第一篇：平幅連續染色機(熱風打底機)的改進與發展[精選]

平幅連續染色機（熱風打底機）的改進與發展

戴家興

（揚州瑞金機械制造有限公司，江蘇 揚州225641）

【摘要】：為了有效地解決織物批量染色中出現左中右色差問題，對原傳統染色機的各單元進行了升級改造，并對各單元的環保節能操作方便性等方面作了大的改進。新機型能有效地控制左中右色差，同時大大節約了能源，降低了生產成本，提高了織物色澤，也提高了操作的方便性。【關鍵詞】：染色 均勻性 節能 消除色差

1、前言

長期以來，進口染整機械一直占據和主導國內市場，國產印染機械無論在設計、制造質量、使用性能、自動化程度等各方面都與進口設備存在較大差距。近幾年，特別是“九六”型印染設備的研制開發，使得國產印染設備進入一個快速、全新的發展階段，國產與進口印染設備的差距正不斷縮小，有的已接近甚至達到進口設備的技術水平，國產印染設備在國內的市場占有率不斷提高。

隨著國際國內能源價格的上漲，國際宏觀調控力度的加大，以及印染行業日益特出的減排和環保問題，國產印染設備又面臨新一輪的挑戰與嚴峻考驗，保持與發展國產印染設備的固有優勢，用高新技術改造與提升傳統設備，提高自動化程度，加強在線檢測和控制手段，節能、環保已成為國產印染機械的發展方向和必由之路。

揚州瑞金機械制造有限公司（原江都市瑞豐印染機械廠）作為國內知名的印染機械專業制造商，其生產的平幅連續染色機深受國內用戶的歡迎和好評，同類機型國內市場占有率較高并有大量出口。面對當前國際國內新的形勢和產業政策，揚州瑞金機械制造有限公司（原江都市瑞豐印染機械廠）始終堅持以人為本，科技創新的設計理念，緊跟染化料和印染工藝的發展，縮短染色流程，減少污水排放量，增加對色差、烘房溫度、濕度的在線檢測與控制，提高染色均勻性，減少能耗，不斷提高平幅連續染色機的工藝適應性和自動化水平。

下面就我公司生產的平幅連續染色機的用途、各組成單元的結構特點，通過創新改進設計在應用中所取得的理論數據和應有成果，作簡要的分析和探討。

2、平幅連續染色機的主要單元及組成部分

1.1平幅進布裝置 1.2 二輥臥式均勻軋車 1.3 紅外線烘燥機 1.4 熱風烘燥機 1.5 烘筒烘燥機

1.6平幅冷卻出布部件

3、平幅連續染色機的主要用途

本聯合機適用于分散、士林、印地可素、聚酯士林、活性偶氮、酞菁等染料浸軋染液、色酚以及烘干之用。

1、各單元機的主要結構特點及優化改進措施的對比分析 4.1二輥臥式均勻軋車

4.1.1均勻軋車的主要技術要求

均勻軋車是平幅連幅染色機的關鍵設備之一，均勻軋輥的性能直接影響植物軋液的得色率和均勻性，對減少織物的色差有十分重要的影響。我公司積累多年制造均勻軋車的經驗，制造的均勻軋輥精度高，強度好，內腔油壓載荷分布均勻，密封裝置經特殊結構處理，磨合性能好，油液泄漏量小。油壓調節表采用的分度表，更能直觀的看出微量油壓變化，能更好的調節控制油壓，使軋輥壓力更加均勻。經眾多用戶多年使用驗證，我公司的均勻軋車各項綜合性能居于國內領先水平，完全滿足對軋液均勻性和左、中、右色差有嚴格要求的各類中高檔織物的加工要求。4.1.2 軋槽液位控制裝置

配置軋槽液位自動檢測裝置，從而控制高位槽對軋槽供液管道上的電磁閥，實現均勻軋車軋槽液面高度的準確控制及軋槽的自動加液，達到節約染化料，減少污染液的排放。4.1.3 軋輥及軋槽的自動沖洗裝置

對于小批量、多品種的用戶，經常需要換液、換色，清洗附著在軋輥及軋槽上的染液，不僅耗水、費時，而且很難徹底清洗干凈，特別是人工清洗難以達到的死角部位，造成染液的交叉污染降低染色質量。我公司的均勻軋車配有多方位、全覆蓋的強力沖洗裝置，經增壓后的高壓水流能迅速、徹底的清除軋輥及軋槽內附著的染化料，不僅節約用水，而且能實現快速換色，提高生產效率。4.1.4 加工過程的動態模擬

