一种满卷涤纶预取向丝的生产系统及生产方法与流程

本发明属于化纤纺织，涉及一种满卷涤纶预取向丝的生产系统及生产方法。

背景技术：

1、涤纶预取向丝（poy），也称涤纶部分取向丝，是通过高速纺丝（纺丝速度2800-3600m/min）获得的初生丝。与一般的涤纶牵伸丝相比，涤纶预取向丝取向度低、结晶度低，体现在物理指标上为断裂强度低、断裂伸长率高、尺寸稳定性差等。所以，必须经过拉伸、假捻变形、定型等工序制成拉伸变形丝（dty），才能具备一定的物理机械性能，满足后道织造要求。

2、在涤纶预取向丝加工成拉伸变形丝的过程中，断头率直接影响后加工的生产效率和产品的优等品率。经调查，涤纶预取向丝加工过程的断头中，底层断头（指涤纶预取向丝丝饼剩余1公斤以内加弹出现的断头）占比在50%以上。

3、在纺丝生产过程中，特别是针对涤纶预取向丝丝饼的生产，底层断头现象是一个需要重点关注的问题。经统计分析，底层断头的涤纶预取向丝丝饼中约50%是由于铲板或定期作业后的第一落丝饼所导致的。这主要是因为铲板或定期作业时的停位操作容易造成纺丝组件，特别是喷丝板及其周围区域的温度显著下降。

4、纺丝组件温度的降低会直接影响纤维的物理性能，导致纤维的断裂伸长率偏长、热应力偏大、条干不匀率偏高。这种物理特性的变化在底层丝中尤为明显，使得底层丝的物理指标与表层丝的物理指标存在显著差异。这种差异在后续的涤纶预取向丝加弹过程中尤为致命，因为热应力的偏大容易引发张力变化，从而导致断头现象的发生。

5、为了恢复正常的纺丝温度，当纺丝停位后，需要熔体进行较长时间的不停流动。这个过程通常需要连续生产一段时间后，纺丝温度才能逐渐回升至标准状态。然而，在这段恢复期内，由于纺丝温度未达标，所产出的丝饼往往质量不稳定，无法达到生产要求，从而造成较多的废丝消耗和产品降等。

6、为了应对上述问题，当前很多企业采取了不停位铲板的策略，以减少停位对纺丝温度的影响。然而，不停位生产时，清除喷丝板板面的硅油也会降低喷丝板温度，进而影响产品物理指标。

7、因此，亟需开发一种满卷涤纶预取向丝的生产系统及生产方法以解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是解决现有技术存在的问题，提供一种满卷涤纶预取向丝的生产系统及生产方法。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，包括计量泵、n个纺丝组件，1≤n≤16，还包括计量泵控制单元、纺丝组件加热单元和信号处理单元；

4、计量泵控制单元与计量泵连接，用于调节和实时显示聚酯熔体流量；

5、纺丝组件加热单元与安装有纺丝组件的纺丝箱体的腔体连接，用于将喷丝板加热至目标温度，目标温度为纺丝箱体温度的103-105%；

6、信号处理单元同时与计量泵控制单元和纺丝组件加热单元连接，用于在聚酯熔体流量为0时，启动纺丝组件加热单元，在聚酯熔体流量大于0时，关闭纺丝组件加热单元。

7、作为优选的技术方案：

8、如上所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，纺丝组件加热单元包括供热系统、温度检测单元、温控表和供气控制单元；

9、供热系统包括一次热媒总管、1根进油管道、n个导热盘管、1根出油管道、回收管道、气动阀、泄压阀；n个导热盘管分别套在n个纺丝组件上；一次热媒总管、进油管道、n个导热盘管、出油管道、回收管道依次连通；气动阀安装在进油管道与一次热媒总管的连接处；泄压阀安装在出油管道与回收管道的连接处，当导热盘管中的油压力超过2mpa后，泄压阀开始打开泄压，这样热媒就能流入回收管道；

10、温度检测单元用于检测喷丝板的实时温度，并发送至温控表；

11、温控表用于将喷丝板的实时温度与目标温度进行比较后，通过供气控制单元调整气动阀的开度，进而通过供热系统调整喷丝板温度上升的速度，当实时温度高于目标温度的上限值时，调小气动阀的开度，当实时温度低于目标温度的下限值时，调大气动阀的开度，当实时温度在目标温度的范围内时，不调整气动阀的开度。

