本发明公开了一种多功能短流程式牛仔色纱打样方法及智能设备，设备包括前处理装置、机架、浸染装置、空气氧化装置、压力控制装置、张力控制装置、染液智能检测装置、染液智能补给装置、烘干装置及操控台。前处理装置实现纱线润湿、软化、成束处理；浸染装置包括纱线架及浸染缸，设有张力、压力控制装置；染液智能检测装置实现温度、pH值检测，染液智能补给装置和染液智能检测装置协同完成染液的智能补给；本发明将纱线前处理、染色、上浆烘干集成设计，可实现纱线染色温度、染液浓度、张力和压力的控制，并满足套染工艺要求，同时打样工艺可在生产线还原，且打样产品可直接在小样织布机处直接进行织布。
1.一种多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备，其特征是：包括前处理装置、机架、浸染装置、空气氧化装置、压力控制装置、张力控制装置、染液检测装置、染液智能补给装置、烘干装置及操控台；所述的前处理装置安装在机架上，对纱线润湿、软化、成束处理；
浸染装置包括纱线架及浸染缸；浸染缸设置在机架底部，浸染缸通过升降装置与机架连接；纱线架位于浸染缸正上方，纱线架上设有多个浸染轴；空气氧化装置包括多个氧化轴，氧化轴的两端通过轴承座安装在机架上；所述的张力控制装置安装在机架右上部，用于控制纱线的张力；压力控制装置包括上辊、下辊、液压缸及电机；所述的下辊、液压缸、电机安装在机架上，电机输出轴与下辊连接；所述的上辊安装在横梁上，上辊位于下辊的正上方，横梁与液压缸的活塞杆固定连接，液压缸竖直设置；染液检测装置安装在纱线架上；所述的染液智能补给装置安装在机架上，染液智能补给装置与操控台连接，实现染缸内染液的补给；所述的染液智能补给装置包括母液桶及溢流阀；母液桶安装在机架上，母液桶通过母液补给管道和浸染缸相连，母液补给管道上设有溢流阀，溢流阀与操控台连接；
所述的烘干装置安装在机架的右下方，所述的操控台与电机、染液检测装置和升降装置连接；所述的前处理装置包括安装座、润湿槽、软化槽、纱线成束装置；润湿槽安装在安装座的下部，软化槽安装在安装座的顶部，润湿槽内设有润湿转轴和清水，润湿转轴位于清水内，软化槽内设有软化转轴和NaOH溶液，软化转轴位于NaOH溶液内；纱线成束装置包括机座、集纱轮和电机Ⅱ，电机Ⅱ和集纱轮安装在机座上，集纱轮安装在电机Ⅱ的输出轴上，电机Ⅱ与操控台连接；
纱线束在染色设备处完成缠绕，并和辅助绳形成闭合回路；生产线的靛蓝染色是经过4～12道氧化还原反应，这里束纱染一圈，正好满足生产线1道氧化还原过程，根据工艺要求需要循环。
2.根据权利要求1所述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备，其特征是：升降装置采用的是滚珠丝杆，滚珠丝杆的螺母安装在机架上，滚珠丝杆的下端连接电机，电机与浸染缸固定安装在底座上，底座位于机架的底部；所述的纱线架包括两安装板及5个平行设置的浸染轴，安装板截面为L形，两个安装板的横板固定安装在机架上，两个安装板的竖板平行设置，浸染轴的两端分别安装在两个安装板的竖板上，浸染轴垂直于安装板的竖板。
3.根据权利要求1所述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备，其特征是：包括13根氧化轴；所述的下辊采用金属制成，上辊采用橡胶制成。
4.据权利要求1所述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备，其特征是：所述的张力控制装置包括液压缸Ⅱ、张力架及张力辊，张力架铰接在机架上，所述的张力辊的两端安装在张力架上，张力架与液压缸Ⅱ的活塞杆端部铰接，液压缸Ⅱ铰接在机架上，液压缸Ⅱ与操控台连接。
5.根据权利要求1所述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备，其特征是：所述的染液检测装置包括温度传感器、pH值传感器及氧化还原电位值传感器；温度传感器、pH值传感器及氧化还原电位值传感器安装在浸染轴上，温度传感器、pH值传感器及氧化还原电位值传感器分别与操控台连接。
