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如何挑选先进适用的筒子染色设备
来源:原创 | 作者:xwb | 发布时间: 2010-06-21 | 697 次浏览 | 分享到:
筒子染纱设备随着时代发展和产品变化在不断更新。如何挑选先进适用的筒子染色设备，兼顾产品发展，本文为此作了剖析以便同行共同探讨。

      

如何挑选先进适用的筒子染色设备
作者：吴苏新　江西华安针织总厂
 [摘要]筒子染纱设备随着时代发展和产品变化在不断更新。如何挑选先进适用的筒子染色设备，兼顾产品发展，本文为此作了剖析以便同行共同探讨。
0 前言
随着染整工业的不断发展，作为染整工业基石的染整设备也在随着染整千业的发展而不断创新。筒子纱染色设备是染纱行业的后起之秀。作为专用染整设备，设备项目投资较大，如何挑选先进适用的筒子染色设备，兼顾产品发展也就成为任何—个企业在投资前就必须思考的问题。
1 挑选设备的思路
我厂从1984年开始引进第一台筒子染色机，为此我们就在对国内外染整设备进行跟踪调查，感到在投资设备时，除了要考虑适合本企业基本情况，也必须考虑染整工业发展趋势。归纳起来，应从如下几个方面做统筹考虑：
1.1 在科学技术迅速发展和消费者生活质量不断提高的双重作用下，各种新型纤维不断涌现。例如环保型纤维，高科技型纤维（如大豆纤维），功能保健型纤维等。因此，目前应该特别关注这些新型纤维的染整加工工艺与设备性能的互动性。
1.2 绿色环保加工以纺织纤维及产品生产过程的无毒无污染加工为主要特征，包括生产（种植）过程的无污染，水资源的无污染或最大限度地限制污水排放。因此，应该注意选择染整设备与后续环保设备配套的联动性。
1.3 目前，国际先进的染色设备在节能方面，主要向气能型、布液分流型、清污分流型等方向发展，以节电节水减少污水处理费用为主要目的。因此，在选择染整设备过程中，要考虑它的节能性。
1.4 纳米技术的出现，使服装布料具有不怕雨淋和油渍，并具有防菌除臭功能。多功能染整处理已向物理性（如抗静电等）、化学性（如消臭等）、生物性（抗菌和芳香等）三大领域不断扩展延伸，而这些多功能性，大部分是通过染整加工后而取得。这样，在选择染整设备时，要考虑多品种的适用性。
1.5 电脑技术的不断发展和普及，使利用计算机网络对染色机群进行中央控制，染整的颜色色差质量控制，染料和助剂的自动计量控制等成为现实。染整工艺参数通过电脑分析、确认、显示，自动化操作等方面都已走向成熟。因此，在选择染整设备时还要考虑筒子染色设备自动化功能性。
2 分析与挑选
筒子染色机和烘干机以其高效短流程，低能牦排污少等特点，广泛用于色织、针织、毛纺行业。由于市场竞争日益激烈以及能源和环保问题日益突出，同时染纱厂艺水平也在不断提高，对筒子染纱设备的挑选引进，也有了更高的要求。筒子染纱和烘干设备的挑选，可从下面几个主要方面来分析入手。
2.1 主泵
主泵是筒子染纱机的心脏。染纱质量主要指标是筒子纱的匀染性。它的好坏很大程度取决于主循环泵的流量流速选择，即循环管路系统，特别是管径及限流装置。对于该项参数的选取，以往的筒子染色机仅仅是根据纤维品种，凭借经验来满足最低流量要求，即以不出现筒子纱内外色差为主原则。
由于纱线品种的多样性，不同纱种所需的流量流速有很大差异。因此固定不变的流量流速，带来了一些弊端。例如，染纯棉纱的流量流速相对染棉混纺纱的流量流速要大一些，满足涤棉混纺纱的流量流速，容易使纯棉纱出现内外色差；而满足纯棉纱的流量流速，亦容易让涤棉混纺纱发乍变形或脱筒现象。
