化纤智能化数字化成套生产与监控设备的制造方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及化纤智能设备技术领域，具体地说，是一种化纤智能化数字化成套生产与监控设备。
【【背景技术】】
[0002]我国是化纤生产和使用大国，其产能达全世界的70%及以上，而众所周知，纺织行业在我国依然是劳动密集型产业，虽然随着技术的不断发展和进步，自动化设备在纺织行业中的应用越来越广泛，但在这个行业中仍然需要大量的人参与，同时目前我国化纤废丝的回收利用工作有待进一步开展，每年几十万吨的化纤产量，严重制约了整体行业的发展；同时化纤行业的整体自动化、智能化、数字化水平较低，目前仍缺少没有全自动的包装以及数字化的配套物流管理系统、在线监测、质量调控以及高效率的立体仓储系统，同时化纤的生产过程的监控与质量的在线调控的工序，仍缺乏相关的设备和研发力度；高度缺乏的化纤自动化设备，仅仅是采用人工来操作，不可避免的对产品质量的均一性具有一定的影响，间接的影响了企业的产品竞争力。而我国庞大的化纤产业，每年其产量达全世界70%以上，面对每年如此大规模的生产量，在目前用人、用工成本大幅增加的前提下，实现集生产、检测、质量调控、包装、管理一条龙的智能化自动化物流系统，是企业解决产能大，同质产品严重以及企业产品附加值的重要途径，也是提升核心价值的根本；同时随着化纤企业产品的日益扩大以及种类的繁多，包装过程对丝束品质的影响就越来越大，因此企业对包装以及运输等过程控制要求越来越严格，而随着熔体直纺线以及超大容量涤纶线的国产化，因此企业对于在有限空间与时间的应用要求极为迫切，对于提高生产效率，过多的人工操作已经远远不能满足要求，尤其是目前化纤行业其检测过程流程长，自动化的在线水平不足，因此开发具有智能化数字化的化纤生产与监控设备势在必行，同时对于整体行业向智能化、信息化发展具有积极的推进作用。
[0003]尽管我国已经成为全球化纤产量最大的国家，但由于我国化纤产业开发与技术创新基础和前期积累较薄弱，化纤行业整体水平与国际先进水平相比还存在明显的差距，装备技术与国际先进水平还有较大差距，纺机自动化、连续化、信息化和智能化水平还亟待提高，整机产品系统性可靠性较差，专用件和配套件生产水平不高；节能减排意识与发展滞后，严重影响化纤行业的竞争力；信息技术应用在企业管理层面的局部应用较多，在生产制造等领域的应用则不够深入，企业信息化应用技术与产品和国际先进水平相比还存在一定差距；锦纶品牌建设刚起步尚未形成效应，还需通过努力建立民族锦纶品牌，引导纤维消费潮流。因此，开发化纤自动化、智能化、数字化的生产与监控设备，提升整体行业的信息化、自动化、智能化水平是目前最为关键的需求。同时工业智能化是制造业发展的必然趋势，产品中含有信息，实现了“产品”=“信息”，制造业终将成为信息产业的一部分。其目标是实现智能工厂、智能生产，并通过互联网、物联网，整合物流资源，充分发挥现有物流资源供应方的效率，而需求方，则能够快速获得服务匹配，得到物流支持。目前化纤行业里实现上述某一目标的企业寥寥无几，锦纶行业更是处于粗放式管理模式中，自动化智能化程度不高，锦纶生产企业由于生产、物流管理的不规范等造成产品积压，急需寻求解决方案。因此本发明化纤智能化数字化成套生产与监控设备立足于化纤行业整体面临的自动化、智能化、数字化产品缺少，监控设备难以实现在线智能化实时检测等问题，通过开发能够联动作业的无油废丝在线添加回用系统、熔融纺丝系统、在线监测与调控系统、品质监测与分配系统、大物流数字化包装系统、立体仓储系统进行分工协作，实现化纤生产与监控过程的智能化与数字化，大大的提高了产品质量和生产效率，实现了化纤生产过程中废丝智能化回用、产品质量的张力检测与调控、产品智能检测与分级、智能化数字化大物流自动化包装以及大容量高效率仓储的智能化与数字化，在化纤生产与检测设备质量调控具有广泛的应用前景。
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【发明内容】
