纺前染色用计量控制系统
技术领域
本实用新型涉及有色纤维生产用辅助设备，特别是涉及一种纺前染色用计量控制系统。
背景技术
纺前染色是一种在纺丝过程中添加色母粒制备有色纤维的生产工艺。由于色母粒和主料(聚酯纤维)均匀混合后熔融纺丝成形，因此制得的有色纤维成品的色牢度相对较高。这种“先染后纺”的工艺，与传统的“先纺后染”工艺对比，具有工艺流程短、能耗低、经济环保的明显优势；通过纺前染色制备的有色纤维产品不仅色牢度较高，而且产品批差小。
在实际纺丝生产过程中，通常来自螺杆挤出机的主料和色母粒经混合熔融挤出后会分配至若干个(通常为4～8个)纺丝部位中。有时，会根据实际生产需要对纺丝部位的数量进行增减调整，或者对单个的纺丝部位进行维护。由于纺丝部位数量的增减，熔体管路中的压力不可避免的发生波动，从而对有色纤维产品的品质造成不利影响，形成废丝。
实用新型内容
为了减少由于纺丝部位数量的增减，熔体管路中的压力不可避免的发生波动，从而对有色纤维产品的品质造成不利影响，本实用新型提供的技术方案为：
本实用新型提供一种纺前染色用计量控制系统，其包括用于控制主料流速的主料计量装置、用于控制色母粒流速的色母粒计量装置、用于控制螺杆转数的螺杆计量装置、控制装置和用于控制多个纺丝部位启闭的多个开关；每一所述开关对应一个纺丝部位；所述主料计量装置与所述色母粒计量装置均位于所述螺杆计量装置的上方；所述主料计量装置与所述色母粒计量装置并联，且分别与所述螺杆计量装置连通；
其中，多个所述开关与所述控制装置电性连接，用于实时监测多个所述开关的启闭状态，以及统计处于开启状态的所述开关的开启开关数量数据；
所述主料计量装置、所述色母粒计量装置和所述螺杆计量装置分别与所述控制装置电性连接，用于实时监测主料流速数据、色母粒流速数据和螺杆转数数据；
所述控制装置根据逻辑判断和计算向所述主料计量装置、所述色母粒计量装置和所述螺杆计量装置同步发出调速信号；
所述主料计量装置、所述色母粒计量装置和所述螺杆计量装置同步接收调速信号，并同步执行调速。
本实用新型提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，纺前染色用计量控制系统还包括报警器；所述报警器与所述控制装置电性连接，当实时监测的主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例发生超限波动时，所述控制装置向所述报警器发出报警信号；报警器发出报警信息。
本实用新型提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，所述控制装置还包括输入设备和输出设备；
其中，所述输入设备用于手动输入主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例的偏差阈值以及调速的加速曲线；
所述输出设备用于输出实时的主料流速数据、色母粒流速数据、螺杆转数数据、主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例以及报警信息；
所述输入设备上还设置有用于消除报警信息的取消报警按钮；所述取消报警按钮与所述报警器电性连接。
本实用新型提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，所述主料计量装置包括第一变频器、第一电机、第一减速机和主料计量泵；
其中，所述第一电机、所述第一减速机和所述主料计量泵依次机械连接，所述第一电机和所述第一减速机同轴连接，并驱动所述主料计量泵运转；所述第一变频器与所述第一电机电性连接，用于调节所述第一电机的转速。
本实用新型提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，所述色母粒计量装置包括第二变频器、第二电机、第二减速机和色母粒计量泵；
其中，所述第二电机、所述第二减速机和所述色母粒计量泵依次机械连接，所述第二电机和所述第二减速机同轴连接，并驱动所述色母粒计量泵运转；所述第二变频器与所述第二电机电性连接，用于调节所述第二电机的转速。
本实用新型提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，所述螺杆计量装置包括第三变频器、第三电机、第三减速机和螺杆计量泵；
其中，所述第三电机、所述第三减速机和所述螺杆计量泵依次机械连接，所述第三电机和所述第三减速机同轴连接，并驱动所述螺杆计量泵运转；所述第三变频器与所述第三电机电性连接，用于调节所述第三电机的转速。
