阅读说明：本技术 用于纺前染色的主辅料注入系统 (Main and auxiliary material injection system for dope dyeing ) 是由 钱琦渊 刘熙峰 邵新 于 2019-10-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及有色纤维生产领域,本发明提供一种用于纺前染色的主辅料注入系统,包括主料下料装置、色母粒下料装置,及色母粒注入结构,色母粒注入结构包括主料注入管和色母粒注入管,色母粒注入管上设置有遮挡部。利用遮挡部罩住色母粒注入口的上方区域,可以有效地拦截落入色母粒注入口上方区域的主料,减小色母粒流出的阻力,从而有助于形成可供色母粒流动的空隙,使得色母粒能够及时迅速地由色母粒注入口进入至主料注入管的内部。该主辅料注入系统能够持续顺畅地进行色母粒和主料的下料,避免了色母粒在色母粒注入口处的滞留所引起的色母粒的注入量的忽小忽大,提高了色母粒的注入量的稳定性,有利于提高有色纤维产品的色泽均匀度。(The invention relates to the field of colored fiber production, and provides a master and auxiliary material injection system for spinning dyeing. Utilize the shielding part to cover the top region of masterbatch filling opening, can intercept effectively and fall into the regional main ingredient in masterbatch filling opening top, reduce the resistance that the masterbatch flows out to help forming the space that can supply the color masterbatch to flow, make the masterbatch can in time enter into to the inside of main ingredient filling tube by the masterbatch filling opening rapidly. This major-minor ingredients injection system can continuously carry out the unloading of masterbatch and major ingredient smoothly, has avoided the masterbatch to annotate the stay of entrance at the masterbatch to arouse the masterbatch's the volume of infusing suddenly little suddenly big, has improved the stability of the volume of infusing of masterbatch, is favorable to improving the color and luster degree of consistency of coloured fibre product.)

用于纺前染色的主辅料注入系统

技术领域

本发明涉及有色纤维生产领域，特别是涉及一种用于纺前染色的主辅料注入系统。

背景技术

纺前染色是一种在纺丝过程中添加色母粒制备有色纤维的生产工艺。由于色母粒(辅料)和聚酯纤维(主料)均匀混合后熔融纺丝成形，因此制得的有色纤维成品的色牢度相对较高。这种“先染后纺”的工艺，与传统的“先纺后染”工艺对比，具有工艺流程短、能耗低、经济环保的明显优势；通过纺前染色制备的有色纤维产品不仅色牢度较高，而且产品批差小。

在纺前染色工艺中，需要将主料和色母粒均匀混合。现有技术中，有色纤维的纺丝一般采用色母粒注入的方式进行，但是在色母粒的注入过程中，由于主料的流量较大且流速较快，而色母粒的流量较小，主料流经色母粒注入管的下方附近区域时，会占据色母粒流动的空间，增加色母粒流出的阻力，使得色母粒的注入量小于设定值，甚至导致色母粒无法顺利注入；随着滞留在色母粒注入管内的色母粒的积累，色母粒的整体重力逐渐增大，当整体重力增大至足以克服色母粒所受的流动阻力时，色母粒便会瞬间进入到主料中，使得色母粒的注入量激增。采用现有技术的主辅料注入系统，色母粒的注入量稳定性差，生产的有色纤维产品容易出现色泽不均匀的情况，严重影响产品的品质。

发明内容

采用现有技术的主辅料注入系统，色母粒的注入量稳定性差，生产的有色纤维产品容易出现色泽不均匀的情况，严重影响产品的品质，给企业造成较大的经济损失。针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种结构简单、可靠性高的用于纺前染色的主辅料注入系统。

