三维卷曲中空涤纶短纤维后处理设备松弛热定型机的分析研究.docx

三维卷曲中空涤纶短纤维后处理设备松弛热定型机的分析研究卫铭苗彬(郑州纺织机械股份有限公司)摘要研究三维卷曲中空涤纶短纤维后处理生产线中松弛热定型机对纤维质量的影响 。通过测试对设备进行评定及改进提高 。关键词三维卷曲中空涤纶短纤维松弛热定型机( cu ) 松弛热定型 ( se) 打包 (成品)前言近年来差别化纤维发展非常迅速 ,其中三维卷 曲中空纤维发展很快 。这种纤维由于具有永久的立 体卷曲 ,优良的膨松回弹性 ,以及重量轻 、保暖性好 等特点备受用户欢迎 。郑州纺织机械股份有限公司 多年来一直从事三维卷曲中空涤纶短纤维设备的开 发和研究 。本文着重就后处理流程中的松弛热定型 机对纤维质量的影响及改进提高进行探讨 、研究 。 同时也为大容量生产线中的松弛热定型机提供理论 依据 。1松弛定型在生产线中的作用3中空纤维原丝在前纺获得了潜在的自卷曲性能 ,在同一断面上存在不对称应力 ,通过后处理的拉 伸后得到放大 ,经松弛热定型机处理使卷曲效果得 以完善和稳定 。初生纤维经拉伸后内部结构尚未固 定 ,尺寸稳定性差 ,纤维只有在完全松弛的状态下进 行热定型 ,才能使纤维得到稳定的结构和性能 。很 显然松弛热定型机是涤纶中空纤维后加工过程中一 个非常重要的工序 。松弛定型机的循环风量 、烘房 温度 、定型时间 、链板上的风速及出口的冷却将决定 最终产品的质量 。后处理工艺流程及设备配置用于三维卷曲中空涤纶短纤维和其他多品种柔 性生产线的流程和设备配置如下 : 集束 一道牵伸 机(d f1) 浸浴槽 (db) 二道牵伸机 (d f2) 蒸汽 加热箱 ( hb x) 三道牵伸机 (d f3) 紧张热定型机 ( hr) 卷曲机 ( cp ) 冷 却 输 送 ( toc) 切 断2设备概况年产 15 kt 生产线中的松弛热定型机共 12 区 , 其中加热 10 区 ,冷却 2 区 ,每区长度 1 . 8 m ,工作幅 宽 2 m ,全机长 21 . 6 m ,设备外形见图 1 。4图 1 松驰热定型机结构图图 1 中 a - a 为烘燥定型区剖面结构示意图 。循环风机装在烘房侧室 ,循环风机将由吸风箱把通过纤维层的空气吸入风机内 , 然后由出风口排出 。空气经加热器加热后再循环至链板上的纤维层 ,从1纺织设备而完成对纤维烘干定型 。图 1 中 b - b 为冷却区的剖面结构示意图 。循 环风机装在烘房侧室 ,从车间补入的空气通过纤维 层吸风箱吸入风机 ,然后由出风口通过管道排至室 外 ,空气不循环使用 ,从而达到冷却纤维的目的 。后的纤维落在进口链板上铺厚达 300350 mm ,此厚度不易进入烘房 。主要原因是第一节烘房与进口 的接合部开口只有 270 mm 高 ,由于此处是冷热的 交汇处 ,为使热风不溢出 ,开口不宜过大 。为解决此问题 ,可在进口段加一风机将纤维吸附在链板上 ,这 样可降低纤维的自然铺厚 ,一般可降至 200 mm 左 右 ,则可顺利进入烘房 。5 . 2 循环风机的测试及分析循环风机是松弛热定型机的心脏。循环风是载 热的媒体 , 它将热量传给纤维 , 带走纤维内部的水分 ,并使纤维得到稳定的结构和性能 。我们在正常生产的条件下对风机风量 、功率 、链 板表面风速及风机的振动 、轴承温升进行了测试 。该机 12 个区中 , 10 个加热区和 2 个冷却区 。循环风机叶轮直径及转速均相同 。我们在第 12 区(冷却区) 风机出风口用风速仪测得风机平均风速为15 . 1 m/ s (见表 1) ,经计算风机风量为 15850 m3 / h 。讨论分析与改进提高55 . 1松弛热定型机进口切断后的纤维经由摆斗落在进口链板上 。由于 下落纤维呈团状所以不能均匀的铺在输送链网上 ,进入烘房中造成循环热风短路 ,使得开车初期生产的纤维质量不合格 , 主要表现为膨松特性 v2 值只 能达到 40 cm3 / g 左右 。后经改进 ,增加匀棉打手后则 v2 值可达 52 cm3 / g 以上 。由此说明链板式烘干定型机物料铺设是否均匀将直接影响到通过纤维的 风速并最终影响纤维的质量 。