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如何有效降低喷气织机气耗的研讨

  【中国压缩机网】喷气织机是近年来技术发展最快的无梭织机,但它的能耗均远大于其他无梭织机,使生产成本增加。喷气织机能耗的大小主要取决于耗气量的大小,因此降低气耗是各厂都十分重视的问题。
 
  喷气织机的引纬系统包括:主喷嘴、辅助喷嘴、异形筘、电磁及贮气罐等,降低气耗主要应从以上方面寻求途径。
 
  一、正确调整主喷嘴的最佳位置及气压
 
  主喷嘴位置安装不良,会使它射出的气流扩散加剧,影响纬纱进入梭口,浪费气耗。主喷嘴安装位置主要取决于主喷嘴与第一片异形筘齿之间的距离,通常按下式作为计算依据:ds=6.8(a.s+0.147do)(s—被测点距喷嘴出口处距离,即射程,a—喷嘴紊流因数,do—喷嘴出口处直径,ds—距喷嘴出口s截面处射流锥的直径)。为使射流尽可能多地射入异形箱槽,计算出ds是很有参考价值的。在实际安装中还可通过频闪仪观察进入异形筘槽气流锥大小来调整s值的大小。
 
  在引纬过程中,纬纱飞行速度的加快是通过提高气流的速度来实现的,而气流速度则由压力决定。因此压力的确定必须根据使用纬纱的品质、号数、织物幅宽、车速等综合考虑。调节压力时,必须观察纬纱实际到达时间是否与设定到达时间相符,并以少出现断纬,不出现松边、纬缩等疵点为调节主喷嘴压力至最小的限度。压力过大,既使气耗增加,又会造成纬纱的急速退捻而被吹断,形成断纬。在满足纬纱正常飞行要求的前提下减小主喷压力,既可节约耗气,也可以使纬纱飞行速度降低,延长了纬纱飞行角,减小了纬纱在飞行过程中承受的张力,满足了纬纱单强的要求。主喷嘴压力与纬纱飞行角关系曲线见图1(测试品种为C14.5/14.5472 /236160cm府绸)。从图中可见,随着主喷压力的增大,纬纱飞行角缩小,当压力增大到一定值时,它对纬纱飞行角的作用在减小。主喷嘴的喷气时间在满足引纬的条件下越小越好,这不仅有利于降低纬纱断头,而且有利于减少气耗。
 
如何有效降低喷气织机气耗的研讨
 
  二、正确调整辅助喷嘴各项工艺参数
 
  辅助喷嘴的作用是张紧伸直纬纱使其保持初速度无扭曲地飞过梭口。织机正常运转时,辅助喷嘴的耗气量约占整个织机耗气量的75%左右。因此要减少耗气量,达到省气节能的目的,正确调整辅助喷嘴的上机工艺参数(气流压力、喷出时间、安装位置),显得尤为重要。
 
  1、辅喷压力
 
  纬纱飞行过程中,不仅要使辅助喷嘴的气流速度大于纬纱的初速度即纬纱的飞行速度(即纬纱的飞行速度),还须使纬纱的头端始终处于高速气流的作用下,这就要求在辅喷气压大于主喷气压,同时还要求随着纬纱头端的向前飞行,辅助喷嘴要循序地开闭供气门,才不会使纬纱产生前拥后挤的现象。在实际生产中,通常确定辅助喷嘴压力,是在已定的主喷嘴压力上增加0.02~0.03MPa,但应注意,以达到降低纬纱断头,节约耗气的目的。
 
  2、辅喷时间
 
  确定辅喷时间的方法是使用频闪仪器观察,要求各组辅喷的供气时间超前于纬纱到达各组辅喷嘴的时间,即先行角一般为10°~20°。引纬结束前约20°,主喷嘴终止供气,使纬纱在飞行的最后阶段,不再受主喷嘴气流牵引,此时纬纱头端的飞行速度降低,只受最后一组辅喷嘴的作用,使纬纱伸直到达布边右侧。不过最后一组辅喷嘴的关闭时间没有必要延长太多,因为关闭时间延长至到达时间之后约20°,辅喷嘴喷口已处在下层经纱之下,对纬纱起不到任何作用,不利于节约气耗。一般辅喷嘴的喷射时间在60°~80°之间选定。图2为主喷嘴与辅助喷嘴气流的时间控制与纬纱实际飞行曲线图。由图可知,辅助喷嘴时间控制,应使纬纱飞行实际曲线在每个电磁阀的有效喷气控制范围内,且第1只辅喷电磁阀打开时间要与主喷嘴基本保持一致,才使纬纱飞行达到稳定状态。
 
