摘要：本文重点介绍了立信染整机械有限公司新近推出的THEN气流机SYN 8新一代气流染色机的特点，着重阐述了该设备节能降耗方面的改进方法，并结合具体实例进一步阐明其优点和实用性。

随着环境保护政策的不断深入和加强，传统印染工艺和装备急需进一步发展。气流染色机是在此背景下发展起来的一种设备，由于它具有小浴比、高效率、出色的染色效果等优势，在业界得到广泛推崇。

1 气流染色原理

    在气流染色机中，织物依靠回圈风机产生的高压气流来驱动。这种设备在生产过程中，织物与染液接触交换方式主要有气流雾化和气压渗透两种形式，其中气流雾化的形式是染液通过回圈泵，经过特殊喷嘴后形成颗粒细小的雾状，织物在喷嘴处接受高速空气施加的驱动压力混入雾化状的染液，染液会均匀而充分地向织物界面扩散渗透。染色过程中织物只是携带染液，并不是浸润在染液中，织物上多余的染液会通过旁路流到染槽底部，携带染液的织物以折迭状整齐地堆积在槽体内涂有聚四氟乙烯的导辊或导带上，并缓缓前进。

2 现有气流机存在的问题

    虽然现有的气流机能降低浴比，但其风机耗电量之高使不少用户却步。有制造商简单地装配较低额定功率的风机，对外称机器功率消耗较低，但结果适用织物的品种和克重范围大大缩小。因为气流染色机的风机额定功率是为满足绝大部分织物染色工艺而设计的，尤其是高支高密织物必须要加快与染液的交换频率，额定功率不足会使织物出现上染色不匀的现象。现有的气流机一般采用单台风机的设计，无论多少组管道，也是以一台风机供风。这设计上存在多项缺憾。

2.1 风力分布误差

    单台风机设于染缸旁，以导风管引流，但物理上旁进管道令风力分布于每管上必然出现误差，每管风力不同，影响生产质量。

2.2 效率低

    冗长迂回的导风管亦增加不少阻力，大大减低风机的效率。

2.3 风力体积和效能局限性

    现有气流机的设计中，对于不同管道数目的气流机，相对配置的风机功率有所不同（越多管风机功率越大），但在合理的风机功率下，目前最大的风机只能供应6条染管所需的风力。

2.4 载量缺弹性

    即使部分管道空载而无需进行染色，亦不能根据载量调低风机功率，浪费了不必要的能源。

2.5 染色布种弹性低

    对于同一批次上有不同布速要求的布种，现有的气流机因为一台风机供风及分均分风的设计亦不能达到不同的染色效果。

2.6 影响他管染色

    若其中某一管道在染色过程中出现反常状态，纵使其他管道操作正常亦需停止风机运行以解决问题，影响了其他管道的染色，继而导致同一批次上出现色差等问题。

2.7 噪音大、占地多

    若多管的染色机配大功率风机，就会出现耗电高、噪音大、占地多等缺点。目前采用的现有气流染色机存在着不限于以上所述的许多缺陷和问题，大大影响了生产的效率，浪费了能源，同时限制了使用上的灵活性。

3 新型气流染色机SYN 8

    特恩针对旧有气流染色机的众多难题，研发出新一台专利设计，灵活每管独立运作的气流织物染色机，将传统笨重的大型风机剔走，以规模相对细小的风机取代。此技术为气流染色机带来重大突破，一改以往气流机的形象，是行业中前所未见的新设计。

    新型气流染色机SYN8的设计目的在于克服已有气流机设计的上述不足之处，这是一种高效节能并可满足染色工艺要求的气流染色机，在气流染色机的设计和制造水平上跨出重要一步。

SYN8是一台多管独立供风气流染色机，机上有至少两条染管，每管将有各自的风机连接至与其相连的喷嘴组合，而且各风机亦有独立的吸风管道，由主缸体抽风。当然，除了多管独立供风这一大卖点，亦会对现有的气流染色机作出多项功能提升。

                表l SYN 8与前代气流染色机主要功能对照

 

项目	前代气流染色机	SYN 8
风机	单风机供风	每管独立风机
主泵	离心泵	立式泵
喷嘴	喷洒系统	组合式喷洒系统
热交换器	立式热交换器	立式热交换器
毛碎处理	自动清洗装置	细毛收集器
化盐	盐桶	溢流化盐功能
出布	单／双出布滚筒	X-Y出布
机身	高／低置工作台	人体工学设计
控制器	DYNET/FC28EX	FC30

 