6.根据权利要求1所述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备，其特征是：所述的烘干装置包括烘干箱和热风机组成，烘干箱安装在机架的右下方，热风机安装在烘干箱内部。
7.一种利用权利要求1‑6中任一权利要求所述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备的多功能短流程式牛仔色纱染色打样方法，包括如下步骤：
1）根据染色纱线要求，配置NaOH溶液并放入前处理装置的软化槽，在润湿槽内放入清水；依次牵引纱线头经过润湿槽压辊、软化槽压辊固定在集纱轮处，在操控台处操控集纱轮的电机转动，根据需要将指定长度的纱线缠绕在集纱轮处，并取下从中间剪断使其成为纱线束；
2）根据目标产品染色要求，确定染液浓度，并完成染液配置，确定氧化还原时间比例；
3）将步骤1）处制成的纱线束在染色设备处完成缠绕，并和辅助绳形成闭合回路；
5）将配置好的染液倒入浸染缸，通过操控台操作浸染缸升至纱线架处并使纱线束完全浸没，启动主压力辊的电机，完成牛仔纱线染色打样工艺；将染液倒入浸染缸的同时，打开温度传感器、pH值传感器、氧化还原电位值传感器的电源开关，待染液开始染色时，在操控台实时监控其染液指标，待染液的温度、pH值或氧化还原电位值不能满足要求时，染液智能补给装置启动自动添加母液保证染液浓度;
6）控制电机停转，并控制浸染缸降下，更换浸染缸染液并冲洗干净残余物，再次盛满上浆用的浆液，重新启动电机对纱线束上浆；
7）待上浆完成，打开烘干机对上浆完毕的纱线束烘干。
一种多功能短流程式牛仔色纱打样方法及智能设备
技术领域
[0001] 本发明涉及牛仔纱线染色技术领域，特别涉及一种多功能短流程式牛仔色纱打样方法及智能设备。
背景技术
[0002] 目前企业在产品开发阶段主要采用生产线的片纱染浆联合机、束纱染色机、简易染色装置来完成靛蓝牛仔色纱打样，存在打样工艺流程长、染料需求大、成本高的问题；牛仔纱线靛蓝和硫化黑多色套染工艺受到消费者的青睐，目前没有可满足套染的多功能打样染色机；同时牛仔纱线染色未能实现染液浓度的实时检测和控制。
发明内容
[0003] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种多功能短流程式牛仔色纱打样方法和智能设备，设备占地面积小、可满足牛仔染料的短流程式色纱打样，且设备可满足牛仔纱线的染色前处理、靛蓝染色、硫化黑染色、靛蓝和硫化黑套染、上浆、烘干工艺，还可实现染液智能补给，染液浓度和纱线张力、拉力的实时控制。
[0004] 本发明采用的技术方案如下：
[0005] 一种多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备，包括前处理装置、机架、浸染装置、空气氧化装置、压力控制装置、张力控制装置、染液检测装置、染液智能补给装置、烘干装置及操控台；所述的前处理装置安装在机架上，对纱线润湿、软化、成束处理；浸染装置包括纱线架及浸染缸；浸染缸设置在机架底部，浸染缸通过升降装置与机架连接；纱线架位于浸染缸上方，纱线架上设有多个浸染轴；空气氧化装置包括多个氧化轴，氧化轴的两端通过轴承座安装在机架上；所述的张力控制装置安装在机架右上部，用于控制纱线的张力；压力控制装置包括上辊、下辊、液压缸及电机；所述的下辊、液压缸、电机安装在机架上，电机输出轴与下辊连接；所述的上辊安装在横梁上，上辊和下辊呈上下式排布，横梁与液压缸的活塞杆固定连接，液压缸竖直设置；染液检测装置安装在纱线架上；所述的染液智能补给装置安装在机架上，染液智能补给装置与操控台连接，实现染缸内染液的补给；所述的烘干装置安装在机架的右下方，所述的操控台与电机、液压缸、染液检测装置和升降装置连接。
[0006] 上述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备中，所述的前处理装置包括安装座、润湿槽、软化槽、纱线成束装置；润湿槽安装在安装座的下部，软化槽安装在安装座的顶部，润湿槽内设有润湿转轴和清水，润湿转轴位于清水内，软化槽内设有软化转轴和NaOH溶液，软化转轴位于NaOH溶液内；纱线成束装置包括机座、集纱轮和电机Ⅱ，电机Ⅱ和集纱轮安装在机座上，集纱轮安装在电机Ⅱ的输出轴上，电机Ⅱ与操控台连接。
