I. Основное сопло: Точное позиционирование и согласование давления для снижения неэффективного расхода воздуха.

Главное сопло является источником энергии для начального ускорения уточной нити. Его положение и давление напрямую определяют коэффициент использования воздушного потока. Необходимо избегать потерь энергии, вызванных избыточным давлением и смещением сопла.

1. Место установки: Точная калибровка на основе формы конуса воздушного потока.

Основной принцип: Расстояние между основным соплом и первым зубцом берда неправильной формы определяет степень диффузии воздушного потока — если расстояние слишком мало, воздушный поток не будет полностью сфокусирован перед попаданием в канавку берда, легко сталкиваясь с зубцами берда и рассеивая энергию; если расстояние слишком велико, диффузия воздушного потока усилится, и он не сможет эффективно протягивать уточную нить.

Практический метод: Используйте стробоскоп для наблюдения за формой конуса воздушного потока (конус воздушного потока имеет коническую форму, вершина направлена ​​к центру канавки язычка). Отрегулируйте расстояние так, чтобы конус воздушного потока точно покрывал входное отверстие канавки язычка, а угол конуса был минимальным (идеальный угол конуса ≤ 30°). Например, рекомендуемое расстояние для определенной модели составляет 15-20 мм, которое необходимо точно настроить в зависимости от ширины канавки язычка (обычно 4-6 мм).

2. Настройка давления: Принцип минимального эффективного давления

Соответствие давления характеристикам уточной нити: давление должно учитывать номер уточной нити (более низкое давление для тонкой нити, умеренно более высокое давление для более толстой нити), ширину ткани (немного более высокое давление для более широких тканей) и скорость машины (высокая скорость требует коротких импульсов высокого давления, низкая скорость допускает более низкое давление).

Стандарт регулировки: В качестве базового значения используйте дддхххфью обрывов уточной нити, отсутствие свободных краев/усадку уточной нитиddhhh, постепенно снижая давление до критического значения. Например, при использовании чистой полиэфирной пряжи 60S и скорости 650 об/мин давление в главном сопле можно снизить с 0,4 МПа до 0,32 МПа (снижение на 20%) без значительного увеличения частоты обрывов уточной нити, что приведет к значительному снижению расхода воздуха.

Предупреждение о рисках: Чрезмерное давление может привести к быстрому раскручиванию и обрыву уточной нити (особенно слабо скрученной). Одновременно поток воздуха, воздействующий на нить основы, увеличивает сопротивление трению, косвенно увеличивая расход воздуха.

II. Вспомогательные форсунки: точное управление параметрами процесса (на их долю приходится 75% потребления воздуха, что является основной целью оптимизации). Вспомогательные форсунки отвечают за натяжение и ускорение уточной нити на протяжении всего ее полета. Скоординированная оптимизация их давления, времени, положения и типа является ключом к снижению потребления воздуха.

1. Стратегия создания давления

Во время движения уточной нити скорость воздушного потока из вспомогательных сопел должна быть больше начальной скорости уточной нити (т.е. скорости её движения). Передний край уточной нити всегда должен находиться под воздействием высокоскоростного воздушного потока. Это требует, чтобы давление воздуха во вспомогательном сопле было больше, чем давление воздуха в основном сопле. Кроме того, по мере движения переднего края уточной нити вперёд, вспомогательные сопла должны последовательно открывать и закрывать свои клапаны подачи воздуха, чтобы предотвратить смещение уточной нити вперёд и её обратное сжатие.

Однако на практике давление во вспомогательном сопле обычно определяется путем увеличения заданного давления в основном сопле на 0,02–0,1 МПа. Следует принять меры для уменьшения обрыва уточной нити и экономии воздуха.

2. Время распыления: "Расширенное открытие + Точное закрытие"

Время открытия (угол подачи): Каждая группа вспомогательных сопел должна открываться на 10°-20° до прибытия уточной нити (устанавливается с помощью энкодера ткацкого станка), чтобы обеспечить воздействие воздушного потока на передний край уточной нити заранее.

