CN108677408A - 一种纱线染整工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及纺织品印染技术领域，具体为一种纱线染整工艺，旨在实现纱线烘干系统自动化控制，提高纱线烘干质量，并提高能源利用率。其技术要点包括将待投产的纱线输送至浆纱机内；将待投产的纱线的投产量输入ERP系统，ERP系统自动计算负荷等级，并向烘房的PLC控制系统发出负荷等级信号，PLC控制系统根据负荷等级信号控制烘房内温度；PLC控制系统根据ERP系统给出的投产量设定控制烘房锅炉关闭的阀值；纱线逐渐被送至烘房内烘干，同时，ERP系统内的编码器记录已输送纱线长度，并将该信号输送至PLC控制系统；待达到PLC控制系统的阀值时，PLC控制系统控制锅炉关闭，剩余的纱线继续在烘房的余热下加热。

Description

一种纱线染整工艺
技术领域
本发明涉及纺织品印染技术领域，具体为一种纱线染整工艺。
背景技术
近年来，我国纺织行业发展迅猛，纱线的加工工艺系统也愈发完整，其中纱线烘干是纱线加工过程中的重要工序。
公布号为CN101464087的中国发明专利披露了一种基于染整行业中纱线微波烘干的方法及装置，其通过将待烘干的纱线放置在微波烘干机腔体内烘干，在烘干过程中，依据在线动态检测的温度、湿度数值并回馈到PLC控制系统，通过PLC电脑调控微波输出功率，同时调整烘干过程中蒸汽排除的速度，提高微波利用率。纱线微波烘干装置主要包括箱体部件、在线检测与回馈系统等部分。
虽然，上述披露的技术方案基本能够实现自动化控制纱线的烘干，但是，其在烘干结束时需要人为关闭烘干系统，无法实现绝对自动化，而人为操作容易出现纱线过烘干现象，即纱线已经烘干完毕了，烘干系统依然在工作，从而导致纱线质量受损以及能源损失的情况发生。
发明内容
本发明的目的是提供一种纱线染整工艺，其能够较好地实现纱线烘干系统自动化控制，提高纱线烘干质量，并提高能源利用率。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种纱线染整工艺，包括以下步骤：
S1：将待投产的纱线输送至浆纱机内，纱线被浆纱机内的浆料浸润；
S2：将待投产的纱线的投产量输入ERP系统，ERP系统自动计算负荷等级，并向烘房的PLC控制系统发出负荷等级信号，PLC控制系统根据负荷等级信号控制烘房内温度；
S3：PLC控制系统根据ERP系统给出的负荷等级信号设定控制烘房锅炉关闭的阀值；
S4：纱线逐渐被送至烘房内烘干，同时，ERP系统内的编码器记录已输送纱线长度，并将该信号输送至PLC控制系统；
S5：烘干完毕的纱线逐渐从烘房内移出，并收集成捆；
S6：待达到PLC控制系统的阀值时，PLC控制系统控制锅炉关闭，停止加热，剩余的纱线继续在烘房的余热下烘干完毕。
进一步的，在S1前面增加S0：将待投产的纱线送至预处理室，低温喷射预处理剂，所述预处理剂主要成分为羟基丙胺。
进一步的，所述预处理剂还包括氟尼酸。
进一步的，在S1与S2之间增加S1’：将已粘附浆料的纱线送至加强室，喷涂加强剂，所述加强剂主要成分为苯醚酮。
进一步的，所述烘房内分别设有排湿风机、循环风机和补风风机。
进一步的，所述排湿风机、循环风机和补风风机的工作频率均由ERP系统通过PLC控制系统控制。
进一步的，所述排湿风机和所述补风风机工作频率相等。
进一步的，所述补风风机一侧与锅炉尾气排出管道连通，另一侧与烘房连通。
进一步的，ERP系统中的负荷等级包括0-10共11个级别，其中0级代表投产量为0，烘房锅炉不工作。
本发明ERP系统根据投产量自动计算负荷等级，并将负荷等级信号发送至PLC控制系统，PLC控制系统根据该负荷等级信号控制烘房温度，并设定关闭锅炉的阀值，以及烘房内风机的工作频率；被浆料浸润后的纱线逐渐被输送至烘房内的同时，ERP系统记录纱线输送长度，待该输送长度达到阀值时，PLC控制系统控制锅炉关闭，并利用锅炉及烘房的余热对剩余纱线加热烘干。
