在线注入连续切换装置及其切换方法

摘要

本发明涉及一种合成纤维生产设备领域，尤其涉及一种在线注入连续切换装置及其切换方法，聚酯纺纤维的在线添加技术。包括电气自动控制系统、可调换式添加物料装置、物料控制装置、熔体管道装置和气动切换装置，所述的电气自动控制系统分别控制可调式添加物料装置、物料控制装置、熔体管道装置和气动切换装置。在线注入连续切换装置的切换方法，按以下步骤进行：添加物料→平衡输送物料→物料注入与初步混合→更换不同的品种规格→停止使用物料添加。在线注入连续切换装置及其切换方法结构紧凑，可以大幅度减少常规设备在更换产品类型时大量产生的废丝，大大减少了生产的浪费，降低了成本，提高了产品竞争力。

说明书

技术领域

   本发明涉及一种合成纤维生产设备领域，尤其涉及一种在线注入连续切换装置及其切换方法，聚酯纺纤维的在线添加技术。

背景技术

  随着人们生活水平的提高，彩色及功能性纤维制成的高档、休闲服装的市场及家访、装饰品市场需求与日俱增。例如：涤纶彩色及改性环保纤维采用原液着色、原液改性，它不仅具有品种多样化、色彩丰富的优势，而且赋予了更多的功能性，如阻燃、抗菌、吸湿快干等特殊功能。完全可以替代传统的高温高压染色纤维制品，无须顾虑在染色加工过程中造成功能下降或丧失；且色牢度好，不会因色牢度不好使织物在使用或洗涤过程中引起色斑；由于新的涤纶彩色环保纤维的应用，使后加工流程缩短，比由后染色生产的同类涤纶纤维产品具有更加优异的内在和外观质量，同时降低了成本，无环境污染。

  目前，纺织行业纤维着色主要采用先织后整理染色。有色面料生产经过纺丝（纱）---高温高压染色---整经织布---整理，或者纺丝---整经织布---染前处理---高温高压染色---整理等多道加工工序。采用常规纺纺制的白色涤纶长丝用分散性染料在高温高压或载体存在下进行染色，对纤维损伤大，色牢度差，工艺流程长，能耗大，污染严重。

  而原液着色聚酯纤维生产技术是在纺丝前加入着色剂，均匀分散在纺丝液（高聚物熔体）体系中，具有效果优越、工艺简单、对设备要求低、节约能源等优点，并且可制得色谱齐全、色泽均匀、色牢度高的有色纤维，因此，其推广应用对整个纺织产业的“节能、降耗、减排”、生态纺织新产品开发、产品结构调整与品质质量档次提升等等，都具有重要的现实意义。随着彩色聚酯纤维应用领域的不断扩大，功能性改性易于同步实现。原液着色熔体直纺聚酯纤维将成为聚酯纤维纺丝未来的发展方向。

  因此原液着色熔体直纺聚酯纤维时，在不停产的状况下，快速、可靠、操作简便的更换在线添加物料品种，对于规格、品种、颜色更换频繁的有色纤维纺丝来说，具有重要的意义。快速简便的更换方式，可以大幅度减少常规设备在更换产品类型时大量产生的废丝，大大减少了生产的浪费，降低了成本，提高了产品竞争力。

 发明内容

   本发明所要解决的技术问题是：旨在克服上述使用原液着色熔体直纺聚酯纤维方式生产彩色及功能性纤维时，调整产品品种需停产降压排废，更换在线添加物料品种后再建压生产，全过程产生的废丝过多的问题；提供一种快速、简便、可靠的在线注入连续切换装置及其切换方法。

   本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的： 

  一种在线注入连续切换装置，包括电气自动控制系统、可调换式添加物料装置、物料控制装置、熔体管道装置和气动切换装置，所述的电气自动控制系统分别控制可调式添加物料装置、物料控制装置、熔体管道装置和气动切换装置，

  所述的可调换式添加物料装置包括料罐，所述的料罐中设有搅拌器，所述的搅拌器通过搅拌电机相驱动，所述的料罐中设有料位检测装置，所述的料罐的底部设有物料输送管；

  所述的物料控制装置包括建压计量元件，所述的建压计量元件通过驱动电机相驱动，所述的建压计量元件与物料输送管相连通，所述的建压计量元件与物料注入连通管相连接；

  所述的熔体管道装置包括熔体管道，所述的熔体管道的上部设有与之相固定的上固定底座，所述的熔体管道的下部设有与之相固定的下固定底座，所述的熔体管道外套有与之相间隔分布的热媒夹套，所述的热媒夹套的内壁与熔体管道的外壁间形成热媒通道，所述的热媒夹套的上部与上固定底座相固定，所述的热媒夹套的下部与下固定底座相固定；