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[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种化纤智能化数字化成套生产与监控设备。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0006]—种化纤智能化数字化成套生产与监控设备，从物料的纺丝生产过程分别是无油废丝在线添加回用系统，熔融纺丝系统，在线监测与调控系统，品质监测与分配系统，大物流数字化包装系统，立体仓储系统六大系统；无油废丝在线添加回用系统安装在熔融纺丝系统上，且在熔融纺丝系统中的末端安装在线监测与调控系统，品质监测与分配系统设置在线监测与调控系统后面，经过分配后的化纤纱线丝饼经大物流数字化包装系统进入到立体仓储系统中，使整套系统稳定运行。
[0007]—、无油废丝在线添加回用系统:
[0008]无油废丝在线添加回用系统，其主要包含活塞压缩熔融罐，熔融熔体储存釜，在线添加熔体釜；活塞压缩熔融罐，熔融熔体储存釜和在线添加熔体釜共用一套管壁系统，即熔融熔体储存釜夹在活塞压缩熔融罐与在线添加熔体釜之间，在线添加装置的熔体进料管是与在线添加熔体釜的出料管连接，通过精密计量栗控制在线添加熔体流量。采用具有压缩熔融罐对丝状的无油废丝进行初步的压缩熔融，然后再熔融熔体经储存釜进行熔融储存，保证恪体供应的连续性。
[0009]所述的活塞压缩熔融罐包含废丝进料管，进料口阀门，负压装置，活塞压缩熔融罐体，活塞压缩熔融罐出料和活塞压缩熔融罐出料阀门；所述的废丝进料管与活塞压缩熔融管体连接，且废丝进料管上连接有进料口阀门和负压装置，进料口阀门到活塞压缩熔体罐体的距离与负压装置到活塞压缩熔体管体的距离比值为2: 3 ;活塞压缩罐出料管在活塞压缩熔融罐底板中心位置，且活塞压缩罐出料管上连接有活塞压缩熔融罐出料阀门。具有活塞的活塞压缩熔融罐对丝状无油废丝进行压缩，避免了常规无油废丝难以直接熔融加工。
[0010]所述的活塞压缩熔融罐体由活塞，活塞压缩熔融罐壁，活塞压缩熔融罐底板组成；所述的活塞压缩熔融罐体为圆柱性罐体，罐体的内径Φ为20?90cm，且活塞能够在活塞压缩熔融罐体内进行上下的压缩活动，活塞压缩熔融罐壁的高度为30?90cm，所述的活塞压缩熔融罐壁内侧光滑，外侧有电加热装置，可以对活塞压缩熔体罐体进行加热，活塞压缩熔融罐底板为开口向上的球形曲面，其曲面的弧度为η/3?/2。，由于活塞压缩过程中存在压力，因此管壁底部采用开口向上的球形曲面，保证罐体的稳定性和最大化使用空间，同时还可以是压缩过程中的压力，传递给熔体，使高粘度的聚酯熔体能够顺利的流入熔融熔体储存釜中。
[0011]所述的活塞废丝进料管为空心圆管，其内径Φ为2?20cm，废丝进料管通过焊接固定在活塞压缩熔融罐壁上，且固定点为活塞压缩熔融罐壁的中间位置；所述的活塞压缩罐出料管内径Φ为0.5?5cm。
[0012]所述的熔融熔体储存釜包含熔融熔体储存釜壁，熔融熔体储存釜底板，熔融熔体储存釜出料阀门组成；且熔融熔体储存釜为圆柱形罐体，其熔融熔体储存釜壁的顶部与活塞压缩熔融罐壁通过焊接连接，熔融熔体储存釜壁的底部与熔融熔体储存釜底板通过焊接连接，在熔融熔体储存釜底板的中心位置安装有熔融熔体储存釜出料阀门。所述的熔融熔体储存釜壁的高度为60?90cm，熔融熔体储存釜底板为开口向上的球形曲面，其曲面的弧度为Ji/3?/2，所述的熔融熔体储存釜出料阀门的熔体出料内径为0.5?5cm。
[0013]所述的在线添加熔体釜包含在线添加熔体釜壁，在线添加熔体釜底板，在线添加熔体釜出料管和在线添加熔体釜出料计量栗；且在线添加熔体釜为圆柱形罐体，其在线添加熔体釜壁的顶部与熔融熔体储存釜壁通过焊接连接，在线添加熔体釜壁的底部与在线添加熔体釜底板通过焊接连接，在在线添加熔体釜底板的中心位置安装有在线添加熔体釜出料管，同时在在线添加熔体釜出料管上安装有在线添加熔体釜计量栗。所述的在线添加熔体釜壁的高度为30?45cm，在线添加熔体釜底板为开口向上的球形曲面，其曲面的弧度为Ji /3?π /2，所述的在线添加恪体爸出料管内径为5?30cm。
