本發(fā)明涉及紡織機(jī)械，尤其涉及化學(xué)纖維冷卻系統(tǒng)、方法、拉伸變形裝置及化學(xué)纖維設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、加彈機(jī)是一種紡織機(jī)械，主要用于將滌綸(poy)、丙綸等無(wú)捻絲通過(guò)假捻變形加工成具有中彈、低彈性能的彈性絲。加彈機(jī)主要由加熱裝置、冷卻裝置及假捻裝置構(gòu)成，具體通過(guò)加熱裝置對(duì)原絲進(jìn)行加熱，接著由冷卻裝置對(duì)絲條進(jìn)行冷卻，再由假捻裝置對(duì)絲條進(jìn)行變形。其中，冷卻裝置主要用于冷卻絲條并穩(wěn)定絲束，通常位于加熱裝置與假捻裝置之間，通過(guò)固定絲條熱變形、降低其熱塑性，使絲條具有一定的剛性，有利于捻度的傳遞。

2、現(xiàn)有的加彈機(jī)中的冷卻裝置通常為直接由外界環(huán)境自然冷卻的冷卻板(或稱(chēng)冷軌)，但冷軌受不同季節(jié)、緯度、地區(qū)、晝夜溫差等因素所形成的外界環(huán)境的影響，冷軌對(duì)加熱后的絲條執(zhí)行冷卻后冷卻效果存在差異，且僅依賴(lài)于外界環(huán)境自然冷卻的效率較低，絲條在加彈機(jī)所設(shè)定的輸送路徑上的高速移動(dòng)時(shí)無(wú)法從迅速地從高溫冷卻至合適的假捻溫度。具體而言，江浙地區(qū)冬季，安裝加彈機(jī)的車(chē)間內(nèi)的環(huán)境溫度約為40℃；而在夏季，安裝加彈機(jī)的車(chē)間內(nèi)的環(huán)境溫度約為60℃?，F(xiàn)有技術(shù)中采用空氣對(duì)流的自然冷卻方式的冷軌對(duì)從加熱裝置經(jīng)加熱的絲條進(jìn)行自然冷卻的手段，會(huì)導(dǎo)致在不同季節(jié)及晝夜生產(chǎn)環(huán)境的絲條被冷卻后的溫度出現(xiàn)嚴(yán)重差異，而假捻工藝對(duì)假捻溫度要求苛刻，溫度過(guò)高或者過(guò)低的冷卻在通過(guò)假捻裝置進(jìn)行假捻處理時(shí)，會(huì)導(dǎo)致假捻效果波動(dòng)，甚至無(wú)法使得絲條形成合理捻度。因此，采用空氣對(duì)流的自然冷卻方式，無(wú)法將絲條快速地降低至假捻溫度，從而極大地影響了絲條在加彈機(jī)所設(shè)定的輸送路徑上的移動(dòng)速度，從而導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)中的加彈機(jī)的移動(dòng)速度較低，并由此導(dǎo)致加彈機(jī)無(wú)法實(shí)現(xiàn)900米/分鐘以上的高速加彈處理。同時(shí)，冷軌在裝配時(shí)兩端分別靠近加熱裝置與假捻裝置，而加熱裝置的溫度較高，容易導(dǎo)致冷軌靠近加熱裝置的一端溫度較高，且冷軌遠(yuǎn)離加熱裝置的一端溫度較低，由此造成冷軌兩端溫差較大，并導(dǎo)致絲條冷卻不均勻的問(wèn)題，由此導(dǎo)致經(jīng)冷卻后的絲條溫度呈現(xiàn)溫差，其典型表現(xiàn)是絲條熱流功率分布不均勻，從而使得經(jīng)冷卻后的絲條溫度無(wú)法保持在穩(wěn)定的假捻溫度。絲條出現(xiàn)溫差，無(wú)法冷卻至合適的假捻溫度及絲條熱流功率分布不均勻等多重因素的疊加，將導(dǎo)致假捻效果不佳，從而形成彈性絲。另外，由于冷軌受外界環(huán)境影響自然冷卻，為了保證冷軌的冷卻效果，通常將冷軌設(shè)計(jì)得較長(zhǎng)，通過(guò)較長(zhǎng)的冷軌給絲條提供足夠的冷卻空間，但由此會(huì)造成冷軌兩端的溫差更大，且成本較高，重量較大等缺陷。雖然現(xiàn)有技術(shù)中也有采用相應(yīng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)對(duì)冷軌進(jìn)行冷卻，但仍是采用空氣對(duì)流方式進(jìn)行自然冷卻，通過(guò)冷空氣對(duì)冷軌進(jìn)行降溫，而空氣的比熱容較小，且絲條在實(shí)際場(chǎng)景中的移動(dòng)速度較快，導(dǎo)致冷軌無(wú)法對(duì)絲條進(jìn)行快遞降溫。當(dāng)環(huán)境溫度過(guò)高時(shí)，則對(duì)冷軌進(jìn)行空氣對(duì)流自然冷卻的方式顯然無(wú)法將絲條實(shí)現(xiàn)冷卻處理，并對(duì)后續(xù)的假捻處理造成了極大的不利影響。

