CN104862792B - 一种草坪人造丝生产线及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种草坪人造丝生产线及生产方法，包括依次安装的单丝生产设备、后整理设备和合股合捻机组；本发明的草坪人造丝生产线单丝生产设备的挤出机为两台平行设置，可生产不同颜色、不同种类单丝；合股合捻设备将生产线生产的单丝和需要合捻的单丝合股合捻，无需重复倒筒，节省工序用时和厂房空间，满足两种或两种以上单丝的直接合捻合股生产，大幅度提生产效率。

Description

一种草坪人造丝生产线及生产方法

技术领域

本发明涉及塑料加工技术领域，更具体的说，涉及人造草坪塑料单丝生产线及基于该生产线的草坪人造丝生产方法。

背景技术

现有的如中国专利CN103465452A公开的塑料单丝生产模式为：根据单丝颜色、旦数等参数要求，每一种单丝单独由一个生产线生产(单一机组生产线)，单丝经挤出机挤出后，再经冷却、牵引、牵伸、热定型等后整理工序后，需要收卷成纱线筒；不同色种单丝纱线筒，在加捻设备上，合股合捻成尖锥形纱线束筒；再将纱线束筒倒筒成单一的圆柱形纱线束筒。生产工艺整体为：纱线生产和纱线加捻分开进行。

现有生产方法中存在如下缺陷，首先，现有单丝生产设备只能生产单一单色草坪单丝而不能同时生产多色种草坪单丝，制约了单丝产品多样性，限制了生产能力。其次，现有单丝生产、环锭捻收卷(合股加捻)、倒筒工序等都独立作业生产，需要经过多次倒筒，中间环节较多，人工、材料损耗过大，且倒筒设备数量多，生产线设备成本投入和占用空间较大，不能同时满足单丝生产、收卷、加捻等工序同步生产，特别是不能满足将不同类型纱线的合捻合股，生产中无法一体化、流水线生产，严重影响生产效率。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种草坪人造丝生产线及生产方法，解决两种或两种颜色类型纱线同时生产的问题，并且在收卷过程中完成纱线的合捻。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的草坪人造丝生产线，包括依次安装的单丝生产设备、后整理设备和合股合捻机组；所述单丝生产设备包括依次安装的螺杆挤出机、进料装置、滤网装置、加热装置和纺丝模头装置；所述后整理设备包括冷却水箱、七辊牵伸辊、热水箱Ⅰ、除湿装置、牵伸辊Ⅰ、热水箱Ⅱ、牵伸辊Ⅱ、热烘箱和冷定型辊；

合股合捻机组包括纱线架、张力传输装置和合股合捻设备；纱线架主体包括若干个纱线杆，纱线杆上安装张力传输装置，包括横向安装两个罗拉杆，罗拉杆由安装在整机一侧的变速电机驱动，两个罗拉杆之间每个纱线杆上安装传送压辊，还包括摆线杆和驱动摆线杆的摆线杆电机和偏心轮；

合股合捻设备包括机架、贯穿机架上下安装的升降导轨，机架底部安装中轴电机，中轴电机通过输送带驱动卷绕辊一端，卷绕辊另一端安装缸领，还包括安装在两升降导轨上的电机底座，底座上安装升降电机，升降电机通过减速机驱动链条一端转动，链条另一端安装在机架顶端，实现电机底座上下运动，电机底座上固定安装环捻锭盘，环捻锭盘为圆环状，中心孔穿过卷绕辊。

作为进一步设计，所述螺杆挤出机为两台并行设置；所述冷却水箱和纺丝模头装置之间安装分丝杆。

同时，合股合捻设备机架顶部安装主导轮和副导轮，主导轮通过导轮电机驱动。

作为完善，还包括合股合捻设备的升降导轨上，相对于电机底座上方和下方分别安装上限位和下限位，电机底座上安装与上、下限位配合的光电开关。

本发明还涉及通过以上草坪人造丝生产线加工草坪人造丝的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)运行单丝生产加工设备，将原材料通过挤出机组熔融挤出；

