Persyaratan dan Fungsi Mesin Pencelupan Paket

Selama lebih dari satu abad, mesin pencelupan paket telah ditemukan, dan digunakan secara luas dalam industri pewarnaan benang dan perajutan karena aliran prosesnya yang singkat, kemampuan beradaptasi yang cepat terhadap berbagai perubahan, efisiensi tinggi, konsumsi energi yang rendah, dan pengurangan polusi.

Cakupan fungsional mesin telah diperluas dalam beberapa tahun terakhir dengan perkembangan teknologi terkait seperti bahan serat, bahan pewarna, dan teknologi kelistrikan. Ini tidak hanya memenuhi kriteria proses pewarnaan, tetapi juga mempertimbangkan variabel seperti efisiensi, konsumsi energi, dan standar lingkungan.

Kajian ini menguraikan secara teoritis dan praktis fungsi-fungsi baru tersebut agar dapat memahaminya secara utuh.

Persyaratan dasar mesin pencelupan paket

Kebutuhan penting untuk mesin pencelupan paket adalah aplikasi produksi yang luas, kualitas pemrosesan yang tinggi, ekonomis, dan perlindungan lingkungan.

Kualitas

Ekonomis

Tujuan dari investasi perusahaan dalam peralatan pencelupan paket adalah untuk memaksimalkan keuntungan dengan melaksanakan operasi pencelupan benang. Hasilnya, rasio cairan yang rendah, konsumsi energi yang rendah, waktu pencelupan yang cepat, dan pencelupan yang efektif merupakan elemen penting dalam menurunkan biaya produksi.

Ramah lingkungan

Mesin pencelupan benang kelas atas harus dilengkapi dengan sistem kontrol komputer modern untuk mengatur proses pencelupan, pengoperasian tabung, dan memastikan pengulangan pencelupan secara akurat untuk mencapai kriteria dasar yang disebutkan di atas.

Klik di sini untuk tahu lebih banyak tentang penyebab masalah reproduktifitas pencelupan benang.

Fungsi utama mesin pencelupan paket

Kontrol aliran sirkulasi minuman keras pewarna

Pompa sirkulasi melengkapi sirkulasi paksa cairan pewarna. Tujuannya adalah untuk memastikan bahwa semua benda yang diwarnai menerima suhu yang sama dan frekuensi pertukaran larutan pewarna yang sama pada waktu yang bersamaan. Secara teori, semakin besar frekuensi pertukaran cairan pewarna dan bahan pewarna, semakin baik efek perataannya; dan frekuensi pertukaran dihubungkan dengan aliran sirkulasi cairan pewarna; aliran diberikan oleh pompa sirkulasi utama. Akibatnya, kerataan benang pengepakan sangat bergantung pada kecepatan aliran pompa sirkulasi utama. Terlalu besar atau terlalu kecil tidak baik untuk pewarnaan.

Bagaimana cara memilih aliran?

Tidak ada aturan yang tegas dan tegas dalam memilih aliran. Mesin pencelupan paket awal dirancang berdasarkan pengalaman untuk memenuhi persyaratan aliran minimum dan gagasan no perbedaan warna antara interior dan eksterior paket. Kebocoran cairan pewarna di dalam dan di luar sirkulasi tinggi pada mesin pencelupan gelendong awal karena kesalahan besar dalam struktur penyegelan antara kumparan, dan setidaknya 30% di antaranya menyebabkan korsleting. Untuk mengkompensasi bagian kerusakan ini, alirannya harus ditingkatkan.

Pada saat yang sama, dalam aplikasi nyata, penyerapan air bervariasi sesuai dengan jenis benang yang berbeda, begitu pula dengan laju aliran yang dibutuhkan. Ada berbagai kelemahan dalam menggunakan laju aliran konstan. Karena perbedaan penyerapan air, laju aliran benang katun murni berwarna lebih besar dibandingkan benang campuran poliester-kapas berwarna. Perbedaan warna bagian dalam dan luar dari benang kemasan kapas murni dapat timbul jika laju aliran benang kemasan campuran poliester-kapas terpenuhi; sedangkan laju aliran benang kemasan kapas murni dapat dipenuhi, sedangkan kemasan benang campuran poliester-kapas dapat berubah bentuk atau mengembang.

