一种散纤维脱水工艺的制作方法

本申请涉及一种散纤维脱水工艺，属于纺织材料的液相连续处理技术领域。

背景技术：

散纤维在染色与漂洗等处理过程中，不可避免的都会涉及到脱水（包括脱除染液和脱除水分）工序。

常见的脱水方式有两种：

方式一，以离心方式脱水。离心方式脱水为间歇式脱水，通常是将散纤维堆置于脱水筒中，对脱水筒施加一定的转速，并在脱水桶上设置排水孔，脱水筒转动，赋予其内的散纤维以离心力，在该离心力作用下，散纤维中的水分从散纤维表面脱出，并经排水孔排出，如此达到水分脱离的目的。

方式二，以压榨方式脱水。压榨脱水一般可实现连续式加工，将散纤维堆置或平铺在传送带、压榨辊或压榨圆盘之间，借助于外力的挤压，将水分从散纤维中挤出散纤维以外，以实现水分的脱除。

上述两种方式均可以实现散纤维的脱除，然而在水分脱除后散纤维多呈现为饼状结构，或者散纤维相互拧结，需要进行开松、打散，才能进入下一道处理工序。而在打散过程中，基于打手的机械作用，散纤维的物理性能会有所降低，纤维纺丝纺纱性能、机械性能等均出现降低或变弱的现象；且上述处理过程还存在能耗大、排水差等缺陷，如需要提供足够的离心、挤压作用的电能，而对于传送带方式，水分不能及时排出，积攒太多时，甚至会将该压力反弹在传送带、轧辊上，导致传送带断裂、轧辊受损。

技术实现要素：

有鉴于此，本申请提供一种散纤维脱水工艺，该脱水工艺不仅可以实现散纤维的连续脱水，还能在输送过程中进行及时排水，防止损伤轧辊与导带，并充分保持散纤维的机械性能，提高其可纺性能。

具体地，本申请是通过以下方案实现的：

一种散纤维脱水工艺，待处理散纤维由导带输送，在通过成对设置的轧辊之间时完成挤压出水，所述导带上设置有疏水孔，挤压出的水分经疏水孔排出，每对轧辊包括上辊与下辊，轧辊由油缸驱动，上辊与下辊至少有一个安装有缓冲装置，以带动相应轧辊在散纤维表面压力达到一定范围时发生形变，拉动相应的上辊和/或下辊移动至两者间距适宜。

在散纤维脱水过程中，需要满足的核心效用有两点：第一，脱水效率高，第二，对散纤维的机械性能不影响或印象甚微。本申请提供的上述散纤维脱水方案中，以导带带动散纤维传送，给予导带一定的配速即可，因此无需消耗大量的电能；在导带上下分别安装上辊与下辊形成轧辊，轧辊由油缸驱动，在脱水工作前设定好油缸输出值即定下施加在散纤维上的压力下限；再配以缓冲装置确定散纤维的压力上限，当水分过多、无法直接及时排出时，淋轧式散纤维网会发生断裂、重叠，造成轧辊受力不匀，轧辊出现损伤，在脱水过程中配合设置缓冲装置，压力转变为缓冲装置的形变，缓冲装置拉动相应的上辊和/或下辊远离彼此，可随棉层厚度，实时调节压力，轧辊中间容散纤维通行的间隙变大至压力适宜，散纤维通过挤紧状态的轧辊时，轧辊对散纤维保持始终的压力下限，水分充分快速的从散纤维中排出，并经导带上的疏水孔离开导带。本方案在充分挤压散纤维实现水含量降低的同时，也避免水分无法充分、及时排出造成的轧辊与导带受损，并兼容了脱水效率与纤维物性保持，散纤维中的水分更容易挤干，避免了因避免水分无法及时排出所造成的散纤，后续纺纱、纺丝过程中可纺性更好。

进一步的，作为优选：

所述导带上，疏水孔孔径为2-10mm（优选为3-6mm），开孔率（每平方导带上疏水孔的面积）为5-30%。更优选的，所述疏水孔竖直贯穿导带设置，疏水孔为圆形孔、椭圆孔或多边形等，这种竖直贯穿设置的疏水孔在排水的同时，也避免了水对散纤维的拖拽作用，避免散纤维由疏水孔排出，散纤维铺展在导带上，并由导带完成输送，导带上开设疏水孔，可有效将挤出散纤维的水分进行快速排出，既避免了水分无法及时排出造成的导带上压力过大，又有效提高了脱水效率；在综合上述考量下，我们将疏水孔的孔径控制在2-10mm，相应的开孔率控制在5-30%，此时，可满足急流状态（水分较多）下水分的排出，又保证导带的实心部分占比，避免纤维卡入疏水孔中。