2)经冷却设备冷却定型，经分丝杆分丝；

3)经牵引设备牵引传动，牵伸设备拉伸，经除湿装置去除纱线表面水分，牵伸设备表面预定型、热烘箱热定型、冷定型辊冷定型，控制回缩比；输出纱线到合股合捻设备；

4)将已生产的需要加捻的纱线经纱线架和张力输送装置输送到合股合捻设备；

5)合股合捻设备和环捻锭盘上安装纱线筒，中轴电机控制卷绕辊卷绕纱线筒，同时升降电机控制环捻锭盘上下往复运动，实现将步骤4)和5)的纱线合股加捻，收卷在纱线筒上。

本发明的工作原理及有益效果在于：

1)单丝加工设备由两条或两条以上的挤出机组合成，通过信息自动控制系统控制，有机组合成一体化生产系统。所述的挤出机组内任一挤出机可单独控制，也可整机同步控制，通过后台自动控制系统实现两台挤出机同时或单独生产，每台机组工作参数可根据实际需要进行单独设定。两组挤出机输入不同颜色，不同种类的原材料，所述的信息自动控制系统分别设定、控制两组机组的运行，分别对原材料进行熔融加工。塑料纤维单丝生产设备，主要包括单螺杆挤出机，滤网装置、加热装置、计量装置、纺丝模头装置。挤出机及各个部件均为现有结构，挤出机包括螺杆、机筒、机架、减速箱、加热器、进料装置等。挤出机通过微电脑和电磁加热方式进行温度控制，根据不同的塑料加工工艺，能有效的设置加热温度，并设有电气过载保护、热保护等装置。螺杆转速调整范围单，采用直流调速技术，实现无级调速。

滤网装置起到过滤作用，滤清物料中的杂质并输送至计量泵，以此提高单丝的综合性能。滤网装置采用两种换网装置，一种是双层自动带式换网装置，一种是手动板式换网装置。两种换网装置，无需停机更换过滤网。

计量装置主要作用通过计量泵的恒定转速为纺丝模头提供恒定的流量及压力，为纺丝提供混合均匀、温度恒定、流量及压力稳定的树脂切片，以此提高单丝的综合性能。

纺丝模头装置，主要由送料体、导流体、滤网板、喷丝板、加热器等组成。纺丝组件内腔为喇叭形流道，采用微电脑控制，控温精度高。

2)生产不同颜色、不同种类单丝的单一机组稳态生产后，所述的信息自动控制系统同步设定控制两组机组的运行，进入同步后整理工序。

3)所述的后整理工序完成，实现两组不同种类单丝的生产加工，直接进入加捻工序。4)加捻工序由我厂自行研制加工，根据实际生产情况，修改生产线设计和设备，有机的融合到单丝加工生产线中，承上启下，减少中间环节，实现一体化生产。由完成后整理的单丝直接引入改进的加捻设备中，控制传输速度，完成加捻。满足两种或两种以上单丝的直接合捻合股生产，大幅度提生产效率。

5)导丝轮是单丝生产线与加捻线衔接的中枢，主要作用是直接由生产线或外挂件引入单丝，切入加捻系统。所述的导丝轮转速可以通过机电系统进行设定控制。

6)所述的草坪单丝生产机组张力输送装置，主要作用对单丝收卷进行传动并提供所需张力。

7)由单丝加工机组设备完成不同色种要求的单丝的熔融纺丝，通过后整理工序完成对单丝的整理，使其达到单丝要求标准；单丝直接经由导轮，直接进入加捻设备，与其他直丝或曲丝进行合股合捻成尖锥形纱线束筒；纱线束筒经由倒筒制成标准圆柱形纱线束筒。通过两条或两条以上的挤出机组合成，通过信息自动控制系统控制，完成不同色种单丝的同步生产；且通过生产线设计和设备的改造，将加捻融入单丝生产线中，实现单丝生产、后整理、加捻一体化流水线生产，减少中间环节，避免各自独立生产原料的浪费和质量的不控性，提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明的草坪人造丝生产线整体结构示意图；

