CN105648681A - 一种纱线蒸汽热定型处理的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种纱线蒸汽热定型处理的工艺，将纱线加工成弯头纱，并以纱圈平铺在输送带上，沿所述纱线运动方向依次进入进料密封区、预热加湿区、高温定型区、出料冷却区和出料密封区；所述纱线的卷绕速度为150～450m/min；所述预热加湿区内的温度≤80℃，内部湿度为饱和湿度，预热时间为30S～90S；所述高温定型区内的温度为80～230℃，定型时间为30S～90S，压力≤3.5KG；所述出料冷却区内的温度≤0℃，冷却时间为30S～90S。本发明利用连续蒸汽加热与油辅助加热的形式，维持热定型区内的高温、高压和饱和蒸汽环境，环境参数控制的精确度高、稳定性好、能耗小，更有利于提升纱线的热定型质量。
Description
技术领域
本发明涉及纱线热定型领域，尤其涉及一种纱线蒸汽热定型处理的工艺。
背景技术
TZ218数字连续式蒸汽热定型机是用于对高档地毯、高分子过滤布、土工布、土工织物、超高纤维阻燃织物等工业用布以及航天航空、降落伞、防弹衣等特殊用布的纱线进行预收缩热定型，消除纱线内部应力，增强纱线的耐磨度和强度、增强纱线簇绒性、增强纱线分子间的亲和力等特殊处理的一种设备。
随着社会经济的迅速发展，国内对高档地毯、高分子过滤布、土工布、土工织物、超高纤维阻燃织物等工业用布以及航天航空、降落伞、防弹衣等特殊用布的数量急剧增加，设备缺乏成为阻碍这方面发展的瓶径，研发这种特殊纱线处理设备也就成了满足这种需求的必然。
国内现在多使用传统的间断式蒸汽热定型设备和进口的数字连续式电热定型设备对纱线进行定型。传统的间断式热定型是采用高压釜高温蒸汽进行定型，这种定型的方法比较古老，工序繁杂、用人较多、单位生产时间较长、耗能高、生产成本较高。进口的数字连续式电热定型是利用电加热的方式对纱线进行定型的，虽然减少了工序提高了单位生产效率、质量也比较稳定，但是由于设备能耗高、价格昂贵、交货期长、售后服务也跟不上，性价比低，故国内对该产品的接受程度不高，所以导致这些生产厂家在国内的销售没得到长足的发展。
现有的热定型处理过程中，仅采用高温蒸汽加热，蒸汽温度为140℃，蒸汽压力为3.8KG，所存在的问题是：由于热定型是连续进行的，在现有的蒸汽压力下，难以保证装置高温定型区的密封性，导致设备能耗较高、也提高了生产成本，且定型质量稳定性较差。
发明内容
本发明的蒸汽热定型工艺，不仅能大幅度提高劳动生产率，而且可满足各类纤维纱对定型质量的要求，具有节能、产量高等优点。
本发明的数字连续式蒸汽结合油辅热热定型机由于其高精确温度、高密封性、高稳定性、高自动化程度，因此需要很高的加工技术水平和较稳定的控制系统。
本发明的具体技术方案如下：一种纱线蒸汽热定型处理的工艺，将纱线加工成弯头纱，并以纱圈平铺在输送带上，沿所述纱线运动方向依次进入进料密封区、预热加湿区、高温定型区、出料冷却区和出料密封区；
所述纱线的卷绕速度为150～450m/min；
所述预热加湿区内的温度≤80℃，内部湿度为饱和湿度，预热时间为30S～90S，压力为常压；
所述高温定型区内的温度为80～230℃，定型时间为30S～90S，压力≤3.5KG；
所述出料冷却区内的温度≤0℃，压力为常压，冷却时间为30S～90S。
本发明中，所述预热加湿区设有加湿喷雾管和预热盘管；所述预热加湿区和高温定型区之间、以及高温定型区和出料冷却区之间均设有隔热用的摆板；所述高温定型区内设有蒸汽加热盘管和油辅助加热管；所述出料冷却区内设有第二冷却盘管。
现有技术中的高温定型区仅采用高温蒸汽加热，蒸汽温度为140℃，蒸汽压力为3.8KG，所存在的问题是：由于热定型是连续进行的，在现有的蒸汽压力下，难以保证装置高温定型区的密封性，导致设备能耗较高、也提高了生产成本，且定型质量稳定性较差。