準備掌握織物在軋車內的工作狀態及加工過程，及時發現和排除可能存在的質量隱患，主要配置了可視的軋車工作過程動態仿真模擬系統，操作人員通過隨時配置的顯示屏就可以隨時掌握以上信息，進行準確的操作處理，減少人為操作失誤，提高產品質量及工作效率。4.2紅外線烘燥機

4.2.1紅外線烘燥機的工作原理及作用

紅外線烘燥機主要是利用紅外線照射能穿透到織物內部，使織物內的水分子產生強烈運動和迅速擴散蒸發，達到在短時間內外層同時干燥的目的。紅外線烘燥機主要用于織物染色和樹脂整理的預烘，減少浸軋分散染料的織物在烘燥過程中產生“泳移”現象，避免浸軋樹脂的織物產生表面樹脂。

4.2.2常用的紅外線烘燥機型式

按熱源形式分有電熱式和燃氣式；按烘房結構分有敞開式和封閉式；按輻射器斷電保護形式分有平行移開式和翻轉式。

無論是電熱式還是燃氣式紅外線烘燥機，為了達到短時間內快速烘燥的目的，全機的裝機功率都很高，耗電、耗氣量非常大，所以必須采用合理的機型結構及相應的檢測控制措施，從而達到很好的節能效果。下面以我公司設計的電熱封閉式節能型紅外線烘燥機為例，與普通紅外線烘燥機節能效果進行對比分析。4.2.3封閉式節能型紅外線烘燥機的結構機理

我公司新設計的封閉式紅外線烘燥機為兩布道，共18支電熱管式紅外線輻射器。由于合理布置了每支輻射器及相鄰布道的位置，輻射區上下兩輥的中心距為2300mm，兩布道的左右中心距離僅為300mm。上部Φ300mm直徑導輥既是主動牽引輥，又是兩布道的過布輥。全機結構緊湊，整體式箱體結構經機械加工后能實現導輥的快速準確定位，大直徑高精度的導輥及較短的上下中心距，能有效避免各類高檔輕薄織物因快速受熱升溫后產生起皺現象，并能部分舒展前道工序加工不當而造成的隱性皺條。

每支輻射器在停機或緊急斷電時均可實現90°翻轉，使短時間內未能降溫的輻射器高溫輻射面偏離織物，避免對織物的過度烘燥甚至可能產生的火災事故。

紅外線輻射加熱區域被保溫門板及隔板全部封閉，與外界冷空氣隔斷，僅留有進出布口的狹小布道，有效阻止高溫輻射能向四周散發。每支輻射器的對面有一塊反射板，反射板表面經拋光處理并涂有耐高溫的反光漆，使透過織物的輻射光源經反射后對織物進行再次烘燥，提高輻射熱能利用效率。經對敞開式紅外線烘燥機布道兩側及進出布口的溫度測量，散發溫度高達350-400℃；封閉式紅外線烘燥機由于四周保溫門板的隔熱作用，門板表溫在100℃以下，進出布口的溫度也在300℃左右。經推算并經實際測量統計，封閉式紅外線烘燥機能耗僅為敞開式的85％左右。

4.2.4 濕度控制在紅外線烘燥機上的運用

實踐證明，當織物烘燥到含水率在30-35％時，染化料就不會再產生“泳移”現象，此時，由于織物上含水量較少，織物本身的溫度會迅速上升。如繼續采用紅外線烘燥，不但浪費能源，且易對織物產生損傷。因此，檢測并控制紅外線輻射區域的濕度及織物本身的含濕率，具有節約能源并保護織物免受灼傷的雙重意義。

可以用濕度傳感器檢測加熱區域的濕度并控制排濕風機的排濕量，使加熱區域的濕度控制在利用烘燥的最佳值；采用織物濕度控制儀，將經烘燥的織物濕度控制在30-35％左右，并以此來決定織物烘燥的速度及參加工作的輻射器數量，起到提高工效及節能的效果。4.3 熱風烘燥機

4.3.1熱風烘燥機的用途

熱風烘燥機利用對流傳熱原理，將熱量傳遞給濕織物，是一種非接觸式熱風烘燥過程。主要用于熱熔染色、樹脂整理聯合機對織物進行預烘燥之用。其烘后織物手感柔軟，表面無極光現象，因而是一種適用性和通用性都十分強的理想熱風烘燥機型。4.3.2 熱風烘燥機的常用機型及其發展