3.1 每管独立风机的概念

    已有的气流染色机的风机是安装在主缸的一侧，经冗长的导风管将风送至导布管道。SYN8则是每台风机放置于主缸顶部各染管之间，以便风机出口与喷嘴组合的气流入口对接，使风机出口管道以最短路径到达喷嘴，相比已有气流染色机的传统设计的优势是缩短大部分行风路线，放置风机于此位置目的是缩减气流从风机出口至喷嘴的路线，藉以减少因风阻而引致的压力流失，而且风机入口取道缸顶位置从主缸内取风，形成一闭合循环，因此机器的效率得以提升。

    一般来说如果每管均配有独立风机，总耗电量在满载的情况下会大于单一风机的在满载时耗能。因此SYN8的上的风机叶轮是经过独特设计，效能比一般为高。加上风机操作特性的设计与喷咀内影响气流动力的结构互相吻合，使风机的操作点能达至最高效能状态。相比已有气流染色机的设置，SYN 8的设计使用功率较小的风机能产生相当或大于已有气流染色机的气流抵达导布装置对布的驱动力。换句话说，SYN 8将已有气流机采用的在主缸一侧设置一台大功率风机的设计改进为在主缸的顶部设置多台较小功率风机的设计，并且每台风机都连接独立的吸风管道，新设计中的喷嘴压力亦完全达到设计的要求。而且SYN8设置的风机可按处染布类作出调较，效益更高更省电，用电量得以降低，大大节省能源。

    SYN8采用了多台功率相对较小的风机，使用上的灵活性被提高。由于各风机能独立操作，于染管空载的时候可藉由机器的电控装置将其关掉。现有气流染色机纵使于同一生产批次中未能用尽所有染管，已有气流染色机的风机亦不能作出相应调整，即使载量不同亦需要使用额定功率操作，无可避免地浪费能源。SYN 8与已有气流染色机不同，藉上述优点能有效分配能源，省却不必要的耗电。

    已有气流染色机在运行中若然遇上织物打结的状况，必须先关掉风机，待整理后方可继续染色程序，势必影响其他管道中正常行走的织物，减低一致性，亦即造成同一批次上的色差。SYN 8当一旦遇上上述问题的时候，因具有独立操作的程序可确保其他管道的正常运行，不会因有问题的管道阻碍其操作程序。

SYN 8的独立供风式染管设计亦使机器载量得以提升。已有气流染色机所使用一台大功率风机，于已有技术中以分流的方式最多只能供应6条染管所需的风力，否则能源效率将大大降低，换句话说已有气流机的载量已受管数所限。SYN 8的独立式的风机设计突破了此限制并有能力容许一台气流机配备6条或6条以上的染管，在确保风压足够的同时亦可提高产量，气流染色机的可塑性被大大提升。

3.2 新颖染液喷洒装置

    SYN8气流染色机亦包含一新颖染液喷洒装置，其喷嘴组合由两组或两组以上染液导管及喷嘴头组成，所述两组管路由同一染液循环提供，分两路或以上将染液送至多组不同的喷嘴头，各组喷嘴头的喷洒量经设计限制而区别。

    每组管路各由一阀门控制以提供多种染液喷洒模式组合。每个喷嘴头组件能独立安装于喷嘴壳体上，并可转换其所属的管路。此装置提高了染色的均匀度质量和效率，其优点还包括拆装方便，亦能根据要求改变喷嘴头组合，使喷嘴更大众化迎合不同需求的各种工艺。

    目前SYN 8气流染色机上有两套喷嘴，可组合出三种不同流量供选择。其中喷嘴1的单位流量是20 L/min，喷嘴2的单位流量是30 L/min，喷嘴3的单位流量是50 L/min。喷嘴流量低时织物更容易散开，有利于消除织物的折痕；喷嘴流量高时织物与染液的交换加快，有利于织物的匀染性，减少阴阳色的产生。实际生产中，可以根据染色工艺的需要，在各个阶段分别选用合适的喷嘴，如在入布阶段，织物需要快速吸水，此时就可选用喷嘴3；而处染易折痕布类时，在煮漂阶段建议使用喷嘴l；处染敏感色时，建议使用喷嘴3；普通品种全程使用喷嘴2即可。

3.3 全新FC30

    该系统是在原有的FC28基础上的升级系统，采用彩色显示屏，可以预先写入染整程序，减少人为错误的发生。该系统上同时可以记录八条工艺参数曲线，用户可以自行定义最多四条工艺曲线在同一接口显示。该系统还配备有自动领航功能，提供多个工艺程序样本及运行参数，快速投入生产，亦可自行创建不同批号的运行参数，以及相关的工艺程序，建立用户特有的数据库，运行参数包括泵速、滚筒速度、运转周期，同时记录产品数据报括布种、布宽、布重，变载储布槽(VL)开度等。