流量与流速的选取除了与纱线品种有关以外，还与纱线最终是用于针织还是梭织有关，即所谓的纱线捻度有关，另外还与各种纤维的不同卷绕密度有关。这样若流量和流速大小选择不当，不对染色质量有影响，而且还会造成一定的能源浪费。故必须对流量流速进行控制，保证在任何条件下，即在交换纱线品种、增减筒子装纱量的情况下，都能给予一个合理的流量流速，实现整缸纱的染色均匀。
目前，较先进的筒子染色机，主泵均采用交流变频调速，通过内外压差检测，反馈信号调节主泵转速，以达到染液循环流量流速的自动控制。
2.2 热交换方式与升温速率
目前筒子染色机基本上都采用间接式蒸汽加热和冷却水冷却。从结构形式来看，有内置式（盘管式）和外置式（列管式）。由传热学原理可知，列管式换热器由于介质相对运动，换热效率较高，而盘管式相对较低。由于列管式换热器设置在主循环管路中，能够较好地保证染液在整个循环系统中温度的均匀性，从而对升温或保温过程中染料的上染率及色牢度都起到较好的作用。因此，目前较先进的筒子染色机和烘干机基本采用外置列管式换热器。
筒子烘干机的挑选，冷却水回用是当前必不可缺的一个环节。同时还必须拥有优质大功率高速风机和耐高压力高温性能的管路配件系统。
均速升温是保证纱线均染性的重要条件，热交换装置的快速交换可使温度迅速传感到机箱电脑，按工艺人员设计的升温曲线进行升温。升温速率的比例控制是非常重要的，因为在染色过程中，上染速率和得色程度都与升温速度的快慢有关。
传统的升温速率控制，是通过截止阀启闭的频率来实现的。这样的升温曲线实际是阶梯形的，很难控制升温速率。若采用比例控制，则可以使得升温速率曲线变得连续圆滑，减少温度波动，并能将升温速率波动控制在很低的范围内。这对一些随温度波动较敏感的纱线纤维来说，会起到很好的匀染作用。
另外，为了满足高温排液，快速进水，大口径进排液阀门必不可少。高温排液，对聚酯纤维纱线来说，主要是为了减少高温过程所产生的低聚物，增强耐磨牢度。除此之外，还可以快速降温，节省冷却水。快速进水主要是通过主循环泵抽吸缩短进水时间。应该说，这两个动能对提高生产效率，减少能耗可以起到关键性作用。
2.3 内外循环转换装置
染液在筒子纱内外循环流动是保证筒子纱染色均匀不可缺少的一环。循环染液换向方式有两种：一种采用轴流式主循环泵，通过主泵的正反转来实现染液内外循环；另一种采用离心泵或混流泵，它是通过换向装置来实现染液的内外循环。
采用轴流式主循环泵换向，其结构简单，管路占用空间小，对降低浴比较为理想。而且染液换向时，冲击较小。但这种结构，由于染液换向是通过电机正反转来实现的，且转换的频率较高，故对能耗和电机寿命有较大的影响。另外，由于纱线品种的不断变化，轴流泵的扬程也难满足要求，所以，目前大部分筒子染色机均采用离心泵或混流泵加换向装置。
换向装置的形式较多，较典型的几种有：鹅颈管式、直角弯头式和阀板式。鹅颈管式（也称“X”型）换向装置，具有较好的流线流道，故阻力较小，但占用空间较大，制造成本高。这种结构主要适于双吸口离心泵的换向。
直角弯头式换向装置，目前大多数已将直角向圆弧过渡，其流道局部阻力较小，制造成本低，转轴也由过去垂直放置改为水平放置。
阀板式换向装置，是所有换向装置中最简单的一种。其特点是：染液换向平稳，没有冲击，水流特性好，它可以在主缸载纱后，使筒子纱内外层同时进水（尤其快速进水），保证纱线内外吸水均匀，也不容易将纱线冲乱。
新型筒子染色机的换向装置，主要是以直角弯头式和阀板式居多，其适用性能和可靠性安全性都很好。
