RU2483015C2

RU2483015C2 - Method of making set of reels and device to this end

Info

Publication number: RU2483015C2
Application number: RU2010147977/13A
Authority: RU
Inventors: Павел Николаевич Рудовский; Евгений Борисович Плаксин; Станислав Юрьевич Тимусяк
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2013-05-27
Also published as: RU2010147977A

Abstract

FIELD: transport.

SUBSTANCE: invention relates to textile industry. Proposed method comprises winding yarn on perforated cartridges. Air if forced inside tight chamber of said cartridges at constant flow rate and controlled pressure. With pressure deviation rate deflecting from preset magnitude, tension of thread is varied. Preset pressure reached, winding is terminated. Proposed device comprises split drum, reel holder, central air duct, pressure gage, ADC, microprocessor device, PROM, mad-to-machine interface, power amplifier, electromagnetic switch and controlled thread tensioner. Microprocessor controls said switch and thread tensioner subject to data received from pressure gage. Sets of identical reels with preset hydraulic resistance and preset diameter.

EFFECT: reduced heat consumption, optimised use of dyer.

2 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к текстильной промышленности, а именно к красильно-бельному производству.The invention relates to the textile industry, namely to dyeing and linen production.

Для окрашивания или беления льняной пряжи ее наматывают на цилиндрические перфорированные патроны. Полученные таким образом цилиндрические бобины устанавливают одну над другой в виде столба на специальном носителе, обеспечивая герметичность мест примыкания патронов соседних бобин. Носитель помещается в красильный аппарат, где обеспечивается циркуляция красильного или белильного раствора сквозь слой намотанной пряжи. Сушка окрашенной пряжи производится также путем продувания нагретого воздуха через слой пряжи на бобинах. Бобины, установленные в аппарат, должны иметь одинаковое гидравлическое сопротивление. В противном случае поток жидкости или воздуха перераспределяется, и через бобины с меньшим гидравлическим сопротивлением проходит большее количество агента. Это приводит к разнооттеночности пряжи с разных бобин при крашении, или к тому, что бобины с меньшим гидравлическим сопротивлением высыхают раньше бобин, имеющих большее сопротивление при сушке. А так как пряжа после обработки должна иметь влажность, не превышающую установленной по условиям технологического процесса, то время сушки приходится увеличивать, что приводит к существенному перерасходу тепловой энергии.To dye or bleach linen yarn, it is wound on cylindrical perforated cartridges. Thus obtained cylindrical bobbins are mounted one above the other in the form of a column on a special carrier, ensuring the tightness of the junctions of the cartridges of adjacent bobbins. The carrier is placed in a dyeing apparatus, where the dyeing or bleaching solution is circulated through a layer of wound yarn. Dyed yarn is also dried by blowing heated air through a layer of yarn on bobbins. The bobbins installed in the apparatus must have the same hydraulic resistance. Otherwise, the flow of liquid or air is redistributed, and more agents pass through the reels with less hydraulic resistance. This leads to different shades of yarn from different bobbins during dyeing, or to the fact that bobbins with lower hydraulic resistance dry out before bobbins having a higher resistance when drying. And since the yarn after processing should have a moisture content not exceeding that established by the conditions of the technological process, the drying time has to be increased, which leads to a significant waste of thermal energy.

