I. Vòi phun chính: Định vị chính xác và cân bằng áp suất để giảm thiểu lượng khí tiêu hao không hiệu quả.

Vòi phun chính là nguồn năng lượng cho sự tăng tốc ban đầu của sợi ngang. Vị trí và áp suất của nó quyết định trực tiếp tỷ lệ sử dụng lưu lượng khí. Phải tránh lãng phí năng lượng do áp suất quá cao và sai lệch vị trí.

1. Vị trí lắp đặt: Hiệu chỉnh chính xác dựa trên hình dạng nón luồng khí.

Nguyên tắc cốt lõi: Khoảng cách giữa vòi phun chính và răng lược dệt hình dạng bất thường đầu tiên quyết định mức độ khuếch tán luồng khí — nếu khoảng cách quá gần, luồng khí sẽ không được tập trung hoàn toàn trước khi vào rãnh lược dệt, dễ va chạm với các răng lược dệt và tiêu tán năng lượng; nếu khoảng cách quá xa, sự khuếch tán luồng khí sẽ mạnh hơn, không thể kéo sợi ngang hiệu quả.

Phương pháp thực hành: Sử dụng đèn nháy để quan sát hình dạng của nón luồng khí (nón luồng khí có hình nón, với đỉnh hướng về phía tâm của rãnh lưỡi gà). Điều chỉnh khoảng cách sao cho nón luồng khí vừa khít với cửa vào của rãnh lưỡi gà, và góc nón được giảm thiểu (góc nón lý tưởng ≤ 30°). Ví dụ, khoảng cách khuyến nghị cho một số mẫu nhất định là 15-20mm, cần được tinh chỉnh dựa trên chiều rộng của rãnh lưỡi gà (thường là 4-6mm).

2. Cài đặt áp suất: Nguyên tắc áp suất hiệu quả tối thiểu

Điều chỉnh áp suất phù hợp với đặc tính sợi ngang: Áp suất phải tính đến mật độ sợi ngang (áp suất thấp hơn cho sợi mảnh, áp suất cao hơn một chút cho sợi thô), chiều rộng vải (áp suất cao hơn một chút cho vải rộng hơn) và tốc độ máy (tốc độ cao yêu cầu các đợt áp suất cao ngắn, tốc độ thấp cho phép áp suất thấp hơn).

Tiêu chuẩn điều chỉnh: Sử dụng mức cơ sở là ít đứt sợi ngang, không có mép lỏng/sợi ngang bị co rút, sau đó giảm dần áp suất xuống giá trị tới hạn. Ví dụ, với sợi polyester nguyên chất 60S, ở tốc độ 650 vòng/phút, áp suất vòi phun chính có thể giảm từ 0,4 MPa xuống 0,32 MPa (giảm 20%), mà không làm tăng đáng kể tỷ lệ đứt sợi ngang, dẫn đến giảm đáng kể lượng khí tiêu thụ.

Cảnh báo rủi ro: Áp suất quá cao có thể gây bung xoắn và đứt sợi ngang nhanh chóng (đặc biệt là với các sợi xoắn yếu). Đồng thời, luồng khí tác động lên sợi dọc làm tăng lực ma sát, gián tiếp làm tăng lượng khí tiêu thụ.

II. Vòi phun phụ: Kiểm soát tinh chỉnh các thông số quy trình (Chiếm 75% lượng khí tiêu thụ, mục tiêu tối ưu hóa cốt lõi). Các vòi phun phụ chịu trách nhiệm tạo lực căng và gia tốc cho sợi ngang trong suốt quá trình bay. Việc tối ưu hóa đồng bộ áp suất, thời gian, vị trí và loại vòi phun phụ là chìa khóa để giảm lượng khí tiêu thụ.

1. Chiến lược thiết lập áp suất

Trong quá trình sợi ngang bay, vận tốc luồng khí từ các vòi phun phụ phải lớn hơn vận tốc ban đầu của sợi ngang (tức là tốc độ bay của sợi ngang). Mép trước của sợi ngang phải luôn chịu tác động của luồng khí tốc độ cao. Điều này đòi hỏi áp suất khí của vòi phun phụ phải lớn hơn áp suất khí chính. Hơn nữa, khi mép trước của sợi ngang bay về phía trước, các vòi phun phụ phải lần lượt mở và đóng các van cấp khí để ngăn sợi ngang bị đẩy về phía trước và bị ép ngược lại.

Tuy nhiên, trong sản xuất thực tế, áp suất vòi phun phụ thường được xác định bằng cách tăng áp suất vòi phun chính đã được xác định trước lên 0,02~0,1 MPa. Cần chú ý giảm thiểu hiện tượng đứt sợi ngang và tiết kiệm lượng khí tiêu thụ.

2. Thời gian phun: Mở sớm + Đóng chính xác

Thời điểm mở (Góc dẫn): Mỗi nhóm vòi phun phụ trợ nên mở 10°-20° trước khi sợi ngang đến (được thiết lập thông qua bộ mã hóa của máy dệt) để đảm bảo luồng khí tác động vào mép dẫn của sợi ngang trước.