[0007] 上述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备中，升降装置采用的是滚珠丝杆，滚珠丝杆的螺母安装在机架上，滚珠丝杆的下端连接电机，电机与浸染缸固定安装在底座上，底座位于机架的底部；所述的纱线架包括两安装板及5个平行设置的浸染轴，安装板截面为L形，两个安装板的横板固定安装在机架上，两个安装板的竖板平行设置，浸染轴的两端分别安装在两个安装板的竖板上，浸染轴垂直于安装板的竖板。
[0008] 上述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备中，包括13根氧化轴。
[0009] 上述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备中，所述的下辊采用金属制成，上辊采用金属材料和橡胶材料，内圈为金属，外圈为橡胶材料。
[0010] 上述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备中，所述的张力控制装置包括液压缸Ⅱ、张力架及张力辊，张力架铰接在机架上，所述的张力辊的两端安装在张力架上，张力架与液压缸Ⅱ的活塞杆端部铰接，液压缸Ⅱ铰接在机架上，液压缸Ⅱ与操控台连接。
[0011] 上述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备中，所述的染液检测装置包括温度传感器、pH值传感器及氧化还原电位值传感器；温度传感器、pH值传感器及氧化还原电位值传感器安装在浸染轴上，温度传感器、pH值传感器及氧化还原电位值传感器分别与操控台连接。
[0012] 上述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备中，所述的染液智能补给装置包括母液桶及溢流阀；母液桶安装在机架上，母液桶通过母液补给管道和浸染缸相连，母液补给管道上设有溢流阀，溢流阀与操控台连接。
[0013] 上述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备中，所述的烘干装置包括烘干箱和热风机组成，烘干箱安装在机架的右下方，热风机安装在烘干箱内部。
[0014] 一种利用上述的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备的多功能短流程式牛仔色纱打样方法，包括如下步骤：
[0015] 1）根据染色纱线要求，配置NaOH溶液并放入前处理装置的软化槽，在润湿槽内放入清水；依次牵引纱线头经过润湿槽压辊、软化槽压辊固定在集纱轮处，在操控台处操控集纱轮的电机转动，根据需要将指定长度的纱线缠绕在集纱轮处，并取下从中间剪断使其成为纱线束；
[0016] 2）根据目标产品染色要求，确定染液浓度，并完成染液配置，确定氧化还原时间比例；
[0017] 3）将步骤1）处制成的纱线束在染色设备处完成缠绕，并和辅助绳形成闭合回路；
[0018] 4）完成步骤2）工作，调整纱线束张力和压辊压力；
[0019] 5）将配置好的染液倒入浸染缸，通过操控台操作浸染缸升至纱线架处并使纱线束完全浸没，启动主压力辊的电机，完成牛仔纱线染色打样工艺；
[0020] 6）控制电机停转，并控制浸染缸降下，更换浸染缸染液并冲洗干净残余物，再次盛满上浆用的浆液，重新启动电机对纱线束上浆；
[0021] 7）待上浆完成，打开烘干机对上浆完毕的纱线束烘干。
[0022] 上述的多功能短流程式牛仔色纱染色打样方法中，步骤5）中，将染液倒入浸染缸的同时，打开温度传感器、pH值传感器、氧化还原电位值传感器的电源开关，待染液开始染色时，在操控台实时监控其染液指标，待染液的温度、pH值或氧化还原电位值不能满足要求时，染液智能补给装置启动自动添加母液保证染液浓度。
[0023] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：
