发条后处理机设计方案的控制策略

　摘 要：就发条进行后处理而言，目前仅仅是采用塑胶盆作为发条的放置容器，而加水、加热、加次氯、氨水、冷烫精、洗衣粉方面还是采用人工，自动化程度低、效率低、标准化程度不高、不安全，容易造成人员烫伤，人为因素引起的产品质量缺陷等问题。在明确了发条后处理工艺要求的基础上，分析了发条处理机的技术指标，并进一步研究了发条后处理机的设计方案，为发条后处理的发展提供一定的研究价值。
　　关键词：发条；后处理机；次氯；氨水；冷烫精
　　1 引言
　　随着发制品行业的不断发展，其对自动化水平的要求也越来越高。然而现今整个发制品生产行业发条后处理还没有一台机械化的设备，整个行业还是一片空白，现有的发条后处理还是全人工操作生产，即：手持水管、蒸汽管向塑胶盆内加水，加热，手工用瓢加次氯、氨水、冷烫精、洗衣粉，完全依靠人工操作。这些化工原料的加入量对发条后处理质量起着关键因素，其多加、少加、加热温度的高低完全由人工控制，随意性大，不能严格执行发条后处理的工艺标准，影响发条的质量，有时会造成返工，同时浪费大量资源。
　　本文针对现有生产方式存在的问题，研究适用于发条后处理的自动化加水、加热、加次氯、氨水、冷烫精、洗衣粉设备的基本结构以及设计相应方案，使发条后处理的生产方式自动化、标准化，取代人工操作的传统做法。杜绝了操作人员的不规范作业，保障了发条产品质量，降低劳动成本，提高发条后处理工序的生产效率。
　　2 发条后处理机设计方案概述
　　2.1 发条后处理机的基本要求
　　发条后处理机能根据发条后处理工艺的要求自动加水、加热、加次氯、氨水、冷烫精、洗衣粉。其基本要求是：自动加料装置应具备一定的精度，能按工艺需要量准确投放至后处理机内。即发条后处理机控制系统与加料系统相连接，根据发条后处理机控制系统发出的指令按照设定的顺序及用量自动的加入所需的水、汽、化工原料。同时符合工艺要求的数据，从而稳定发条后处理的质量。
　　2.2 发条后处理机的技术指标
　　（1）设备材质：0Cr18Ni9不锈钢
　　（2）额定处理量：200条/次
　　（3）额定装水量：0.3m?
　　（4）整体尺寸：长2215 mm ×宽1320 mm ×高1990mm
　　（5）温度范围：常温-99℃
　　（6）温度误差：±3℃
　　（7）加热方式：蒸汽直接加热
　　（8）整机功率：250W
　　（9）压缩空气压力：0.8MPa
　　3 发条后处理机的原理设计方案
　　3.1 发条后处理机的原理
　　（1）采用蒸汽对化工溶液直接加热，PLC编程控制技术对加水、加汽、加次氯、氨水、冷烫精、洗衣粉及溶液温度实施控制。具体实施方案是用气动阀控制蒸汽，流量控制阀控制水、次氯、氨水、冷烫精，再利用电磁阀、温控仪、温度传感器等对温度实施控制。
　　（2）通过特制的挂具将发条帘子边处固定，避免在侵泡过程中毛发打结，并且起到毛发与化工溶液均匀接触的目的。
　　（3）发条浸泡在化工溶液内时，需要化工溶液与发条之间有相对运动，通过液压泵使化工溶液流动，从而使毛发与化工溶液充分接触，并且使化工溶液在流动的作用下保持混合均匀，促进毛发表面充分起反应。
　　3.2 发条后处理机的结构设计
　　主要包括框架部分和控制部分，其中框架部分由供给系统、化工溶液循环系统、机架组成。控制系统由PLC编程控制。
　　（1）供给系统。供给系统主要是存储化工料，并为加料泵提供化工料的供给机构。根据化工原料的不同，可以采用料罐式供给式。料罐式供给装置直接安装于加料泵上，将没有流动性的化工料装入料罐，再进行空气加压，料罐容积可达1000-2000ml。
　　加料泵采用旋转容积式单轴偏心螺杆泵，它的心脏部是转子和定子构成。转子选用金属材质，设计独特的扭角和真圆的断面；定子为食用橡胶弹性材质，工作温度可达120℃，其空间断面为椭圆形。转子安装于定子中，两者之间沿着接线形成密闭连续的螺旋状空间，转子在伺服电机的带动下，使转子在定子内一边旋转，一边往复运动，其结果使转子和定子间的空间容积液体能够无脉动定量地从吸入口输送到吐出口。通过控制伺服电机旋转速度、旋转圈数，可以很容易控制流量，而且，加料后，由于瞬间逆转，可以确保液体不滴漏，保障了加料精确度。
　　（2）化工溶液循环系统。化工溶液的循环系统是用管道将发条后处理盆体底部与侧面通相连接，中间加装正反转液体泵。通过PLC控制液体泵的运行时间和方向，实现化工溶液在发条后处理盆体内循环流动，从而使发条表面与化工溶液充分接触。因采用PLC控制技术，发条的化工溶液浸泡时间每次都会相同，使发条的后处理质量稳定。
　　（3）机架组成。该设备结构主要由0Cr18Ni9不锈钢材质的板材及型材焊接而成，整体尺寸为长2215 mm×宽1320 mm ×高1990mm。机架采用40×80不锈钢方管焊接。盆体采用不锈钢钢板焊接，盆体分两层中间填满保温材料。盆底并列设置四条蒸汽加热管并与气动阀相连，加热管上安装隔离小孔篦子，避免毛发直接接触发热管，保障化工溶液均匀快速加热至工作温度。盆底底面安装排水管道并与气动阀相连，排水口上安装过滤网，用于过滤毛发，避免毛发浪费。盆体内部安装温度传感器、水位控制传感器，用于控制盆内化工溶液温度及控制水位高度。
　　4 结束语
　　目前假发行业发条后处理工序仍采用传统的纯手工劳动作业，随着企业的快速发展，已经不符合企业的发展需要。由于车间纯手工生产作业劳动强度大，并存在一定的安全问题，如手持高温蒸汽胶管加热、手持水管注水、两人双手抬举发条架等。人工在加热软水时，手持蒸汽管在个盆体间移动造成蒸汽浪费，使用后的药液随意排放，造成地面积水，不仅使员工在行走时易滑倒，而且造成车间条件恶劣。对此设备的设计研发，使用机械生产代替部分人工的生产作业，提高生产效率，提高工作过程中的安全。该设备已经完成了试验机的制作并投入生产进行放大试验。尽管如此，仍然还存在很多的不足，仍需在稳定性和可靠性方面需要提高的地方。能否在生产中长期的推广应用，还需要一段过程，需要在实验中摸索并总结。
　　参考文献：
　　张吉月，纪文刚，魏文渊.基于PLC溢流式染色机控制系统的研究与开发.石油化工高等学校学报，2001（02）：70-73.
　　作者简介：李保军（1977—），男，大专，工程师。