Для обеспечения равного гидравлического сопротивления паковок, поступающих в крашение и на сушку, в мотальном цехе контролируют плотность намотки и наружный диаметр наматываемых бобин [Андросов В.Ф. Крашение пряжи в паковках. / В.Ф.Андросов, С.А.Александров, М.И.Артым и др. // М., «Легкая индустрия», 1974]. Оба эти параметра влияют на гидравлическое сопротивление, однако являются косвенными. Кроме того, на плотность намотки влияет большое число неконтролируемых факторов, таких как влажность пряжи, коэффициенты трения пряжи о нитенаправляющие органы, усилие прижима бобины к мотальному валу и его колебания, связанные с вибрацией бобинодержателя и др. Поэтому обеспечить требуемую стабильность гидравлического сопротивления паковок не удается. По данным, приведенным в [Андросов В.Ф. Крашение пряжи в паковках. / В.Ф.Андросов, С.А.Александров, М.И.Артым и др. // М., «Легкая индустрия», 1974], при изменении плотности намотки от 0,30 до 0,35 г/см³ различия в скорости циркуляции красильного раствора могут достигать 90%.To ensure equal hydraulic resistance of the packages entering the dyeing and drying, the winding density and the outer diameter of the wound bobbins are controlled in the winding workshop [Androsov V.F. Yarn dyeing in packages. / V.F. Androsov, S.A. Aleksandrov, M.I. Artym and others // M., "Light Industry", 1974]. Both of these parameters affect the hydraulic resistance, but are indirect. In addition, the winding density is influenced by a large number of uncontrolled factors, such as moisture of the yarn, coefficients of friction of the yarn against thread guide organs, the force of the bobbin to press against the winding shaft and its vibrations associated with the vibration of the bobbin holder, etc. Therefore, it is not possible to provide the required stability of the hydraulic resistance of the packages . According to the data given in [Androsov V.F. Yarn dyeing in packages. / V.F. Androsov, S.A. Aleksandrov, M.I. Artym and others // M., Light Industry, 1974], when the winding density changes from 0.30 to 0.35 g / cm ³ differences in the circulation speed of the dye solution can reach 90%.

Известен способ формирования партии бобин, предназначенных для обработки растворами, и устройство для контроля паковок перед такой обработкой, описанные в [Kretschmer A. Methoden zum Messen und Überprüfen der radialen Wickeldichteverteilung in Garnspulen nach dem Spulen, Färben, Aviviren usw. Texilpraxis International, 1988, Nr 4, s 391-423.]. Он заключается в том, что контролируют не косвенные параметры, а непосредственно гидравлическое сопротивление бобин, по времени прохождения через слой сформированной намотки нормированной порции воздуха при нормированном и постоянном давлении. Для создания требуемых условий испытания служит специальный прибор - текстильные часы Кречмера (Texiluhr nach Kretschmer). Недостатком прототипа является то, что контролю подвергаются уже сформированные паковки, поэтому в случае отклонения гидравлического сопротивления от требуемого, паковка должна либо отбраковываться и направляться на перемотку, либо из паковок с близким гидравлическим сопротивлением должны формироваться партии. В любом случае это приводит к дополнительным трудозатратам. Кроме того, сам контроль паковок с помощью текстильных часов Кречмера является низко производительным.A known method of forming a batch of bobbins intended for processing with solutions, and a device for controlling packages before such processing are described in [Kretschmer A. Methoden zum Messen und Überprüfen der radialen Wickeldichteverteilung in Garnspulen nach dem Spulen, Färben, Aviviren usw. Texilpraxis International, 1988, Nr 4, s 391-423.]. It lies in the fact that they control not indirect parameters, but directly the hydraulic resistance of the bobbins, according to the time they pass through the layer of the formed winding of a normalized portion of air at normalized and constant pressure. To create the required test conditions, a special device is used - Krechmer textile watches (Texiluhr nach Kretschmer). The disadvantage of the prototype is that the packages that are already formed are subjected to control, so if the hydraulic resistance deviates from the required, the package must either be rejected and sent to rewind, or batches should be formed from packages with close hydraulic resistance. In any case, this leads to additional labor costs. In addition, the packaging control itself with Krechmer textile watches is poorly productive.