本发明通过ERP系统及PLC控制系统的协同工作，只需要在烘干工作开始时，将投产量输入至ERP系统中，即可自动控制烘房温度、锅炉关闭时机以及烘房内各风机的工作频率，后续纱线的输送、烘干以及烘房的关闭均可实现自动化。该工艺不需要人为控制烘房温度，及风机工作，全部由系统自动控制，减少了人为工作量，降低了人为操作可能带来的温度设定与要求不匹配，导致纱线烘干质量受损，进而影响纱线强度的情况；或者因忘记关闭锅炉，导致锅炉工作时间远超有效工作时间而带来的资源浪费现象的发生。
另一方面，将阀值设定为投产量的90％左右，或者其他小于投产量的值，从而在输送至烘房内的纱线长度达到阀值时，PLC控制系统自动控制锅炉关闭，利用锅炉及烘房的余热对剩余的纱线进行烘干，从而减少锅炉的实际工作时间，提高能源利用率，减小能源消耗，减小热量损失。
本发明中通过在烘房内设置补风风机，补风风机将锅炉燃烧排放的热气引入烘房内，可以减小整个烘干系统的热量损失，提高能源利用率。
且，本发明中，在将纱线送至浆料机前，先对其膨胀处理，从而当其输送至浆料机内后，能够迅速被浆料浸润，使浆料较充分地附着在纱线上。首先，低温条件下，纤维本身结构容易膨胀，但是现有技术中一般需要使纤维处于低温环境中24h以上才会发生较明显的膨胀现象，因此，本实施例中通过在低温条件下喷射含羟基丙胺的预处理剂来加速纱线的膨胀。羟基丙胺的非极性端与纱线的纤维的非极性端结构类似，且羟基丙胺分子与纤维分子的分子间作用力大于纤维分子内部的作用力，因此，两者相互接触时，羟基丙胺可以扩散进入纤维内部，使其体积膨胀，并对交联点产生破坏作用，这在宏观上表现为纱线的膨胀。但是，过分膨胀的纱线，其纤维结构被大大破坏，从而纱线强度下降严重。因此，为了避免羟基丙胺与纤维深度接触，本实施例中还在预处理剂中添加了氟尼酸来控制纱线的膨胀。氟尼酸在结构上即具有非极性端，又具有极性端，且其非极性端的体积小于极性端，从而，其扩散进入纤维结构内的速度高于羟基丙胺，与纤维分子的相互作用力大于羟基丙胺，从而阻止羟基丙胺深度膨胀纱线，影响纱线强度。
另一方面，纱线从浆料室内送出后，被送入加强室利用苯醚酮对其进行加强处理。纱线上附着的羟基丙胺与酮发生亲核加成-消除反应，从而除掉纱线表面的羟基丙胺，以避免羟基丙胺长期与纱线接触，影响纱线强度。同时，苯醚酮中含有大量呈极性的醚键，大量的醚基团可以提高浆料与纱线之间的粘附力，使浆料较稳固地附着在纱线上，并提高纱线强度。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过ERP系统及PLC控制系统的协同工作，自动控制烘房温度、锅炉关闭时机以及烘房内各风机的工作频率，避免人为操作导致烘房实际温度与所需温度不符，引发纱线烘干质量受损情况的发生。且，通过两个系统的协同工作，整个工艺不需要在烘干结束时人工关闭锅炉，其只需要在烘干工作开始时，将投产量输入至ERP系统中即可，后续纱线的输送、烘干以及烘房的关闭均可实现自动化，减小工作人员工作量，降低人为因素导致的纱线质量受损情况的发生，以及资源的浪费。
2.通过在将纱线送至浆料机前，先对其膨胀处理，从而当其输送至浆料机内后，能够迅速被浆料浸润，使浆料较充分地附着在纱线上。
3.在纱线从浆料机内移出后，利用加强剂对纱线表面残余的预处理剂进行处理，同时加强剂能够提高浆料与纱线之间的粘附力，使浆料较稳固地附着在纱线上，并提高纱线强度。
4.通过在烘房内设置补风风机，补风风机将锅炉及烘房散发出的残余热量回收并补入烘房内，以减小整个烘干系统的热量损失，提高能源利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种纱线染整工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明披露了一种纱线染整工艺，如图1所示，具体包括以下步骤：