另外由于三维立体卷曲纤维的膨松特性 ,切断表 1 第 12 区有物料时风机出口风速风量测点平均换算值123456789速/ ms - 1风14 . 114 . 614 . 61415 . 315 . 713 . 8151514 . 715 . 1风机出口截面积/ m20 . 54 0 . 54 = 0 . 291615850量/ m3 h - 1风由于测试条件限制 ,烘房内部无法测试 ,只能对冷却区进行测试 。经分析比较 ,定型区和冷却区管 网系统阻力有所不同 ,但相差不大 。对定型区来说此测试还是具有实际意义的 ,从 tzh8 - 8 风机特性 图上可看到 ,风机运行在较高的效率点 (图 2) 。链板表面风速的均匀性直接影响纤维的定型效 果 ,此次测量是将第五节烘房中链板分为 15 个测点 在停车状态下进行测试 。虽然不是在工况下测得 ,但从风速的相对值分析也足以说明链板表面风速是 比较均匀的 (见表 2) 。风机功率测定值见表3 , 循环风机在产量1 . 9 t / h 时的风机轴功率为 9 . 9 k w ,由此分析选用电机 功率 15 k w 是合理的 。图 2循环风机特性曲线ms - 1表 2第五区无物料情况下链板上表面风速测 点15 平均1234567891011121314实测值2 . 0校正值2 . 01 . 72 . 01 . 82 . 01 . 72 . 01 . 51 . 741 . 41 . 71 . 41 . 71 . 21 . 41 . 21 . 41 . 11 . 51 . 72 . 01 . 72 . 01 . 41 . 71 . 31 . 451 . 2 1 . 491 . 6 1 . 752纺织设备表 3 风机功率测定风门开度/ %电机转速/ rmin - 1风机转速/ rmin - 1启动电流/ a工作电流/ a轴功率/ kw电机功率/ kw风机号12345678940504550556670551614831484148614871483148414841486149215091505151115101509151015101513151910712786138951031178111918 . 318 . 317 . 316 . 117 . 315 . 916 . 217 . 713 . 89 . 99 . 99 . 48 . 79 . 48 . 68 . 89 . 67 . 5151515151515151515 10 22 1493 1520 101 12 . 9 7 15 表 4 循环风机轴承温度及其它从表 4 、表 5 数据看我公司加工的循环风机叶轮平衡效果非常好 ,轴承温升 17 ,证明风机传 动结构及风机轴承设计合理 ,此处应注意的是风机 轴承润滑脂应选用高温油脂 ,这样可防高温结焦 ,延 长轴承寿命 。5 . 3 散热器的配置该机散热器采用列管套片式 ,配置在链板上方 。 一方面对循环风加热 ,另一方面起匀流作用 。链板 上风速均匀性及烘房的温度 ( 可达 170 ) 都证明 ,散热器面积配置合理 。散热器放置在链板上方这种 设计有以下优点 : 可配置比较多的散热面积 ; 空 间大 ,便于清洁 (相对于配置在侧室而言) ; 可兼做匀流装置 。5 . 4 出口冷却的改进松弛定型机所处车间环境温度在夏天比较高 ,尤其生产硅油中空纤维时 (烘房温度 160170 ) 。这时出口纤维温度高达 80 以上 。这样高的温度打包后纤维在包内易积压粘连结块造成废丝 。为此 我们将原设备出口冷却的两个区 ,循环风从内部循 环式改为开放式 ,并在出口另增加一冷却风机 ,改善了冷却条件 ,在出口较短的情况下 ,使纤维进入打包 机的温度达到常温 ,包内结块现象完全消失 。这里要说明的是增加的冷却风机只在夏天使用 。6生产硅油中空纤维产品应注意的几点问题对中空纤维进行加硅油处理 ,可增强纤维滑爽 、 柔软的手感 ,并可提高下游产品的等级 。硅整理纤 维质量的好坏 ,主要取决于定型温度和定型时间 ,一 般定型温度都在 160170 ,对不同的硅油处理 , 时间从 315 min 不等 。定型时间这样大的跨度对 于烘房的长度配置比较困难 。