  3、安装位置
 
  为使辅喷气流能准确地、及早地射入异形筘槽中心与主射流汇交,应结合辅助喷嘴在筘座上安装位置,其孔口轴线应上仰构成喷射角a(共8°左右),后斜构成喷向角β(共5°左右)。若β=0°时则应通过喷嘴的安装角度来弥补。通过对进口的和国产的辅助喷嘴(各任取10只样品)的a、β角进行测定,其结果表明a、β角都有差异:(1)喷射角a的标准偏差为0.44和0.47;(2)喷向角β的标准偏差为0.42和0.57。由此可知,辅助喷嘴应依某a、β的偏差大小,分组匹配使用。同时应逐个调整a和β俘角度,以期使各个辅助喷嘴的实际流速中心线,,在射入异形筘槽与主喷气流中心线汇交时的入射角彼此一致,从而获得最佳的效果。为了捷便而准确地完成这一调整工作,西安213所借鉴国外类似产品的基础上,开发研制成功了辅助喷嘴在机调整器可供使用。由于该调整器可以直接在筘槽中接收到气流信号,得以确定辅喷的最佳安装位置,气流得到有效的利用,省气节能效果明显。郑州四棉利用该调整器在机调整的效果如表1所示,表中数值表明:经调整的A组辅喷嘴不仅工作压力较未经调整的B组辅助喷嘴工作压力有所降低,而且主喷嘴的工作压力也有降低,取得了可观的省气效果。
 
如何有效降低喷气织机气耗的研讨
 
  4、辅喷类型
 
  辅助喷嘴的外形及其尺寸,因机型、筘座结构以及异形筘筘槽形状不同而大同小异,所以,一般根据喷射孔的形状和数目来分类。常见的单孔、双孔、多孔、圆孔、方孔等。通常认为,由19只直径为0.05mm的小孔组成,排列成正六边形的多孔式辅助喷嘴,在气流的集束性方面要比单孔式好,故选用这种辅喷有利于减少气耗。
 
  总之,评价辅助喷嘴的指标,主要包括三个内容:即出口风速、射程(集束性)、几何精度(a、β角度一致性)。也就是说,一个加工精致,工艺性能优良的辅助喷嘴应具有喷得快、喷得远和质量好的品质
 
  三、正确调节电磁阀作用时间和工作电压
 
  在丰田织机上控制喷嘴开关的电磁阀是采用过励磁技术,开启时,首先加过励磁电压(48V)以减少初始输出气压0升至设定输出气压90%的时间,即电磁开启的响应时间。阀打开后,输入电压降为15V维持电压,亦可减少输出气压从设定值下降50%所需的时间,即电磁阀关闭的响应时间。此举可增加电磁阀响应速度,从而满足织机高速运转的需要,同时,开启时间略有减少,对节约用气有利。
 
  上述可知,电磁阀通电后,阀体不是立即打开,而是有一个作用过程。如津田驹织机,其电磁阀开始开放到完全开放的时间为0.06s,而气流由电磁阀处到喷嘴处的时间约为20.01s,因此喷嘴处气流从0到最大值的时间为0.07s,在阀体关闭时间内,其气流变化规律见图3。由图可知电磁阀在启闭时都有一段延迟时间,有效喷气时间不包括延迟,即当阀门打开时压力到90%,关闭时压力降到50%,这段时间为有效喷气时间。当主、辅喷嘴的作用时间缩短,即是缩短有效喷气时间,其补正角和滞后角均保持不变,实际上缩短的气流喷射时间应该是图中的bc段,而不是ab和段cd,这样引纬气流消耗量就应该是bc×be部分,而不是cf(ef+ad)/2部分。知道了这个规律,我们在设定主、辅喷嘴开闭时间时,应提前一个补正角开启,提前一个滞后角关闭。为节约气耗,应重点调整主、辅喷嘴喷射时间。
 