所述的气动切换装置包括中间连接座和注入连接座，所述的中间连接座设在下固定底座的底部，所述的中间连接座中设有活动芯杆，所述的活动芯杆沿下固定底座伸至熔体管道中，所述的活动芯杆的底部与气动薄膜执行器相固定连接，所述的注入连接座设在上固定底座的上部并伸至熔体管道中，所述的注入连接座中设有物料注入导杆，所述的注入连接座的上部设有双作用气缸，所述的活动芯杆的上部与注入连接座的底部相活动拼接；

所述的双作用气缸推动物料注入导杆伸至与注入连接座中，所述的注入连接座与双作用气缸间通过联接节固定连接，所述的联接节与物料注入导杆间、物料注入导杆与注入连接座间分别为物料流动通道，所述的物料注入连通管通过双作用气缸与物料流动通道相连通；

所述的熔体通道的头部设有与之相连通的熔体偶合装置。

  作为优选，所述的料罐的上部设有向外突出的注料口，所述的料位检测装置设在料罐的上部，所述的料罐的底部与物料输送管间通过快速单向插头相固定连接；

所述的建压计量元件与驱动电机通过联轴节相固定连接，所述的物料注入连通管的一端与建压计量元件间通过联动电磁阀相固定连通，所述的物料注入连通管的另一端与双作用气缸相固定连通；

所述的下固定底座与活动芯杆间设有导套，所述的导套与中间连接座呈一体化分布，所述的中间连接座的底部设有与活动芯杆相套接的密封压盖，所述的活动芯杆与中间连接座间通过填料密封层相密封，所述的填料密封层通过密封压盖相压接，所述的联接节与注入连接座通过紧固节相定位，所述的下固定底座与中间连接座间、上固定底座与注入连接座间、联接节与双作用气缸间分别通过密封垫片相密封，所述的双作用气缸与电磁换向阀相连接，所述的电磁换向阀通过电气自动控制系统控制，所述的电磁换向阀的外侧壁设有接气源；

所述的熔体通道的两侧端的直径小于熔体通道中间位的直径。

作为优选，所述的注入连接座的底部设有内凹状的上配接缺口，所述的活动芯杆的上部设有与上配接缺口相匹配对应的下配接突块，所述的下配接突块的上部与物料注入导杆的底部相活动触接。

作为优选，所述的电气自动控制系统、可调换式添加物料装置和物料控制装置分别设在移动支架上，所述的移动支架的底部设有定向锁止轮，所述的气动薄膜执行器通过支架与中间连接座相固定连接。

在线注入连续切换装置的切换方法，按以下步骤进行：

（1）、添加物料：

将选好的物料加入至料罐中，搅拌电机带动搅拌器进行搅拌，搅拌器持续进行工作，搅拌器的搅拌速度为5-10转/分钟，保持物料的均匀性；

料位检测装置不间断的检测料罐中物料的使用情况，若物料不足，及时进行添加物料；

（2）、平衡输送物料：

通过建压计量元件对物料进行压力与计量精度的平衡，建压计量元件能承受7-10Ｍpa的出口压力及5Ｍpa的进出口压力差；

将物料注入连通管与双作用气缸中的物料注入导杆相连通；

当建压计量元件中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统控制联动电磁阀关闭保压；

当建压计量元件中的压力传感器接收到压力低于设定压力的100％时，通过电气自动控制系统控制联动电磁阀打开；

（3）、物料注入与初步混合：

物料进入物料注入导杆中，物料通过热媒通道进行预热至熔体温度，熔体温度为275摄氏度-295摄氏度，物料达到熔体温度后通过双作用气缸推动物料进入至熔体通道中，物料与主熔体相接触后一同到达熔体偶合装置中实现初步混合，初步混合后进入动态分散技术装备；

