Які види верстатів для прядіння існують? Яка їх основна функція?

Прядильна машина — це машина, яка перетворює полімерний розчин, що утворює волокно, або розплавляє нитки. Залежно від методів прядіння волокон, прядильні машини поділяються на три типи: мокра прядильна машина, прядильна машина для розплавлення та суха прядильна машина.

Мокра прядильна машина

Підходить для прядіння віскозного волокна, акрилового волокна, нейлону тощо. Головна особливість полягає в тому, що полімерний розчин витискається з прес-форми і коагулюється в зародкове волокно в коагуляційній ванні. Швидкість прядіння низька, часто нижче 100 м/хв, а швидкість високошвидкісного прядіння може досягати близько 200 м/хв. Мокрі прядильні машини поділяються на короткі та довгі волокна.

①Машина для прядіння коротких волокон: прядильний розчин подається зі шлангу, точно дозується дозувальною помпою, фільтрується через фільтр і потрапляє в прес-форму, а потім витискується через отвір прес-форми в коагуляційну ванну. Після коагуляції зародкові волокна збираються через годет. Пучки промиваються або розтягуються водою.

Машина для прядіння коротких волокон характеризується великою кількістю отворів у прес-формі (пластина), зазвичай від 3 000 до десятків тисяч отворів.

②Машина для прядіння ниток: На відміну від машини для прядіння коротких волокон, додається механізм намотування затверділої нитки.

Нитка з коагуляційної ванни проходить через годет після промивання і потрапляє в високообертовий центрифугальний бак через реверсивну направляючу проволоку воронку. Таку прядильну машину називають центрифугальним баковим прядильним апаратом;

Якщо нитка намотується на бобіну через годет, її називають бобіновою прядильною машиною; якщо перед намотуванням проводиться якась постобробка, її називають напівнеперервною прядильною машиною;

Якщо всі процедури прядіння та постобробки виконуються безперервно на прядильній машині, її називають безперервною прядильною машиною. У виробництві віскозних шнурів переважно використовують безперервні прядильні машини. Прес-форми для прядіння ниток зазвичай мають 150 отворів або менше, а число отворів для прядіння шнурів може досягати 3000 отворів.

Прядильна машина для розплавлення

Використовується в обладнанні для прядіння поліестеру, нейлону та поліпропілену. Характерною особливістю є те, що тонкий струмінь розплаву затвердіває в волокна при зустрічі з холодним повітрям, а холодне повітря рівномірно продувається через високоефективний фільтр, регулювальний клапан і розподільний пристрій. Швидкість прядіння порівняно висока, загалом 600–1500 м/хв. Існують також два типи прядильних машин для розплавлення.

① Машина для прядіння ниток: полімерні чипси розплавляються після входження в шнековий екструдер з бункера, а потім шнеком виштовхуються і надходять у прядильну коробку через канал. Розплав дозується та транспортується до прес-форми (пластина) прядильною помпою в коробці, а тонкий струмінь розплаву, що витискається з прес-форми, зустрічає холодне повітря в прядильному вікні, охолоджується і затвердіває в волокна. Механізм намотування намотується на бобіну.

Кількість отворів у прес-формі для ниток зазвичай від декількох до десятків отворів. При прядінні шнурів кількість отворів може досягати близько 200, а при прядінні коричневого шовку — лише один отвір. У цей час струмінь розплаву охолоджується і затвердіває в шовк за допомогою водяної ванни.

Тенденція прядильних машин для прядіння ниток у 1970-х роках — це багатокінцеве прядіння, тобто кожна прядильна позиція оснащується 2, 3, 4, 6 або навіть більше прес-формами, щоб збільшити продуктивність машини; високошвидкісне прядіння для шовку — швидкість прядіння 3500–4000 м/хв, навіть до 5000 м/хв. Для великих упаковок об'єм кожної упаковки зазвичай може досягати від 10 кг до десятків кг; безперервне прядіння, розтягування та формування виконуються одночасно на одній прядильній машині, а також існують процеси прядіння, витягування та текстурування, які виконуються на одній прядильній машині (відомі як виробництво BCF), які використовуються у виробництві поліпропілену та нейлону. Ця машина має компактну конструкцію, малу площу займання та високу ефективність виробництва. Крім того, постійно покращується автоматизація прядильних машин.

②Машина для прядіння коротких волокон: У порівнянні з машинами для прядіння ниток, вона характеризується використанням великої прес-форми з кількома отворами, загальна кількість отворів становить від 400 до 1100, а також розроблена пориста прядильна машина з числом отворів до 4000; у прядильній валу використовується система продування охолоджувального повітря з кільцевим продуванням або кільцевим продуванням плюс бічним продуванням. Для кожного прядильного положення немає окремого механізму намотування. Після того як нитки кожного положення проходять через направляючу пластину або маленький ротор, пучок затягується тяговою машиною. Веде до колеса подачі проволоки, а потім укладає пучок у шовкову бочку. Об’єм шовку на одну бочку може досягати 450–2000 кг. Коли великі заводи синтетичних волокон виробляють короткі волокна, вони часто використовують пряме прядіння. З’явилася прядильна машина для коротких волокон з непрядильним тунелем.