Прототипом предполагаемого изобретения является [Патент РФ №2375292, Способ формирования партии бобин и устройство для его осуществления. Рудовский П.Н., Киселев Н.В.], в котором для получения партии бобин с одинаковым гидравлическим сопротивлением в герметичную полость бобинодержателя во время формирования бобины подается воздух, который выходит в атмосферу через тело намотки. Давление воздуха на входе в полость бобинодержателя зависит от гидравлического сопротивления паковки и постоянно контролируется. По мере роста толщины намотки гидравлическое сопротивление паковки, а значит и давление воздуха на входе в полость бобинодержателя растет. При достижении заданной величины давления процесс наматывания прекращается. Полученные таким образом бобины имеют одинаковую проницаемость. Недостатком прототипа является то, что из-за разницы натяжения нитей и усилий прижима бобин к мотальному валу на разных местах мотальной машины диаметры сформированных бобин могут существенно отличаться. Это приведет к неполной загрузке аппарата, в котором производится обработка полученных бобин, и, как следствие, снижению эффективности красильно-белильного производства в целом.The prototype of the alleged invention is [RF Patent No. 2375292, Method for forming a batch of bobbins and a device for its implementation. Rudovsky PN, Kiselev NV], in which, to obtain a batch of bobbins with the same hydraulic resistance, air is supplied to the airtight cavity of the bobbin holder during bobbin formation, which enters the atmosphere through the winding body. The air pressure at the entrance to the bobbin holder cavity depends on the hydraulic resistance of the package and is constantly monitored. As the thickness of the winding increases, the hydraulic resistance of the package, and hence the air pressure at the entrance to the bobbin holder cavity, increases. When the set pressure is reached, the winding process is terminated. Thus obtained bobbins have the same permeability. The disadvantage of the prototype is that due to the difference in the tension of the threads and the efforts of pressing the bobbins to the winding shaft at different places of the winding machine, the diameters of the formed bobbins can differ significantly. This will lead to incomplete loading of the apparatus in which the obtained bobbins are processed, and, as a result, to a decrease in the efficiency of the dyeing and whitening production as a whole.

Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение формирования партии бобин с заданным значением гидравлического сопротивления, имеющих при этом стабильное заданное по условиям технологического процесса значение диаметра намотки.The technical task of the present invention is to provide the formation of a batch of bobbins with a given value of hydraulic resistance, while having a stable winding diameter value specified by the process conditions.

Решения указанной задачи достигается за счет постоянного контроля гидравлического сопротивления и скорости его изменения по мере формирования паковок. В начале формирования паковки гидравлическое сопротивление для пустого патрона близко к нулю. По мере роста толщины намотки, с ростом ее диаметра, оно увеличивается. При достижении требуемого значения гидравлического сопротивления процесс наматывания прекращается. Скорость изменения гидравлического сопротивления паковки зависит от плотности формируемого слоя намотки, которая в свою очередь определяется намоточным натяжением. Изменяя намоточное натяжение в зависимости от скорости изменения гидравлического сопротивления паковки можно обеспечить формирование паковок с заданным наружным диаметром при заданном гидравлическом сопротивлении.The solution to this problem is achieved through constant monitoring of hydraulic resistance and its rate of change as the packages are formed. At the beginning of the package formation, the hydraulic resistance for the empty cartridge is close to zero. As the thickness of the winding grows, with an increase in its diameter, it increases. When the desired hydraulic resistance is reached, the winding process is terminated. The rate of change in the hydraulic resistance of the package depends on the density of the formed winding layer, which in turn is determined by the winding tension. By changing the winding tension depending on the rate of change of the hydraulic resistance of the package, it is possible to ensure the formation of packages with a given outer diameter at a given hydraulic resistance.

Фиг.1 - схематическое изображение устройства, предназначенного для формирования партии паковок.Figure 1 is a schematic illustration of a device designed to form a batch of packages.

Фиг.2 - бобинодержатель с дифференциальным датчиком давления.Figure 2 - bobbin holder with differential pressure sensor.

Фиг.3 - структурная схема аппаратной части устройства.Figure 3 is a structural diagram of the hardware of the device.

