【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纺纱，涉及一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法。
技术介绍
1、目前世界上普遍应用的纺纱技术有三种：环锭纺、转杯纺、涡流纺。环锭纺已有250多年历史；转杯纺上世纪60年代开始应用；涡流纺在本世纪初开始应用(2002年由日本村田公司才开始产业化应用)，是目前世界上最先进的纺纱技术。传统的环锭纺和涡流纺属开放式纺纱，转杯纺属封闭式纺纱，因此，环锭纺和涡流纺的纺纱单元受环境温湿度的影响较大，涡流纺牵伸皮辊的转速(5000转/分以上)是环锭纺皮辊转速(160转/分)的30倍以上，传统环锭纺的皮辊基本没有温升，涡流纺的前皮辊温升达到25～30℃；因此，温湿度的波动对涡流纺设备的成纱质量和效率影响非常显著，涡流纺车间必须安装制冷空调(环锭纺纱没有严格要求)以保证环境温湿度的稳定是行业的共识，但要保证涡流纺纱单元温湿度波动小和皮辊散热的问题是行业面临的痛点。
2、例如：文献1(影响no861涡流纺纱机效率浅析.棉纺织技术.2010第12期第12～15页.文章编号:1001-7415(2010)12-0012-04)指出“因温湿度波动引起的效率损失次数约占到整个效率损失发生次数的70％”。文献2(纯棉喷气涡流色纺纱成纱质量的影响因素分析.棉纺织技术.2020第12期第47～50页.文章编号：1000-7415(2020)12-0047-04)试验结果显示，当温度为20℃时，对纱线质量指标影响不显著；当温度为30℃时，随着相对湿度的变化，纱线质量的差异有明显的变化，主要表现为相对湿度58％时纱线断裂强度最高；当温度为40℃时
3、传统纺纱速度较低(小于25米/分)，现代新型纺纱速度高达400米/分以上。高速纺纱状态下，牵伸皮辊高速旋转产生高温，导致橡胶皮辊、皮圈性能发生变化，进而会产生缠花、牵伸不良等有害的行为，需要通过保证车间温湿度和皮辊表面进行化学涂料处理来解决皮辊缠花的问题。因此，现代高速纺纱必须要保证恒温、恒湿的标准工作环境，才能确保设备的正常工作。现有的方案是整个厂房增加大型制冷设备，调节整个厂房的温湿度来保证纺纱单元的温湿度要求。然而，通过控制大环境保证厂房温湿度存在如下缺点：
4、(1)大环境的温湿度均匀性差；受空调出风口位置、设备发热部位、靠门窗附近等因素，都会导致纺纱单元温湿度差异很大；例如，文献3(提高细纱车间温湿度均匀性的方法与实践.棉纺织技术.2023第5期第59～52页.文章编号：1000-7415(2023)05-0059-04)提及“由于细纱在牵伸、加捻、成形过程中温湿度对纱线的强力、毛羽等指标影响较大，使得同一台细纱机生产的纱线质量出现差异，相对湿度过低或过高都会出现断头增加的现象，影响生产效率”。
5、(2)能耗消耗大；因要控制整个厂房的温湿度稳定，但空间大、厂房保温性差等因素，导致制冷量增大。
6、(3)厂房的飞花和粉尘污染纺纱牵伸区；现有纺纱单元都是开放式纺纱，飞花和粉尘容易进入牵伸区，而导致纱线质量问题。
7、(4)车间空气污浊，严重影响工人身心健康；为保持大车间的温湿度稳定，基于节能和中央空调负荷方面考虑，通常空调机组都使用内循环，新鲜空气补充较少。
8、为了解决上述问题，专利cn202410033042.9公开了一种涡流纺的纺纱方法及纱线，公开了对纺纱单元的牵伸区进行单独控温，从而提升成纱质量。然而该专利只是对特殊纤维的纺纱工艺方法，通过纤维降温以减少化学油剂的挥发，其缺点是：冷气吹入容易导致纱线纤维紊乱，影响纤维牵伸质量；且冷气只作用在纤维的纱体上，对整个牵伸系统起不到降温的效果；而且最大的问题是解决不了牵伸系统湿度稳定和皮辊散热的问题；同时吹气会产生更多的飞花，导致纱线质量问题。
9、因此，研究一种系统性的解决方案以解决现有技术中存在的问题，具有十分重要的意义。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是解决现有技术中存在的问题，提供一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法。
2、为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
3、一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，纺纱过程中，通过变截面送风管道将恒温恒湿的气流输送至每个纺纱单元，输送至各纺纱单元中的气流量和气流速度相等；所有纺纱单元各自独立地通过支管与变截面送风管道相连，所有支管的横截面积相等，且等于变截面送风管道输出末端的横截面积，所有支管沿着变截面送风管道的长度方向等间距分布，间距为纺纱单元的锭距l；
4、变截面送风管道的截面为圆形或正方形，变截面送风管道从气流输入端到输出端的横截面积均匀变小，且横截面半径或边长的渐变率为(1/n)1/2，其中n为纺纱单元数量；如图2所示为现有技术的变截面主风管，每一节和每一节尺寸都不一样(一端大、一端小)，制造工艺复杂，不适合批量生产；且外观不整齐，与整机外观不协调。本专利技术采取统一制造等截面(以进风口截面为最大)风管，用斜板按照统一的斜率(斜率为(1/n)1/2)把等截面进行分割实现变截面。该方式制造方法标准，工艺简单，制造成本低，最适合批量生产；且外观统一、美观。
5、或者，变截面送风管道的截面为长方形，变截面送风管道从气流输入端到输出端的横截面中长度或宽度均匀变小，且该均匀变小的长度或宽度的渐变率为1/n，其中n为纺纱单元数量；
6、通过计算单个微环境要达到温湿度平衡所需气流流量为q1，且气流流动速度不干扰纤维牵伸，气流速度为v(不考虑管道摩擦损失，变截面送风管道和支管流速相等)，每个微环境进气支路截面积为s1(各支管截面积不变)。
7、其中：
8、q1＝ v* s1 (1)；
9、设定有n个纺纱单元(微环境)，变截面送风管道的总流量为q；
10、q＝n* q1＝ n*v* s1 (2)；
11、变截面送风管道的气流输入端的横截面积为s；
12、s＝q/v (3)；
13、如果变截面送风管道是等截面送风管道(s不变)，管道流量q从头端到尾端是逐步减小，从(3)式中可得出气流速度v也是同比例减少，从(1)式中可得出每个微环境气流流量q1也是同比例减少，这样就导致管道头端和尾端的微环境气流流量q1差异很大。