如何有效降低喷气织机气耗的研讨
 
  四、辅喷采用分段供气
 
  由于引纬过程中,纬纱在各个区段飞行时,质量随着引纬长度增加而增大,所需载纬气流的流速亦需随之增大。辅助喷嘴宜采用由两个储气缸分别供气,加之纬纱在快出梭口时,主喷嘴业已关闭,故右侧几组辅助喷嘴的气压要提高,以防止纬纱飞行速度下降。这样分开供气可分别控制两段引纬气流的压力,可以大大减小空气耗量,还有利于稳定纬纱的飞行。
 
  五、合理选择织机速度
 
  喷气织机的转速,通常可达600r/min以上,展览速度可达700甚至1000以上。有人认为织机开到600r/min就是高水平,只开到600r/min以下是低水平。然而确定织机的速度要考虑诸多方面的因素,在实际生产中织机转速并非越高越好,应根据各厂的具体情况予以确定。
 
  由笔者掌握的资料可知某厂共有喷气织机156台,车速为500~630r/min。有空压机三台,每分钟供气量分别为35m3、38.7m3和64m3。限于电网供电量的不足,仅只能开二台空压机,按最大供气量来算仅为102.7m3即(38.7+64)。据实际测试,涤棉府绸、防羽布等品种,每台单机耗气量高达0.92m3/min,故实际在总供气量102m3条件下,该厂仅能正常开120台左右的织机,其余生产能力放空。
 
  在其他生产条件下,外界因素基本不变的情况下,经实际测试,某品种纬纱为18.5×2tex股线,当车速为600r/min时,单机耗气量为0.8m3/min,而车速降为500r/min时单机的耗气量为0.62m3/min。由此可知,当织机转速从500r/min升至600r/min,提高20%时耗气量增加37.1%。也就是说,喷气织机的耗气量增长幅度与织机的转速增长幅度不是简单的成线性关系。这是因为耗气量的增加一方面随着入纬率的增加而增加(转速增加);另外,由于转速增加,尽管纬纱通过梭口相对于主轴旋转角度未变,但纬纱飞行速度却必须提高,而纬纱飞行速度的提高,实际操作上就是通过提高供气压力来实现的。所以,入纬率的增加、供气压力的增加,两方面的因素导致耗气量随织机转速的提高而大大提高。
 
  鉴于原来可供600r/min条件下的10台织机使用的压缩空气,可供13.7台500r/min的织机使用,而该厂又具备尚有因供气不足而关车的具体情况,决定将原有的60台600r/min织机降速为500r/min,同时增开20台织机。结果,总产量非但未减少,反而有所增加。同时,耗电量同样并未因机台增开而增加。另外,由于转速下降,对织前的质量及原纱质量要求有所下降,生产效率增加,机物料消耗下降。挡车机台数也因生产效率提高而增加,总的用工人数并未超过原来的用工人数,最后还取得了另一个事先未考虑到的收获:原来600r/min的织机,辅助喷嘴压力一般0.45MPa左右,此时供气压力不得少于0.5MPa左右,否则产生纬缩疵布。而500r/min的织机,辅喷压力一般为0.4MPa左右,供气压力可降低到0.45MPa左右,总的产气量不变,用气量增加,则供气压力下降。如果控制用气在供气压力不低于某一设定值,并不会导致纬缩疵布的产生。实际上该厂用高峰时,实际用气量达122m3/min,此时供气压力下降为0.47MPa。此增加的产气量弥补了车速下降后效率提高而增加的用气量。通过这次调整车速,该厂实际的日产量,由原来的2.9万米/日增加到3.2万米/日,取得了令人满意的成果。
 
  六、总结
 
  在喷气织机的引纬系统中,主喷嘴、辅助喷嘴、电磁阀等各自的工艺性能和它们彼此之间安装位置,作用时间是保证引纬顺利飞行,减少耗气量的重要因素。在不影响纬纱正常飞行的前提下,尽可能减小主、辅喷嘴的气压,延长纬纱飞行角是减少耗气量的关键。气压过大不仅增大耗气,还易吹断纬纱。各厂还应根据空压机、喷气织机的机型、数量以及生产织物的品种等综合因素来合理选择织机速度以期达到最大限度的提高压缩空气的利用率。
 

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