    使用全新FC30并推八大功能：TFT彩色液晶显示屏；流程图；工艺曲线图；能耗统计报告；自动领航功能；浴比计算及扣水功能；面板手动操作功能；新颖多彩功能图标。

    在该系统中增加了能耗报告，可以提供真实的或者估计的能耗统计报表，包括水电气的用量以及成本估算。同时在该系统中还具备强大水比计算及扣水功能：根据批次参数设定的不同阶段所需水比及布含水率，在编写主缸计量入水及多功能预备缸(MST)入水功能时，可选择多个水比计算值如煮布时干布水比、煮布时湿布入水量、染色时湿布入水量、后处理湿布入水量、入布前MST预先入水量、入布前主缸补水量（煮布时干布水比入布前MST预先入水量）；还可以编入需预先扣除料桶步加入的新鲜水量（如用新鲜水化染料）；以便实现全程按预定水比行机，此功能极大方便了程序设计及提高染色程序的通用性。

    FC30配6.5”640×480像素、TFT彩色液晶显示屏，可与立信集团开发的中央计算机系统Viewtex 或THEN-TDS连接，能对整个染色车间全面计算机化管理控制。

    FC30能于流程图上动态显示行机信息如水位、压力、时间、阀门、电机、主泵及提升状态等，清晰观察机器批次运行进程。

    FC30亦加入面板手动操作功能，标配了主缸、料桶及MST进行的手动操作按键功能，方便实现集中管理。FC30亦新建新颖多彩功能图标，每项功能使用彩色图标，方便编程，方便操作工识别。

3.4 FC30在SYN 8上的独有功能

    FC30是立信新一代自行研发的控制系统，适用于所有立信的产品上。配合新产品的开发，FC30 在SYN 8上全面发挥出强大的功能，包括自动计算每管打滑率及布速显示、入布节能和行风吹布。

    SYN8上的FC30能自动计算每管打滑率，并能显示真实布速。

    SYN 8上的FC30有入布节能功能，入布前不开风机及提升滚筒，仅开主泵准备热水，入布后操作工手动启动滚筒才开风机，节省入布前的风能及提升滚筒动能。

    SYN 8上的FC30亦有行风吹布功能一不开主泵，让风带布运行，让布充分展开及吹干多余水份，有助消除折痕或干布用。

3.5 新型的盐桶设计

    从染全棉的工艺上讲，加盐的过程取决于处染织物的深浅色度和颜色的敏感度。一般来讲，加盐工艺分为在染料加入前加盐（先注盐工艺）以及在染料注入后加盐（后盐工艺），前者适合于深色产品以及对盐不敏感的颜色，盐可以快速以固体状注入；后者适合于浅中色以及敏感色，盐需要定量注入到染液中循环。以往的染色机在定量注盐时总是先将盐溶解，然后慢慢注入，这需要一定的时间，影响效率。SYN 8首次在定量料桶上加入了溢流化盐的功能，配合设备上的定量注入以及主缸回流功能、循环搅拌功能、蒸汽直接加热功能以及可以在105℃注入等，达到最优质的染色结果并能增加经济效益。

3.6 专利设计的碎毛收集器

    在染全棉的产品中，碎棉屑等杂质的存在对染色有很大的影响，比如出现色花等现象，染色过程中棉短屑的出现，令染整设备制造商会考虑到碎毛的收集和排放。传统的筛网式过滤器有以下的缺点：难于清洗过滤网；毛碎易堵塞过滤网；喷嘴压力不稳，容易掉压，使得染色过程不易控制，影响产品质量；停机清理，影响生产效率。

    有鉴以上问题，SYN8上独有专利设计的碎毛收集器，代替旧式的筛网过滤器，可以做到对于碎毛的收集，堆积和自动排放功能：织物运转时所产生的短碎毛屑会随染液一同流进碎毛收集器，其独特的结构可有效地把碎毛从染液流中收集，碎毛会于特定空间堆积起来，其自动排放功能可彻底地排清碎毛。通过新型的设计和对于功能的全面理解，碎毛收集器在整个染色过程一直在工作。由于整个染色过程碎毛收集器都在运作：不会造成因过滤器堵塞而引起的喷嘴压力的不稳／掉压，影响染色质量，亦无需停机清理过滤器，减省工艺时间，增加生产效率，减省操作人员的劳动。

3.7 出布装置

    采用X-Y摇折及出布装置，该装置可以前后左右出布，全自动双向（纵向、横向）摆动，实现高度自动化的出布。可实现多管同时出布，摇折使布匹整齐地折迭在载布车上，气动装置的横向摆动可充分装满载布车的阔度，可降低操作工的劳动力及减省出布时间，同时也可配合长型载布车使用。

3.8 洗水功能

    该系列设备上同时具备有IIR智能洗水系统：该系统是应用在洗除浮色阶段，根据残液的色度而转换的数字信号称之为洗水指数，残液浓度越低，洗水指数就越小，洗水时只需设定洗水指数，当残液浓度达到设定要求时，洗水自动结束，取代了以往手动取样凭经验判断洗水时间，使整个过程更加智能化，自动化，从而提高染色重现性及稳定性，有利于提高染色一次成功率。