Время закрытия (угол задержки): Последняя группа вспомогательных сопел закрывается на 20° после того, как уточная нить достигает кромки (угол задержки 20°), чтобы избежать слишком позднего закрытия и воздействия воздушного потока на нить основы. Примечание: Время закрытия не должно превышать "20° после того, как уточная нить достигает кромки, иначе сопло уже проникнет ниже нижней нити основы, и воздушный поток будет совершенно неэффективен.

Общее время распыления вспомогательной форсункой: регулируется в диапазоне 40°-80° (что соответствует скорости вращения ткацкого станка 600-800 об/мин). Слишком длительное время увеличит расход воздуха, а слишком короткое может легко привести к провисанию уточной нити.

Настройки времени запуска для каждой группы вспомогательных форсунок следуют следующей схеме:

Время распыления первых четырех групп вспомогательных форсунок короче, чем у последних четырех групп. Это объясняется тем, что во время работы первых четырех групп вспомогательных форсунок основная форсунка работает непрерывно, разделяя часть задачи по подаче уточной нити с вспомогательными форсунками.

Последние четыре группы вспомогательных форсунок не используют основную форсунку, поэтому время их работы необходимо увеличить для обеспечения требуемого ввода уточной нити. В практической работе иногда приходится намеренно увеличивать время работы последней группы вспомогательных форсунок, чтобы уменьшить такие дефекты, как отскок уточной нити.

3. Место установки: "Соответствие углов + согласование групп дддххх

Стандартизация угловых параметров: Вспомогательная форсунка должна быть выровнена по центру канавки язычка. Установите угол распыления α = 8° (вверх) и угол направления распыления β = 5° (назад), чтобы обеспечить попадание воздушного потока в центр канавки язычка и его слияние с основным воздушным потоком.

Группировка: Вспомогательные форсунки одной модели имеют допуски по углам α и β (например, у импортных форсунок отклонение α составляет ±0,5°, у отечественных — ±0,7°). Их необходимо группировать в соответствии с измеренными углами (например, группа A α = 7,5°-8,5°, группа B α = 8,5°-9,5°). Форсунки одной группы следует использовать в комбинации, чтобы избежать искажения направления воздушного потока.

Вспомогательный регулятор распыления в машине. Вспомогательная калибровка: Используйте специальный регулятор. Поместите датчик в канавку лепестка для приема сигнала воздушного потока и отображения отклонения в реальном времени между центром воздушного потока и центром канавки лепестка. Вручную точно настройте угол форсунки до тех пор, пока отклонение не станет ≤0,5 мм.

Калибровка регулятора вспомогательного распыления в машине: Используйте специальный регулятор. Поместите датчик в канавку лепестка для приема сигнала воздушного потока и отображения отклонения между центром воздушного потока и центром канавки лепестка в реальном времени. Вручную точно настройте угол форсунки до тех пор, пока отклонение не станет ≤0,5 мм. 

4. Тип сопла: "Многоканальное расположение отверстий + конструкция с низким сопротивлением. Предпочтительным является дддххх.

Сравнительный анализ конструкций: одноканальные сопла обладают быстрым распространением воздушного потока и малым радиусом действия; как правило, многоканальные сопла (например, с 19 отверстиями × 0,05 мм и правильной шестиугольной конфигурацией) считаются обеспечивающими лучшее кластерирование воздушного потока и больший радиус действия (на 30% больший, чем у одноканальных сопел).

Рекомендации по выбору: отдавайте предпочтение многоканальным соплам (особенно для ткацких станков большой ширины) в сочетании с обтекаемыми корпусами сопел (для снижения сопротивления трению воздушного потока), что может снизить расход воздуха через одно сопло на 15-20%.

III. Электромагнитный клапан: Сокращение эффективного времени струи и уменьшение эффективной задержки открытия и закрытия электромагнитного клапана (задержка открытия 0,06 с, задержка закрытия 0,04 с) приводит к потерям воздушного потока, и эффективное время струи необходимо сократить путем оптимизации параметров.