图2为本发明的草坪人造丝生产线单丝生产设备俯视图；

图3为本发明的草坪人造丝生产线合股合捻设备结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为纱线架和张力传输装置结构示意图；

图6为合股合捻设备单个工作单元结构示意图；

图7为图6的俯视图。

图中：1.挤出机Ⅰ；2.挤出机Ⅱ；3.冷却水箱；4.七辊牵引辊；5.热水箱Ⅰ；6.牵伸辊Ⅰ；7.热水箱Ⅱ；8.牵伸辊Ⅱ；9.除湿装置；10.热烘箱；11.冷定型辊；12.纱线杆；13.罗拉杆；14.变速电机；15.传送压辊；16.摆线杆；18.偏心轮；19.机架；20.升降导轨；21.中轴电机；22.输送带；17.卷绕辊；23.缸领；24.电机底座；25.升降电机；26.减速机；27.链条；28.环捻锭盘；29.主导轮；30.副导轮；31.上限位；32.下限位；33.光电开关；34.张力传输装置；35.合股合捻设备。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

参见图1-图7，本发明的草坪人造丝生产线，包括依次安装的单丝生产设备、后整理设备和合股合捻机组；所述单丝生产设备包括依次安装的螺杆挤出机、进料装置、滤网装置、加热装置和纺丝模头装置；所述后整理设备包括冷却水箱3、七辊牵伸辊4、热水箱Ⅰ5、除湿装置9、牵伸辊Ⅰ6、热水箱Ⅱ7、牵伸辊Ⅱ8、热烘箱10和冷定型辊11；

合股合捻机组包括纱线架、张力传输装置34和合股合捻设备35；纱线架主体包括若干个纱线杆12，纱线杆12上安装张力传输装置34，包括横向安装两个罗拉杆13，罗拉杆13由安装在整机一侧的变速电机14驱动，两个罗拉杆13之间每个纱线杆12上安装传送压辊15，还包括摆线杆16和驱动摆线杆16的摆线杆电机和偏心轮18；

合股合捻设备35包括机架19、贯穿机架19上下安装的升降导轨20，机架19底部安装中轴电机21，中轴电机21通过输送带22驱动卷绕辊17一端，卷绕辊17另一端安装缸领23，还包括安装在两升降导轨20上的电机底座24，底座上安装升降电机25，升降电机25通过减速机26驱动链条27一端转动，链条27另一端安装在机架19顶端，实现电机底座24上下运动，电机底座24上固定安装环捻锭盘28，环捻锭盘28为圆环状，中心孔穿过卷绕辊17。

作为进一步设计，所述螺杆挤出机为两台并行设置；所述冷却水箱3和纺丝模头装置之间安装分丝杆。

同时，合股合捻设备35机架19顶部安装主导轮29和副导轮30，主导轮29通过导轮电机驱动。

作为完善，还包括合股合捻设备35的升降导轨20上，相对于电机底座24上方和下方分别安装上限位31和下限位32，电机底座24上安装与上、下限位31、32配合的光电开关33。

实施例2

本发明的基于实施例的设备进行的草坪人造丝加工方法，包括如下步骤：

1)运行单丝生产加工设备，将原材料通过挤出机组熔融挤出；

2)经冷却设备冷却定型，经分丝杆分丝；

3)经牵引设备牵引传动，牵伸设备拉伸，经除湿装置9去除纱线表面水分，牵伸设备表面预定型、热烘箱10热定型、冷定型辊11冷定型，控制回缩比；输出纱线到合股合捻设备35；