12、如上所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，温度检测单元为非接触式测温仪。

13、如上所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，供气控制单元包括供气阀、电机和电机控制变频器；

14、气动阀、供气阀、电机、电机控制变频器和温控表依次连接；

15、温控表通过供气控制单元调整气动阀的开度即温控表改变发送至电机控制变频器的电流信号，使得电机控制变频器控制电机带动供气阀的阀芯运动，调整供气阀的开度，进而调整气动阀的开度，当电流信号为20mah时供气阀全开，当电流信号为40mah时供气阀全关。

16、如上所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，还包括卷绕装置；卷绕装置包括转盘、伺服电机、锭轴ⅰ、锭轴ⅱ、电机ⅰ和电机ⅱ；转盘竖直布置；伺服电机用于驱动转盘绕自身的中心轴旋转180°；锭轴ⅰ和锭轴ⅱ与转盘垂直，对称分布在转盘中心轴的上下两侧；电机ⅰ用于驱动锭轴ⅰ绕自身的中心轴旋转；电机ⅱ用于驱动锭轴ⅱ绕自身的中心轴旋转。

17、如上所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，信号处理单元还用于在聚酯熔体流量大于0时，启动电机ⅰ。

18、如上所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，信号处理单元还用于统计电机ⅰ的运行时间，并在单位为min的电机ⅰ的运行时间对应的数值达到设定值a时，关闭电机ⅰ，启动伺服电机和电机ⅱ；设定值a的设置方法如下：

19、令切小卷时间（即停位后，重新生头后丝束在锭轴ⅰ上卷绕的时间）理论值b=t1×[10%+(t2-10)×0.5%]-[t1×(q-48)×0.3%]，其中，t1为单位为min的满卷时间（即涤纶预取向丝持续在一个锭轴上卷绕至达到优等品重量所需要的时间）对应的数值，t2为单位为min的停位时间对应的数值，q为单位为g/min的聚酯熔体流量对应的数值；

20、测试表明，如果长时间停位，重新生头后将涤纶预取向丝持续在一个锭轴上卷绕至满卷时间，当开始卷绕至达到满卷时间的20%之前，涤纶预取向丝的质量均较差，当达到满卷时间的20%之后，涤纶预取向丝的质量均较好，或者由差变好，当达到满卷时间的50%之后，涤纶预取向丝的质量均较好，因此满卷时间的20%和满卷时间的50%可作为参考标准；本发明的目标是将停位后，重新生头后质量较差的涤纶预取向丝卷绕在锭轴ⅰ上，将质量较好的涤纶预取向丝卷绕在锭轴ⅱ上，因此丝束在锭轴ⅰ上卷绕的时间应不低于满卷时间的20%，同时应不高于满卷时间的50%；

21、假设满卷时间为400min，如果在生头后将涤纶预取向丝持续在一个锭轴上卷绕400min，则第0-80min的涤纶预取向丝的质量均较差，第200-400min的涤纶预取向丝的质量均较好，假设第80-100min的涤纶预取向丝的质量较差，第100-200min的涤纶预取向丝的质量逐渐变好，本发明的目标是将第0-100min的涤纶预取向丝卷绕在锭轴ⅰ上，然后切换至锭轴ⅱ上重新从0min计时至满卷时间400min；

22、本发明经反复试验得到了切小卷时间理论值的计算公式，然而如果直接令切小卷时间设定值等于切小卷时间理论值，有时会出现丝束在锭轴ⅰ上卷绕的时间低于满卷时间的20%或者高于满卷时间的50%的情况，为避免该情况发生，本发明将切小卷时间理论值与满卷时间的20%、满卷时间的50%进行比较后，分不同情况限定切小卷时间设定值，当切小卷时间理论值小于满卷时间的20%时，令切小卷时间理论值等于满卷时间的20%，以切除质量较差的涤纶预取向丝，当切小卷时间理论值大于满卷时间的50%时，令切小卷时间理论值等于满卷时间的50%，以避免质量较好的涤纶预取向丝被切除，造成浪费，当切小卷时间理论值大于等于满卷时间的20%同时小于等于满卷时间的50%时，直接令切小卷时间设定值等于切小卷时间理论值；因此，本发明控制：当b<t1×20%时，令a=t1×20%；当t1×20%≤b≤t1×50%时，令a=b；当b>t1×50%时，令a=t1×50%。

