织物热定型智能控制方法及采用该方法的定型机与流程

本发明涉及一种织物热定型的控制方法及采用该方法的定型机，属于纺织染整工艺及设备技术领域。

背景技术：

定型机是纺织染整织物定型用的设备。织物在轧车料槽浸上工艺液后，被轧车轧辊挤压，然后进入定型机烘箱内并在高温热风作用下升温、烘干定型。织物的热定型是利用定型机烘箱内的高温热风，消除织物纤维在拉伸过程中产生的内应力，使织物形状固定成型，定型后的织物具有良好的尺寸稳定性、手感、颜色、幅宽、强力和外观。

根据热定型工艺原理，热定型时间分为二段，即：（1）加热升温时间：将织物加热到定型温度所需时间；（2）定型时间：织物纤维内部达到定型温度的时间。定型温度和定型时间根据纤维品种及织物加工要求而确定；热定型最重要的工艺参数是确保定型温度和该温度下的定型时间，因此只有精准地控制好定型温度和该定型温度下的定型时间，才能获得良好的定型效果。另外，还必须保证定型时间段定型温度的均匀性，通常温差必须≤2℃。

现有的定型机，为了达到工艺要求的定型温度和定型时间，通常采用控制织物运行速度这单一手段，即控制织物在烘箱内的滞留时间来满足定型的工艺温度，然而实际定型效果并不理想，对于克重大的织物为达到定型温度，降低织物运行速度，可以使织物在烘箱内的滞留时间加长，但是降低织物运行速度，织物出轧车轧辊的带液量也会增加，因而需要更长的时间烘干，即降低了织物运行速度，并不一定能在加热升温时间内达到定型所需的温度；同样，对于克重小的织物，则提高织物运行速度，而织物出轧车轧辊的带液量也会相应减小，因而也不能保证在加热升温时间内达到定型所需的温度。也就是说，两者都存在着定型时间的不确定性，而定型时间的不确定性，使得织物尺寸稳定性、可染色性差，抗皱性及手感都受到极大的影响，特别是过定型使得织物纤维玻璃化，强度大幅降低，服用性不达标。另外，现有的定型机能耗高，企业生产成本高，不能满足节能环保要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种能准确控制定型温度和定型时间，从而极大提高定型质量的织物热定型智能控制方法。

本发明另一个要解决的技术问题是提供一种具有简单结构且能满足准确控制定型温度和定型时间，工作效率高、生产成本及能耗低、节能环保的定型机。

为解决上述技术问题，本发明采用这样一种织物热定型智能控制方法，包括对浸渍有工艺液的织物在定型机烘箱内进行的加热升温步骤和对加热升温后的织物进行的热定型步骤，所述加热升温步骤是指在工艺要求的加热升温时间内，对烘箱加热升温区的织物进行加热升温，所述热定型步骤是指在工艺要求的定型温度和定型时间内，对烘箱定型区的加热升温后织物进行热定型，该智能控制方法还包括在加热升温步骤前，根据工艺要求的定型温度和定型时间设定织物的运行速度步骤，和在热定型步骤时，根据在线监测定型区起点的织物温度，通过实时调节烘箱内温度，使加热升温后织物温度达到工艺要求所需的定型温度步骤；所述设定的织物运行速度在织物的加热升温步骤和热定型步骤中均保持不变。

作为上述方法的一种优选实施方案，在所述热定型步骤中，通过实时检测烘箱内的气氛湿度，适时启动排风抽取烘箱内的湿气或关闭排风防止热量流失，使定型温度的温差≤2℃。

作为上述方法的另一种优选实施方案，在所述热定型步骤中，通过实时检测织物温度，实时调节烘箱内的热风流速，使定型温度的温差≤2℃。

为满足准确控制定型温度和定型时间，本发明采用这样一种定型机，包括烘箱，所述烘箱包括安装在其上的循环风机、排风风机和通过若干个吹风口向烘箱内提供热风的热源，该定型机还包括中央控制器和安装在烘箱内的至少一个温度传感器；所述中央控制器根据工艺要求的定型温度和定型时间计算并给出满足该工艺要求的织物运行速度，该织物运行速度在织物整个定型过程中保持恒定，所述温度传感器与所述中央控制器电连接，且其中一个温度传感器安装在烘箱内的织物定型区起点处，所述热源设有用于实时调节发热功率的调节单元，所述调节单元与所述中央控制器电连接。