本实用新型提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，所述第一变频器与所述控制装置电性连接，所述第一变频器用于接收并执行所述控制装置发出的调速信号。
本实用新型提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，所述第二变频器与所述控制装置电性连接，所述第二变频器用于接收并执行所述控制装置发出的调速信号。
本实用新型提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，所述第三变频器与所述控制装置电性连接，所述第三变频器用于接收并执行所述控制装置发出的调速信号。
本实用新型具有的优点或者有益效果：
本实用新型的纺前染色用计量控制系统，通过控制装置对开启开关数量、主料流速、色母粒流速以及螺杆转数等数据进行实时采集监测；并通过控制装置实现对主料计量装置、色母粒计量装置和螺杆计量装置的自动同步调速。解决了现有技术中，由于难以同时精确设定主料计量装置、色母粒计量装置和螺杆计量装置，导致主料流速、色母粒流速以及螺杆转数无法协调，造成熔体管路中的压力波动剧烈，需要很长的调整时间，产生的废丝量较大的技术难题。由于对主料计量装置、色母粒计量装置和螺杆计量装置的自动同步调速，可以保证主料流速、色母粒流速以及螺杆转数同步增减，大大减缓了熔体管路中的压力波动，从而缩短了调整时间，减小了废丝率，可以使纺前染色用计量控制系统在不停机状态下，快速根据纺丝部位增减快速自动调整，减少了材料浪费，降低了废丝率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1是本实用新型的一个具体实施例的纺前染色用计量控制系统的结构示意简图；
图2是本实用新型的一个具体实施例的纺前染色用计量控制系统的结构示意图；
其中，图1和图2中的虚线表示电性连接线路。
具体实施方式
下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的说明，显然所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本实用新型实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型的保护范围。
实施例1
在实际纺丝生产过程中，通常来自螺杆挤出机的主料和色母粒经混合熔融挤出后会分配至若干个(通常为4～8个)纺丝部位中。有时，会根据实际生产需要对纺丝部位的数量进行增减调整，或者对单个的纺丝部位进行维护。由于纺丝部位数量的增减，熔体管路中的压力不可避免的发生波动，从而对有色纤维产品的品质造成不利影响，形成废丝。
为了减少由于纺丝部位数量的增减，熔体管路中的压力不可避免的发生波动，从而对有色纤维产品的品质造成不利影响，如图1所示，本实施例提供一种纺前染色用计量控制系统，该纺前染色用计量控制系统包括用于控制主料流速的主料计量装置1、用于控制色母粒流速的色母粒计量装置2、用于控制螺杆转数的螺杆计量装置3、控制装置4和用于控制多个纺丝部位51(A～F)启闭的多个开关6；每一开关6对应一个纺丝部位51；主料计量装置1与色母粒计量装置2均位于螺杆计量装置3的上方；主料计量装置1与色母粒计量装置2 并联，且分别与螺杆计量装置3连通；
在实际纺丝生产时，主料和色母粒分别经主料计量装置1与色母粒计量装置2精确控制流速后汇入螺杆挤出机的螺杆计量装置3中。由螺杆挤出机将主料和色母粒混合熔融后以一定的流速注入纺丝箱体5的内部，然后平均分配至若干个纺丝部位51中进行同步纺丝。
控制装置包括但不限于以控制柜的形式，控制装置内设置有编程器，可以通过预先由编程器编写计算机程序，使控制装置按照预设计算机程序对纺前染色用计量控制系统的各个计量装置(主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置3)进行控制。
其中，多个开关6与控制装置4电性连接，用于实时监测多个开关6的启闭状态，以及统计处于开启状态的开关6的开启开关数量数据；
主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置3分别与控制装置4 电性连接，用于实时监测主料流速数据、色母粒流速数据和螺杆转数数据；