14、如果要保证管道头端和尾端的微环境气流流量q1不变，从(1)式中可得出气流速度v要保持不变，从(3)式中可得出随着管道流量q的减小，主管道截面s也是同比例减少(变截面)，把(2)式代入(3)式，得：
15、s＝ n* s1 (4)；
16、从(4)式中可以看出，变截面送风管道的气流输入端的截面为n*s1，末端最小截面为s1，当变截面送风管道的截面为圆形或正方形，横截面半径或边长的渐变率为(1/n)1/2(s1挪到公式左边，上下同时开平方)；当变截面送风管道的截面为长方形，变截面送风管道从气流输入端到输出端的横截面积中的长度或宽度均匀变小，且该均匀变小的长度或宽度的渐变率为1/n(s1挪到公式左边本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于：纺纱过程中，通过变截面送风管道将恒温恒湿的气流输送至每个纺纱单元，输送至各纺纱单元中的气流量和气流速度相等；所有纺纱单元各自独立地通过支管与变截面送风管道相连，所有支管的横截面积相等，且等于变截面送风管道输出端的横截面积，所有支管沿着变截面送风管道的长度方向等间距分布，间距为纺纱单元的锭距L；
2.根据权利要求1所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，变截面送风管道内壁安装有保温层。
3.根据权利要求2所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，所有支管均为软管，软管的管径大于等于100mm。
4.根据权利要求3所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，导流板上通孔的孔径为2～3mm，通孔的占比为30～35％。
5.根据权利要求4所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，采用涡流纺纺纱工艺，工艺流程为纤维→清花→梳棉→并条→涡流纺→纱线。
6.根据权利要求5所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，各纺纱单元中的气流量为7
7.根据权利要求6所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，当纤维为棉纤维，且纱线线密度为14.8tex时，纺纱过程中各纺纱单元中的温湿度分别设定为26±2℃、52±2.5％，纱线条干均匀度≤15.5％，千米棉结数(+200％)≤60个/km，单纱断裂强度≥19cN/tex，单纱强力变异系数≤9％，十万米纱疵≤5个/100km；
8.根据权利要求7所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，恒温恒湿的气流由空调机组产生并输送到变截面送风管道；空调机与一个系统控制箱电性连接，系统控制箱用于控制空调机产生的恒温恒湿的气流的温度、湿度以及风速。
9.根据权利要求8所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，变截面送风管道内设有温湿度传感器和风速传感器，温湿度传感器和风速传感器分别与系统控制箱电性连接，当温湿度传感器和风速传感器的测量值与恒温恒湿的气流的设定温度、湿度以及风速存在偏差时，系统控制箱控制空调机组，使得温湿度传感器和风速传感器的测量值分别与设定的恒温恒湿的气流的温度、湿度以及风速相同。
10.根据权利要求9所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，变截面送风管道的周面通过软管分别与各纺纱单元上的单元整流罩的顶部连接；软管与变截面送风管道的周面的连接处设有节流阀，用于调节输送至单元整流罩的气流量。
11.根据权利要求1所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，当变截面送风管道的截面为圆形或正方形时，变截面送风管道的斜率K＝r1*(n1/2-1)/L*(n-1)；r1为变截面送风管道输出端的横截面的半径或边长，n为支管的数量；
...【技术特征摘要】
1.一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于：纺纱过程中，通过变截面送风管道将恒温恒湿的气流输送至每个纺纱单元，输送至各纺纱单元中的气流量和气流速度相等；所有纺纱单元各自独立地通过支管与变截面送风管道相连，所有支管的横截面积相等，且等于变截面送风管道输出端的横截面积，所有支管沿着变截面送风管道的长度方向等间距分布，间距为纺纱单元的锭距l；
2.根据权利要求1所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，变截面送风管道内壁安装有保温层。
3.根据权利要求2所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，所有支管均为软管，软管的管径大于等于100mm。
4.根据权利要求3所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，导流板上通孔的孔径为2～3mm，通孔的占比为30～35％。
5.根据权利要求4所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，采用涡流纺纺纱工艺，工艺流程为纤维→清花→梳棉→并条→涡流纺→纱线。
6.根据权利要求5所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，各纺纱单元中的气流量为7～8m3/h，气流速度小于等于2m/s。
7.根据权利要求6所述的一种基于纺纱微环境系统的纺纱方法，其特征在于，当纤维为棉纤维，且纱线线密度为14.8tex时，纺纱过程中各纺纱单元中的温湿度分别设定为26±2℃、52±2.5％，纱线条干均匀...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈文，陈天乐，胡礼奥，樊怡菲，
申请(专利权)人：福建立华数字科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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