一種新型罐蒸設(shè)備的研制

王　勇，耿亞琳，羅　俊，朱從利，趙慶永，趙光明

(泰安康平納機(jī)械有限公司，山東泰安　271000)

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一種新型罐蒸設(shè)備的研制

王勇，耿亞琳，羅俊，朱從利，趙慶永，趙光明

(泰安康平納機(jī)械有限公司，山東泰安271000)

摘要：論述了罐蒸工藝技術(shù)及裝備的研制背景及總體設(shè)計(jì)思路，通過(guò)新工藝技術(shù)與我國(guó)傳統(tǒng)毛紡面料后整理工藝技術(shù)的比較，闡述了CMB 201-150型罐蒸機(jī)的研制、主要特點(diǎn)、主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)及主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，論述了智能匹配工藝、適時(shí)分步控制、三工位并行功能等新技術(shù)。

關(guān)鍵詞：罐蒸機(jī)；智能匹配工藝；適時(shí)分步控制；三工位并行功能

1研制背景與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)設(shè)備現(xiàn)狀及分析

1.1研制背景

在紡織后整理過(guò)程中，濕熱定形是非常重要的工序。國(guó)內(nèi)企業(yè)在這個(gè)環(huán)節(jié)上多采用常壓蒸呢技術(shù)，但是該技術(shù)工藝條件可選擇范圍小，織物的定形效果差。由于罐蒸機(jī)是封閉式增壓蒸呢，時(shí)間短，效果好，定形持久，而且可減少部分工序，如煮呢、電壓等。所以，近年來(lái)罐蒸工藝受到國(guó)內(nèi)外普遍重視，應(yīng)用越來(lái)越廣泛[1]。國(guó)外先進(jìn)的罐蒸技術(shù)，定形效果好、效率高，但昂貴的價(jià)格限制了在國(guó)內(nèi)企業(yè)的大規(guī)模推廣。國(guó)內(nèi)紡機(jī)企業(yè)前期做過(guò)罐蒸方面的研究與制造，由于諸多原因，大部分均已停產(chǎn)。因此，研制適合國(guó)情的罐蒸技術(shù),在當(dāng)前具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

泰安康平納機(jī)械有限公司研制了效率高、定形效果佳、性價(jià)比高的CMB 201-150型罐蒸機(jī)，如圖1所示。CMB 201-150型罐蒸機(jī)引入濕熱定形技術(shù)，采用多方面創(chuàng)新整理工藝，實(shí)現(xiàn)蒸呢定形的較佳效果。

圖1　CMB 201-150型罐蒸機(jī)

1.2國(guó)內(nèi)外同類(lèi)設(shè)備現(xiàn)狀及分析

目前國(guó)內(nèi)毛紡織物在蒸呢工序多采用敞開(kāi)式蒸呢機(jī)、連續(xù)蒸呢機(jī)等設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。敞開(kāi)式蒸呢機(jī)多為20世紀(jì)80年代的產(chǎn)品，技術(shù)性能落后，功能單一，效率低，但設(shè)備價(jià)格低，目前應(yīng)用還非常廣泛。連續(xù)蒸呢機(jī)多采用國(guó)外進(jìn)口設(shè)備，生產(chǎn)效率高，但價(jià)格昂貴。罐蒸機(jī)采用國(guó)外先進(jìn)的罐蒸技術(shù)，定形效果好、效率高，但價(jià)格昂貴。

a)敞開(kāi)式蒸呢機(jī)

敞開(kāi)式蒸呢機(jī)處理效率低，對(duì)車(chē)間熱環(huán)境不利，蒸呢效果內(nèi)外層效果不勻，匹差、批差明顯。國(guó)外設(shè)備以Mario crosta、BISAO生產(chǎn)的蒸呢機(jī)為主。國(guó)內(nèi)廠商分布在江浙一帶，設(shè)備性能較國(guó)外設(shè)備有較大差距。該類(lèi)設(shè)備設(shè)置的基本工藝條件只有汽蒸時(shí)間，適用范圍窄，整理風(fēng)格相對(duì)單一。

b)連續(xù)蒸呢機(jī)

連續(xù)蒸呢是織物后整理工藝技術(shù)的延伸。其工作原理為：當(dāng)呢坯通過(guò)由呢毯包裹的大輥筒時(shí)，位于大輥筒下部的兩組蒸汽槽發(fā)出的蒸汽，經(jīng)呢毯織物大輥筒，再由吸風(fēng)控制系統(tǒng)的兩臺(tái)大功率風(fēng)機(jī)吸走排到室外，從而達(dá)到對(duì)織物的蒸呢作用。該機(jī)型處理效率高，無(wú)匹差，織物表面質(zhì)量和手感等較均勻一致，但蒸呢力度差，定形效果弱。目前市場(chǎng)上以國(guó)外進(jìn)口設(shè)備為主，如意大利Sperotto Rimar、TMT的公司產(chǎn)品，但價(jià)格高；國(guó)內(nèi)設(shè)備大都由江浙一帶生產(chǎn)制造，整理效果不穩(wěn)定。

c)罐蒸機(jī)