3.9 立式热交换器

    立式高效低耗热交换器提供最大升温率，有利染液和冷凝水的排净，避免水垢的形成，延长使用寿命，并能降低热量的损失和浪费。兼作染液循环喉路的一部份及染液升降温作用，本身并不储水，合理优化结构，对降低浴比有帮助，立式布置能实时排净冷凝水及染液，缩短冷热转换所消耗的时间：同时避免水垢形成，延长热交换器使用寿命和降低热量的损失和浪费；减省时间和能源。

3.10 立式泵

    SYN8上使用自主研发高效不锈钢立式离心泵，能达到染色最适压力及流量，低吸口有效降浴比；无偶合件及轴承座简约设计，自动冷却系统，配高效马达更节能，节成本，省位，高效。

3.11 底温平衡功能

    由于气流染色，水流量小，织物与染液又处于分离状态，这样使得缸底温度的变化始终落后于喷口温度的变化，以前气流机在升高温时，喷口与缸底温度偏差较多，一般均需要延长保温时间，才能平衡温差。而SYN8增加了底温平衡功能，染液循环速度加快，喷口与缸底温差有效控制在3℃以内，温度分布均匀。底温平衡功能一般建议在升降温阶段使用，尤其是在超过100 0C升温时，可有效降低喷口与缸底的温差。由于开启底温功能后，会加快染液的循环，所以染色时使用也会起到一定的匀染作用。

4 染色实例

4.1 染色织物

    408棉+20 D氨纶平纹布，幅宽188 cm，克重145 g/m²。

4.2 加工流程

    备布→缝头→剖幅→预定形→染色→开幅扎水→成品定形→打卷包装。

    与水流机相比，气流机做含氨纶织物预定形后不需要缝边染色，减少一道工序。

4.3 染色难点

    通常含有氨纶的针织产品，在进行预定形后，需要缝边染色，否则容易因布边卷边导致布边颜色浅；另含氨纶织物染色时易出现折痕和色折痕，尤其是氨纶含量较多，组织结构紧密的平纹布，更容易产生此问题。

4.4 染色注意事项

4.4.1 浴比的设定与控制

    目前染厂使用气流机控制浴比的方法主要有两种：计量入水法和百分比入水（补水）法。

    a 计量入水法

    原理是：计量入水量=染色总水量-料桶加入的清水量。放水后织物的含水量。这种方法是沿用水流机的入水方法而设定的，操作者易于理解，但每缸织物都需要计算，不同载量的机型之间染色程序不可复制。并且此方法对放水要求严格，每个批次放水时间要一致，不然放水后的含水率不同，最终影响实际的染色浴比，导致颜色的重现性差。

    b 百分比入水（补水）法

    原理是：染色总水量=缸底水量+织物运转时的含水量+料桶加入的清水量+管道用水量。这种方法只需设定保证水泵不抽空的最低水位(15%～20%)，并把补水功能打开即可，由于不同载量的机型之间水量几乎是等比例的，所以程序的可复制性很强，而且织物运转时的含水已达到饱和，是一种动态的平衡，不同批次间含水率是相同的，这样染色浴比稳定，缸差很小，重现性高。一般均推荐使用此方法。

4.4.2 喷嘴的选择

    此品种易出现色折痕，煮漂和染色时的喷嘴建议选择1或者是2，皂洗时为了节省时间建议选择3。

5 染色结果

    按上述方法在SYN8染色后，布面颜色均匀，没有色折痕，毛羽光洁，一共连续染色30缸，颜色一致，颜色一次合格率100%。

6 染色能耗

    试验的颜色是宝蓝色，染料浓度有5.4%，属于深色，全程（包括制软工序）用时350 min，用水45.29 L/kg，用电0.219 kW/kg，用汽1.61 kg/kg，与染色浴比1:6.5的水流机相比，用水节省约42%，用电稍高约2%，用汽节省约53%，助剂节省约38%，总的生产成本有比较显著的节省。

7 结语

    总括SYN8的各项功能特性，可反映以下的实施优点：省水，浴比低达1:3；节能，比传统节省60%;高效，多项先进功能；灵活，每管独立风机设计；宁静，操作时仅70dB；省位，占地节省20%。

    全新的SYN 8高温气流染色机不单为用户带来崭新的染整技术，更保证节能上的优势，全面体现了恒天立信工业在气流染色机上的科研成果。在不久的将来，恒天立信将循着弹性操作的路线继续发展，以配合用家的需要。在研发人员不懈的努力下，恒天立信仍会不断改革及创新，引入更多自动化功能，务求用家能拥有项尖的染整生产设备。延续精益求精的传统，恒天立信将引领气流机的发展走进新纪元。