S0：将待投产的纱线送至预处理室，5℃条件下喷射预处理剂，保持5min，本实施例中该预处理剂为水、羟基丙胺和氟尼酸的混合物，三者的体积比为8:1:0.2。首先，低温条件下，纤维本身结构容易膨胀，但是现有技术中一般需要使纤维处于低温环境中24h以上才会发生较明显的膨胀现象，因此，本实施例中通过在低温条件下喷射含羟基丙胺的预处理剂来加速纱线的膨胀。羟基丙胺的非极性端与纱线的纤维的非极性端结构类似，且羟基丙胺分子与纤维分子的分子间作用力大于纤维分子内部的作用力，因此，两者相互接触时，羟基丙胺可以扩散进入纤维内部，使其体积膨胀，并对交联点产生破坏作用，这在宏观上表现为纱线的膨胀。但是，过分膨胀的纱线，其纤维结构被大大破坏，从而纱线强度下降严重。因此，为了避免羟基丙胺与纤维深度接触，本实施例中还在预处理剂中添加了氟尼酸来控制纱线的膨胀。氟尼酸在结构上即具有非极性端，又具有极性端，且其非极性端的体积小于极性端，从而，其扩散进入纤维结构内的速度高于羟基丙胺，与纤维分子的相互作用力大于羟基丙胺，从而阻止羟基丙胺深度膨胀纱线。因此，在将纱线送至浆料机前，先对其膨胀处理，从而当其输送至浆料机内后，能够迅速被浆料浸润，使浆料较充分地附着在纱线上。
S1：将经过预处理后的纱线输送至浆纱机内，纱线被浆纱机内的浆料浸润，从而浆料附着在纱线表面。
S1’：将已粘附浆料的纱线送至加强室，喷涂加强剂，该加强剂为水和苯醚酮的混合物，二者体积比为5:1。纱线上附着的羟基丙胺与酮发生亲核加成-消除反应，从而除掉纱线表面的羟基丙胺，以避免羟基丙胺长期与纱线接触，影响纱线强度。同时，苯醚酮中含有大量呈极性的醚键，大量的醚基团可以提高浆料与纱线之间的粘附力，使浆料较稳固地附着在纱线上，并提高纱线强度。
S2：人工将待投产的纱线的投产量如八万米通过触摸屏输入至ERP系统。ERP系统内设置有可编程控制器，且该系统内预先设定0-10共11个级别的负荷等级，其中0级代表投产量为0，整个系统不工作，1-10级对应的投产量逐渐递增。当向其中输入投产量八万米时，ERP系统通过其内部的可编程控制器自动计算并匹配至负荷等级8级。当然，其他实施例中也可以根据实际需要更改可编程控制器内的编程程序，将相应投产量设定为其他负荷等级。
本实施例中通过PLC控制系统及温度控制系统控制烘房工作，以对纱线进行烘干作业。PLC控制系统与ERP系统之间通过以太网联接，并且PLC控制系统能够接收ERP系统发出的负荷等级信号的指令，并通过温度控制系统控制烘房内的温度。不同的负荷等级其所对应的烘房目标温度不同，具体对应关系由PLC控制系统内的可编程控制器预先设定。
烘房通过锅炉加热对其提供热量，锅炉的工作由PLC控制系统控制。温度控制系统包括设置在烘房内的温度传感器，以及用于对温度传感器发出的信号进行滤波和放大处理的信号调理器，信号调理器将调理后的信号输入到PLC控制系统的可编程控制器中，PLC控制系统根据该信号反馈控制锅炉的工作，从而控制烘房内的温度。
烘房内分别安装有排湿风机、循环风机和补风风机。排湿风机用于将烘房内纱线烘干过程中产生的湿气排出，以更好地对后续纱线进行烘干；循环风机安装在烘房内，用于促进烘房内热空气的流动，以使纱线加热均匀，提高烘干质量和烘干效率；补风风机与锅炉尾气排出管道连通，其用于将锅炉燃烧产生的热气回收后，通过换热器处理，再与新鲜空气混合，之后通过鼓风机将其引入烘房内，以减小整个烘干系统的热量损失，提高能源利用率。且本实施例中，三个风机的工作频率均由PLC控制系统控制，PLC控制系统接收来自ERP系统的负荷等级信号后，分别向三个风机发出指令，控制各风机工作。三个风机的工作频率由PLC控制系统内的编程程序预先设定，且不同负荷等级对应的风机工作频率不同，但同一负荷等级下，排湿风机和补风风机的工作频率始终一致，从而保证烘房内进风量和出风量相同。