4)将已生产的需要加捻的纱线经纱线架和张力输送装置输送到合股合捻设备35；

5)合股合捻设备35和环捻锭盘28上安装纱线筒，中轴电机21控制卷绕辊17卷绕纱线筒，同时升降电机25控制环捻锭盘28上下往复运动，实现将步骤4)和5)的纱线合股加捻，收卷在纱线筒上。

现有塑料单丝生产模式为单丝生产和加捻生产独立进行，原材料先生产单丝，然后在收卷机上收卷成标准圆柱形纱线筒，标准圆柱形纱线筒上架，在环锭捻机上进行合股合捻成尖锥形大纱线束筒，尖锥形大纱线筒下架，在倒筒机上倒成标准圆柱形纱线束筒。而且，常规单丝一条生产线只能生产一种单丝，由不同种类单丝在加捻机上合股合捻。

现有生产方法中存在如下缺陷，单丝生产设备只能生产单一单色草坪单丝而不能同时生产多色种草坪单丝，制约了单丝产品多样性；单丝生产和环锭捻不能同步进行，单丝生产、环锭捻收卷(合股加捻)、倒筒工序等都独立作业生产，中间环节太多，人工、材料损耗过大；单丝生产加工不能满足一体化、流水线生产，严重影响生产效率。

为解决上述问题，本发明在结合公司生产实际情况，考察行业内设备和加工方法的基础上，通过科学设计，改造设备，提供了新型单丝生产加工方法。该方法至少基于加工设备和生产工艺。单丝加工设备具体又可分为单丝生产设备，后整理设备、加捻设备和倒筒设备等。

参见图1，以重量份计，PE树脂切片80-100份，色母粒分别为G720(绿色)和R728(红色)1-7份，加工助剂1-3份为反应原料，分别配比搅拌均匀，进入图1单丝生产设备挤出机Ⅰ1和挤出机Ⅱ2。

上述挤出机Ⅰ1和挤出机Ⅱ2，可通过信息自动控制系统根据原材料物化参数、加工性能要求进行螺杆熔融区温度、压力、计量等参数设置。

经挤出机Ⅰ1和挤出机Ⅱ2挤出的单丝经冷却水箱3，进行冷却定型，形成初期胚丝。所述的冷却水箱3由循环水进行冷却。

初期形成胚丝，在进入七辊牵引辊4之前，在分丝杆作用下，进行两种单丝的交替重排成胚丝束；进入七辊牵引辊4，通过牵引辊的牵引，引导胚丝束进入后整理工序。所述的两种胚丝交替重排使得两种不同颜色的胚丝成束生产，所述的牵引辊牵引速度可以通过信息自动控制系统进行设定。

经过牵引辊后的胚丝束，在牵伸辊6(速度是牵引辊速度的倍数)牵伸下，经过热水箱，胚丝在恒定高温下进行牵伸。胚丝初步牵伸取向。所述的热水箱由循环热水进行加热控温，保持水温恒定。所述的牵伸辊6速度与牵引辊4的倍数即牵伸倍数，所述的牵伸辊6牵伸速度可以通过信息自动控制系统进行设定。

经过牵伸辊6后取向的单丝束，经过热水箱7，在经过牵伸辊8的慢速牵伸作用下，消除单丝内分子内应力，有利于晶态重排。所述的牵伸辊8速度略慢于牵伸辊6，使得单丝在热水箱7里有足够时间定型。所述的热水箱7由热水循环，保持水温稳定。所述的牵伸辊8牵伸速度通过信息自动控制系统进行设定。

经过牵伸辊8后的单丝，经过除湿装置9，在热风作用下，除去单丝上带出的水分。

经过除湿装置9后的单丝，经过热烘箱10，控制热烘箱10温度，使得单丝消除分子内应力，提高单丝的结晶度，定型单丝的性能。

热定型后单丝束经过冷定型辊11，进行冷定型后，分子链冻结，有利于控制单丝的尺寸稳定性和保持其加工性能。所述的冷定型辊11由循环水控制冷却温度，所述的冷定型辊11通过信息自动控制系统进行设定。