罐蒸具有適用范圍廣、定形效果佳的優(yōu)點(diǎn)。目前，市場(chǎng)上被意大利TMT、KD罐蒸機(jī)所壟斷，但進(jìn)口價(jià)格較高，不適合在國(guó)內(nèi)紡織企業(yè)大規(guī)模推廣。意大利KD 1600罐蒸機(jī)，自動(dòng)化程度高，控制準(zhǔn)確，產(chǎn)生疵點(diǎn)少，蒸呢效果好，但對(duì)蒸汽質(zhì)量要求較高；意大利TMT 2000罐蒸機(jī)與KD 1600罐蒸機(jī)的性能基本一致；日本ED 21罐蒸機(jī)操作簡(jiǎn)單，蒸呢效果較好，但自動(dòng)化程度略低。

采用罐蒸技術(shù)，將織物置于容器中，工藝條件的可選擇性大大增加，可在較廣范圍內(nèi)選擇汽蒸壓力和相應(yīng)的加工溫濕度。蒸呢時(shí)，把織物和包布一起平整地卷繞在蒸輥上，由機(jī)械手推入蒸罐中，密閉罐門(mén)，排出空氣，將蒸汽交替地由蒸輥內(nèi)部及外部通入，在高溫、高壓條件下蒸呢[2]。當(dāng)達(dá)到給定的蒸呢壓力時(shí)，停止供汽，保持壓力繼續(xù)汽蒸，最大限度地減少蒸汽用量，能耗小。這種狀態(tài)是其它蒸呢方式達(dá)不到的。

從普通蒸呢到罐蒸是蒸呢技術(shù)的重大進(jìn)步。由于罐蒸可以得到持久的定形效果,較為先進(jìn)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo),又可按需調(diào)整產(chǎn)品的風(fēng)格,因此引起了廣泛重視。近年來(lái)，我國(guó)的毛紡、印染、絲綢行業(yè)紛紛引進(jìn)應(yīng)用各種新型罐蒸機(jī)，形成了一股“罐蒸熱”。罐蒸技術(shù)的研制，在當(dāng)前具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[3]。

2CMB 201-150型罐蒸機(jī)的總體設(shè)計(jì)思路及技術(shù)方案

2.1總體設(shè)計(jì)思路

在CMB 201-150型罐蒸機(jī)研制前，研究織物的熱定型特性和不同織物的各種工藝，找出定型工藝共同點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上，探索新的工藝，制定合理工藝參數(shù)，滿足各種織物的不同工藝要求，提高設(shè)備的利用率。在消化吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)、借鑒國(guó)內(nèi)外罐蒸機(jī)理論研究成果的基礎(chǔ)上，確立了自主研發(fā)罐蒸機(jī)的基本設(shè)計(jì)思路：

a)采用三蒸輥置換連續(xù)式罐蒸技術(shù)；

b)采用PLC控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力、壓力、張力等參數(shù)的程序控制；

c)實(shí)現(xiàn)最大程度的節(jié)能；

d)通過(guò)對(duì)不同織物罐蒸工藝的實(shí)踐，儲(chǔ)存多種工藝流程模式。

2.2技術(shù)方案

CMB 201-150型罐蒸機(jī)技術(shù)方案見(jiàn)圖2。織物經(jīng)上布、卷布、進(jìn)罐、出罐、出布完成罐蒸工藝。該機(jī)主要包含以下5部分：

a)蒸罐。包括罐體、罐門(mén)、罐門(mén)鎖緊裝置以及蒸汽循環(huán)管路等。蒸罐有可靠的冷凝水排放措施，保證織物在罐蒸處理時(shí)不會(huì)有冷凝水污染織物，并具有可靠的安全裝置及措施，保證不會(huì)出現(xiàn)蒸汽泄漏等安全事故發(fā)生。

b)進(jìn)布部分。包括進(jìn)布對(duì)中輥、導(dǎo)輥、星形架。星形架有三個(gè)蒸輥位置，360°等分，前端兩個(gè)位置用于卷繞布料及蒸好的布退卷，后端一個(gè)位置用于蒸輥進(jìn)蒸罐過(guò)渡。