1. Согласование времени действия и напряжения.

Эффективный диапазон струи: Эффективное время струи (сегмент до н.э.) — это период между повышением давления до 90% (t1) после открытия электромагнитного клапана и падением давления до 50% (t2) при его закрытии, а не полное время открытия и закрытия (сегмент аб+компакт-диск).

Метод отладки: Отслеживайте форму сигнала тока электромагнитного клапана с помощью осциллографа и регулируйте напряжение (например, увеличьте с 24 В до 28 В), чтобы сократить задержку открытия. В качестве альтернативы установите параметр "pre-открытиеддддххх в программе ПЛК (запуск за 5°-10° электрического угла заранее), чтобы обеспечить достижение стабильного давления воздушного потока до прибытия уточной нити.

2. Стратегия группового управления и оптимизация конвейера продаж

Независимое управление электромагнитным клапаном основной и вспомогательной форсунок: основная форсунка открывается только на начальном этапе подачи уточной нити, в то время как вспомогательные форсунки открываются группами, что позволяет избежать наложения давлений и потерь, вызванных одновременным распылением воздуха несколькими форсунками.

В процессе введения уточной нити масса уточной нити увеличивается с длиной ее введения по мере прохождения через различные участки, что требует соответствующего увеличения скорости потока воздуха, несущего уточную нить.

В идеале вспомогательные сопла должны снабжаться воздухом из двух отдельных баллонов. Поскольку основное сопло закрывается, когда уточная нить почти выходит из зева, давление воздуха во вспомогательных соплах с правой стороны необходимо увеличить, чтобы предотвратить снижение скорости подачи уточной нити.

Раздельная подача воздуха позволяет независимо регулировать давление воздушного потока в двух секциях ввода уточной нити. Это значительно снижает расход воздуха и способствует стабилизации потока уточной нити.

Диаметр основного трубопровода ≥25 мм (первоначально 16 мм) для снижения потерь давления вдоль трубопровода (падение давления ≤0,02 МПа на 10 м трубопровода);

IV. Скорость ткацкого станка и координация процесса: Избегайте слепого увеличения скорости.

Зависимость скорости от расхода воздуха: при увеличении скорости машины на каждые 100 об/мин количество вплетений уточной нити в единицу времени увеличивается, а расход воздуха возрастает линейно (например, расход воздуха увеличивается на 18% при 700 об/мин по сравнению с 600 об/мин).

Определение скорости ткацкого станка требует учета множества факторов. В реальном производстве более высокая скорость станка не всегда означает лучшее качество; ее следует определять с учетом специфических условий каждой фабрики для оптимизации эффективности и энергопотребления.

VI. Резюме: Ключ к систематическому снижению энергопотребления

Для снижения расхода воздуха в пневматических ткацких станках необходимо придерживаться принципов точного управления + динамического согласования + координации системы:

Основное сопло: Снизьте начальный расход воздуха, используя минимальное эффективное давление + оптимальное положение;

Вспомогательная форсунка: Улучшает использование воздушного потока за счет градиента давления, точного выбора момента подачи и группового согласования (расход воздуха составляет 75%, с максимальным потенциалом оптимизации);

Электромагнитные клапаны и система подачи воздуха: сокращают неэффективные задержки и разделяют подачу воздуха для уменьшения избыточного воздушного потока;

Глобальная координация: Динамическая корректировка параметров на основе скорости ткацкого станка и характеристик уточной нити, чтобы избежать подхода «один размер подходит всем».

Конечная цель: Достичь снижения потребления воздуха на ткацкий станок на 15–25% при сохранении качества ткани (процент обрыва уточной нити <1%, процент усадки уточной нити <0,5%), а также изучить потенциал энергосбережения с помощью таких технологий, как компрессоры с регулируемой частотой вращения и утилизация отработанного тепла.