S3：PLC控制系统接收ERP系统发出的负荷等级信号后，能够根据该负荷等级设定烘房锅炉关闭的阀值。不同负荷等级对应的阀值为根据经验由PLC控制系统内的可编程控制器预先设定，如本实施例中投产量为八万米，负荷等级为8级，该阀值为7.5万米。即，当有7.5万米的纱线被输送至烘房内后，PLC控制系统控制锅炉关闭，利用锅炉及烘房内的余热对剩余纱线进行加热，节省能源，并保证所有纱线都能够达到烘干要求。
S4：纱线从加强室移出后，通过输送机构逐渐输送至温度达到目标值的烘房内，以进行烘干。纱线被输送至烘房内的同时，ERP系统内的编码器记录纱线的输送长度，并将该信号输送至PLC控制系统。
S5：已烘干的纱线逐渐从烘房内移出，并收集成捆。
S6：待ERP系统内的编码器记录的纱线输送长度达到阀值时，PLC控制系统控制锅炉关闭，停止对烘房加热，剩余的纱线在锅炉及烘房的余热下烘干完毕。
工作原理：纱线通过输送机构依次输送至预处理室进行预处理，之后送入浆纱机内，被浆料浸染，然后送至加强室内进行加强处理，再之后被送入烘房烘干。整个作业开始时，将投产量输入至ERP系统，ERP系统自动计算出负荷等级，并向烘房的PLC控制系统发出负荷等级信号，PLC控制系统根据负荷等级信号通过温度控制系统控制烘房内温度；同时，PLC控制系统根据负荷等级信号设定关闭烘房锅炉的阀值。同时，ERP系统内的编码器记录输送至烘房内的纱线输送长度，待该长度达到阀值时，PLC控制系统控制锅炉关闭，利用锅炉及烘房内的余热对剩余纱线进行烘干。

Claims (9)

1.一种纱线染整工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1：将待投产的纱线输送至浆纱机内，纱线被浆纱机内的浆料浸润；
S2：将待投产的纱线的投产量输入ERP系统，ERP系统自动计算负荷等级，并向烘房的PLC控制系统发出负荷等级信号，PLC控制系统根据负荷等级信号控制烘房内温度；
S3：PLC控制系统根据ERP系统给出的负荷等级信号设定控制烘房锅炉关闭的阀值；
S4：纱线逐渐被送至烘房内烘干，同时，ERP系统内的编码器记录已输送纱线长度，并将该信号输送至PLC控制系统；
S5：已烘干的纱线逐渐从烘房内移出，并收集成捆；
S6：待ERP系统内的编码器记录长度达到PLC控制系统的阀值时，PLC控制系统控制锅炉关闭，停止加热，剩余的纱线继续在烘房的余热下烘干完毕。
2.根据权利要求1所述的一种纱线染整工艺，其特征在于：在S1前面增加S0：将待投产的纱线送至预处理室，低温喷射预处理剂，所述预处理剂主要成分为羟基丙胺。
3.根据权利要求2所述的一种纱线染整工艺，其特征在于：所述预处理剂还包括氟尼酸。
4.根据权利要求1所述的一种纱线染整工艺，其特征在于：在S1与S2之间增加S1’：将已粘附浆料的纱线送至加强室，喷涂加强剂，所述加强剂主要成分为苯醚酮。
5.根据权利要求1所述的一种纱线染整工艺，其特征在于：所述烘房内分别设有排湿风机、循环风机和补风风机。
6.根据权利要求5所述的一种纱线染整工艺，其特征在于：所述排湿风机、循环风机和补风风机的工作频率均由ERP系统通过PLC控制系统控制。
7.根据权利要求5所述的一种纱线染整工艺，其特征在于：所述排湿风机和所述补风风机工作频率相等。
8.根据权利要求5所述的一种纱线染整工艺，其特征在于：所述补风风机一侧与锅炉尾气排出管道连通，另一侧与烘房连通。
9.根据权利要求1所述的一种纱线染整工艺，其特征在于：ERP系统中的负荷等级包括0-10共11个级别，其中0级代表投产量为0，烘房锅炉不工作。
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