3、有鑒于此，有必要對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的加彈機(jī)所包含的冷卻裝置予以改進(jìn)，以解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有的加彈機(jī)中的冷卻裝置所存在的上述技術(shù)問(wèn)題，將化學(xué)纖維的快速冷卻至假捻溫度并保持溫度的恒定，避免外界環(huán)境對(duì)化學(xué)纖維的冷卻造成擾動(dòng)。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本發(fā)明提供了一種化學(xué)纖維冷卻系統(tǒng)，包括：

3、配置于變形熱箱與假捻裝置之間且形成供化學(xué)纖維移動(dòng)的條形槽的冷軌，冷卻件，制冷組件，以及與所述制冷組件連接的調(diào)整件；

4、所述冷卻件至少與所述條形槽的背面形成接觸，且所述冷卻件內(nèi)部形成冷卻管道，所述制冷組件與所述冷卻管道的兩端相連通以形成供制冷劑循環(huán)流動(dòng)的制冷劑回路，所述調(diào)整件包括：控制器與采集所述冷軌溫度的溫度傳感器，所述控制器分別與所述溫度傳感器及所述制冷組件連接；

5、由所述控制器基于設(shè)定溫度與所述溫度傳感器所采集的冷軌溫度，控制所述制冷組件調(diào)整所述制冷劑于所述制冷劑回路內(nèi)流經(jīng)所述冷卻管道時(shí)在目標(biāo)冷軌所形成的局部制冷量，直至所述冷軌溫度與所述設(shè)定溫度的溫差位于預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述冷卻件被配置為一個(gè)板體，且所述板體至少與所述化學(xué)纖維被送入所述條形槽的背面形成接觸。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述冷卻件被配置為多個(gè)板體，且單個(gè)所述板體至少與單個(gè)所述化學(xué)纖維被送入所述條形槽的背面形成接觸。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述條形槽部分嵌置于所述冷卻件，所述溫度傳感器設(shè)置于所述冷軌表面或者所述冷卻件表面或者制冷劑回路的內(nèi)部。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述制冷組件包括：依次通過(guò)管道連通的壓縮機(jī)、換熱器及節(jié)流件，所述壓縮機(jī)的輸出端與所述換熱器的輸入端連接，所述換熱器的輸出端與所述節(jié)流件的輸入端連接，所述節(jié)流件的輸出端與所述冷卻流道的制冷劑輸入端連接，所述壓縮機(jī)的輸入端與所述冷卻流道的制冷劑輸出端連接，以于所述壓縮機(jī)、所述換熱器、所述節(jié)流件及所述冷卻件之間形成所述制冷劑回路，且所述制冷劑包括冷媒。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述換熱器為銅管鋁翅片。

11、第二方面，本發(fā)明還提供了一種化學(xué)纖維冷卻方法，采用上述第一方面的化學(xué)纖維冷卻系統(tǒng)，包括：

12、獲取設(shè)定溫度；

13、實(shí)時(shí)采集溫度傳感器所檢測(cè)的冷軌溫度，基于所述冷軌溫度與所述設(shè)定溫度的溫差計(jì)算所述制冷組件所包含的壓縮機(jī)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)轉(zhuǎn)速，并控制所述制冷組件壓縮機(jī)輸出所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速，以調(diào)整所述制冷劑于所述制冷劑回路內(nèi)流經(jīng)所述冷卻管道時(shí)在目標(biāo)冷軌所形成的局部制冷量，直至所述冷軌溫度與所述設(shè)定溫度的溫差位于預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述目標(biāo)轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式為：