本发明中的高温定型区采用高温蒸汽加热与油辅助加热管共同进行，所需要的蒸汽温度为120℃，蒸汽压力为2KG，油辅助加热管内的油温为175℃，即可具备与现有技术中等同的热定型效果，但是定型区内的压力远小于现有技术中，压力较小时可保持更好的密封性，设备能耗损失小，定型区内温度稳定，定型质量好。
优选的，所述预热加湿区和出料冷却区外连接有用于与所述高温定型区保持压力平衡的高压空气管。
本发明的高压空气管用于向预热加湿区和出料冷却区内通过干燥的高压空气，用于与高温定型区内的加热蒸汽保持压力平衡，作为另外优选的效果，还具有阻挡热量流失的作用。
蒸汽热定型工艺设有承托纱线的输送带，与所述输送带同步且覆盖在纱线上方的压带。本发明的输送带为钢带，压带采用布带，为防止纱线进入定型区紊乱，纱线由布带压牢。
作为优选的，所述进料密封区和出料密封区设有密封腔体，腔体内设有两个橡胶辊，两橡胶辊之间为纱线通道。
定型装置的密封难点就是位于热定型区两端的进料密封区和出料密封区，铺满纱线的钢带由布带压牢通过两橡胶辊转动带入或引出定型区域，两橡胶辊处于压紧状态，两橡胶辊通过对钢带的局部变形进行密封，
作为优选的，所述橡胶辊外设有活动的上密封板、下密封板、两个侧密封板和后固定板，所述后固定板朝向预热加湿区且中部设有过线孔；所述上密封板和下密封设有橡胶密封条。
本发明的密封板由橡胶制成，并通过液压系统自动锁紧、自动保压的方式进行密封，并配合橡胶辊，实现定型区两端出料和进料位置的密封。
作为优选的，所述高温定型区设有支撑纱线的托轮，所述托轮外具有材质为聚四氟乙烯的滑套。
钢带在通过定型区时，长度过长，必须由托轮支撑传动，同时由于定型区内为高温、高压的饱和蒸汽环境，应采用耐高温、高压、亲水性小的聚四氟乙烯作为滑套。
作为优选的，所述的蒸汽加热盘管具有两个支路，一个支路用于向高温定型区输送蒸汽，维持定型区内的高温、高压和饱和蒸汽环境；另一个支路在高温定型区内弯曲延伸并通向装置外，在压力到底要求后，继续通入的高温蒸汽经该支路弯曲的盘管对热定型区加热，换热后水排出，用于保持定型区压力稳定；且两个支路上均设有减压阀，以保持稳定的出口压力。
本发明利用连续蒸汽加热与油辅助加热的形式，维持热定型区内的高温、高压和饱和蒸汽环境，环境参数控制的精确度高、稳定性好、能耗小，更有利于提升纱线的热定型质量。
附图说明
图1为蒸汽热定型工艺的结构示意图；
图2为两端密封区的装置示意图；
图3为上下密封板的受力分析图；
图4为后固定板的受力分析图；
图5为气动自动纠偏装置的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种纱线蒸汽热定型处理的工艺，将纱线加工成弯头纱，并以纱圈平铺在钢带1上，同时在纱线2上方的压牢布带3；沿纱线运动方向依次设有进料密封区4、预热加湿区5、高温定型区6、出料冷却区7和出料密封区8；具体的参数如下：
纱线的卷绕速度为150～450m/min；
预热加湿区内的温度≤80℃，内部湿度为饱和湿度，预热时间为30S～90S，压力为常压；
高温定型区内的温度为80～230℃，定型时间为30S～90S，压力≤3.5KG；
出料冷却区内的温度≤0℃，压力为常压，冷却时间为30S～90S。
定型装置的密封难点就是位于热定型区两端的进料密封区4和出料密封区8，两个密封区的结构相同，其中一个密封区的结构如图2所示，内设有密封腔体，腔体内设有上下布置的橡胶辊101和橡胶辊102，两橡胶辊之间为纱线通道，铺满纱线2的钢带1由布带3压牢后通过两橡胶辊转动带入或引出定型区域，两橡胶辊处于压紧状态，两橡胶辊通过对钢带1的局部变形进行密封，橡胶辊外设有活动的上、下密封板107、两个侧密封板103和后固定板112，且后固定板112朝向预热加湿区且中部设有过线孔，用于钢带穿过。