控制装置4根据逻辑判断和计算向主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置3同步发出调速信号；
主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置4同步接收调速信号，并同步执行调速。
具体如何通过控制装置4实时实时监测多个开关6的启闭状态，以及统计处于开启状态的开关6的开启开关数量数据、实时监测主料流速数据、色母粒流速数据和螺杆转数数据为所属技术领域人员能够理解的现有技术，在此不予赘述。
采用本实施例的纺前染色用计量控制系统进行有色纤维的生产，当需要对纺丝部位51的数量进行增减调整，或者对单个的纺丝部位进行维护时，只需直接调整对应的纺丝部位51的开关6的启闭状态，这时，纺前染色用计量控制系统将自动完成以下步骤(S1-S4)：
S1:控制装置4监测到开启开关数量数据发生变化；
S2:控制装置4根据逻辑判断和计算向主料计量装置1、色母粒计量装置2 和螺杆计量装置3同步发出调速信号；
S3:主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置4同步接收调速信号，并同步执行调速；
S4:控制装置4根据实时检测的主料流速数据、色母粒流速数据和螺杆转数数据判断是否达到调速信号的设定值；若未达到，继续发出调速信号，直至达到；则停止发出调速信号。
采用本实施例的纺前染色用计量控制系统，通过控制装置4对开启开关数量、主料流速、色母粒流速以及螺杆转数等数据进行实时采集监测；并通过计算机程序实现对主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置3的自动同步调速。解决了现有技术中，由于难以同时精确设定主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置3，导致主料流速、色母粒流速以及螺杆转数无法协调，造成熔体管路中的压力波动剧烈，需要很长的调整时间，产生的废丝量较大的技术难题。由于对主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置3的自动同步调速，可以保证主料流速、色母粒流速以及螺杆转数同步增减，大大减缓了熔体管路中的压力波动，从而缩短了调整时间，减小了废丝率，可以使纺前染色用计量控制系统在不停机状态下，快速根据纺丝部位增减快速自动调整，减少了材料浪费。
为了对色差质量问题作出预警，便于工作人员及时做出调整，本实施例提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，如图2所示，纺前染色用计量控制系统还包括报警器7；报警器7与控制装置4电性连接，当实时监测的主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例发生超限波动时，控制装置 4向报警器7发出报警信号；报警器7发出报警信息。
本技术领域人员应当理解的是，报警器7包括但不限于图2所示的灯光报警器和声音报警器等类型；报警器7的安装位置不限于图2所示的直接设置在控制装置4上的情形，还可以单独设置于值班室，可以通过远程通讯与控制装置4进行电性连接，以便及时将报警信息告知工作人员，方便工作人员及时做出调整，以及对不合格的废丝进行处理。
由于有色纤维产品的品质要求出丝均匀，无明显色差，这就要求调速过程中及调速前后各纺丝部件51的出料流速保持恒定，且色母粒占混合物料(色母粒和主料均匀混合后形成的物料)的比例保持恒定。混合物料的出料流速主要由螺杆转速控制；色母粒占混合物料的比例取决于主料流速和色母粒流速之比。因此，通过实时监测的主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例，可以对色差质量问题出现的概率作出预判。当实时监测的主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例发生超限波动时，有色纤维产品出现或深或浅的色差的风险较大。通过设置主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例的最大容许偏差限，可以保证产品质量的同时提高生产效率。
采用本优选实施例的纺前染色用计量控制系统，通过设置自动化报警器，可以实现对色差质量问题及时作出预警，便于工作人员及时做出调整，减少了人工成本，进一步提高了纺前染色生产工艺的可靠性。