近年來，隨著織物品種的日益增多，織物檔次的不斷提高，特別是一種府綢、彈力織物、高支高密織物的使用增多，用戶對熱風烘燥機適應品種的要求越來越高。

為了順應這一市場需求的變化，熱風烘燥機在機型結構、熱源形式、傳動及控制方式均作了很多的改進。如烘房導輥直徑從 125mm加大至 150mm、180mm，有的用戶要求做到 200mm；為少投資而增加烘房容布量，機內主動導輥在原標準8支的基礎上可以增至10支；為滿足有的用戶對織物預烘燥溫度有較高要求，熱風烘燥機由單一的蒸汽加熱，發展為載熱油加熱或電加熱；傳動形式也由力矩電機分組傳動，發展為單室交流電機集體傳動，小功率交流電機分組傳動等多種形式；無論是力矩電機傳動還是交流電機傳動，均可采用變頻調速控制，增加調速范圍，提高導輥運行同步性，減小織物運行過程中的張力。

隨著織物品種的發展變化，也必將會出現更多、更新的機型滿足市場發展的需求。4.3.3 功能性特殊導輥在熱風烘燥機上的應用

導輥是熱風烘燥機的關鍵零部件，其質量的好壞直接影響整機的性能，限制加工織物的品種范圍及產品檔次。

我公司自主研制開發的功能性導輥精度高、強度好、質輕、節能，特殊結構處理的輥體受熱后內壓膨脹成微橄欖形，補償由于輥體自重及受織物牽引產生的撓度變形。

功能性導輥的特殊制造工藝及內腔結構，使得熱風烘燥機能夠滿足大多數織物品種的加工要求，即使一些高檔織物也不例外，且織物運行精度高，傳送張力小。由于輥體質量輕，升溫過程蓄能少，升溫速度快，節約熱能。

4.3.4 特殊結構的噴風盒對避免織物條花及風擋印的作用

某些浸軋敏感性染料的織物，經熱風烘燥后會出現隱性條花及風擋印等缺陷，嚴重影響產品質量。其產生的主要原因是由于噴風口的熱風近距離的垂直吹向織物，熱風缺少混合和散射的空間，相鄰噴風口的風量及溫度不能完全均勻、一致。我公司特殊技術制造的噴風盒，通過增設出風口的熱風靜壓及導向擋條，達到改變熱風的流向并產生混合靜壓效果，溫度均勻，風量柔和一直的熱風平行吹向織物。

經眾多用戶使用反映，配置該特殊結構噴風盒的熱風烘燥機，加工后的織物不但五條花及風擋印的產后，且由于熱風均勻而產生織物左、中、右色差的機率也很小，因而該特殊結構是一項結構簡單而非常有效的實用新型技術。4.3.5濕度控制在熱風烘燥上的運用

要使織物干燥，不僅取決于傳遞給織物的熱量，還取決于烘房內熱空氣的含濕量。若烘房的含濕量已大道飽和，即使熱風的風量及熱量再高，也不可能達到蒸發水分而烘干織物。因此，控制好烘房溫度和相對濕度的合適比例關系，就能達到提高烘燥效率，節約能源的目的。具體措施包括：配備烘房排氣濕度連續測定和自控裝置，自動調節排氣風機的排氣風速及流量，保證烘房內熱空氣的相對濕度保持在最利于烘燥而又節能的濕度范圍之內；采用烘房溫度傳感器，控制進入加熱器的熱源流量，并可控制可變頻的轉速，調節循環熱風的風速及噴風量，保證烘房將織物烘干至與丁的含濕率所需的合適溫度。

配置烘房濕度及溫度聯合檢測及自動控制裝置的熱風烘燥機，熱風烘燥效率及熱能利用率明顯提高，節能、節電效果顯著，經現場使用測算，該機比普通型的熱風烘燥機綜合節能效果達25%以上。4.4烘筒烘燥機

4.4.1烘筒烘燥機的機型組合

按烘筒直徑分目前主要有Φ570mm和Φ800mm兩種

按烘筒和立柱數量分有：單柱10烘、單柱12只烘、雙柱20只烘等多種組合形式 4.4.2 烘筒烘燥機的作用及其優缺點

烘筒烘燥機主要供純棉、化纖及其混紡織物平幅烘干之用，是接觸式烘燥中應用最噗拜年的一種。它烘燥效率高、占地面積小、機型結構簡單、操作維護方便；但由于是高溫接觸式烘燥，容易燙傷織物表面產生極光印，烘燥后的織物被燙板而較挺括，手感較差，一般均需經后整理提高產品質量及手感。4.4.3 烘筒烘燥機冷凝水防結措施