Суха прядильна машина

Використовується у виробництві акрилових та нейлонових ниток. Прядильний розчин надходить у тунель зі шлангу через фільтр, дозувальну помпу та прес-форму. Сформований струмінь зустрічає гаряче повітря в тунелі, розчинник випаровується, а полімер затвердіває в волокна в струміні, а потім пучок намотується в певну кількість рулонів. Швидкість сухого прядіння зазвичай становить 200–800 м/хв. Щоб задовольнити потреби спеціальних процесів прядіння, у 1970-х роках з’явилися сухо-мокрі прядильні машини.

Загалом, сама прядильна машина має 4 функціональні зони:

1. Пристрій для розплавлення високомолекулярних полімерів: шнековий екструдер.
2. Пристрій для подачі, розподілу, прядіння та теплоізоляції розплаву: локоть, прядильна коробка (труба для розподілу розплаву, дозувальна помпа, збірка прядильної головки).
3. Пристрій для охолодження ниток: прядильне вікно та охолоджувальна втулка.
4. Пристрій для збору проволоки: механізм мокрого змащення, конструкція направляючої проволоки, намотувальна машина або прилад для прийому проволоки.

Пристрій для розплавлення

1 Функція — подача твердих матеріалів, розплавлення полімерів та кількісне витискання розплаву.

2 Три секції: шнекова секція подачі, секція компресії та секція дозування.

3 Принцип роботи шнекового екструдера полягає в розділенні шнека та переміщенні матеріалу в кожній зоні шнека.

1. Зона подачі (зона виліковування) ізометричний шнек.
2. У першій половині (зона охолодження) охолоджуюча вода пропускається через оболонку спіралі або внутрішнє ядро шнека, <100℃, щоб запобігти передчасному розплавленню матеріалу та блокуванню кільця, захищаючи шнековий привід від нагріву.
3. Друга половина (зона попереднього нагріву) запобігає різким змінам температури матеріалу від зони подачі до зони компресії.
4. Зона компресії (зона розплавлення) Поступове або різке розплавлення матеріалу шнеком (нагрівання, зсув) та компресія (об’єм канавки шнека стає меншим); повернення повітря або водяної пари до зони подачі.
5. Зона дозування (зона гомогенізації) та інші поверхневі шнеки.

Пристрій для транспортування, розподілу, прядіння та теплоізоляції розплаву

1 Трубопровід для подачі розплаву від локтевого шнекового екструдера до прядильної коробки (один кінець з’єднується з виходом шнека, а другий — з трубопроводом для розподілу розплаву прядильної машини) — оболонка внутрішнього біфеніл-дифенілового ефіру, суміші нагрівання (ізоляція розплаву).

2 Корпус прядильної коробки, труба для розподілу розплаву, десять біфенілових нагрівальних коробок, прядильна помпа та її привід, а також збірка прядильної головки.

1. Принцип труби для розподілу розплаву
2. Забезпечує, щоб розплав досягав однакової відстані до кожного прядильного положення. Розплав перебуває в трубі для розподілу недовго; менше зворотного згинання.
3. Форма труби для розподілу розплаву: розгалужена та радіальна.

3 Нагрівання прядильної коробки (біфенілова нагрівальна коробка)

1. Функція Має функцію теплоізоляції та нагрівання для труби для розподілу розплаву, дозувальної помпи та збірки прядильної головки.
2. Метод теплоносія біфеніл-дифеніловий ефір (біфеніл/дифеніловий ефір-26,51ТП3Т/73,51ТП3Т), нагріваний електричним нагрівальним стержнем.
3. Ізоляція 80～100мм ізоляційний шар, заповнений ультратонким скловолокном або іншими ізоляційними матеріалами.

4 Дозувальний насос Високотемпературний зубчастий насос.

5 Склад спінної головки

1. Функція: Фільтрувати розплав, запобігати засміченню отвору спінної головки та зменшувати різницю в'язкості розплаву, а також рівномірно розподіляти розплав у кожен маленький отвір спінної головки, щоб утворити струмінь розплаву.
2. Структура: Поєднання спінної головки + плита розподілу розплаву + фільтрувальний матеріал для розплаву + збірна гільза.

Нагрівання спінної коробки (коробка нагріву біфенілом)

1. Функція Має функцію теплоізоляції та нагрівання для труби для розподілу розплаву, дозувальної помпи та збірки прядильної головки.
2. Метод теплоносія біфеніл-дифеніловий ефір (біфеніл/дифеніловий ефір-26,51ТП3Т/73,51ТП3Т), нагріваний електричним нагрівальним стержнем.
3. Ізоляція 80～100мм ізоляційний шар, заповнений ультратонким скловолокном або іншими ізоляційними матеріалами.

Пристрій охолодження дротового стрижня

1. Спінна вікно Нитка охолоджується лише за допомогою направленого, кількісного та якісного повітряного потоку під час процесу охолодження; швидкість охолодження однакова, а місце затвердіння волокна фіксоване (не залежить від навколишнього повітряного потоку).
2. Нижня частина камери повільного охолодження оснащена двома передніми та задніми вставками для відокремлення від охолоджувальної спінної барабана, а верхня частина має шафку для формування зони повільного охолодження під спінною головкою; довжина становить 30~200мм; щоб запобігти вихід холодного повітря з охолоджувального вітру, поверхня шовкової пластини зменшує двопроменевість намотаного шовку та покращує його розтягування.