Kontrol pewarnaan sinkron

Jumlah aliran sirkulasi cairan pewarna tidak hanya mempengaruhi kualitas pewarnaan, tetapi juga menyebabkan pemborosan energi.

Pewarna memiliki tingkat penyerapan pewarna yang bervariasi di wilayah suhu yang berbeda selama proses pewarnaan. Frekuensi siklus yang lebih besar harus dijamin pada bagian suhu dengan penyerapan pewarna yang tinggi; pada bagian suhu dengan serapan zat warna yang rendah, frekuensi siklus cairan zat warna dapat diturunkan. Hal ini meningkatkan kerataan bahan berwarna sekaligus menurunkan penggunaan energi, yang memiliki keuntungan ekonomi jangka panjang. Oleh karena itu, penting untuk mengatur aliran sirkulasi cairan pewarna secara real-time untuk menjamin bahwa aliran yang wajar dapat disediakan dalam semua kondisi pengoperasian, termasuk perubahan spesies dan beban benang, yang merupakan apa yang disebut sinkron. kontrol pewarnaan.

Saat ini, mesin pencelupan paket yang lebih canggih memiliki kontrol seperti ini. Pendekatan kontrolnya adalah dengan memasukkan data kurva aliran pompa sirkulasi utama dalam keadaan kecepatan yang bervariasi ke dalam komputer dan, dengan menggunakan kontrol logika PLC, memberikan aliran sirkulasi cairan pewarna yang diperlukan sesuai dengan kebutuhan proses spesifik. Secara bersamaan, sinyal umpan balik disuplai ke PLC melalui penginderaan perbedaan tekanan antara bagian dalam dan luar paket untuk mengoreksi perbedaan antara aliran nyata dan aliran terprogram.

Kontrol tekanan diferensial

Perlu dicatat bahwa mesin pencelupan paket modern diberi label dengan kontrol tekanan diferensial, dan ini tidak benar. Kepala pompa sirkulasi utama digunakan untuk mengatasi hambatan sistem sirkulasi lengkap (termasuk paketnya). Dan titik kerja sebenarnya dari pompa sirkulasi utama ditentukan oleh perpotongan aliran pompa utama dan aliran jaringan pipa

Dalam prakteknya, ketika master silinder yang sama diisi dengan paket, kurva karakteristik jaringan pipa juga ditentukan. Perbedaan tekanan terutama mengacu pada penurunan tekanan yang tercipta saat cairan pewarna mengalir antara lapisan dalam dan luar kemasan, namun hal ini dapat berubah selama proses pewarnaan tetapi tidak dapat diatur. (Misalnya, perubahan kerapatan belitan serat buatan yang bersentuhan dengan air menyebabkan perubahan penurunan tekanan)

Metode dan struktur perpindahan panas

Penukar panas menyelesaikan pemanasan, pelestarian panas, dan pendinginan cairan pewarna selama proses pewarnaan. Penukar panas tersedia dalam berbagai konfigurasi. Saat ini, mesin pencelupan paket menggunakan pemanasan uap tidak langsung dan pendinginan air pendingin. Kebanyakan mesin pencelupan paket klasik menggunakan penukar panas tipe koil yang ditempatkan di bagian bawah silinder utama, yang memerlukan sejumlah ruang tertentu di silinder utama. Saat ini, sebagian besar mesin pencelupan paket yang paling kompleks menggunakan penukar panas berbentuk tabung yang terletak di pipa sirkulasi utama.