本实施例中，通过向四氟乙烯内按比例填充青铜粉、经精节、石墨等成分高温烧结出的耐高温、耐水、耐磨、抗老化的特制橡胶复合材料制成的密封板，作为密封材料，利用由液压系统自动锁紧、自动保压的方式进行密封。如图2所示，橡胶辊101和橡胶辊102、上下两密封板107、两块侧密封板103和后固定板112形成一个方形密封腔体，后固定板112中间开一方形孔，用于使纱线穿过并通往定型区域内，整个定型区两端各有个同结构的密封组件，这样定型区就和外界形成一个完整的密封腔体。工作时，液压缸组108和液压缸组109同时压紧上下两密封板107，上下两密封板107前部密封橡胶分别压在橡胶辊101和102上，后部分密封橡胶分别压在后固定板112的托板上，受力情况如图3所示，F4(液压缸组压力)＝F1(橡胶辊密封压力)+F2(压板后面橡胶条密封压力)+f(Pi)。两液压缸组110和液压缸组108和液压缸组109在同一时间压紧左右两侧密封板103，两侧密封板103后侧压紧后固定板112，侧面分别压紧橡胶辊和上下密封板107侧面。受力情况如图4所示，F5(液压缸组压力)＝F1(侧板侧面压力)+F2(侧压力)+F3(前压力)+F4(Pi)。
预热加湿区5用于纱线的预定型，内部设有加湿喷雾管12和预热盘管14，加湿喷雾管12用于对纱线进行喷雾加湿，使纱线达到一定的湿度，保证最佳定型效果；预热盘管14用于加热对纱线进行预定型。
预热加湿区5和高温定型区6之间、以及高温定型区6和出料冷却区7之间均设有隔热用的摆板13和摆板17，用于将相邻两区隔开，阻止热量传递，得到不同温度，达到热定型效果。
高温定型区6内设有蒸汽加热盘管9和油辅助加热管10。高温定型区6设有支撑纱线的托轮，托轮外具有材质为聚四氟乙烯的滑套。钢带在通过定型区时，长度过长，必须由托轮支撑传动，同时由于定型区内为高温、高压的饱和蒸汽环境，应采用耐高温、高压、亲水性小的聚四氟乙烯作为滑套。
本实施例中，蒸汽加热盘管9具有两个支路，一个支路15用于向高温定型区输送蒸汽，维持定型区内的高温、高压和饱和蒸汽环境；另一个支路16在高温定型区内弯曲延伸并通向装置外，在压力到底要求后，继续通入的高温蒸汽经该支路弯曲的盘管对热定型区加热，换热后水排出，用于保持定型区压力稳定；且两个支路上均设有减压阀，以保持稳定的出口压力。
出料冷却区7内设有冷却盘管19，用于热定型后的纱线冷却，达到热定型效果，且预热加湿区5和出料冷却区7外分别连接有用于与高温定型区6保持压力平衡的高压空气管11和高压空气管，用于向预热加湿区和出料冷却区内通过干燥的高压空气，用于与高温定型区内的加热蒸汽保持压力平衡，作为另外优选的效果，还具有阻挡热量流失的作用。
本实施例中，高温定型区采用高温蒸汽加热与油辅助加热管共同进行，所需要的蒸汽温度为120℃，蒸汽压力为2KG，油辅助加热管内的油温为175℃，即可具备较好的热定型效果，压力较小时可保持更好的密封性，设备能耗损失小，定型区内温度稳定，定型质量好。
本实施例中，纱线首先进入预热加湿区5进行预定型，最后进入高温定型区6进行定型，根据纱线品种不同，选择不同的主定型区辅热温度，预热加湿区5和高温定型区6的温度主要由中心PC机计算、调节、和管理，温度误差范围在±0.5℃之间，并加入油辅助加热管，恒定油温由中心PC计算机控制，油温最高可恒定在190°。当设备处于运行时间，由两端密封区内的旋转头进行钢带纠偏和管道蒸汽密封，防止钢带跑偏损坏落纱和管道蒸汽泄露。因为纱线定性工艺需要，预热加湿区5和高温定型区6要求温度不同，这一部分通过利用压力平衡原理，由摆板使两区隔开，阻止热量传递，得到不同温度，达到热定型效果。本实施采用的油辅热加热管，能提高温度调节速度，使加热区温度恒温速度更快，导热油是内部循环争统，对加热区外的热能蒸发小，节能效果好。