注入物料时，活动芯杆与注入连接座相脱离；

（4）、更换不同的品种规格：

需要更换时，通过电气自动控制系统切断物料注入连通管；

当建压计量元件中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统控制联动电磁阀关闭保压；

同时停止建压计量元件、驱动电机、搅拌电机；

等待3-5分钟后，观察建压计量元件中压力传感器的读数，如读数正常，说明关闭性能良好，无泄漏；

打开联动电磁阀将物料注入连通管内的压力排出，将物料注入连通管从注入连接座上拆下，连同物料注入导杆一起拨出，安装上另一套提前准备好新品种所需电气自动控制系统、可调换式添加物料装置及物料控制装置；

（5）、停止使用物料添加：

需要停止使用物料添加时，通过电气自动控制系统切断物料注入连通管；

当建压计量元件中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统控制联动电磁阀关闭保压；

同时停止建压计量元件、驱动电机、搅拌电机；

等待3-5分钟后，观察建压计量元件中压力传感器的读数，如读数正常，说明关闭性能良好，无泄漏；

打开联动电磁阀将物料注入连通管内的压力排出，将物料注入连通管从注入连接座上拆下；

在需要更换不同品种的物料时，按步骤（4）进行更换；

在需要停止使用物料添加时，按步骤（5）进行停止；

停止或更换不同品种的物料时，活动芯杆与注入连接座相闭合。

    因此，本发明的在线注入连续切换装置及其切换方法，结构紧凑，可以大幅度减少常规设备在更换产品类型时大量产生的废丝，大大减少了生产的浪费，降低了成本，提高了产品竞争力。

附图说明

图1是本发明的剖视结构示意图；

图2是本发明的中熔体管道装置和气动切换装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

    实施例1：如图1和图2所示，一种在线注入连续切换装置，包括电气自动控制系统1、可调换式添加物料装置、物料控制装置、熔体管道装置和气动切换装置，所述的电气自动控制系统1分别控制可调式添加物料装置、物料控制装置、熔体管道装置和气动切换装置，

  所述的可调换式添加物料装置包括料罐2，所述的料罐2中设有搅拌器3，所述的搅拌器3通过搅拌电机4相驱动，所述的料罐2中设有料位检测装置5，所述的料罐2的底部设有物料输送管6；

  所述的物料控制装置包括建压计量元件7，所述的建压计量元件7通过驱动电机8相驱动，所述的建压计量元件7与物料输送管6相连通，所述的建压计量元件7与物料注入连通管9相连接；

  所述的熔体管道装置包括熔体管道10，所述的熔体管道10的上部设有与之相固定的上固定底座11，所述的熔体管道10的下部设有与之相固定的下固定底座12，所述的熔体管道10外套有与之相间隔分布的热媒夹套13，所述的热媒夹套13的内壁与熔体管道10的外壁间形成热媒通道14，所述的热媒夹套13的上部与上固定底座11相固定，所述的热媒夹套13的下部与下固定底座12相固定；

所述的气动切换装置包括中间连接座15和注入连接座16，所述的中间连接座15设在下固定底座12的底部，所述的中间连接座15中设有活动芯杆17，所述的活动芯杆17沿下固定底座12伸至熔体管道10中，所述的活动芯杆17的底部与气动薄膜执行器18相固定连接，所述的注入连接座16设在上固定底座11的上部并伸至熔体管道10中，所述的注入连接座16中设有物料注入导杆19，所述的注入连接座16的上部设有双作用气缸20，所述的活动芯杆17的上部与注入连接座16的底部相活动拼接；

所述的双作用气缸20推动物料注入导杆19伸至与注入连接座16中，所述的注入连接座16与双作用气缸20间通过联接节29固定连接，所述的联接节29与物料注入导杆19间、物料注入导杆19与注入连接座16间分别为物料流动通道39，所述的物料注入连通管9通过双作用气缸20与物料流动通道39相连通；

所述的熔体通道14的头部设有与之相连通的熔体偶合装置21。

  所述的料罐2的上部设有向外突出的注料口22，所述的料位检测装置5设在料罐2的上部，所述的料罐2的底部与物料输送管6间通过快速单向插头23相固定连接；

所述的建压计量元件7与驱动电机8通过联轴节24相固定连接，所述的物料注入连通管9的一端与建压计量元件7间通过联动电磁阀25相固定连通，所述的物料注入连通管9的另一端与双作用气缸20相固定连通；