所述每对轧辊中，下辊为主动辊，上辊为被动辊，缓冲装置安装于下辊下方，当上辊、下辊之间的棉层（散纤维）过厚时，导带上的压力会变大，在该压力达到缓冲装置最小形变值前，缓冲装置不会发生形变；而当压力超过缓冲装置最小形变值时，缓冲装置才开始发生形变，该形变会导致下辊随缓冲装置下移，为上辊与下辊之间的棉层提供更多空间，相应的压力下降，缓冲装置实现上辊、下辊的动态调压，满足排水与轧水的双重需求，实现柔性重压，避免压力过大引起的纤维机械性能损伤，或者压力过小造成的排水不及时、不充分。

所述每对轧辊中，上辊为钢辊，下辊为钢辊，且钢辊上包覆有橡胶层。更优选的，所述橡胶层表面设置有导水槽。在散纤维输送和脱水过程中施压部件主要为轧辊，如果上辊与下辊均为钢辊结构，则接触面呈钢对钢的刚性接触，在这种刚性接触中，散纤维除受压脱出水分外，纤维表面也经受较为显著的碾压，因此容易产生较明显机械损伤的部位也多在该处；本案在钢辊上包覆橡胶层对该压力进行缓冲，在保证钢辊的刚性挤压脱水前提下，橡胶辊相对更加柔性，抵消了一部分的碾压作用，故经过轧辊的散纤维虽然脱出了水分，但承受的机械损伤较小，因此兼容了脱水效率与纤维物理性能，脱水后的散纤维在后续纺丝、纺纱中的成型效果。橡胶层上开设导水槽，对挤压作用面的水分进行疏导，有利于提高水分的排出速度。

在导带运行回路中还设置有纠偏辊，纠偏辊由纠偏气缸驱动。更优选的，所述纠偏气缸的输出轴倾斜设置。导带在承载与运送过程中，会因受到轧辊挤压与散纤维重量而发生一定的弯曲变形，无法保持空载状态，因此在不同情况下，导带表面的张力也存在差异，为减少导带这种表面张力对排水的影响，设置纠偏辊，对张力进行调节，特别是当纠偏气缸的输出轴倾斜设置时，纠偏气缸较小的位移即可带动纠偏辊较明显的涨紧张力调节。

在散纤维的脱水过程中，特别是采用传送带方式脱水时，常规导带为纯实心带，虽然保证了散纤维的均匀铺设与运输，但由于散纤维脱除的水分无法及时排出，在脱水中散纤维承受的压力会存在累积和压力不稳现象，当未及时排出的水量过大时，对于散纤维来讲，部分散纤维会漂浮于水中，出现散纤现象，部分散纤维得到充分脱水，部分散纤维则会出现未完成脱水的情况，因此，整体呈现脱水不匀、脱水率偏低的现象；对于装置来讲，大量水的累积会转化为传送带之间的压力骤增，且这种压力在传送带不同部位的表现并不相同，因此传送带以及轧辊会出现受力不匀、机构受损等情况。

在上述方案中，本申请在导带上设置疏水孔，并将轧辊设置为可实现动态调压的结构，不仅提高了疏水速率，缓冲装置的动态调压与轧辊自身的驱动分别对散纤维的压力上限和压力下限进行匹配，实现柔性重压，满足散纤维水分充分挤出的同时，也避免受压不匀或受压过大造成的导带与轧辊结构受损，以及对散纤维机械结构的损伤，兼容了脱水效率与纤维物理性能的保持。

附图说明

图1为本申请脱水工艺中的导带回路示意图；

图2为本申请中下辊的结构示意图；

图3为本申请中轧辊的安装示意图；

图4为本申请中纠偏辊的结构示意图。

图中标号：1.轧辊；11.上辊；111.转轴；12.下辊；121.钢辊；122.橡胶层；123.导水槽；13.缓冲装置；14.弹簧座；2.导带；21.上导带；22.下导带；3.共托辊；4.纠偏辊；41.上纠偏辊；42.下纠偏辊；43.纠偏气缸；44.输出轴；45.纠偏轴；46.导槽；47.纠偏座；5.上涨紧辊；6.下涨紧辊。