23、本发明还提供了一种满卷涤纶预取向丝的生产方法，采用如上任一项所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统。

24、作为优选的技术方案：

25、如上所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产方法，满卷涤纶预取向丝的底层丝和表面丝的断裂伸长率差值≤2.8%，底层丝和表面丝的热应力差值≤热应力中心值×2.5%，底层丝的条干不匀率cv值≤1.35%。

26、有益效果：

27、本发明通过设置计量泵控制单元、纺丝组件加热单元和信号处理单元，能够在聚酯熔体流量为0时启动纺丝组件加热单元，在流量大于0时关闭加热单元，有效维持纺丝组件的温度稳定，减少因喷丝板温度变化导致的纤维物理指标差异，降低涤纶预取向丝丝饼底层丝的加弹断头率，提高产品质量和生产效率。

技术特征：

1.一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，包括计量泵、n个纺丝组件，1≤n≤16，其特征在于，还包括计量泵控制单元、纺丝组件加热单元和信号处理单元；

2.根据权利要求1所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，其特征在于，纺丝组件加热单元包括供热系统、温度检测单元、温控表和供气控制单元；

3.根据权利要求2所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，其特征在于，温度检测单元为非接触式测温仪。

4.根据权利要求2所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，其特征在于，供气控制单元包括供气阀、电机和电机控制变频器；

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，其特征在于，还包括卷绕装置；卷绕装置包括转盘、伺服电机、锭轴ⅰ、锭轴ⅱ、电机ⅰ和电机ⅱ；转盘竖直布置；伺服电机用于驱动转盘绕自身的中心轴旋转180°；锭轴ⅰ和锭轴ⅱ与转盘垂直，对称分布在转盘中心轴的上下两侧；电机ⅰ用于驱动锭轴ⅰ绕自身的中心轴旋转；电机ⅱ用于驱动锭轴ⅱ绕自身的中心轴旋转。

6.根据权利要求5所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，其特征在于，信号处理单元还用于在聚酯熔体流量大于0时，启动电机ⅰ。

7.根据权利要求6所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统，其特征在于，信号处理单元还用于统计电机ⅰ的运行时间，并在单位为min的电机ⅰ的运行时间对应的数值达到设定值a时，关闭电机ⅰ，启动伺服电机和电机ⅱ；

8.一种满卷涤纶预取向丝的生产方法，其特征在于，采用如权利要求7所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产系统。

9.根据权利要求8所述的一种满卷涤纶预取向丝的生产方法，其特征在于，满卷涤纶预取向丝的底层丝和表面丝的断裂伸长率差值≤2.8%，底层丝和表面丝的热应力差值≤热应力中心值×2.5%，底层丝的条干不匀率cv值≤1.35%。

技术总结
本发明属于化纤纺织技术领域，涉及一种满卷涤纶预取向丝的生产系统及生产方法。生产系统包括计量泵、纺丝组件、计量泵控制单元、纺丝组件加热单元和信号处理单元；计量泵控制单元与计量泵连接，用于调节和实时显示聚酯熔体流量；纺丝组件加热单元与安装有纺丝组件的纺丝箱体的腔体连接，用于将喷丝板加热至目标温度；信号处理单元同时与计量泵控制单元和纺丝组件加热单元连接，用于在聚酯熔体流量为0时，启动纺丝组件加热单元，在聚酯熔体流量大于0时，关闭纺丝组件加热单元；生产方法即采用该生产系统生产满卷涤纶预取向丝。本发明能减少因喷丝板温度变化导致的纤维物理指标差异，降低涤纶预取向丝丝饼底层丝断头率。

技术研发人员：陈蕾,王春燕,戚黎洲,林稳,陆建伟,庄维峰
受保护的技术使用者：桐昆集团浙江恒通化纤有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23