15、其中，μ(t)是指控制器的增量，kp是指控制器的比例系數(shù)，ti是指控制器的積分系數(shù)；t是指控制器的周期，t是指當(dāng)前時(shí)間，e(t)是指壓縮機(jī)的當(dāng)前轉(zhuǎn)速，e(j)是指壓縮機(jī)在控制器的周期內(nèi)的轉(zhuǎn)速求和。

16、第三方面，本發(fā)明還提供了一種拉伸變形裝置，包括：變形熱箱、假捻裝置，以及如第一方面中任一項(xiàng)所述的化學(xué)纖維冷卻系統(tǒng)，所述冷軌配置于變形熱箱與假捻裝置之間由化學(xué)纖維移動(dòng)所形成的輸送路徑。

17、第四方面，本發(fā)明還提供了一種化學(xué)纖維設(shè)備，包括：

18、紗架、纖維輸送機(jī)構(gòu)、變形熱箱、如第一方面中任一項(xiàng)所述的化學(xué)纖維冷卻系統(tǒng)、假捻裝置以及繞卷裝置，所述冷軌配置于變形熱箱與假捻裝置之間由化學(xué)纖維移動(dòng)所形成的輸送路徑。

19、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

20、在本發(fā)明中，于冷軌背側(cè)設(shè)置冷卻件，且冷卻件至少與冷軌所形成的條形槽的背面形成接觸，并設(shè)置制冷組件以及與制冷組件連接的調(diào)節(jié)件，冷卻件內(nèi)部形成冷卻管道，制冷組件與冷卻管道的兩端相連通以形成供制冷劑循環(huán)流動(dòng)的制冷劑回路，調(diào)整件包括：控制器與采集冷軌溫度的溫度傳感器，控制器分別與溫度傳感器及制冷組件連接由控制器基于設(shè)定溫度與溫度傳感器所采集的冷軌溫度，控制制冷組件調(diào)整制冷劑于制冷劑回路內(nèi)流經(jīng)冷卻管道時(shí)在目標(biāo)冷軌所形成的局部制冷量，直至冷軌溫度與設(shè)定溫度的溫差位于預(yù)設(shè)區(qū)間內(nèi)。制冷劑在制冷劑回路內(nèi)循環(huán)流動(dòng)，在流經(jīng)制冷組件時(shí)根據(jù)設(shè)定溫度與冷軌溫度調(diào)整制冷劑的局部制冷量，之后在流經(jīng)冷卻管道時(shí)由制冷劑吸收熱量，以對(duì)化學(xué)纖維進(jìn)行快速降溫，并基于設(shè)定溫度控制冷軌溫度。

21、由此，第一方面，通過(guò)制冷劑吸收熱量進(jìn)行快速冷卻且基于控制器控制冷軌溫度，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的加彈機(jī)利用外界環(huán)境自然冷卻而言，減小了冷卻溫度差異，通過(guò)制冷劑吸收熱量進(jìn)行快速冷卻，相比于現(xiàn)有技術(shù)中的采用氣體進(jìn)行降溫效率更高，保證冷卻效果，且提高冷卻效率，有利于實(shí)現(xiàn)絲條在加彈機(jī)所設(shè)定的輸送路徑上的高速速度；

22、第二方面，基于控制器控制冷軌溫度可再次解決冷軌由于在裝配時(shí)兩端分別靠近變形熱箱與假捻裝置所造成的溫差較大的問(wèn)題，保證絲條冷卻的均勻性，并提高了絲條熱流功率分布均勻性；

23、第三方面，通過(guò)制冷劑吸收熱量進(jìn)行快速冷卻，可將冷軌設(shè)置得較短，以解決現(xiàn)有技術(shù)中冷卻板設(shè)置得較長(zhǎng)所存在的兩端溫差大、成本較高、重量較大等問(wèn)題。