Способ формирования партии бобин, предназначенных для обработки растворами и сушки, заключается в следующем. Партия бобин формируется на мотальной машине. Пряжа наматывается в бобины на патроны 1 (фиг.2) с перфорацией 2 для пропускания жидкости или воздуха в процессе ее последующей обработки. Патроны 1 насаживаются на бобинодержатель 3 (фиг.1), установленный на приклоне 4 с возможностью поворота вокруг оси 5 по мере наработки бобины. С целью обеспечения одинакового гидравлического сопротивления бобин в партии по мере формирования бобины производится постоянный контроль этого параметра. Для этого в полость патрона из центрального воздуховода с постоянным расходом подается воздух. Давление воздуха в полости патрона контролируется с помощью дифференциального датчика давления 6. Оно зависит от гидравлического сопротивления бобины. По мере роста диаметра намотки давление воздуха в полости патрона увеличивается, и, когда оно достигнет требуемого значения, приклон 4, по сигналу от датчика давления 6, при помощи электромагнита 7 или другого исполнительного механизма, отводит бобину от поверхности мотального барабанчика 8, в результате чего процесс наматывания прекращается. Таким образом, все бобины, намотанные описанным способом, будут иметь одинаковое гидравлическое сопротивление.The method of forming a batch of bobbins intended for processing solutions and drying, is as follows. A batch of bobbins is formed on a winding machine. The yarn is wound into bobbins on cartridges 1 (Fig. 2) with perforation 2 for passing liquid or air during its subsequent processing. Cartridges 1 are mounted on a bobbin holder 3 (Fig. 1) mounted on a slope 4 with the possibility of rotation around axis 5 as the bobbin is run. In order to ensure the same hydraulic resistance of the bobbins in the batch, as this bobbin is formed, this parameter is constantly monitored. To do this, air is supplied to the cartridge cavity from the central duct with a constant flow rate. The air pressure in the cartridge cavity is controlled using a differential pressure sensor 6. It depends on the hydraulic resistance of the reel. As the diameter of the winding increases, the air pressure in the cartridge cavity increases, and when it reaches the desired value, the slope 4, by a signal from the pressure sensor 6, using an electromagnet 7 or other actuator, takes the reel from the surface of the winding drum 8, as a result of which winding process stops. Thus, all bobbins wound in the described manner will have the same hydraulic resistance.

Для обеспечения одинакового диаметра бобин в партии при формировании контролируется скорость изменения гидравлического сопротивления. Это обеспечивается дифференцированием сигнала от датчика давления 6, которое производится микропроцессорным устройством 23.To ensure the same diameter of the bobbins in the batch during formation, the rate of change of hydraulic resistance is controlled. This is achieved by differentiating the signal from the pressure sensor 6, which is produced by the microprocessor device 23.

Сигнал, полученный после дифференцирования, сравнивается с заданным по условиям технологического процесса, который поступает от перепрограммируемого ПЗУ 22. Разностный сигнал после усиления поступает на управляемый электромагнитный натяжитель 28, который формирует натяжение нити, обеспечивающее требуемое по условиям технологического процесса значение плотности слоя намотки. Т.к. в результате плотность всех слоев соответствует заданной, то требуемая проницаемость бобин в партии достигается при одном и том же значении диаметра намотки.The signal obtained after differentiation is compared with the set according to the conditions of the technological process, which comes from a reprogrammable ROM 22. The difference signal after amplification is fed to a controlled electromagnetic tensioner 28, which generates a thread tension that provides the winding layer density value required by the process conditions. Because As a result, the density of all layers corresponds to the specified one, then the required permeability of the bobbins in the batch is achieved with the same value of the diameter of the winding.

Для реализации описанного способа формирования партии бобин, предназначенных для обработки растворами и сушке, необходимы соответствующие изменения в устройстве для их формирования. Ось 9 имеет глухое центральное отверстие 10, которое, посредством отверстий 11, сообщается с полостью в корпусе 12 бобинодержателя 3. Эта полость в свою очередь сообщается с полостью внутри патрона 1. Полости патрона и бобинодержателя герметизируются с помощью уплотнений 13. Отверстие 10 в оси бобинодержателя посредством штуцера 14, с установленной в нем дроссельной шайбой 15, и гибкого патрубка 16 сообщается с центральным воздуховодом 17, избыточное давление в котором создается с помощью вентилятора 20. На штуцере крепится дифференциальный датчик давления 6, один из патрубков которого свободен. Через него в датчик поступает атмосферное давление, а другой, через патрубок 18 и отверстие 19 в полой оси 9, соединен с полостью в корпусе 12 бобинодержателя 3.To implement the described method of forming a batch of bobbins intended for processing with solutions and drying, corresponding changes in the device for their formation are necessary. The axis 9 has a blind central hole 10, which, through the holes 11, communicates with the cavity in the housing 12 of the bobbin holder 3. This cavity, in turn, communicates with the cavity inside the cartridge 1. The cavities of the cartridge and bobbin holder are sealed with seals 13. A hole 10 in the axis of the bobbin holder through the nozzle 14, with the throttle washer 15 installed in it, and the flexible pipe 16 communicates with the central duct 17, the overpressure of which is created by the fan 20. A differential sensor d is mounted on the nozzle Aviation 6, one of the nozzles of which is free. Through it, atmospheric pressure enters the sensor, and the other, through the pipe 18 and the hole 19 in the hollow axis 9, is connected to the cavity in the housing 12 of the bobbin holder 3.