另一个优选的实施例中，存在钢带跑偏的问题，在铺丝机钢带主动轮、车尾被动轮和两端三个部位进行控制，由于热定型去内的钢带跑偏余量小、影响大，可采用气动自动纠偏的方法，本实施例中对气动自动纠偏的方法控制钢带跑偏的方式如图5所示，接近开关2L和接近开关2R为钢带纠偏传感器，204为定型区两端的密封装置，当钢带1靠近接近开关2L或接近开关2R时，接近开关2L或接近开关2R发出信号给中心控制区的PC控制器，PC控制器对来的信号进行逻辑运算，然后根据处理结果做出判断发指令信号给气动换向阀211或气动换向阀212，来控制空气弹簧206、空气弹簧207、空气弹簧208、空气弹簧209充气或放气，带动转臂205或转臂210转动，起到钢带纠偏的效果。其中接近开关3L或接近开关3R为安全传感器，当纠偏接近开关2L或接近开关2R在工作状态下感应失败的时候，钢带1会继续跑偏，当钢带1跑到接近开关3L或接近开关3R上方时，两个接近开关发出停机信号给PC控制器，PC控制器控制整个系统停止运行。减压阀213调节到出口所需的工作压力。
以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，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 (9)
1.一种纱线蒸汽热定型处理的工艺，其特征在于，将纱线加工成弯头纱，并以纱圈平铺在输送带上，沿所述纱线运动方向依次进入进料密封区、预热加湿区、高温定型区、出料冷却区和出料密封区；
所述纱线的卷绕速度为150～450m/min；
所述预热加湿区内的温度≤80℃，内部湿度为饱和湿度，预热时间为30S～90S；
所述高温定型区内的温度为80～230℃，定型时间为30S～90S，压力≤3.5KG；
所述出料冷却区内的温度≤0℃，冷却时间为30S～90S。
2.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述预热加湿区内设有加湿喷雾管和预热盘管；所述高温定型区内设有蒸汽加热盘管和油辅助加热管；所述出料冷却区内设有冷却盘管。
3.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述预热加湿区和高温定型区之间、以及高温定型区和出料冷却区之间均设有隔热用的摆板。
4.如权利要求3所述的工艺，其特征在于，所述预热加湿区和出料冷却区外连接有用于与所述高温定型区保持压力平衡的高压空气管。
5.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述进料密封区和出料密封区设有密封腔体，腔体内设有两个橡胶辊，两橡胶辊之间为纱线通道。
6.如权利要求5所述的工艺，其特征在于，所述橡胶辊外设有活动的上密封板、下密封板、两个侧密封板和后固定板，所述后固定板朝向预热加湿区且中部设有过线孔。
7.如权利要求6所述的工艺，其特征在于，所述上密封板和下密封设有橡胶密封条。
8.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述高温定型区设有支撑纱线的托轮，所述托轮外具有材质为聚四氟乙烯的滑套。
9.如权利要求1所述的工艺，其特征在于，所述的蒸汽加热盘管具有两个支路，一个支路用于向高温定型区输送蒸汽，另一个支路在高温定型区内弯曲延伸并通向装置外。
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