烘燥過程中產生的熱空氣上升后與溫度相對較低的烘機頂板相遇，極易冷凝潔水，越聚越多的水珠滴落后再織物上產生斑點而造成疵布。

為消除冷凝滴水對烘燥質量的影響，一般將烘機頂部制成敞開式斜頂結構，保持頂部的通風，大量的濕熱蒸氣被流通的空氣帶走而減少了與烘機頂板的接觸。斜頂板為內空夾層式，夾層內按適當距離均布通入熱蒸氣的盤形管路，提高整個頂板內壁的溫度，縮小與之接觸的熱蒸氣的相對溫度差，減少冷凝水的產生。少量冷凝水由于自身重力較小，將沿斜頂板滾落至機器的邊緣而不至滴落在織物上。4.4.4 烘筒凝潔水的回收

烘筒在工作過程中不斷通入飽和蒸汽，其排氣端的疏水閥會排出大量清潔的凝結熱水，水溫都在80℃以上。以往由于對節能及環保問題的重視不夠，大多都是將其直接排放，浪費非常大。

現在采用一種凝結水無泵背壓回收系統，利用疏水閥阻氣產生的背壓，將凝結熱水輸送至水洗槽等需要清潔熱水的設備，既有效利用廢熱能，又節約了水資源，據資料測算，一臺30只烘筒的烘機，年可回收凝結水約2736t左右，年節約蒸氣417.6t/臺，經濟效益十分可觀。

4.5平幅冷卻落布部件

4.5.1 冷卻對染色烘干織物質量的影響

經烘筒烘燥機烘干后的織物，表面溫度較高，若不經充分冷卻而直接落布堆積，處于中間部分的織物由于溫度無法散發，染化料在高溫狀態下極易發生化學反應而變色，使織物產后邊中差，特別是一些浸軋敏感性染料的織物色差尤為明顯。4.5.2平幅織物常用的冷卻形式及優劣對比

目前，平幅織物冷卻通暢采用的方式有水冷卻和風冷卻兩種。

水冷卻一般為配置三支直徑Φ300mm或兩支直徑Φ570mm冷水輥。Φ570mm冷水輥由于表面積大，與織物接觸面也大，冷卻水的利用率相對Φ300mm冷水輥稍高。不論是Φ570mm還是Φ300冷水輥冷卻，由于輥體內腔需不斷通入冷卻水，經熱交換后升溫的熱水就被直接排放，因而耗水量大，冷卻成本高，對水資源緊張的地區尤為不適用。

風冷卻裝置則是借鑒熱風烘燥機循環加熱原理，循環風機吸入冷空氣便可以達到冷卻的目的。風冷卻裝置有自然空氣風冷卻和空調制冷循環風強制冷卻兩種形式，主要是針對不同的織物冷卻要求及車間工況環境供用戶選用。風冷卻是一種無接觸式冷卻，強風均勻穿透織物，冷卻效果明顯，織物手感好，且節約水資源，因而是一種實用、節約的理想織物冷卻方法。

4.5.3落布端織物含濕率的檢測控制

織物烘干程度（即回濕率的高低）直接影響產品后加工質量和能源的消耗，因此，在落布端檢測織物的相對濕度，防止織物出現烘不干或“過烘”而浪費能源就很有必要。由于車間生產環境中相對濕度是一個變值，因此回濕率要按工藝要求及車間環境濕度的變化實施自動在線檢測控制。給出落布回潮率的空置量，從而改變前段烘燥過程中烘房溫度、濕度、工藝車速等參數，達到最佳的烘燥效果和節能效果。

2、平幅連續染色機的聯機方案和控制措施

以上分析了平幅連續染色機各組成單元機的作用原理、結構特點、改進措施及自動化檢測控制手段的應用。作為組成聯合機的單元機，除了要具有自身的一些固有特性外，還必須具有聯合特性和各單元之間的協調性，才能顯現聯合機的整體性能，滿足加工工藝的要求。

在實踐使用過程中，經設備的制造單位和用戶單位不斷的總結，結合當前節能、環保的迫切要求，平幅連續染色機的功能和配置得到不斷的改進和發展。5.1交流變頻調速技術

全機采用交流變頻調速，特別是力矩電機傳動部件，由于具有了力矩和變頻的雙重特性，使得全機具有更好的起動、運轉和調速性能，各單元內及單元與單元之間具有更好的同步性和更低的傳送張力。