作为本发明的一种优选实施方案，该定型机还包括安装在烘箱内的用于实时检测气氛湿度的湿度传感器；所述湿度传感器、排风风机的风机控制器分别与所述中央控制器电连接。

作为本发明的另一种优选实施方案，所述循环风机的风机控制器与所述中央控制器电连接，所述中央控制器为具有人机界面的嵌入式系统控制器或工控机。

在本发明中，在所述烘箱上安装有燃烧室，所述热源为在所述燃烧室内燃烧的天然气，所述各吹风口分别与所述燃烧室流体地连通，所述热源用于实时调节发热功率的调节单元为安装在燃烧室上的天然气进气量调节阀。

采用上述方法后，本发明具有以下有益效果：

本发明根据定型工艺要求所需的定型温度和定型时间，中央控制器计算并给出满足该工艺要求的织物运行速度，该速度在织物整个定型过程中保持恒定；设在定型区起点的温度传感器在线监测织物温度，中央控制器根据定型区起点处织物温度的检测值，通过热源功率调节单元实时调节发热功率来实现实时调节烘箱内温度，本发明热源功率调节单元优选为安装在燃烧室上的天然气进气量调节阀，通过调节进气量调节阀来控制天然气进气量的大小，从而调节热源的发热功率来实时调节烘箱内温度，使定型区起点处的加热升温后织物温度达到工艺要求所需的定型温度；由于根据定型时间所给定的织物运行速度又保证了织物的定型时间，即本发明精准地控制了织物的定型温度和在该定型温度下的定型时间，最大化的保证了织物定型效果。

本发明通过湿度传感器实时检测烘箱内的气氛湿度，当气氛湿度增大，织物表面湿度与烘箱内气氛湿度的梯度减小，不利于织物纤维内部的水分向织物表面扩散时，中央控制器通过排风风机的风机控制器启动排风，抽取烘箱湿气，并通过温度传感器实时检测织物温度，当排风带来热量流失，中央控制器通过排风风机的风机控制器关闭排风。本发明提高了烘燥效率，节约了能源，更好地保证了定型温度温差≤2℃，达到了最优化定型效果。

本发明通过温度传感器实时检测织物温度，中央控制器依据所获得的温度变化趋势，通过循环风机的风机控制器微调循环风机转速，实现微调热风流动速度，增加热风对织物的穿透性，并提高烘箱内温度均匀性，从而进一步保证了定型温度温差≤2℃，使织物定型质量更佳。

本发明定型机的简单结构，生产成本和能耗低，工作效率高，能更好地满足节能环保要求。

附图说明

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

图1为本发明织物热定型智能控制方法的一种温度时间曲线图。

图2为本发明定型机的一种结构示意图。

具体实施方式

为了能准确控制定型温度和定型时间，本发明采用了如图1、图2所示的织物热定型智能控制方法及采用该方法的定型机。所述的织物热定型智能控制方法，其包括对浸渍有工艺液7的织物5在定型机烘箱1内进行的加热升温步骤和对加热升温后的织物进行的热定型步骤，所述加热升温步骤是指在工艺要求的加热升温时间s1内，对烘箱加热升温区的织物进行加热升温，所述热定型步骤是指在工艺要求的定型温度teff和定型时间s2内，对烘箱定型区的加热升温后织物进行热定型，该智能控制方法还包括在加热升温步骤前，根据工艺要求的定型温度teff和定型时间s2设定织物的运行速度步骤，和在热定型步骤时，根据在线监测定型区起点a的织物温度，通过实时调节烘箱1内温度，使加热升温后织物温度达到工艺要求所需的定型温度teff步骤；所述设定的织物运行速度在织物的加热升温步骤和热定型步骤中均保持不变。

作为上述方法的一种优选实施方案，在所述热定型步骤中，通过实时检测烘箱内的气氛湿度，适时启动排风抽取烘箱内的湿气或关闭排风防止热量流失，使定型温度teff的温差≤2℃。采用上述方法后，对最利于烘燥、提高烘燥效率和节约能源作最优化处理。