Menurut prinsip perpindahan panas, penukar panas tubular memiliki efisiensi pertukaran panas yang lebih besar daripada penukar panas tipe koil, dan penempatan penukar panas tubular di pipa sirkulasi utama dapat menjamin cairan pewarna dengan lebih baik. Homogenitas suhu di seluruh sistem sirkulasi berperan penting dalam meningkatkan laju penyerapan pewarna dan tahan luntur warna selama proses pemanasan atau pengawetan panas.

Cara umum untuk memastikan kelancaran penerapan kontrol suhu pewarnaan adalah dengan menaikkan laju pemanasan dengan memperluas area pertukaran panas, namun hal ini memakan terlalu banyak ruang dan kumparan terlalu panjang. Ketika uap mengalir melalui ujung kumparan, air yang terkondensasi sebagian besar terbentuk setelah uap di bagian depan melepaskan panas laten, yang tidak hanya tidak melepaskan panas, tetapi juga menyerap panas, sehingga menurunkan efisiensi pertukaran panas secara keseluruhan. Oleh karena itu, diperlukan upaya untuk meningkatkan koefisien perpindahan panas dengan memodifikasi bentuk dan struktur penukar panas, salah satu contohnya adalah penggunaan penukar panas tubular eksternal.

Membalikkan perangkat dan kontrol

Metode pembalikan cairan pewarna yang bersirkulasi

Ada dua cara untuk membalikkan sirkulasi cairan pewarna: satu menggunakan pompa sirkulasi utama aliran aksial, yang lain menggunakan pompa sentrifugal atau pompa aliran campuran.

Pompa sirkulasi utama aliran aksial

Rotasi maju dan mundur dari pompa utama memungkinkan cairan pewarna mengalir ke dalam dan ke luar. Strukturnya sederhana, dan saluran pipa hanya memakan sedikit ruang, sehingga membantu mengurangi rasio minuman keras. Kedua, pengaruhnya minimal ketika cairan pewarna dibalik. Namun, karena pergantian cairan pewarna dicapai dengan putaran maju dan mundur motor dalam pengaturan ini, dan frekuensi peralihannya tinggi, hal ini berdampak pada umur motor.

Pompa sentrifugal atau pompa aliran campuran

Sirkulasi cairan pewarna internal dan eksternal diwujudkan melalui perangkat pembalik.

Ketika volume benang meningkat, daya angkat pompa aliran aksial menjadi sulit untuk memenuhi persyaratan, sehingga sebagian besar mesin pencelupan paket sekarang menggunakan pompa sentrifugal atau pompa aliran campuran dengan perangkat pembalik.

Bentuk perangkat pembalik

Ada beberapa jenis perangkat pembalik, yang paling umum adalah: gooseneck, siku sudut kanan, dan pelat katup.

• Perangkat pembalik tipe gooseneck (juga dikenal sebagai tipe “X”) memiliki saluran aliran streamline yang unggul, sehingga resistansinya rendah, namun memakan banyak ruang dan biaya pembuatannya banyak. Konstruksi ini terutama ditujukan untuk membalikkan pompa sentrifugal hisap ganda.
• Perangkat pembalik tipe siku sudut kanan, transisi sudut kanan yang ada telah diubah menjadi transisi busur, hambatan lokal saluran aliran kecil, pembuatannya sederhana, dan poros putar juga ditempatkan secara horizontal, bukan vertikal.
• Perangkat pembalik pelat katup adalah jenis perangkat pembalik yang paling dasar. Ia memiliki sifat-sifat berikut: pergantian cairan pewarna yang stabil, tidak berdampak, dan karakteristik aliran air yang baik. Ketika silinder utama diisi dengan benang, hal ini dapat menyebabkan air masuk ke dalam dan di luar benang secara bersamaan (terutama masuknya air dengan cepat), memastikan bahwa bagian dalam dan luar benang menyerap air secara merata dan benang tidak tercuci.

Mekanisme pembalikan mesin pencelupan paket baru sebagian besar merupakan jenis siku sudut kanan dan pelat katup, serta kinerja dan keandalannya sangat baik.

