織物熱定型智能控制方法及采用該方法的定型機與流程

本發明涉及一種織物熱定型的控制方法及采用該方法的定型機，屬于紡織染整工藝及設備技術領域。

背景技術：

定型機是紡織染整織物定型用的設備。織物在軋車料槽浸上工藝液后，被軋車軋輥擠壓，然后進入定型機烘箱內并在高溫熱風作用下升溫、烘干定型。織物的熱定型是利用定型機烘箱內的高溫熱風，消除織物纖維在拉伸過程中產生的內應力，使織物形狀固定成型，定型后的織物具有良好的尺寸穩定性、手感、顏色、幅寬、強力和外觀。

根據熱定型工藝原理，熱定型時間分為二段，即：（1）加熱升溫時間：將織物加熱到定型溫度所需時間；（2）定型時間：織物纖維內部達到定型溫度的時間。定型溫度和定型時間根據纖維品種及織物加工要求而確定；熱定型最重要的工藝參數是確保定型溫度和該溫度下的定型時間，因此只有精準地控制好定型溫度和該定型溫度下的定型時間，才能獲得良好的定型效果。另外，還必須保證定型時間段定型溫度的均勻性，通常溫差必須≤2℃。

現有的定型機，為了達到工藝要求的定型溫度和定型時間，通常采用控制織物運行速度這單一手段，即控制織物在烘箱內的滯留時間來滿足定型的工藝溫度，然而實際定型效果并不理想，對于克重大的織物為達到定型溫度，降低織物運行速度，可以使織物在烘箱內的滯留時間加長，但是降低織物運行速度，織物出軋車軋輥的帶液量也會增加，因而需要更長的時間烘干，即降低了織物運行速度，并不一定能在加熱升溫時間內達到定型所需的溫度；同樣，對于克重小的織物，則提高織物運行速度，而織物出軋車軋輥的帶液量也會相應減小，因而也不能保證在加熱升溫時間內達到定型所需的溫度。也就是說，兩者都存在著定型時間的不確定性，而定型時間的不確定性，使得織物尺寸穩定性、可染色性差，抗皺性及手感都受到極大的影響，特別是過定型使得織物纖維玻璃化，強度大幅降低，服用性不達標。另外，現有的定型機能耗高，企業生產成本高，不能滿足節能環保要求。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種能準確控制定型溫度和定型時間，從而極大提高定型質量的織物熱定型智能控制方法。

本發明另一個要解決的技術問題是提供一種具有簡單結構且能滿足準確控制定型溫度和定型時間，工作效率高、生產成本及能耗低、節能環保的定型機。

為解決上述技術問題，本發明采用這樣一種織物熱定型智能控制方法，包括對浸漬有工藝液的織物在定型機烘箱內進行的加熱升溫步驟和對加熱升溫后的織物進行的熱定型步驟，所述加熱升溫步驟是指在工藝要求的加熱升溫時間內，對烘箱加熱升溫區的織物進行加熱升溫，所述熱定型步驟是指在工藝要求的定型溫度和定型時間內，對烘箱定型區的加熱升溫后織物進行熱定型，該智能控制方法還包括在加熱升溫步驟前，根據工藝要求的定型溫度和定型時間設定織物的運行速度步驟，和在熱定型步驟時，根據在線監測定型區起點的織物溫度，通過實時調節烘箱內溫度，使加熱升溫后織物溫度達到工藝要求所需的定型溫度步驟；所述設定的織物運行速度在織物的加熱升溫步驟和熱定型步驟中均保持不變。

作為上述方法的一種優選實施方案，在所述熱定型步驟中，通過實時檢測烘箱內的氣氛濕度，適時啟動排風抽取烘箱內的濕氣或關閉排風防止熱量流失，使定型溫度的溫差≤2℃。

作為上述方法的另一種優選實施方案，在所述熱定型步驟中，通過實時檢測織物溫度，實時調節烘箱內的熱風流速，使定型溫度的溫差≤2℃。

為滿足準確控制定型溫度和定型時間，本發明采用這樣一種定型機，包括烘箱，所述烘箱包括安裝在其上的循環風機、排風風機和通過若干個吹風口向烘箱內提供熱風的熱源，該定型機還包括中央控制器和安裝在烘箱內的至少一個溫度傳感器；所述中央控制器根據工藝要求的定型溫度和定型時間計算并給出滿足該工藝要求的織物運行速度，該織物運行速度在織物整個定型過程中保持恒定，所述溫度傳感器與所述中央控制器電連接，且其中一個溫度傳感器安裝在烘箱內的織物定型區起點處，所述熱源設有用于實時調節發熱功率的調節單元，所述調節單元與所述中央控制器電連接。