[0024] 1.本发明的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备可对染液温度、pH值、氧化还原电位值实时检测和补给，保证了纱线染色的均匀性。
[0025] 2.本发明对纱线染色采用了上下式排布，包括染料在浸染缸的还原和空气中的氧化，同至少50米长的生产线染色效果一致，同时生产线的靛蓝染色是经过4～12道氧化还原反应，这里纱线束染一圈，正好满足生产线1道氧化还原过程，根据工艺要求需要循环几次可任意实现，并且可在生产线还原工艺过程并实现批量生产。
[0026] 3.本发明的设备仅占地长2米，高2米，解决了布行和高校染色机的安放问题，同时染料配给量少，解决了纱线染色的耗水量大的问题。
[0027] 4.本发明的染色设备可实现牛仔纱线的套染工艺（靛蓝和硫化黑），靛蓝常温染色，使用硫化黑套染时，启动染槽纱线架处的温度控制器，使染液升温至90度即可，实现了设备的染色种类多功能化。
[0028] 5.本发明的染色设备可完成牛仔纱线的染色、上浆和烘干工艺，使其单机设备可多功能化使用。
附图说明
[0029] 图1是本发明的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备的结构图。
[0030] 图2是本发明的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备的前处理装置结构图。
[0031] 图3是本发明的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备的染色机内部侧视总装图。
[0032] 图4是本发明的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备的浸染缸浸染及检测装置立体示意图。
[0033] 图5是本发明的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备的智能染液补给系统的溢流阀立体示意图。
[0034] 图6是本发明的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备的排纱方式。
[0035] 图中：润湿装置1、软化装置2、集纱装置3、机架4、空气氧化装置5、压力控制装置6、张力控制装置7、染液检测装置8、浸染装置9、烘干装置10、操控台11、染液智能补给装置12；纱线筒101、纱线换向轴102、润湿槽103、软化槽104、集纱轮105、轴承座301、氧化轴302、上辊303、下辊304、液压缸305、横梁306、电机307、张力辊固定轴308、液压缸Ⅱ309、张力架
310、张力辊311、烘干箱313、母液桶314、母液补给管道315、溢流阀316、底座401、浸染缸
402、浸染轴403、温度传感器404、pH值传感器405、氧化还原电位传感器406。
具体实施方式
[0036] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。
[0037] 如图1‑3所示，本发明的多功能短流程式牛仔色纱打样智能设备，包括前处理装置1、软化装置2、集纱装置3、机架4、空气氧化装置5、压力控制装置6、张力控制装置7、染液检测装置8、浸染装置9、烘干装置10及操控台11、染液智能补给装置12。
[0038] 如图1、2所示，所述的前处理装置1包括安装座、润湿装置1、软化装置2及集纱装置3；润湿装置1、软化装置2安装在安装座上，润湿装置1位于安装座的底部，软化装置2位于安装座的顶部。润湿装置1包括润湿槽103及安装在润湿槽103内的润湿轴，润湿槽103用于装清水，润湿轴浸在清水中。所述的软化装置2包括软化槽104及安装在软化槽104内的软化轴，软化槽104用于装用于软化纱线的NaOH溶液，软化轴浸在NaOH溶液内，所述的安装座上还安装有纱线换向轴102。所述的纱线成束装置3包括机座、集纱轮105和电机Ⅱ，电机Ⅱ和集纱轮105安装在机座上，集纱轮安装在电机Ⅱ的输出轴上，电机Ⅱ与操控台11连接。集纱轮105由金属材质制成，并由电机Ⅱ单独驱动，通过转动将纱线缠绕在其表面数圈完成集纱。纱线筒101上的纱线依次绕过润湿轴、浸染轴、纱线换向轴102，然后绕在集纱轮105上。