[0014]二、熔融纺丝系统
[0015]熔融纺丝系统由现有成熟技术的熔体直纺在线添加系统组成，聚合得到的熔体经熔体输送进入管道后，经熔体分配再由无油废丝在线添加回用系统补充熔体，然后经计量装置进入纺丝组件，经熔融纺丝后，再对丝束进行集束、上油、牵伸、卷绕得到化纤丝饼。
[0016]三、在线监测与调控系统，
[0017]在线监测与调控系统包含支撑系统，视频拍照系统和张力调控系统；
[0018]支撑系统包含支撑底板和支撑横梁；将两个相同的支撑底板通过螺丝固定在水平地面上，同时通过焊接与支撑横梁的左右支撑横梁连接，从而使整个支撑系统固定在水平地面上；
[0019]视频拍照系统由视频系统横梁，视频拍照装置，视频传输数据线组成；视频系统横梁的两端通过螺丝固定在左右支撑横梁上，从而形成“H”字形，视频拍照装置以滑动连接的形式，连接在视频系统横梁上视频传输数据线连接在视频拍照装置上，通过对视频数据的传输和处理实现远程数据的在线监测和智能化的控制；
[0020]张力调控系统包含张力调控系统横梁，张力调控系统隔板，张力调控装置，张力调控系统凹槽；张力调控系统横梁的两端通过螺丝固定在左右支撑横梁上，且张力调控系统横梁上通过螺丝固定有间隔分布的张力调控系统隔板，且两个张力调控系统隔板与张力调控装置形成张力调控系统凹槽。所述的张力调控系统隔板平面成水平排列，与张力调控系统横梁形成90°夹角。采用水平排列可以使纱线能够与张力调控装置接触，从而实现压力的感应与调控。
[0021]视频拍照装置其由视频拍照镜头和视频拍照机身组成，且视频拍照镜头方向为水平方向，同时视频拍照机身底部与为视频系统横梁滑动连接。采用滑动连接的形式，在保证视频拍照过程能够在水平方向拍照，同时通过移动到每一个丝饼卷绕位置，对丝饼的卷绕面进行拍照，得到其卷绕过程中信息，通过丝饼卷绕面轮廓的对比，再进行张力的调控。由于卷绕机对纱线卷绕过程中，其卷绕过程中丝饼进行高速的旋转运动，因此采用水平方向能够进行拍照设计的视频拍照装置，可以保证视频拍照装置的稳定性和可调性。
[0022]所述的张力调控系统凹槽成“凹”字形，且通过两个间隔的张力调控系统隔板和张力调控装置组成，张力调控装置为四边形，每一个张力调控装置其内部含有张力校准弹簧，张力检测弹簧，张力补偿弹簧，张力调控装置侧面，张力调控装置上顶面；张力调控装置侧面通过螺丝固定在张力调控系统横梁上，张力调控装置上顶面与张力调控装置侧面通过焊接固定；所述的张力校准弹簧一端通过螺丝固定在张力调控系统横梁上，另一端与张力调控装置上顶面通过螺丝固定，所述的张力检测弹簧的一端通过螺丝固定在张力调控系统横梁上，另一端与张力调控装置上顶面通过螺丝固定，所述的张力补偿弹簧的一端通过螺丝固定在张力调控系统横梁上，另一端与张力调控装置上顶面通过螺丝固定，且张力校准弹簧固定在张力调控装置上顶面的中心位置，张力检测弹簧与张力校准弹簧的距离a和张力补偿弹簧与张力校准弹簧的距离b相等，且a的长度与b的长度为张力调控装置上顶面的边长c的1/4，即有a = b = c/4 ο采用“凹”字形结构设计，利于纺丝纱线在“凹”字形结构内固定，保证张力传感的精确性，同时采用具有三组不同功能的张力校准，张力检测和张力调控系统，提高了系统的稳定性和精确性，同时由于纱线的高速运动，单一的张力调控装置难以解决在线检测过程中张力的延迟性问题，因此采用具有三组既具有张力校准，又具有张力检测和张力调控的张力系统，解决了张力检测和调控难以协同进行，同时设备长期使用过程中张力基准变化，而使张力调控困难等问题。
[0023]四、品质监测与分配系统
[0024]品质监测与分配系统，其包含传输系统，夹盘打印设备，检测系统三部分，
[0025]传输系统包括传输横梁，传输支撑板，第一传动转动轮，第二传动转动轮，传输杆支柱，传输杆支柱转轴，传输杆横梁，传输杆伸缩器和传输杆横梁转轴；传输横梁的顶部通过螺丝固定在厂房顶部，形成固定的导轨；传输支撑板与传输杆支柱形成“T”字形；第一传动转动轮和第二传动转动轮镶嵌在传输支撑板两端；传输杆支柱上端通过螺丝与传