Pengendalian pergantian terutama berkaitan dengan pengendalian waktu siklus internal dan eksterior. Memvariasikan jenis benang, bentuk benang, dan kepadatan belitan memiliki waktu kontrol yang berbeda. Setelah pengujian proses berhasil diselesaikan, parameter yang berhasil harus dimasukkan ke dalam komputer, dan komputer serta sistem kontrol PLC akan selesai secara otomatis.

Sistem dosis

Tingkat program pengendalian sistem pemberian pakan mempunyai dampak yang signifikan terhadap kualitas pewarnaan. Metode pemberian makan linier tunggal sebelumnya tidak cukup untuk proses pewarnaan baru. Untuk benang dengan warna terang, misalnya, pengumpanan linier tidak dapat mengatur penyerapan warna, dan pengukuran non-linier harus digunakan untuk memastikan penyerapan warna yang memadai. Jenis kontrol ini mungkin didasarkan pada variasi warna pewarna yang berbeda, dan pewarna atau bahan tambahan dapat dihasilkan lebih tepat pada area suhu berbeda, sehingga benda berwarna memperoleh hasil pewarnaan dan ketahanan warna yang optimal. Hal ini sangat penting terutama untuk teknik pewarnaan reaktif.

Perangkat pengasinan yang meluap

Prosedur pewarnaan reaktif memerlukan penggunaan garam dalam jumlah besar. Mengontrol kandungan garam dalam rendaman pewarna dapat mengubah laju dan kecepatan penyerapan pewarna. Jumlah dan laju penambahan garam yang berbeda harus digunakan untuk pewarnaan pada kedalaman warna yang berbeda. Oleh karena itu, cara penggunaan garam harus dipertimbangkan dengan cermat.

Metode penambahan garam yang umum adalah dengan mengembalikan sejumlah besar cairan pewarna dari tangki utama ke tong pengumpan (beberapa tangki tambahan) untuk melarutkan garam, kemudian menyuntikkannya ke dalam tangki utama. Kelemahan dari pendekatan ini adalah bahwa tangki utama harus mencadangkan cairan pewarna dalam jumlah besar untuk menjamin bahwa setelah cairan yang diperlukan untuk larutan garam dikeluarkan, benang atas dalam tangki tidak terkena permukaan cairan, sehingga tidak diperlukan. rasio minuman keras sebenarnya meningkat.

Jika alat penambahan garam tipe luapan digunakan, garam terlarut dan injeksi garam dapat dilakukan secara bersamaan, dan tidak diperlukan pengembalian cairan yang berlebihan untuk menjaga rasio cairan tangki utama serendah mungkin. Pada saat yang sama, konsentrasi larutan garam dapat diubah secara konstan selama prosedur injeksi garam.

Kontrol proporsional kenaikan suhu

Sangat penting untuk memiliki kontrol proporsional terhadap laju pemanasan. Karena laju pencelupan dan derajat fiksasi sebanding dengan kecepatan pemanasan selama proses pencelupan. Frekuensi pembukaan dan penutupan katup penutup mengontrol laju pemanasan tradisional. Kurva pemanasan seperti itu benar-benar melangkah, dan mengendalikan laju pemanasan yang sederhana merupakan suatu tantangan. Ketika kontrol proporsional digunakan, kurva laju pemanasan menjadi kontinu dan mulus, fluktuasi suhu dihilangkan, dan laju pemanasan dapat disesuaikan dalam kisaran yang relatif sempit. Ini memiliki efek perataan yang bagus pada beberapa benang berwarna yang sensitif terhadap suhu.

Dengan perkembangan yang konstan proses pewarnaan baru, fungsi mesin pencelupan menjadi lebih menuntut. Ciri-ciri mesin pencelupan modern antara lain pencelupan terkontrol, pencelupan simultan, dan pencelupan cepat. Mereka harus belajar dengan penuh perhatian sebagai produsen dan pengguna peralatan untuk mengembangkan atau meningkatkan fungsi peralatan.