[高温高压纱线染色机超低浴比技术研究]纱线染色机商品编码

[高温高压纱线染色机超低浴比技术研究]纱线染色机商品

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1目前国内染整行业存在问题纱线筒子、经轴染色工艺的改进，推动了染色设备的技术进步。但是目前国内外筒子纱染色机浴比状况是：以单纱 1 kg标准来计量，国外能够做到浴比是 1∶6 ～ 1∶8，国内染纱机则在 1∶7 ～ 1∶10。大浴比意味着高能耗，造成企业的成本负担加重。同时，染色浴比大，染色周期长，升温、冷却、漂白和水洗的时间就占整个染色周期的一半以上，并消耗大量的水，加重了生产及污水处理的负担。超低浴比工艺技术是当今染整设备制造业具有实际意义的研究项目，也是能够给用户带来整体产业经济效益提升的关键技术。

国内染整设备存在问题如下：

（1）染整设备效率低、工艺时间长。传统筒子纱染色机每染一缸纱需 8 ～ 14 h；

（2）污染大。由于传统筒子纱染色机染色水浴比大，染色过程中染液浸没纱锭，而且每缸纱染色需要染料助剂量多，相应的废水排放量就大；

（3）耗水量大，比国外制造的染整设备多消耗水大约为 47%；

（4）耗电量大，传统染色机每吨纱线的耗电量约（1 900 ± 300）kW ? h，比国外产染整设备多消耗约 47% 以上。

2超低浴比染纱机与传统染纱机优劣比较

采用超低浴比 1∶3 的筒子纱染色时染液不浸泡纱锭，称为无

水浸泡染纱。超低浴比染纱机采用新工艺新方法，明显减少染助剂消耗、减少水、电能以及蒸汽耗用量。

传统筒子纱染色机染色过程中染液浸泡半个纱缸，由于采用了

特殊的主循环泵结构，超低浴比染纱机的染液不浸泡纱锭，可以通过泵的扬程实现染液的低液位循环。这样就减少了因为纱线长时间浸泡带来的不利影响，如密度变大，染液循环式时穿透纱层时的阻力变大等。

超低浴比染纱机染色浴比降低的直接结果就是染色过程中水和

蒸汽的消耗量减少。

超低浴比染色机与传统染色机的另一个不同点在于染液流量采用脉流控制。这样可以实现高的循环比数，染纱线穿透速度快，从而可以大大减少工艺时间，而且更容易防范纱线染色过程中的内外层纱线色差、色斑等染色缺陷，实现匀染效果。

3超低浴比高温高压纱线染色核心技术

超低浴比高温高压染纱机采用核心技术是：三级叶轮泵的脉动流体染色技术。采用此技术，染液经过三级叶轮泵被提升到 30 m高压扬程，通过三级泵喷射到纱锭，染液以高速脉流单方向喷射到纱锭，流出纱层循环回纱缸体内，并完成染料对纱锭的上染过程。叶轮泵使染液在纱锭染色循环产生脉动流体动力效应，提高了染液与纱锭之间的染色交换频率，使小浴比染液与纱锭接触并获得动力循环，达到染液不浸泡纱锭染色的 1∶3 最低浴比。

3.1脉流新工艺及其控制方法

脉流冲击式染色原理方框图。“时间脉冲发生器”由计算机按照随机信号发出脉流信号给控制器，以每分钟改变电机 16 次冲击脉流波动频率进行染色，这个频率变化是在水位允许范围内产生波动。

控制器采用理想参考模型（水位调节规律），与变频电机控制超低浴比三级叶轮泵，输出脉流冲击波，理想模型与输出脉流（水泵入口水位）比较得到误差，自适应水位监测水的警戒线给出水位参考辨识，调节变频电机转速达到染色工艺的冲击脉流。

染色机理想参考模型是染纱新工艺质量控制规律。根据染色物料分纯棉、人造纤维、化纤等 3 种选定不同染纱工艺规律。冲击式脉流染色在超低浴比下进行，染液不浸泡纱锭，减少染料助剂用量；纱锭与染液由于不浸泡在水中，减少了纱锭渗透阻力，加快染色交换速度，利于匀染和缩短染纱时间；染液在脉流作用下冲洗纱锭循环，使纱锭和染液的循环频率可由电机转速控制，这就是冲击式脉流染色原理。

3.2三级叶轮泵技术的改进

超低浴比染色主循环泵满足：大流量、高扬程、高比转数。采用三级叶轮泵作为超低浴比筒子纱染色的主循环泵。改进后的三级叶轮泵作为主循环泵能够满足 16 ～ 22 次/min的循环，使得染料在相同时间染色提高上染率，缩短染色时间，提高染色均匀性。

传统的浴比染色运行时压差很稳定，在 0.6 ～ 1.0 bar之间，也不会出现水位波段的明显变化，但是由于液位计的敏感程度影响，

超低浴比染色就存在这种变化，而且染色过程中的压差能达到

1.4 ～ 1.8 bar左右，加料液位过低时压差不会降低，反而还会明

显增加。在载量为 4 kg的超低浴比纱线染色机运行中，对内压、外压、运行水位做了记录，运行水位变化状态下的压力数据。

4超低浴比高温高压纱线染色机的经济社会效

益

超低浴比染色过程短，耗能低，对环境污染小，对染料、助剂、水资源的消耗只相当于同类机的 1/3；染色时间节约 30.5%；1 kg

纱单位水消耗节约 79.74%；1 kg纱单位电消耗节约 42.49%；1 kg

纱单位蒸汽消耗节约 70.66%；同时，叶轮泵使染液在循环过程中产

生脉动流体动力效应，提高了染液与纱锭之间的染色交换频率。

超低浴比高温高压染纱机新工艺新方法，提升了染整设备的科

技含量与产业竞争力，对整个染整行业的技术进步将有巨大的推动作用。超低浴比高温高压染纱机及其工艺方法符合国家“十二五”规划提出的节能减排方针政策，对我国染整装备设备的发展有着深远意义。

根据国家有关部门的统计数据显示，国内梭织物产量在 78

万～ 90 万t之间，国内针织物产量在 60 万～ 70 万t之间，其

中有 20% ～ 30% 需进行纱线染色后处理，预计国内一年共有 27.6 万～ 48 万t纱线使用染色机进行染色。若全部应用此项技术，一年可增加产量 6 万～ 9 万t（或减少染色机的保有量 20%）；按年产量 40 万t计，成本则下降 11.64 亿元。

5结论

浴比 1∶3 超低浴比的筒子纱线染色机解决了传统染纱机大浴比染色的难题，本文提出三级叶轮泵的冲击脉流新技术新工艺，提高主循环泵扬程和循环比数，实现小液量、快流速的染色技术，满足纱线匀染的质量，同时染料、助剂、水电汽源消耗达到最低，纱线染色周期缩短，与国外某先进机型相比，在相同染纱机同等条件下，提高工作效率将近 30%，由于超低浴比减少预备缸，设备结构紧凑，占地面积少。

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