经过冷定型辊11后单丝，进入加捻工序，由导轮29进行中枢和中转，所述的导轮速度由机电系统进行设定控制。

经由导轮29后，两种颜色单丝束或混合其他经过张力输送装置34单丝，进入合股合捻工序，经由环锭捻28完成加捻。

本发明所设计完成的塑料单丝生产加工方法，改变现有单一生产线生产单一纱线模式，实现同一生产线同步完成不同色种单丝，实现单丝多样化生产；而且，改变现有单丝生产、加捻工序独立不衔接模式，实现单丝生产、加捻一体化流水线作业。本发明所述及单丝加工生产设备，是公司结合现有行业生产机械设备，通过自行设计改造完成，具有独特的创新，使得加捻工序完美的融入到单丝生产线中，实现工艺端一体化流水线作业模式。而且该设备使用寿命长、维修成本低、安全可靠、操作简便、快捷、生产效率高，符合企业良性发展和国家节能降耗发展的大趋势，降低成本提升产品价值增强市场竞争力。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的单丝生产加工方法可以在不愿不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因为，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种草坪人造丝生产线，包括依次安装的单丝生产设备、后整理设备和合股合捻机组；所述单丝生产设备包括依次安装的螺杆挤出机、进料装置、滤网装置、加热装置和纺丝模头装置；所述后整理设备包括冷却水箱、七辊牵伸辊、热水箱Ⅰ、除湿装置、牵伸辊Ⅰ、热水箱Ⅱ、牵伸辊Ⅱ、热烘箱和冷定型辊；

其特征在于：合股合捻机组包括纱线架、张力传输装置和合股合捻设备；纱线架主体包括若干个纱线杆，纱线杆上安装张力传输装置，包括横向安装两个罗拉杆，罗拉杆由安装在整机一侧的变速电机驱动，两个罗拉杆之间每个纱线杆上安装传送压辊，还包括摆线杆和驱动摆线杆的摆线杆电机和偏心轮；

合股合捻设备包括机架、贯穿机架上下安装的升降导轨，机架底部安装中轴电机，中轴电机通过输送带驱动卷绕辊一端，卷绕辊另一端安装缸领，还包括安装在两升降导轨上的电机底座，底座上安装升降电机，升降电机通过减速机驱动链条一端转动，链条另一端安装在机架顶端，实现电机底座上下运动，电机底座上固定安装环捻锭盘，环捻锭盘为圆环状，中心孔穿过卷绕辊。

2.根据权利要求1所述的草坪人造丝生产线，其特征在于：所述螺杆挤出机为两台并行设置；所述冷却水箱和纺丝模头装置之间安装分丝杆。

3.根据权利要求1或2所述的草坪人造丝生产线，其特征在于：合股合捻设备机架顶部安装主导轮和副导轮，主导轮通过导轮电机驱动。

4.根据权利要求1或2所述的草坪人造丝生产线，其特征在于：还包括合股合捻设备的升降导轨上，相对于电机底座上方和下方分别安装上限位和下限位，电机底座上安装与上、下限位配合的光电开关。

5.使用权利要求1或2所述的草坪人造丝生产线加工草坪人造丝的方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)运行单丝生产加工设备，将原材料通过挤出机组熔融挤出；

2)经冷却设备冷却定型，经分丝杆分丝；

3)经牵引设备牵引传动，牵伸设备拉伸，经除湿装置去除纱线表面水分，牵伸设备表面预定型、热烘箱热定型、冷定型辊冷定型，控制回缩比；输出纱线到合股合捻设备；

4)将已生产的需要加捻的纱线经纱线架和张力输送装置输送到合股合捻设备；

5)合股合捻设备和环捻锭盘上安装纱线筒，中轴电机控制卷绕辊卷绕纱线筒，同时升降电机控制环捻锭盘上下往复运动，实现将步骤4)和5)的纱线合股加捻，收卷在纱线筒上。