换向装置的作用是对内外循环时间的控制。不同的纤维品种，不同的纱线形态以及不同卷绕密度，所控制的时间都不同，必须通过工艺试验后，将成功的参数输入计算机中，由计算机和PLC控制系统去自动完成。
2.4 加料计量系统
加料计量系统对染色的质量有很大的影响，传统单一线性加料，已不能完全满足新型的染色工艺。例如，对染浅色的纱线来说，采用线性加料是无法控制上染速率的，必须采用非线性计量加料来保证充分的上染率。非线性计量可根据不同染料的深浅程度，在不同的温度区域内，比较精确地给定染料或助剂，让被染物获得最佳的上染效果和色牢度。这一点在活性染料的染色工艺中尤显重要。
2.5 等液量辅缸与加盐装置
等液量辅缸的作用有三个：
（1）与主缸同步备制液量；缩短升温或冷却时间，提高工作效率。
（2）与在染色过程中同步取样，以保证取样的真实可靠。
（3）对某些染液进行再利用。例如靛蓝染料、直接染料等。
这三个作用对新型染色工艺来说是不可或缺的，因此必须具备等液量辅缸。
用活性染料的染色时，需要使用大量的盐，控制染液中盐的浓度，可以改变染料的上染速度和上染率。对不同深浅的纱线染色，必须采用不同的加盐量和速度。因此，对加盐的方式方法应该格外重视。
传统的加盐方式是：由主缸向加料桶或辅缸放入大量染液化盐，然后再回入主缸。这种方式的缺点是，主缸必须储备较多的染液量，保证化盐所需液量抽出后，仍不至于使缸中最顶层纱露出液面，所以实际上加大了不必要的浴比。若采有用溢流式加盐装置，则可以使得化盐和注盐同步进行，且不需太多的回流液，保证主缸有尽可能小的浴比。同时，在注盐的过程中还町以不断地改变盐液的浓度。

2.6 载纱装置
载纱装置非常重要，或许说它是染色机染色成败的重要标志。按笔者多年工作经验，载纱装置必须让每一个筒子纱都处在相互静止独立的状态，互不打拢，染液内外流经每个筒子纱的内外层路线、压力、速度均处在相同的状态下，才能使每一缸纱染色均匀。如果靠压力把一根柱上的几个筒子纱压缩放置必定会出现筒子纱上下端面液流速过快，而筒子纱内部染液流速过漫，从而出现筒子纱上下端面颜色加深的不均染现象。
2.7 压力脱水，压力回水装置
压力脱水装置，可以提高漂、洗效果，节约用水；另一方面可以提高烘干效率，降低能耗。压力回水装置，主要是用于主缸染液回到辅缸（染液回用）。它不需再增设辅泵，而且回水时间非常短。这两个装置的功能，实际上也是提高效率降低能耗的有效手段。
2.8 染色与烘干的自动化控制
要保证染色工艺的顺利实现，就必须认真考虑染色过程的逻辑关系，及过程与过程之间的合理连接。利用计算机，PLC以及各种检测元件，将上述的各项功能有机联系在一起，对整个染色过程全面控制。随着计算机功能的日益增强，染色工艺的批次记忆、工艺处方的存储的检索、三级密码的设置以及故障的显示已成为现实。
因此，提高染色机和烘干机自动化控制程度，已不是单纯减轻劳动强度，而是为了消除各种人为因素的影响，提高生产效率保证染色质量，更为合理地利用能源，减少污染的有效措施。
2.9 设备容纱量的搭配
染纱机染纱容量的搭配，需结合本企业实际合理配置。在市场经济较为活跃时，小批量不可勿视，一般需样机一台，90～100KG染纱机两台，烘干机1～2台，200～1000KG容量染机，这些都是视单位生产设计要求而定。
3 结束语
随着染整工业的不断发展，新工艺的不断出现，对染色设备的设计制造有了更高的要求，受控染色，同步染色、快速染色、微波染色、卧式筒子染纱、高频烘干等都对新型染色设备提出了较高要求。作为设备用户而言，在染纱设备的引进挑选问题上必须有超前意识。