c)機(jī)架部分。包括星形架定位銷(xiāo)、上布臺(tái)板、卷繞壓輥、包布織物卷繞裝置、包布對(duì)中裝置，包布熱輥、包布加熱水分吸收板、蒸輥鎖定、脫開(kāi)裝置。

d)蒸輥進(jìn)罐裝置。包括蒸輥移載小車(chē)、導(dǎo)軌、蒸輥撥叉、小車(chē)傳動(dòng)等裝置。

e)出布部分。包括輸送帶、傳送帶糾偏裝置、落布輥、擺布斗、卷裝架、靜電消除等裝置。擺布架可用于小車(chē)疊布和馬鞍落布。卷裝架用于織物的打卷，保證卷裝織物內(nèi)外層張力一致。靜電消除裝置用于織物及輸送帶的靜電消除。該部分還布置有兩臺(tái)風(fēng)機(jī)、用于織物的濕熱氣吸收，及對(duì)包布及織物進(jìn)行吸風(fēng)冷卻。

圖2　CMB 201-150型罐蒸機(jī)技術(shù)方案

3CMB 201-150型罐蒸機(jī)采用的主要技術(shù)、特點(diǎn)及創(chuàng)新點(diǎn)

3.1主要技術(shù)

CMB 201-150型罐蒸機(jī)采用的主要技術(shù)有以下8項(xiàng)技術(shù)：a)采用小直徑蒸輥(直徑510mm)和大直徑蒸罐(罐體內(nèi)徑1510mm)設(shè)計(jì)，容布量大，產(chǎn)量高；b)完善可靠的蒸汽質(zhì)量控制和冷凝水排放系統(tǒng)，確保織物的罐蒸質(zhì)量；c)卷繞系統(tǒng)采用變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)，速度及張力控制精度高；d)整機(jī)手/自一體化控制，PLC對(duì)所有的罐蒸工藝參數(shù)及程序全自動(dòng)控制；e)通過(guò)觸摸屏對(duì)各種工藝參數(shù)、循環(huán)過(guò)程進(jìn)行設(shè)定、調(diào)整、更改和選取，在線監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況；f)磁力/限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)部件的工作位置，反饋至PLC，確保動(dòng)作準(zhǔn)確；g)具有故障自診斷及報(bào)警系統(tǒng)，觸摸屏顯示故障內(nèi)容及解決方法；h)具有遠(yuǎn)程診斷功能。

3.2主要特點(diǎn)

CMB 201-150型罐蒸機(jī)的主要特點(diǎn)包括以下4個(gè)方面：a)操作靈活、便捷。該機(jī)具有手動(dòng)操作和自動(dòng)操作的功能；觸摸屏具有豐富的界面，方便觀察設(shè)備運(yùn)行情況，同時(shí)對(duì)各種工藝參數(shù)、循環(huán)過(guò)程進(jìn)行設(shè)定、調(diào)整、更改和選取，從而獲得多種類(lèi)型的罐蒸效果。b)自動(dòng)匹配標(biāo)準(zhǔn)工藝。在加工新面料時(shí)，直接輸入材質(zhì)、克重、風(fēng)格等參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)檢索并匹配標(biāo)準(zhǔn)工藝。如新工藝與標(biāo)準(zhǔn)工藝有差異，操作人員可對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行編輯修改并可存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)。c)定形效果佳，穩(wěn)定性強(qiáng)。溫度與時(shí)間設(shè)定的可控性，使蒸后織物呢面平整、彈性好、光澤持久并保持穩(wěn)定。汽蒸后充分抽汽冷卻，定形效果穩(wěn)定，身骨挺括。抽冷的時(shí)間可按抽吸泵抽冷效率及出機(jī)布面溫度及手感掌握，一般冷卻后，布面溫度低于30℃。d)效率高、節(jié)能效果好。設(shè)計(jì)了適時(shí)分步控制功能，節(jié)能效果顯著。

3.3主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)