Выход датчика давления 6 (фиг.3) через аналогово-цифровой преобразователь 21 соединен с микропроцессорным устройством 23. Входы микропроцессорного устройства соединены также с электрически программируемым ПЗУ 22 и устройством 26, обеспечивающим интерфейс взаимодействия оператора с аппаратурой. Микропроцессорное устройство имеет два выхода, один из которых соединен с цифро-аналоговым преобразователем 24 и усилителем мощности 25 с управляемым натяжителем нити 28, а второй через усилитель мощности 27 - с исполнительным электромагнитом 7, поднимающим бобинодержатель 3.The output of the pressure sensor 6 (Fig. 3) through an analog-to-digital converter 21 is connected to a microprocessor device 23. The inputs of the microprocessor device are also connected to an electrically programmable ROM 22 and device 26, which provides an interface for operator interaction with the equipment. The microprocessor device has two outputs, one of which is connected to a digital-to-analog converter 24 and a power amplifier 25 with a controlled thread tensioner 28, and the second through a power amplifier 27, with an executive electromagnet 7 raising the bobbin holder 3.

Устройство работает следующим образом. Пряжа наматывается в бобину на перфорированный патрон 1, установленный на бобинодержателе 3. Привод бобины осуществляется фрикционным способом от прорезного мотального барабанчика 8. Воздух от вентилятора 20 по системе центрального воздуховода 17, через патрубок 16, штуцер 14, дроссельную шайбу 15, полую ось бобинодержателя и отверстия 11 в ней, поступает с постоянным расходом в полость корпуса бобинодержателя и оттуда в полость перфорированного патрона 1. Постоянство расхода обеспечивается подбором размера отверстия в дроссельной шайбе 15. Воздух под давлением через перфорацию 2 в патроне 1 проходит сквозь слой намотки. Причем давление в полости патрона и бобинодержателя зависит от гидравлического сопротивления пряжи, намотанной в бобину. С увеличением гидравлического сопротивления пряжи давление в полости патрона увеличивается. Это давление контролируется дифференциальным датчиком давления 6. Для чего сигнал от датчика 6 с помощью аналого-цифрового преобразователя 21 преобразуется в цифровую форму и подается в микропроцессорное устройство 23. В ПЗУ 22 хранятся данные о гидравлическом сопротивлении полной паковки и данные о приращении гидравлического сопротивления после намотки очередного слоя.The device operates as follows. The yarn is wound into a bobbin on a perforated cartridge 1 mounted on a bobbin holder 3. The bobbin is driven by the friction method from the slotted winding drum 8. Air from the fan 20 through the central air duct system 17, through the pipe 16, the fitting 14, the throttle washer 15, the hollow axis of the bobbin holder and holes 11 in it, enters with a constant flow rate into the cavity of the bobbin holder body and from there into the cavity of the perforated cartridge 1. Consistency of flow rate is ensured by the selection of the size of the hole in the throttle washer 15. the spirit under pressure through the perforation 2 in the cartridge 1 passes through the winding layer. Moreover, the pressure in the cavity of the cartridge and bobbin holder depends on the hydraulic resistance of the yarn wound in the bobbin. With increasing hydraulic resistance of the yarn, the pressure in the cavity of the cartridge increases. This pressure is controlled by a differential pressure sensor 6. For this, the signal from the sensor 6 is converted into a digital form by means of an analog-to-digital converter 21 and fed to a microprocessor device 23. In the ROM 22, data on the hydraulic resistance of the full package and data on the increment of the hydraulic resistance after winding are stored the next layer.