具体实施方式

一种散纤维脱水工艺，结合图1，待处理散纤维由导带2输送，在通过成对设置的轧辊1之间时完成挤压出水，导带2上设置有疏水孔，挤压出的水分经疏水孔排出，每对轧辊1包括上辊11与下辊12，轧辊1由油缸（图中未显示）驱动，上辊11与下辊12至少有一个安装有缓冲装置（图中为弹簧）13，在散纤维表面压力达到一定范围时，缓冲装置13发生形变以带动相应轧辊1（上辊11和/或下辊12）移动，拉动相应的上辊11和/或下辊12移动至两者间距适宜。

在散纤维的脱水过程中，特别是采用传送带方式脱水时，常规导带为纯实心带，虽然保证了散纤维的均匀铺设与运输，但由于散纤维脱除的水分无法及时排出，在脱水中散纤维承受的压力会存在累积和压力不稳现象，当未及时排出的水量过大时，对于散纤维来讲，部分散纤维会漂浮于水中，出现散纤现象，部分散纤维得到充分脱水，部分散纤维则会出现未完成脱水的情况，因此，整体呈现脱水不匀、脱水率偏低的现象；对于装置来讲，大量水的累积会转化为传送带之间的压力骤增，且这种压力在传送带不同部位的表现并不相同，因此传送带以及轧辊会出现受力不匀、机构受损等情况。

因此，在处理散纤维脱水工艺时，需要满足的核心效用有两点：第一，脱水效率高，第二，对散纤维的机械性能不影响或印象甚微。本申请提供的上述散纤维脱水方案中，以导带2带动散纤维传送，给予导带2一定的配速即可，因此无需消耗大量的电能；在导带2上下分别安装上辊11与下辊12形成轧辊1，轧辊1由轧辊油缸（图中未显示）驱动，在脱水工作前设定好轧辊油缸输出值即定下施加在散纤维上的压力下限；再配以缓冲装置13确定散纤维的压力上限，当散纤维上压力过大时（如：散纤维过厚或水分过多等），缓冲装置13发生形变，拉动相应的上辊11和/或下辊12远离彼此，轧辊1中间容散纤维通行的间隙d变大至压力适宜，缓冲装置13停止形变，散纤维通过时，轧辊1对散纤维保持始终的压力下限，水分充分快速的从散纤维中排出，并经导带2上的疏水孔离开导带2。

其中，结合图1，设定好初始轧辊油缸的参数，在一组导带2（上导带21、下导带22）的共同配合作用下，散纤维呈棉毯状进行上液如染色或清洗等处理，上液或清洗等处理后的散纤维以水平夹持方式进入共托辊3之间，在相互平行的该段导带2之间完成初受压并平衡后，进入上辊11与下辊12之间，如压力达到缓冲装置13的最小形变压力时，缓冲装置13发生形变，并拉动下辊12（以安装在下辊12下方为例）下移，上辊11与下辊12之间的间距d变大，相应的压力变小，施加在散纤维上的压力实现动态降压，由于该动态降压是基于缓冲装置13的形变压力来实现，因此，并不会过度释放压力，实际上，在调压后散纤维仍承受仍维持足以使水分脱除的压力，因此，上述方案在充分挤压散纤维实现水含量降低的同时，配合导带2的及时疏散排出的水，避免了水分无法充分、及时排出造成的轧辊1与导带2受损，兼容了脱水效率与器械机械性能保持，而纤维因未受到过大压力、脱水均匀，也实现了物理性能的保持，后续纺纱、纺丝过程中可纺性更好。

散纤维经上述处理后，经成对轧辊1（图1中仅显示一对，但可以根据需要，设置两对、三对甚至更多对轧辊）出来后，继续由导带2送出，可经后方的成卷辊卷制呈散纤维卷，即可与后续的堆置、干燥等工序进行连续式生产加工，克服了传统的上下辊输送时，散纤维无法连贯输送的缺陷，以及浸液必须成网形成连续结构来实现稳定传送的问题，散纤维无需成网等前处理，即可连续的进行上液、堆置、清洗、干燥直至打包，加工流程简单，连续化生产可将操作人员数量缩减至1-3人，人工成本大大降低，加工效率得到提高。