Thời gian đóng (Góc trễ): Nhóm vòi phun phụ cuối cùng đóng ở góc 20° sau khi sợi ngang chạm mép vải (góc trễ 20°) để tránh đóng quá muộn và gây ảnh hưởng đến luồng khí vào sợi dọc. Lưu ý: Thời gian đóng không được vượt quá 20° sau khi sợi ngang chạm mép vải, nếu không vòi phun sẽ đi vào bên dưới sợi dọc phía dưới và luồng khí sẽ hoàn toàn không hiệu quả.

Tổng thời gian phun của vòi phun phụ: Được điều chỉnh trong khoảng 40°-80° (tương ứng với tốc độ máy dệt 600-800 vòng/phút). Thời gian quá dài sẽ làm tăng lượng khí tiêu thụ, trong khi thời gian quá ngắn dễ dẫn đến hiện tượng chùng sợi ngang.

Thời gian khởi động được thiết lập cho mỗi nhóm vòi phun phụ trợ tuân theo quy luật sau:

Thời gian phun của bốn nhóm vòi phun phụ đầu tiên ngắn hơn so với bốn nhóm vòi phun phụ cuối cùng. Điều này là do khi bốn nhóm vòi phun phụ đầu tiên hoạt động, vòi phun chính vẫn hoạt động liên tục, chia sẻ một phần nhiệm vụ đưa sợi ngang với các vòi phun phụ.

Bốn nhóm vòi phun phụ cuối cùng không nhận được sự hỗ trợ của vòi phun chính, do đó thời gian hoạt động của chúng cần được kéo dài để đáp ứng yêu cầu đưa sợi ngang vào. Trong thực tế, đôi khi cần phải chủ động kéo dài thời gian hoạt động của nhóm vòi phun phụ cuối cùng để giảm các khuyết tật như sợi ngang bị bật ngược.

3. Vị trí lắp đặt: Độ đồng nhất góc + Ghép nhóm

Tiêu chuẩn hóa thông số góc: Vòi phun phụ phải được căn chỉnh thẳng hàng với tâm của rãnh lưỡi gà. Đặt góc phun α = 8° (hướng lên trên) và góc hướng phun β = 5° (hướng về phía sau) để đảm bảo luồng khí đi vào tâm của rãnh lưỡi gà và hội tụ với luồng khí chính.

Ghép nhóm: Các vòi phun phụ cùng loại có dung sai về góc α và β (ví dụ: vòi phun nhập khẩu có độ lệch α là ±0,5°, vòi phun trong nước là ±0,7°). Chúng phải được nhóm lại theo các góc đo được (ví dụ: Nhóm A α = 7,5°-8,5°, Nhóm B α = 8,5°-9,5°). Các vòi phun trong cùng một nhóm nên được sử dụng kết hợp để tránh nhiễu loạn hướng luồng khí.

Bộ điều chỉnh phun phụ trợ trong máy - Hiệu chỉnh phụ trợ: Sử dụng bộ điều chỉnh chuyên dụng. Đặt cảm biến vào rãnh lưỡi gà để nhận tín hiệu lưu lượng khí và hiển thị độ lệch thời gian thực giữa tâm lưu lượng khí và tâm rãnh lưỡi gà. Điều chỉnh thủ công góc vòi phun cho đến khi độ lệch ≤0,5mm.

Hiệu chỉnh bộ điều chỉnh phun phụ trong máy: Sử dụng bộ điều chỉnh chuyên dụng. Đặt cảm biến vào rãnh lưỡi gà để nhận tín hiệu luồng khí và hiển thị độ lệch giữa tâm luồng khí và tâm rãnh lưỡi gà theo thời gian thực. Điều chỉnh thủ công góc vòi phun cho đến khi độ lệch ≤0,5mm. 

4. Loại vòi phun: Ưu tiên loại vòi phun nhiều lỗ kết hợp với thiết kế điện trở thấp.

So sánh cấu trúc: Vòi phun một lỗ có khả năng khuếch tán luồng khí nhanh và tầm phun ngắn; nhìn chung, vòi phun nhiều lỗ (như kiểu bố trí hình lục giác đều 19×φ0.05mm) được cho là có khả năng tập trung luồng khí tốt hơn và tầm phun xa hơn (xa hơn 30% so với vòi phun một lỗ).

Khuyến nghị lựa chọn: Ưu tiên vòi phun nhiều lỗ (đặc biệt đối với máy dệt khổ rộng), kết hợp với vỏ vòi phun được thiết kế khí động học (để giảm lực cản ma sát của luồng khí), có thể giảm lượng khí tiêu thụ của vòi phun đơn từ 15% đến 20%.

III. Van điện từ: Rút ngắn thời gian phun hiệu quả và giảm độ trễ không hiệu quả. Độ trễ đóng mở của van điện từ (độ trễ mở 0,06s, độ trễ đóng 0,04s) dẫn đến lãng phí lưu lượng khí, và thời gian phun không hiệu quả cần được rút ngắn thông qua tối ưu hóa thông số.