所述的下固定底座12与活动芯杆17间设有导套26，所述的导套26与中间连接座15呈一体化分布，所述的中间连接座15的底部设有与活动芯杆17相套接的密封压盖27，所述的活动芯杆17与中间连接座15间通过填料密封层28相密封，所述的填料密封层28通过密封压盖27相压接，所述的联接节29与注入连接座16通过紧固节30相定位，所述的下固定底座12与中间连接座15间、上固定底座11与注入连接座16间、联接节24与双作用气缸20间分别通过密封垫片31相密封，所述的双作用气缸20与电磁换向阀32相连接，所述的电磁换向阀32通过电气自动控制系统1控制，所述的电磁换向阀32的外侧壁设有接气源33；

所述的熔体通道10的两侧端的直径小于熔体通道10中间位的直径。

所述的注入连接座16的底部设有内凹状的上配接缺口34，所述的活动芯杆17的上部设有与上配接缺口34相匹配对应的下配接突块35，所述的下配接突块35的上部与物料注入导杆19的底部相活动触接。

所述的电气自动控制系统1、可调换式添加物料装置和物料控制装置分别设在移动支架36上，所述的移动支架36的底部设有定向锁止轮37，所述的气动薄膜执行器18通过支架38与中间连接座15相固定连接。

在线注入连续切换装置的切换方法，按以下步骤进行：

（1）、添加物料：

将选好的物料加入至料罐2中，搅拌电机4带动搅拌器3进行搅拌，搅拌器3持续进行工作，搅拌器3的搅拌速度为5转/分钟，保持物料的均匀性；

料位检测装置5不间断的检测料罐2中物料的使用情况，若物料不足，及时进行添加物料；

（2）、平衡输送物料：

通过建压计量元件7对物料进行压力与计量精度的平衡，建压计量元件7能承受7Ｍpa的出口压力及5Ｍpa的进出口压力差；

将物料注入连通管9与双作用气缸20中的物料流动通道39相连通；

当建压计量元件7中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25关闭保压；

当建压计量元件中的压力传感器接收到压力低于设定压力的100％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25打开；

（3）、物料注入与初步混合：

物料进入物料流动通道39中，物料通过热媒通道14进行预热至熔体温度，熔体温度为275摄氏度，物料达到熔体温度后通过双作用气缸20推动物料进入至熔体通道10中，物料与主熔体相接触后一同到达熔体偶合装置21中实现初步混合，初步混合后进入动态分散技术装备；

注入物料时，活动芯杆17与注入连接座16相脱离；

（4）、更换不同的品种规格：

需要更换时，通过电气自动控制系统1切断物料注入连通管9；

当建压计量元件7中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25关闭保压；

同时停止建压计量元件7、驱动电机8、搅拌电机4；

等待3分钟后，观察建压计量元件7中压力传感器的读数，如读数正常，说明关闭性能良好，无泄漏；

打开联动电磁阀25将物料注入连通管9内的压力排出，将物料注入连通管9从注入连接座16上拆下，连同物料注入导杆19一起拨出，安装上另一套提前准备好新品种所需电气自动控制系统、可调换式添加物料装置及物料控制装置；

    (5)、停止使用物料添加：

需要停止使用物料添加时，通过电气自动控制系统1切断物料注入连通管9；

当建压计量元件7中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25关闭保压；

同时停止建压计量元件7、驱动电机8、搅拌电机4；

等待3分钟后，观察建压计量元件7中压力传感器的读数，如读数正常，说明关闭性能良好，无泄漏；

打开联动电磁阀25将物料注入连通管9内的压力排出，将物料注入连通管9从注入连接座16上拆下；

在需要更换不同品种的物料时，按步骤（4）进行更换；

在需要停止使用物料添加时，按步骤（5）进行停止；

停止或更换不同品种的物料时，活动芯杆17与注入连接座16相闭合。

实施例2：在线注入连续切换装置的切换方法，按以下步骤进行：

（1）、添加物料：

将选好的物料加入至料罐2中，搅拌电机4带动搅拌器3进行搅拌，搅拌器3持续进行工作，搅拌器3的搅拌速度为8转/分钟，保持物料的均匀性；

料位检测装置5不间断的检测料罐2中物料的使用情况，若物料不足，及时进行添加物料；

   (2)、平衡输送物料：

通过建压计量元件7对物料进行压力与计量精度的平衡，建压计量元件7能承受8Ｍpa的出口压力及5Ｍpa的进出口压力差；

将物料注入连通管9与双作用气缸20中的物料流动通道39相连通；

当建压计量元件7中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25关闭保压；

当建压计量元件中的压力传感器接收到压力低于设定压力的100％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25打开；