作為本發明的一種優選實施方案，該定型機還包括安裝在烘箱內的用于實時檢測氣氛濕度的濕度傳感器；所述濕度傳感器、排風風機的風機控制器分別與所述中央控制器電連接。

作為本發明的另一種優選實施方案，所述循環風機的風機控制器與所述中央控制器電連接，所述中央控制器為具有人機界面的嵌入式系統控制器或工控機。

在本發明中，在所述烘箱上安裝有燃燒室，所述熱源為在所述燃燒室內燃燒的天然氣，所述各吹風口分別與所述燃燒室流體地連通，所述熱源用于實時調節發熱功率的調節單元為安裝在燃燒室上的天然氣進氣量調節閥。

采用上述方法后，本發明具有以下有益效果：

本發明根據定型工藝要求所需的定型溫度和定型時間，中央控制器計算并給出滿足該工藝要求的織物運行速度，該速度在織物整個定型過程中保持恒定；設在定型區起點的溫度傳感器在線監測織物溫度，中央控制器根據定型區起點處織物溫度的檢測值，通過熱源功率調節單元實時調節發熱功率來實現實時調節烘箱內溫度，本發明熱源功率調節單元優選為安裝在燃燒室上的天然氣進氣量調節閥，通過調節進氣量調節閥來控制天然氣進氣量的大小，從而調節熱源的發熱功率來實時調節烘箱內溫度，使定型區起點處的加熱升溫后織物溫度達到工藝要求所需的定型溫度；由于根據定型時間所給定的織物運行速度又保證了織物的定型時間，即本發明精準地控制了織物的定型溫度和在該定型溫度下的定型時間，最大化的保證了織物定型效果。

本發明通過濕度傳感器實時檢測烘箱內的氣氛濕度，當氣氛濕度增大，織物表面濕度與烘箱內氣氛濕度的梯度減小，不利于織物纖維內部的水分向織物表面擴散時，中央控制器通過排風風機的風機控制器啟動排風，抽取烘箱濕氣，并通過溫度傳感器實時檢測織物溫度，當排風帶來熱量流失，中央控制器通過排風風機的風機控制器關閉排風。本發明提高了烘燥效率，節約了能源，更好地保證了定型溫度溫差≤2℃，達到了最優化定型效果。

本發明通過溫度傳感器實時檢測織物溫度，中央控制器依據所獲得的溫度變化趨勢，通過循環風機的風機控制器微調循環風機轉速，實現微調熱風流動速度，增加熱風對織物的穿透性，并提高烘箱內溫度均勻性，從而進一步保證了定型溫度溫差≤2℃，使織物定型質量更佳。

本發明定型機的簡單結構，生產成本和能耗低，工作效率高，能更好地滿足節能環保要求。

附圖說明

以下結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步的詳細說明。

圖1為本發明織物熱定型智能控制方法的一種溫度時間曲線圖。

圖2為本發明定型機的一種結構示意圖。

具體實施方式

為了能準確控制定型溫度和定型時間，本發明采用了如圖1、圖2所示的織物熱定型智能控制方法及采用該方法的定型機。所述的織物熱定型智能控制方法，其包括對浸漬有工藝液7的織物5在定型機烘箱1內進行的加熱升溫步驟和對加熱升溫后的織物進行的熱定型步驟，所述加熱升溫步驟是指在工藝要求的加熱升溫時間s1內，對烘箱加熱升溫區的織物進行加熱升溫，所述熱定型步驟是指在工藝要求的定型溫度teff和定型時間s2內，對烘箱定型區的加熱升溫后織物進行熱定型，該智能控制方法還包括在加熱升溫步驟前，根據工藝要求的定型溫度teff和定型時間s2設定織物的運行速度步驟，和在熱定型步驟時，根據在線監測定型區起點a的織物溫度，通過實時調節烘箱1內溫度，使加熱升溫后織物溫度達到工藝要求所需的定型溫度teff步驟；所述設定的織物運行速度在織物的加熱升溫步驟和熱定型步驟中均保持不變。

作為上述方法的一種優選實施方案，在所述熱定型步驟中，通過實時檢測烘箱內的氣氛濕度，適時啟動排風抽取烘箱內的濕氣或關閉排風防止熱量流失，使定型溫度teff的溫差≤2℃。采用上述方法后，對最利于烘燥、提高烘燥效率和節約能源作最優化處理。