1. Phối hợp thời gian tác dụng và điện áp

Phạm vi phun hiệu quả: Thời gian phun hiệu quả (đoạn bc) là khoảng thời gian giữa lúc áp suất tăng lên 90% (t1) sau khi van điện từ mở và lúc áp suất giảm xuống 50% (t2) khi van đóng lại, chứ không phải là toàn bộ thời gian mở và đóng (đoạn ab+cd).

Phương pháp gỡ lỗi: Theo dõi dạng sóng dòng điện của van điện từ bằng máy hiện sóng và điều chỉnh điện áp (ví dụ: tăng từ 24V lên 28V) để rút ngắn thời gian trễ mở. Hoặc, thiết lập cài đặt mở trước (kích hoạt góc điện 5°-10°) trong chương trình PLC để đảm bảo lưu lượng khí đạt áp suất ổn định trước khi sợi ngang đến.

2. Chiến lược kiểm soát nhóm và tối ưu hóa quy trình

Điều khiển độc lập van điện từ của vòi phun chính và van điện từ của vòi phun phụ: Vòi phun chính chỉ mở ở giai đoạn đầu đưa sợi ngang vào, trong khi các vòi phun phụ mở theo nhóm, tránh hiện tượng chồng áp và lãng phí do nhiều vòi phun cùng lúc phun khí.

Trong quá trình đưa sợi ngang, khối lượng của sợi ngang tăng lên theo chiều dài đoạn đưa sợi ngang khi nó di chuyển qua các phần khác nhau, đòi hỏi tốc độ luồng khí mang sợi ngang cần thiết cũng phải tăng lên tương ứng.

Tốt nhất là các vòi phun phụ nên được cung cấp khí từ hai bình khí riêng biệt. Vì vòi phun chính đóng lại khi sợi ngang gần ra khỏi khe dệt, nên áp suất khí của các vòi phun phụ ở phía bên phải cần được tăng lên để ngăn ngừa sự giảm tốc độ bay của sợi ngang.

Hệ thống cấp khí riêng biệt này cho phép điều khiển áp suất luồng khí độc lập trong hai bộ phận đưa sợi ngang. Điều này giúp giảm đáng kể lượng khí tiêu thụ và cũng giúp ổn định đường đi của sợi ngang.

Đường kính ống chính ≥25mm (ban đầu là 16mm) để giảm tổn thất áp suất dọc theo đường ống (độ giảm áp suất ≤0,02MPa trên mỗi 10m đường ống);

IV. Tốc độ máy dệt và sự phối hợp quy trình: Tránh tăng tốc độ một cách mù quáng.

Mối quan hệ giữa tốc độ và lượng khí tiêu thụ: Với mỗi lần tăng 100 vòng/phút tốc độ máy, số lần đưa sợi ngang vào mỗi đơn vị thời gian tăng lên, và lượng khí tiêu thụ tăng tuyến tính (ví dụ: lượng khí tiêu thụ tăng 18% ở tốc độ 700 vòng/phút so với 600 vòng/phút).

Việc xác định tốc độ của máy dệt cần xem xét nhiều yếu tố. Trong sản xuất thực tế, tốc độ máy dệt cao hơn không phải lúc nào cũng tốt hơn; tốc độ này cần được xác định dựa trên điều kiện cụ thể của từng nhà máy để tối ưu hóa hiệu quả và mức tiêu thụ năng lượng.

VI. Tóm tắt: Chìa khóa để giảm năng lượng một cách có hệ thống

Để giảm lượng khí tiêu thụ trong máy dệt khí nén, cần tuân thủ các nguyên tắc: kiểm soát chính xác + khớp động + phối hợp hệ thống.

Vòi phun chính: Giảm lượng khí tiêu thụ ban đầu bằng cách sử dụng áp suất hiệu dụng tối thiểu + vị trí tối ưu;

Vòi phun phụ: Cải thiện hiệu quả sử dụng luồng khí thông qua áp suất chênh lệch, thời gian chính xác và sự phù hợp nhóm (lượng khí tiêu thụ chiếm 75%, với tiềm năng tối ưu hóa tối đa);

Van điện từ và hệ thống cấp khí: Rút ngắn thời gian trễ không hiệu quả và phân đoạn nguồn cấp khí để giảm lưu lượng khí dư thừa;

Điều phối toàn cầu: Tự động điều chỉnh các thông số dựa trên tốc độ máy dệt và đặc tính sợi ngang để tránh cách tiếp cận "một kích cỡ phù hợp cho tất cả".

Mục tiêu cuối cùng: Đạt được mức giảm 15%-25% lượng khí tiêu thụ trên mỗi máy dệt trong khi vẫn đảm bảo chất lượng vải (tỷ lệ đứt sợi ngang <1%, tỷ lệ co rút sợi ngang <0,5%), đồng thời tiếp tục khai thác tiềm năng tiết kiệm năng lượng thông qua các công nghệ như máy nén khí biến tần và thu hồi nhiệt thải.