作为纤维生产厂家都3纺织设备希望同一台设备可满足所有品种对定型时间的要求 ,但这是不可行的 。如 : 年产 15 kt 的生产线配置10 节烘房的设备 ,生产常规三维立体卷曲中空纤维6 . 67 dtex 64 mm ,这时的定型时间为 4 . 5 min 。但 在链网同样负荷的情况下 , 对要求定型时间为 9min 的硅油产品 ,产量只能达到年产 7 . 5 kt , 所以对一条多品种生产线怎样合理配置松弛热定型机是 非常关键的 。以笔者经验 ,一条标定产量的生产线 首先要满足常规产品的要求 ,然后再综合考虑其它品种的要求 。如果是试验线则松弛热定型要适当选配长一些 ,为以后研究新品种留有余地 。另外 ,对先切断后定型或先定型后切断两种工艺 进行分析 ,长丝束进行松弛热定型 ,其结晶度与短纤维相比 ,有明显区别 (见表 6) 。这是由于长丝束的分 子链未能完全松弛 ,其热定型是在有内应力的情况下 进行的 ,因此其结晶度较短纤维要低。再则长丝束在 定型时要受到相互间的牵制 ,不能自由的消除内应 力 ,定性结晶后膨松特性明显下降 , (见表 7) 。表 5风机轴承及电动机振动表 6短纤维与长丝束结晶度对比定型中生 产 工 序定型前定型后2 区4 区6 区8 区10 区短纤维 xc ( %)长丝束 xc ( %)18 . 634 . 935 . 733 . 831 . 835 . 432 . 512 . 129 . 129 . 123 . 929 . 028 . 228 . 0注 xc ( %) 结晶度4纺织设备表 7短纤维与长丝束定型后产品的卷曲膨松性能切断后的纤维均匀 、松散 、自由的铺在链板上 ,才能达到理想的效果 。v1 / cm3g - 1v2 cm3g - 1卷曲数/ 个(25mm) - 1卷曲率/ %结论通过对年产 15kt 三维涤纶中空生产线中松弛 热定型机的测试 、分析 、改进和提高 ,初步掌握了中 空纤维对松弛定型机的要求及设计中所要注意的问 题 ,同时也为大容量后处理生产线中松弛定型机的 设计制造提供了理论依据 。77 . 17 . 37 . 27 . 221 . 020 . 619 . 220 . 318418217817353543842短纤维长丝束由此也说明采用丝束定型后再切断的工艺技术路线对三维立体卷曲纤维的质量是有影响的 。只有r701 型粘胶长丝络筒机丝条上油装置的试验研究惠捷(保定天鹅化纤集团有限公司)摘 要 介绍在 r701 型粘胶长丝络筒机上加装丝条上油装置而改善粘胶长丝成筒质量的应用试验 。试验表明 ,在 r701 型络筒机上加装油轮上油装置 ,可使粘胶长丝在络筒加工过程中获得较高 的含油率 ,从而提高丝条的络筒加工性能 ,减少毛丝和断头 ,改善筒装丝质量 。经油轮上油的丝条 络筒加工性能优于采用后处理淋洗上油的丝条 。关键词 r701 型络筒机 上油装置 粘胶长丝上油 络筒加工 试验研究胶丝丝饼在络筒加工过程中 ,通过丝条与上油油轮的接触 ,使丝条得到均匀的上油 。试验取得了预期 的结果 ,筒装丝成品含油率稳定在 1 . 1 %1 . 8 % ,与国外同类产品先进水平相当 ,络筒毛丝和断头明 显降低 ,产品质量优良 。前言国产 r701 型粘胶长丝络筒机是国内粘胶纤维 生产企业普遍使用的丝条络筒加工设备 ,该机型没 有丝条上油装置 ,只起络筒作用 。生产中 ,先将粘胶 长丝丝饼在后处理设备上进行淋洗或压洗上油后 , 再移至 r701 型络筒机进行络筒加工 。淋洗或压洗 上油的丝条含油率低 ,一般在 0 . 2 %0 . 4 % 。含 油率低的丝条 ,因其柔软性差 、抗弯能力低 、摩擦阻 力大 ,在络筒加工过程中易发生毛丝和断头 ,影响产 品质量 ,且不利于织物织造 。据资料介绍 ,国外先进 技术水平的同类产品含油率在 1 . 0 %2 . 0 % 。分 析从俄罗斯进口的粘胶长丝 ,含油率在 1 . 5 %1 . 7% 。因此 , 改进粘胶长丝的上油方式 , 提高其含油 率 ,对改善产品质量以及赋予其优良的织造性能有着积极作用 。为此 ,为提高粘胶长丝含油率而对 r701 型络 筒机进行了改进试