CMB 201-150型罐蒸機(jī)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)有以下3方面：a)智能匹配標(biāo)準(zhǔn)工藝并具有編輯功能。通過(guò)對(duì)大量歷史數(shù)據(jù)的分析、歸類(lèi)、試驗(yàn)，歸納出標(biāo)準(zhǔn)工藝并儲(chǔ)存至數(shù)據(jù)庫(kù)。在加工新面料時(shí)，直接輸入材質(zhì)、克重、風(fēng)格等參數(shù)，系統(tǒng)自動(dòng)檢索并匹配標(biāo)準(zhǔn)工藝。如新工藝與標(biāo)準(zhǔn)工藝有差異，操作人員可對(duì)標(biāo)準(zhǔn)工藝進(jìn)行編輯修改并可存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)。b)適時(shí)分步控制。市面上的罐蒸機(jī)是全機(jī)聯(lián)動(dòng)，節(jié)能效果差，針對(duì)該問(wèn)題，設(shè)計(jì)了適時(shí)分步控制功能。該機(jī)由上布單元、星形架單元、蒸罐單元、出布單元等組成，適時(shí)分步功能可根據(jù)布匹運(yùn)行位置適時(shí)開(kāi)啟該單元的動(dòng)作，其余非工作單元不工作。c)蒸輥具備多工位并行功能。三工位并行功能是指三個(gè)蒸輥分別在三個(gè)位置實(shí)現(xiàn)“進(jìn)布、蒸布、出布”同時(shí)進(jìn)行，效率高。

4罐蒸機(jī)主要技術(shù)指標(biāo)和蒸呢方式對(duì)比

CMB 201-150型罐蒸機(jī)與其他蒸罐機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)和蒸呢方式比較如表1和表2所示。CMB201-150型罐蒸機(jī)與進(jìn)口設(shè)備相比，水平相當(dāng)，價(jià)格低30%～50%；與國(guó)內(nèi)設(shè)備相比，生產(chǎn)效率提高50%～60%，勞動(dòng)時(shí)間節(jié)省30%～40%，熱損耗小10%～15%；該設(shè)備工藝先進(jìn)、自動(dòng)化程度高；織物定形效果佳，穩(wěn)定性強(qiáng)，光澤自然柔和，手感挺括，有身骨，提升了產(chǎn)品的檔次和附加值；有效改善了工作環(huán)境。

表1主要技術(shù)指標(biāo)對(duì)比

公司TMTBSP鄭紡機(jī)康平納型號(hào)PF2000KD1600MB471CMB201-150織物最大幅寬/mm1800200018001800蒸罐內(nèi)徑/mm1500161010601500蒸汽壓力/MPa0.6～1.1>0.40.250.4～0.6蒸輥數(shù)量/個(gè)3333織物進(jìn)布速度/(m/min)0～1005～1006～600～70蒸呢質(zhì)量無(wú)批差、匹差無(wú)批差、匹差無(wú)批差、匹差無(wú)批差、匹差控制方式同步式同步式同步式分步式裝機(jī)功率/kW48354648.8蒸輥?zhàn)畲缶砝@直徑/mm1300約14008001300

表2蒸呢方式對(duì)比表

蒸呢方式敞開(kāi)式蒸呢機(jī)連續(xù)蒸呢機(jī)罐蒸機(jī)生產(chǎn)質(zhì)量中低高生產(chǎn)效率低高低對(duì)環(huán)境影響大中小一次投資成本低中高

5結(jié)語(yǔ)

CMB 201-150型罐蒸機(jī)由于是濕熱定形，蒸汽能起到熱載體作用，它既是增塑劑又是潤(rùn)滑劑，由于壓力的存在，水汽分子很快穿透纖維結(jié)構(gòu)內(nèi)部破壞分子間的互聚鍵[4]，蒸后的織物持久定形，物理指標(biāo)明顯提升，品質(zhì)得到進(jìn)一步改善，附加值提高，縮小了國(guó)內(nèi)紡織行業(yè)后整理與國(guó)外水平的差距，對(duì)推動(dòng)行業(yè)發(fā)展具有重要意義。該機(jī)適應(yīng)性廣，自動(dòng)化程度高，結(jié)構(gòu)合理，推廣應(yīng)用前景廣闊，中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)專家組鑒定該機(jī)已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

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(責(zé)任編輯：康鋒)

收稿日期：2015-06-30

作者簡(jiǎn)介：王勇(1985-)，男，山東泰安人，工程師，主要從事紡織設(shè)備設(shè)計(jì)方面的研究。

中圖分類(lèi)號(hào)：TS103.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號(hào)：1009-265X(2016)02-0051-04

Development of New Decatizing Machine

WANGYong,GENGYalin,LUOJun,ZHUCongli,ZHAOQingyong,ZHAOGuangming

(Taian Companion Machinery Co., Ltd. Taian 271000, China)

Abstract：This paper discusses the development background and overall design thought of decatizing process and equipment, describes the development, main features, major technical and economic indicators and main innovation points of CMB 201-150 decatizing machine through the comparison of new technologies and traditional Chinese after-treatment technology of wool cloth and discusses new technologies such as intelligent matching process, timely step control and three-position parallel function.

Key words：decatizing machine; intelligent matching process; timely step control; three-position parallel function.