进一步的，作为备选方案：导带2上的疏水孔孔径为2-10mm，相应的开孔率控制在5-30%。散纤维铺展在导带2上，并由导带2完成输送，导带2上开设疏水孔，可有效将挤出散纤维的水分快速排出，既避免了水分无法及时排出造成的导带2上压力过大，又有效提高了脱水效率；在综合上述考量下，我们将疏水孔设置为圆孔、椭圆孔或方形孔以及上下贯通结构的不规则孔，孔径（以结构所在外接圆为标准）控制在2-10mm，相应的开孔率控制在5-30%，此时，可满足急流状态（水分较多、）下水分的排出，又保证导带2的实心部分占比，避免纤维卡入疏水孔中。

作为备选方案：每对轧辊1中，结合图3，下辊12为主动辊，上辊11为被动辊，缓冲装置13安装于下辊12下方，当上辊11、下辊12之间的棉层（散纤维）过厚时，导带2上的压力会变大，在该压力达到超过缓冲装置13最小形变值前，缓冲装置13不会发生形变；而当压力超过缓冲装置13最小形变值时，缓冲装置13开始发生形变，该形变会导致下辊12随缓冲装置13下移，为上辊11与下辊12之间的棉层（散纤维）提供更多空间，相应的压力下降，缓冲装置13实现上辊11、下辊12的动态调压，满足排水与轧水的双重需求，实现柔性重压，避免压力过大引起的纤维机械性能损伤，或者压力过小造成的排水不及时、不充分。

在本申请中，每对轧辊1中，上辊11与下辊12可同时采用钢辊，也可以将其中一个钢辊上包覆橡胶层，如：作为备选的一个具体方案：结合图2和图3，上辊11为钢辊，下辊12为钢辊，且下辊12的钢辊121上包覆有橡胶层122。

在散纤维输送和脱水过程中施压部件主要为轧辊1，如果上辊11与下辊12均为钢辊结构，则接触面呈钢对钢的刚性接触，在这种刚性接触中，散纤维除受压脱出水分外，纤维表面也经受较为显著的碾压，因此容易产生较明显机械损伤的部位也多在该处；当在钢辊上包覆橡胶层122对该压力进行缓冲时，在保证钢辊的刚性挤压脱水前提下，橡胶辊122相对更加柔性，抵消了一部分的碾压作用，故经过轧辊1的散纤维虽然脱出了水分，但承受的机械损伤较小，因此兼容了脱水效率与纤维物理性能，脱水后的散纤维在后续纺丝、纺纱中的成型效果。

优选的，橡胶层122表面设置有导水槽123，导水槽123可采用横条纹、也可以采用竖条纹，或者如图2所示的斜条纹，以引导轧辊中心部位的水分向两端排出，与上辊11与下辊12之间的面接触相比，导水槽123对挤压作用面的水分进行疏导，排出速度更快。

作为备选方案：结合图1和图4，在导带2运行回路中还设置有纠偏辊4，纠偏辊4由纠偏气缸43驱动。

优选的，纠偏气缸43的输出轴44倾斜设置。导带2在承载与运送过程中，会因受到轧辊1挤压与散纤维重量而发生一定的弯曲变形，无法保持空载状态的水平，因此在不同情况下，导带2表面的张力也存在差异，为减少导带2这种表面张力对排水的影响，设置纠偏辊4对张力进行调节，特别是当纠偏气缸43的输出轴44倾斜设置时，纠偏气缸43较小的位移即可带动纠偏辊4较明显的涨紧张力调节。

本申请在导带2上设置疏水孔，并将轧辊1设置为可实现动态调压的结构，不仅提高了疏水速率，缓冲装置13的动态调压与轧辊1自身的轧辊气缸驱动分别对散纤维的压力上限和压力下限进行匹配，实现柔性重压，满足散纤维水分充分挤出的同时，也避免受压不匀或受压过大造成的导带2与轧辊1结构受损，以及对散纤维机械结构的损伤，兼容了脱水效率与纤维物理性能的保持。

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