作為上述方法的另一種優選實施方案，在所述熱定型步驟中，通過實時檢測織物溫度，實時調節烘箱內的熱風流速，使定型溫度teff的溫差≤2℃。采用上述方法后，進一步提高了織物定型質量。

參見圖2，本發明采用上述控制方法的一種優選定型機，包括烘箱1，所述烘箱1包括安裝在其上的循環風機1－1、排風風機1－2和通過若干個吹風口1a向烘箱1內提供熱風的熱源，該定型機還包括中央控制器和安裝在烘箱1內的至少一個溫度傳感器2，圖中未示中央控制器；所述中央控制器根據工藝要求的定型溫度teff和定型時間s2計算并給出滿足該工藝要求的織物運行速度，該織物運行速度在織物整個定型過程中保持恒定，所述溫度傳感器2與所述中央控制器電連接，且其中一個溫度傳感器2安裝在烘箱1內的織物定型區起點處，所述熱源設有用于實時調節發熱功率的調節單元，所述調節單元與所述中央控制器電連接。在本發明中，所述溫度傳感器2可僅為一個，也可安裝有多個。

作為本發明的一種優選實施方案，如圖2所示，該定型機還包括安裝在烘箱1內的用于實時檢測氣氛濕度的濕度傳感器3；所述濕度傳感器3、排風風機1－2的風機控制器分別與所述中央控制器電連接，如圖所示，本發明在烘箱1內安裝有數個濕度傳感器3。

作為本發明的另一種優選實施方案，如圖2所示，所述循環風機1－1的風機控制器與所述中央控制器電連接，所述中央控制器為市售的具有人機界面的嵌入式系統控制器或工控機。

如圖2所示，在本發明中，在所述烘箱1上安裝有燃燒室4，所述熱源為在所述燃燒室4內燃燒的天然氣，所述各吹風口1a分別與所述燃燒室4流體地連通，所述熱源用于實時調節發熱功率的調節單元為安裝在燃燒室4上的天然氣進氣量調節閥4a。

本發明中，所述熱源也可以是導熱油爐或其它加熱設備提供的熱風。熱源功率調節單元也可以是其它類型的控制閥或控制器等。

作為本發明的一種優選實施例，參見圖2，首先中央控制器根據織物5工藝要求的定型溫度teff和定型時間s2計算并給出滿足該工藝要求的織物運行速度，織物5以該恒定速度前行，并在軋車料槽6浸上工藝液7后，被軋車軋輥8擠壓，然后進入定型機烘箱1內，在高溫熱風作用下經加熱升溫時間s1內的加熱升溫步驟和定型時間s2內的熱定型步驟后烘干定型輸出。在熱定型步驟時，設在定型區起點處的溫度傳感器2在線監測織物5溫度，中央控制器根據定型區起點處織物5溫度的檢測值，通過調節天然氣進氣量調節閥4a來控制天然氣進氣量的大小，從而實時調節烘箱1內溫度，使定型區起點處的加熱升溫后織物5溫度達到工藝要求所需的定型溫度，織物5在該定型溫度下并在規定的定型時間s2完成熱定型工序。

在熱定型步驟中，隨著定型機不斷的運行，織物5所帶的工藝液7不斷蒸發，濕度傳感器3實時檢測烘箱1內氣氛濕度，并將實時濕度值傳輸至中央控制器，中央控制器經對比分析后當檢測到烘箱1內氣氛濕度增大至影響織物干燥升溫時，通過排風風機1－2的風機控制器啟動排風，抽取烘箱1濕氣排出，同時通過溫度傳感器2實時檢測織物5溫度，并將實時溫度值傳輸至中央控制器，中央控制器經對比分析后當檢測到排風帶來熱量流失時，中央控制器通過排風風機1－2的風機控制器關閉排風。

而且在熱定型步驟中，中央控制器還依據溫度傳感器2實時檢測到的織物5溫度，獲得溫度變化趨勢，通過循環風機1－1的風機控制器微調循環風機1－1轉速，實現微調熱風流動速度，增加熱風對織物5的穿透性，并提高烘箱1內溫度均勻性，進一步提高織物5定型質量。在本發明中，所述循環風機1－1優選為變頻循環風機，所述風機控制器優選為變頻器。

本發明的方法和定型機經過試用，能精準控制織物的定型溫度和在該定型溫度下的定型時間，提高了定型質量和設備烘燥效率，節約了能源，徹底克服了現有定型方法和定型機的弊端，取得了良好的效果。