为了方便对纺前染色用计量控制系统进行人工干预以及快速知晓设备的运行情况，本实施例提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，如图2所示，控制装置4还包括输入设备41和输出设备42；输入设备41和输出设备42包括但不限于图2所示的及输入和输出功能为一体的触摸屏。
其中，输入设备41用于手动输入主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例的偏差阈值(最大容许偏差限)以及调速的加速曲线(速度随时间变化的曲线)；
通过手动输入加速曲线，可以实现对各计量装置(主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置3)的速度调节过程进行个性化的精准控制。
输出设备42用于输出实时的主料流速数据、色母粒流速数据、螺杆转数数据、报警信息以及主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例；
输出设备42能够将纺前染色用计量控制系统的运行情况以数据的形式呈现，方便工作人员通过这些数据分析快速知晓设备的实时运行情况。
输入设备41上还设置有用于消除报警信息的取消报警按钮411；取消报警按钮411与报警器7电性连接。当工作人员接到报警信息后，可以通过按动取消报警按钮411，停止报警信息的继续发送。
为了提供一种简单、可变频的螺杆计量装置3，本实施例提供的纺前染色用计量控制系统，具体地，螺杆计量装置3包括第三变频器31、第三电机32、第三减速机33和螺杆计量泵34；
其中，第三电机32、第三减速机33和螺杆计量泵34依次机械连接，第三电机32和第三减速机33同轴连接，并驱动螺杆计量泵34运转；第三变频器 31与第三电机32电性连接，用于调节第三电机32的转速。
本优选实施例提供的纺前染色用计量控制系统结构简单、成本低廉，可以实现螺杆转速的变速调节。例如，需要增加混合物料的出料速度或者启动螺杆挤出机的出料的时候，利用第三变频器31调整第三电机32逐渐增加转速；需要减少混合物料的出料速度或者停止螺杆挤出机的出料的时候，利用第三变频器31调整第三电机32逐渐减少转速；如此，在改变参数时，能够减少对于螺杆计量装置3的各个机械部件的冲击，从而使得整个纺前染色用计量控制系统运行更加稳定可靠，也有利于延长螺杆计量装置3的使用寿命。所属技术领域人员应当能够理解的是，采用第三变频器31进行变频调速时，不仅仅限于上述情形，可根据实际生产需要对螺杆计量装置3的加速曲线进行设置，包括但不限于直线加速、S形加速或者自动加速等情形。
为了提供一种简单、可变频的主料计量装置1，本实施例提供的纺前染色用计量控制系统，具体地，如图2所示，主料计量装置1包括第一变频器、第一电机、第一减速机和主料计量泵；
其中，第一电机、第一减速机和主料计量泵依次机械连接，第一电机和第一减速机同轴连接，并驱动主料计量泵运转；第一变频器与第一电机电性连接，用于调节第一电机的转速。
主料计量装置1的工作原理和有益效果与螺杆机量装置3类似，本领域技术人员在阅读上述内容后应当能够理解，在此不予赘述。
为了提供一种简单、可变频的色母粒计量装置2，本实施例提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，色母粒计量装置2包括第二变频器、第二电机、第二减速机和色母粒计量泵；
其中，第二电机、第二减速机和色母粒计量泵依次机械连接，第二电机和第二减速机同轴连接，并驱动色母粒计量泵运转；第二变频器与第二电机电性连接，用于调节第二电机的转速。
色母粒计量装置2的工作原理与螺杆机量装置3类似，本领域技术人员在阅读上述内容后应当能够理解，在此不予赘述。
为了使各计量装置(主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置3) 实现自动变频调速，本实施例提供的纺前染色用计量控制系统，优选地，第一变频器或第二变频器或第三变频器31与控制装置4电性连接，第一变频器或第二变频器或第三变频器用于接收并执行控制装置4发出的调速信号。使得各计量装置(主料计量装置1、色母粒计量装置2和螺杆计量装置3)能够实现自动变频调速。其中，变频器执行调速信息可以是控制器经计算得到的信息也可以是经手动输入的加速曲线的调速信息。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。