[0039] 如图1、3所示，所述的空气氧化装置5包括12根氧化轴302，氧化轴302的两端分别通过轴承座301安装在机架上，氧化轴302能够转动。
[0040] 所述的压力控制装置6包括下辊304、上辊303、液压缸305、横梁306、电机307。下辊304和电机307安装在机架上，下辊304采用不锈钢材质制成，下辊304和电机307相连接，电机307与操控台11连接。上辊303包括铸铁材质的辊轴，及设置在辊轴侧面的橡胶套，上辊
303两端安装横梁306上；液压缸305固定安装在机架上，液压缸305竖直设置，液压缸305的活塞端和横梁306相连接。液压缸305与操控台11连接。
[0041] 如图1、3所示，所述的张力控制装置7包括张力辊固定轴308、液压缸309、张力架310、张力辊311；张力架310的一端通过张力辊固定轴308与机架铰接，张力辊固定轴308采用铸铁材质制成。张力架310另一端安装有张力辊311，下部铰接液压缸Ⅱ309的活塞杆的端部，液压缸Ⅱ309铰接在机架上。张力辊311在液压缸Ⅱ309的活塞杆伸缩调整下，实现两轴在空间位置的变化，达到经过两者表面纱线张力调整的目的。
[0042] 如图1、2、4所示，所述的染液检测装置8包括温度传感器404、pH值传感器405、氧化还原电位传感器406，三者都使用探头式传感器，安装在浸染轴403上。温度传感器404、pH值传感器405、氧化还原电位传感器406分别与操控台11连接。
[0043] 如图1、3、4所示，所述的浸染装置9包括底座401、浸染缸402及纱线架；底座401采用铸铁材料制成，底座401置于在机架底部，底座401上安装有电机，电机与滚珠丝杠连接，滚珠丝杠的螺母安装在机架上，浸染缸402固定安装在底座401上，电机带动滚珠丝转动，可实现底座401升降，进而实现浸染缸402的升降。浸染缸402采用不锈钢材质制成。所述的纱线架包括两安装板及5个平行设置的浸染轴403，安装板截面为L形，两个安装板的横板固定安装在机架上，两个安装板的竖板平行设置，浸染轴403的两端分别安装在两个安装板的竖板上，浸染轴403垂直于安装板的竖板。
[0044] 如图1、3、4所示，所述的烘干装置11采用箱体式结构，主要由烘干箱313组成，烘干箱313内部安装有热风机，纱线染色上浆完毕，启动烘干装置11，其热风由烘干箱313上部吹出，实现纱线烘干工艺。
[0045] 如图1、3、4、5所示，所述的染液智能补给装置12包括母液桶314、母液补给管道315、溢流阀316；母液桶314为铸造件，安装在机架4上。母液补给管道315为橡胶管，浸染缸
402通过母液补给管道315和母液桶314连接，母液补给管道315上设有溢流阀316连接。溢流阀316和操控台11连接，协同染液检测装置8、操控台11完成染液的智能补给。
[0046] 本发明的多功能短流程式牛仔色纱打样方法，包括如下步骤：
[0047] 1）根据染色纱线要求，配置NaOH溶液并放入前处理装置的软化槽，在润湿槽内放入清水；依次牵引纱线头经过润湿槽压辊、软化槽压辊固定在集纱轮处，在操控台处操控集纱轮的电机转动，根据需要将指定长度的纱线缠绕在集纱轮处，并取下从中间剪断使其成为纱线束。
[0048] 2）根据目标产品染色要求，确定染液浓度，并完成染液配置，确定氧化还原时间比例。
[0049] 3）将步骤1）处制成的纱线束在染色设备处完成缠绕，并和辅助绳形成闭合回路。
[0050] 4）完成步骤2）工作，调整纱线束张力和压辊压力。
[0051] 5）将配置好的染液倒入浸染缸，通过操控台操作浸染缸升至纱线架处并使纱线束完全浸没，启动主压力辊的电机，完成牛仔纱线染色打样工艺；将染液倒入浸染缸的同时，打开温度传感器、pH值传感器、氧化还原电位值传感器的电源开关，待染液开始染色时，在操控台实时监控其染液指标，待染液的温度、pH值或氧化还原电位值不能满足要求时，染液智能补给装置启动自动添加母液保证染液浓度。
[0052] 6）控制电机停转，并控制浸染缸降下，更换浸染缸染液并冲洗干净残余物，再次盛满上浆用的浆液，重新启动电机对纱线束上浆。
[0053] 7）待上浆完成，打开烘干机对上浆完毕的纱线束烘干。