В микропроцессорном устройстве 23 производится сравнение сигнала, поступающего от аналого-цифрового преобразователя 21, со значением, поступающим из ПЗУ, которое соответствует гидравлическому сопротивлению полной паковки, при достижении сигналом от аналого-цифрового преобразователя 21 значения, соответствующего гидравлическому сопротивлению полной паковки, на выходе (1) микропроцессорного устройства 23 формируется сигнал для электромагнитного устройства 7 на подъем бобинодержателя 4 и прекращение процесса наматывания. Кроме того, в микропроцессорном устройстве 23 производится дифференцирование сигнала, полученного от аналого-цифрового преобразователя 21, и вычисление разности полученного в результате дифференцирования значения со значением сигнала о гидравлическом сопротивлении наматываемого слоя, полученного от программируемого ПЗУ 22. Значение разности поступает на выход (2) микропроцессорного устройства 23. Этот сигнал используется для управления электромагнитным натяжителем нити 28.In the microprocessor device 23, the signal from the analog-to-digital converter 21 is compared with the value coming from the ROM, which corresponds to the hydraulic resistance of the full package, when the signal from the analog-to-digital converter 21 reaches the value corresponding to the hydraulic resistance of the full package, at the output ( 1) a microprocessor device 23 generates a signal for the electromagnetic device 7 to raise the bobbin holder 4 and terminate the winding process. In addition, in the microprocessor device 23, the signal obtained from the analog-to-digital converter 21 is differentiated and the difference obtained by differentiating the value with the value of the hydraulic resistance signal of the wound layer obtained from the programmed ROM 22 is calculated. The difference value is output (2) microprocessor device 23. This signal is used to control the electromagnetic thread tensioner 28.

Сигнал с выхода (1) перед подачей на исполнительный электромагнит усиливается с помощью усилителя мощности 27, а сигнал с выхода (2) после преобразования в аналоговую форму с помощью цифроаналогового преобразователя 24 и усиления усилителем мощности 25 подается на управляемый натяжитель нити 28. Таким образом, натяжение нити всегда соответствует заданному условиями технологического процесса и обеспечивающему требуемое, одинаковое для всех формируемых бобин гидравлическое сопротивление по слоям намотки. В результате этого все сформированные бобины будут иметь одинаковую проницаемость при одинаковом диаметре намотки.The signal from the output (1) before being fed to the executive electromagnet is amplified by a power amplifier 27, and the signal from the output (2) after being converted into analog form using a digital-to-analog converter 24 and amplified by a power amplifier 25 is supplied to a controlled thread tensioner 28. Thus, the thread tension always corresponds to the specified process conditions and provides the required, the same hydraulic resistance across the winding layers for all formed bobbins. As a result of this, all formed bobbins will have the same permeability with the same winding diameter.

Полезный эффект от использования предлагаемого изобретения заключается в формировании партии бобин с одинаковым гидравлическим сопротивлением, при крашении и отбелке которых устраняется брак в виде разнооттеночности, а при сушке сокращается время обработки, что в конечном итоге ведет к сокращению затрат тепловой энергии, кроме того, все бобины в партии имеют одинаковый диаметр, что позволяет рационально использовать объем красильного аппарата.The useful effect of using the present invention is to form a batch of bobbins with the same hydraulic resistance, during dyeing and bleaching of which the rejection in the form of different shades is eliminated, and during drying the processing time is reduced, which ultimately leads to a reduction in heat energy costs, in addition, all bobbins in the batch they have the same diameter, which makes it possible to rationally use the volume of the dyeing apparatus.

Claims

1. The method of forming a batch of bobbins, which consists in the fact that the bobbins are formed from yarn by winding it on perforated cartridges, into the airtight cavity of which air is supplied at a constant flow rate and its pressure is controlled, upon reaching which winding is stopped, characterized in that they control the rate of change pressure, when deviating from the set value, the tension of the thread entering the winding is changed.

2. A device for forming a batch of bobbins, consisting of a slotted winding drum and bobbin holder for attaching perforated cartridges, the cavities inside of which are sealed and connected to the central duct, and one of the inputs of the differential pressure sensor, the second input of which is connected to the atmosphere, characterized in that the output a pressure sensor through an analog-to-digital converter is connected to the input of a microprocessor device, to the other inputs of which signals from the programmable constantly a storage device interface and human interaction with the equipment unit, one of the outputs of the microprocessor device connected via a power amplifier with an electromagnetic trip device winding process, and second, through digital to analog converter and a power amplifier with a controlled yarn tensioner.