂入器1形成单股纤维辫束5，再通过导向辊16喂入碱液反应区6内。
2、纤维辫浸碱，同时伸缩罗拉4进行张力的调控，其中拉伸张力为3bar，车速为3m/min。
3、纤维辫进入挤碱区7，通过2对橡胶辊挤去纤维辫的碱液。
4、离开挤碱区7的纤维辫进入浓碱去碱区8，浓碱碱液浓度为10波美度，温度为50℃。
5、离开浓碱去碱区8的纤维辫进入淡碱去碱区9，淡碱碱液浓度为3波美度，温度为45℃。
6、离开淡碱去碱区9的纤维辫进入热水去碱区10，热水温度为80℃。
7、离开热水去碱区10的纤维辫进入酸洗中和区11，酸洗所用醋酸的浓度为1.0g/L，温度为70℃。
8、离开酸洗中和区11的纤维辫进入水洗去碱区12，水洗温度为室温。
9、离开水洗去碱区12的纤维辫进入烘干区13烘干，纤维辫在烘干区内采用100℃恒温烘干。
10、烘干后的纤维辫经喇叭口分道器14分道成5根3股或4股纤维辫，依次导入不同的成卷机15，打成独立的纤维辫卷。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：依次设置有浸碱反应区（6）、挤碱区（7）、回流去碱区和烘干区（13），可伸缩的活动罗拉即伸缩罗拉（4）设置于浸碱反应区（6）中，用于控制纤维辫在碱液中的拉伸张力，以便碱液能够快速渗入纤维内部，同时增加拉伸强力，提高纤维的光泽；其中，回流去碱区依次包括逆向去碱系统、酸洗中和区（11）和水洗去碱区（12），逆向去碱系统依次包括浓碱去碱区（8）、淡碱去碱区（9）、热水去碱区（10），工作流程为热水去碱区（10）中热水洗的废水经管道流至淡碱去碱区（9），淡碱去碱区的废水经管道流至浓碱去碱区（8），冲洗后排掉；热水去碱区中的温度高于40℃；回流去碱区中依次设置浓碱去碱槽、淡碱去碱槽、热水去碱槽、酸洗中和槽和水洗去碱槽，其中前三槽的去碱水依次逆向回流使用；浸碱反应区设有碱液和渗透性能的检测和监控系统，随时调控碱液的浓度和添加渗透剂。
2.根据权利要求1所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：在浸碱反应区（6）之前设置纤维辫喂入器（1），多根纤维辫通过喂入器能够同时喂入丝光机中，纤维辫喂入器结构具体为两端带有孔洞的板状结构，其中一端开有单长孔，另一端开有多圆孔，两端孔通过中间通道贯通，纤维辫经多圆孔喂入汇合后成为单股纤维辫束；多圆孔圆心位于一条直线上，以使单股纤维辫束中的单根纤维辫相互平行；纤维辫的喂入沿着设备总体方向保持相互独立和相互平行，喂入纤维辫的数量根据罗拉的长度和纤维辫的直径而定。
3.根据权利要求2所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：在烘干区之后设置喇叭口分道器（14），喇叭口分道器结构具体为锥台形，其中小端开有大的单圆孔，大端开有多圆孔，小端与大端通过中间通道贯通连接，离开烘干区的单股纤维辫束通过喇叭口分道器分成独立的单根纤维辫。
4.根据权利要求2或3所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：罗拉的长度为0.5～2m。
5.根据权利要求2或3所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：纤维辫喂入器材质为不锈钢。
6.根据权利要求3所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：喇叭口分道器材质为不锈钢。
7.根据权利要求1或2或3所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：浸碱反应区里设置8～12对浸碱罗拉，其中上面的4～6根为伸缩罗拉；采用油压泵或气压泵连续加压，带动罗拉上下运动以对纤维辨施加张力，提升纤维的丝光效果。
8.根据权利要求7所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：施加的压力范围为0～5bar。
9.根据权利要求1或2或3所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：挤碱装置设有2～3对辊筒用于挤掉纤维辫上的碱液，挤掉的碱液通过管道回流至浸碱反应区。
10.根据权利要求9所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：辊筒材质为橡胶。
11.根据权利要求1或2或3所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：烘干区中采用热风烘干机加热烘干纤维辫，温度范围为30～280℃。
12.根据权利要求1或2或3所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：回流去碱区各槽中均配有温控系统，精确控制槽内的温度。
13.根据权利要求1或2或3所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：回流去碱区中浓碱去碱槽和淡碱去碱槽的温度设置为25～50℃，热水去碱槽中的温度为40～80℃；水洗去碱区中温度为室温，即未经加热的常温状态。
14.根据权利要求1或2或3所述的一种纤维辫连续丝光机，其特征在于：为烘干后的纤维辫设置打卷机，以打成独立的纤维辫卷。
15.一种纤维辫连续丝光的加工方法，其特征在于：用如权利要求1-14之一所述的纤维辫连续丝光机进行纤维辫的连续丝光。
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