    (3)、物料注入与初步混合：

物料进入物料流动通道39中，物料通过热媒通道14进行预热至熔体温度，熔体温度为285摄氏度，物料达到熔体温度后通过双作用气缸20推动物料进入至熔体通道10中，物料与主熔体相接触后一同到达熔体偶合装置21中实现初步混合，初步混合后进入动态分散技术装备；

注入物料时，活动芯杆17与注入连接座16相脱离；

    (4)、更换不同的品种规格：

需要更换时，通过电气自动控制系统1切断物料注入连通管9；

当建压计量元件7中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25关闭保压；

同时停止建压计量元件7、驱动电机8、搅拌电机4；

等待4分钟后，观察建压计量元件7中压力传感器的读数，如读数正常，说明关闭性能良好，无泄漏；

打开联动电磁阀25将物料注入连通管9内的压力排出，将物料注入连通管9从注入连接座16上拆下，连同物料注入导杆19一起拨出，安装上另一套提前准备好新品种所需电气自动控制系统、可调换式添加物料装置及物料控制装置；

    (5)、停止使用物料添加：

需要停止使用物料添加时，通过电气自动控制系统1切断物料注入连通管9；

当建压计量元件7中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25关闭保压；

同时停止建压计量元件7、驱动电机8、搅拌电机4；

等待4分钟后，观察建压计量元件7中压力传感器的读数，如读数正常，说明关闭性能良好，无泄漏；

打开联动电磁阀25将物料注入连通管9内的压力排出，将物料注入连通管9从注入连接座16上拆下；

在需要更换不同品种的物料时，按步骤（4）进行更换；

在需要停止使用物料添加时，按步骤（5）进行停止；

停止或更换不同品种的物料时，活动芯杆17与注入连接座16相闭合。

 

实施例3：在线注入连续切换装置的切换方法，按以下步骤进行：

（1）、添加物料：

将选好的物料加入至料罐2中，搅拌电机4带动搅拌器3进行搅拌，搅拌器3持续进行工作，搅拌器3的搅拌速度为10转/分钟，保持物料的均匀性；

料位检测装置5不间断的检测料罐2中物料的使用情况，若物料不足，及时进行添加物料；

   (2)、平衡输送物料：

通过建压计量元件7对物料进行压力与计量精度的平衡，建压计量元件7能承受10Ｍpa的出口压力及5Ｍpa的进出口压力差；

将物料注入连通管9与双作用气缸20中的物料流动通道39相连通；

当建压计量元件7中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25关闭保压；

当建压计量元件中的压力传感器接收到压力低于设定压力的100％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25打开；

    (3)、物料注入与初步混合：

物料进入物料流动通道39中，物料通过热媒通道14进行预热至熔体温度，熔体温度为295摄氏度，物料达到熔体温度后通过双作用气缸20推动物料进入至熔体通道10中，物料与主熔体相接触后一同到达熔体偶合装置21中实现初步混合，初步混合后进入动态分散技术装备；

注入物料时，活动芯杆17与注入连接座16相脱离；

(4)、更换不同的品种规格：

需要更换时，通过电气自动控制系统1切断物料注入连通管9；

当建压计量元件7中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25关闭保压；

同时停止建压计量元件7、驱动电机8、搅拌电机4；

等待5分钟后，观察建压计量元件7中压力传感器的读数，如读数正常，说明关闭性能良好，无泄漏；

打开联动电磁阀25将物料注入连通管9内的压力排出，将物料注入连通管9从注入连接座16上拆下，连同物料注入导杆19一起拨出，安装上另一套提前准备好新品种所需电气自动控制系统、可调换式添加物料装置及物料控制装置；

   (5)、停止使用物料添加：

需要停止使用物料添加时，通过电气自动控制系统1切断物料注入连通管9；

当建压计量元件7中的压力传感器接收到压力达到设定压力的120％时，通过电气自动控制系统1控制联动电磁阀25关闭保压；

同时停止建压计量元件7、驱动电机8、搅拌电机4；

等待3-5分钟后，观察建压计量元件7中压力传感器的读数，如读数正常，说明关闭性能良好，无泄漏；

打开联动电磁阀25将物料注入连通管9内的压力排出，将物料注入连通管9从注入连接座16上拆下；

在需要更换不同品种的物料时，按步骤（4）进行更换；

在需要停止使用物料添加时，按步骤（5）进行停止；

停止或更换不同品种的物料时，活动芯杆17与注入连接座16相闭合。