作为上述方法的另一种优选实施方案，在所述热定型步骤中，通过实时检测织物温度，实时调节烘箱内的热风流速，使定型温度teff的温差≤2℃。采用上述方法后，进一步提高了织物定型质量。

参见图2，本发明采用上述控制方法的一种优选定型机，包括烘箱1，所述烘箱1包括安装在其上的循环风机1－1、排风风机1－2和通过若干个吹风口1a向烘箱1内提供热风的热源，该定型机还包括中央控制器和安装在烘箱1内的至少一个温度传感器2，图中未示中央控制器；所述中央控制器根据工艺要求的定型温度teff和定型时间s2计算并给出满足该工艺要求的织物运行速度，该织物运行速度在织物整个定型过程中保持恒定，所述温度传感器2与所述中央控制器电连接，且其中一个温度传感器2安装在烘箱1内的织物定型区起点处，所述热源设有用于实时调节发热功率的调节单元，所述调节单元与所述中央控制器电连接。在本发明中，所述温度传感器2可仅为一个，也可安装有多个。

作为本发明的一种优选实施方案，如图2所示，该定型机还包括安装在烘箱1内的用于实时检测气氛湿度的湿度传感器3；所述湿度传感器3、排风风机1－2的风机控制器分别与所述中央控制器电连接，如图所示，本发明在烘箱1内安装有数个湿度传感器3。

作为本发明的另一种优选实施方案，如图2所示，所述循环风机1－1的风机控制器与所述中央控制器电连接，所述中央控制器为市售的具有人机界面的嵌入式系统控制器或工控机。

如图2所示，在本发明中，在所述烘箱1上安装有燃烧室4，所述热源为在所述燃烧室4内燃烧的天然气，所述各吹风口1a分别与所述燃烧室4流体地连通，所述热源用于实时调节发热功率的调节单元为安装在燃烧室4上的天然气进气量调节阀4a。

本发明中，所述热源也可以是导热油炉或其它加热设备提供的热风。热源功率调节单元也可以是其它类型的控制阀或控制器等。

作为本发明的一种优选实施例，参见图2，首先中央控制器根据织物5工艺要求的定型温度teff和定型时间s2计算并给出满足该工艺要求的织物运行速度，织物5以该恒定速度前行，并在轧车料槽6浸上工艺液7后，被轧车轧辊8挤压，然后进入定型机烘箱1内，在高温热风作用下经加热升温时间s1内的加热升温步骤和定型时间s2内的热定型步骤后烘干定型输出。在热定型步骤时，设在定型区起点处的温度传感器2在线监测织物5温度，中央控制器根据定型区起点处织物5温度的检测值，通过调节天然气进气量调节阀4a来控制天然气进气量的大小，从而实时调节烘箱1内温度，使定型区起点处的加热升温后织物5温度达到工艺要求所需的定型温度，织物5在该定型温度下并在规定的定型时间s2完成热定型工序。

在热定型步骤中，随着定型机不断的运行，织物5所带的工艺液7不断蒸发，湿度传感器3实时检测烘箱1内气氛湿度，并将实时湿度值传输至中央控制器，中央控制器经对比分析后当检测到烘箱1内气氛湿度增大至影响织物干燥升温时，通过排风风机1－2的风机控制器启动排风，抽取烘箱1湿气排出，同时通过温度传感器2实时检测织物5温度，并将实时温度值传输至中央控制器，中央控制器经对比分析后当检测到排风带来热量流失时，中央控制器通过排风风机1－2的风机控制器关闭排风。

而且在热定型步骤中，中央控制器还依据温度传感器2实时检测到的织物5温度，获得温度变化趋势，通过循环风机1－1的风机控制器微调循环风机1－1转速，实现微调热风流动速度，增加热风对织物5的穿透性，并提高烘箱1内温度均匀性，进一步提高织物5定型质量。在本发明中，所述循环风机1－1优选为变频循环风机，所述风机控制器优选为变频器。

本发明的方法和定型机经过试用，能精准控制织物的定型温度和在该定型温度下的定型时间，提高了定型质量和设备烘燥效率，节约了能源，彻底克服了现有定型方法和定型机的弊端，取得了良好的效果。