據有關資料統計，采用交流變頻調速傳動技術，能產生10-30%的節電效果，降低機臺停機率90%以上，減少日常電氣維修費用5倍以上，取得了較好的經濟效益。5.2 按工藝要求優化機型配置

除了4.3.2、4.4.1、4.5.2介紹多種機型配置外，根據不同織物的烘燥要求和工藝條件，紅外線烘燥機也可設計單室或根據需要任意布置輻射器數量；進布端可配置平幅退卷裝置，適應卷裝織物的染色烘燥要求；落布端可配置平幅折疊落布和平幅成卷兩用裝置等多種配置形式可供選配。

有的用戶為減少機器占地面積。將烘筒烘燥機下兩只烘筒改為冷水輥，減少傳動單元，縮減機器長度。

5.3合理選用熱源控制閥門

除4.4.4介紹的烘筒凝結水無泵背壓回收系統外，該系統同樣可用于蒸氣熱源的熱風烘燥機加熱器凝結水的回收。

接收自動在線檢測儀器的指令，精確控制熱風烘燥機和烘筒烘燥機蒸氣熱源的流量，有十分重要的節能降耗意義。一種新型的蒸氣薄膜調節閥，能按控制信號要求線性調節蒸氣流量直至完全關閉熱源，將該閥安裝在熱風烘燥機和烘筒烘燥機的進氣管道上，就可實現對設備的按需供氣，減少不必要的能源耗用。5.4加強設備的絕熱保溫措施

隨著能源矛盾的日益尖銳和特出，機器的節能、降耗指標將成為設備的關鍵性能要求，以上介紹的很多內容都與節能、降耗問題相關，可以說，任何一點有節能作用的結構和改進措施都值得我們去關注和研究。

如熱風烘燥機保溫門板填充特殊定制的重量65g/㎡以上的塊狀巖棉，兩層巖棉塊之間絕熱反光材料，門板內外層板面采用間隔點接觸結構，能有效阻止烘房內熱能的散失，工作狀態下門板的表面溫度僅率高于環境溫度。

在熱風烘燥機的地步與地面間鋪設厚度達100mm以上的 珍珠巖保溫制品，隔絕地濕氣對烘房溫度的影響；烘筒烘燥機的進氣立柱和底盤與地面也必須進行有效的絕熱措施，阻止高溫烘筒向地面傳導熱量。做好上述絕熱保溫措施，則可大大提高烘燥效率，節約大量能源。

5.5 便捷的清潔維護措施

從紅外線烘燥機至烘筒烘燥機的所有輥件表面均噴涂耐高溫、防沾色的聚四氟乙烯材料，防止染化料的搭色、沾色，可提高輥件表面清潔效果，減輕清潔工用量，提高工作效率及染色質量。

潤滑是設備維護中很重要的一環，實例說明，大部分的設備故障都是由于潤滑不良引起的。對于熱風烘燥機、烘筒烘燥機等軸承潤滑部位相對集中，就可采用潤滑液（脂）泵站集中潤滑系統，減輕工作量，提高潤滑效率，保證機器始終處于良好的潤滑狀態下運行。

3、結語

平幅連續染色機（熱風打底機）作為織物浸軋染色和預烘必不可少的染整設備，已經有了數十年的實用歷史。隨著織物品種的發展和印染工藝的不斷改進，平幅連續染色機在長期的使用實踐中也進行了大量的改進和提高，以滿足印染業的發展對印染設備不斷變化的需求。特別是近年來，隨著各種自動在線檢測儀器的出現和不斷普及，平幅連續染色機的功能也得到不斷的完善和發展，自動化水平日益提高。

由此可見，用高新技術改造和提升傳統產業，既符合國家技術創新的產業政策，對染整設備制造業也是一項永遠不會有終點的研究課題。可以預見，在印染業和染整設備制造業的共同努力下，隨著形勢的發展，平幅連續染色機必將演變出更多、更優的機型以適應印染行業日益變化的需求。

作為平幅連續染色機的專業制造供應商，揚州瑞金機械制造有限公司（原江都市瑞豐印染機械廠）愿在這一領域進行不斷的總結和探索，為廣大印染業界用戶提供更新、更優的印染機械設備，為名族印染工業的發展進步奉獻自己的一點綿薄之力。

參考文獻： ① 盛慧英主編《染整機械設計原理》 P188 ② 盛慧英主編《染整機械設計原理》 P188 ③ 陳立秋染整節能降耗的先進工藝裝備技術，2006年度江蘇印染學術年會論文集 ④ 徐谷昌加強能源管理，達利抓好節能降耗工作，2006年度江蘇印染學術年會論文集