本发明提供的技术方案为：

本发明提供一种用于纺前染色的主辅料注入系统，其包括主料下料装置、色母粒下料装置和色母粒注入结构；所述色母粒下料装置通过所述色母粒注入结构与所述主料下料装置连通；所述色母粒注入结构包括主料注入管和色母粒注入管；所述主料注入管沿竖直方向设置；所述色母粒注入管的其中一个管口为色母粒注入口；所述色母粒注入管上包含有所述色母粒注入口的一端，斜下贯穿所述主料注入管的一侧侧壁，所述色母粒注入口位于所述主料注入管的内部，且所述色母粒注入口位于所述主料注入管的轴心线上；所述色母粒注入管上设置有遮挡部；所述遮挡部紧邻所述色母粒注入口的上壁设置；所述遮挡部在水平面的水平投影为遮挡部水平投影，所述色母粒注入口在所述水平面上的水平投影为色母粒注入口投影；所述色母粒注入口投影位于所述遮挡部水平投影的中心。

本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，所述色母粒注入管与所述主料注入管的夹角为30°～60°。

本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，所述遮挡部为弧形片状挡板；所述弧形片状挡板的上表面为凸弧面。

本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，所述主料注入管的下端出口为混合注入口；所述混合注入口位于色母粒注入口的正下方，且所述色母粒注入口与所述混合注入口在竖直方向的高度差为5～8cm。

本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，所述色母粒下料装置包括由上而下依次连通的色母粒料仓、中间料罐和色母粒出料管；所述色母粒出料管与所述色母粒注入管连通；所述色母粒料仓的顶部设置有第一气体注入管；所述中间料罐内充满色母粒。

本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，所述中间料罐的上侧壁上设置有第二气体注入管；所述第一气体注入管设置有第一支管；所述第一支管和所述第二气体注入管连通。

本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，所述主料下料装置包括主料料仓；所述主料料仓与所述主料注入管连通；所述主料料仓的顶部设置有第三气体注入管；所述第三气体注入管与所述第一气体注入管或者所述第二气体注入管或者所述第一支管连通。

本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，所述纺前染色的主辅料注入系统还包括能够根据纺丝部位的开启数量自动变频的计量控制单元。

本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，所述计量控制单元包括用于控制主料流速的主料计量装置、用于控制色母粒流速的色母粒计量装置、用于控制螺杆转数的螺杆计量装置、控制装置和用于控制多个所述纺丝部位启闭的多个开关；每一所述开关对应一个所述纺丝部位；所述主料计量装置安装于所述主料下料装置上；所述色母粒计量装置安装于所述色母粒计量装置上；所述螺杆计量装置与所述混合注入口连通；

其中，多个所述开关与所述控制装置电性连接，用于实时监测多个所述开关的启闭状态，以及统计处于开启状态的所述开关的开启开关数量数据；

所述主料计量装置、所述色母粒计量装置和所述螺杆计量装置分别与所述控制装置电性连接，用于实时监测主料流速数据、色母粒流速数据和螺杆转数数据；

所述控制装置根据逻辑判断和计算向所述主料计量装置、所述色母粒计量装置和所述螺杆计量装置同步发出调速信号；

所述主料计量装置、所述色母粒计量装置和所述螺杆计量装置同步接收调速信号，并同步执行调速。

本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，所述主料计量装置、所述色母粒计量装置和所述螺杆计量装置均包括变频器、电机、减速机和计量泵；在所述主料计量装置、所述色母粒计量装置和所述螺杆计量装置的内部，所述电机、所述减速器和所述计量泵依次机械连接，所述电机和所述减速器同轴连接，并驱动所述计量泵运转，所述变频器与所述电机电性连接，用于调节所述电机的转速；全部所述变频器均与所述控制装置电性连接，用于接收并执行所述控制装置发出的调速信号。

本发明具有的优点或者有益效果：

本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，色母粒注入结构包括主料注入管和色母粒注入管两个部件组成，色母粒注入管上设置有遮挡部，通过设置遮挡部，结构简单、可靠性高。利用遮挡部罩住色母粒注入口的上方区域，可以有效地拦截落入色母粒注入口上方区域的主料，减小色母粒流出的阻力，从而有助于形成可供色母粒流动的空隙，使得色母粒能够及时迅速地由色母粒注入口进入至主料注入管的内部。本发明提供的用于纺前染色的主辅料注入系统能够持续顺畅地进行色母粒和主料的下料，避免了色母粒在色母粒注入口处的滞留所引起的色母粒的注入量的忽小忽大，能够提高色母粒的注入量的稳定性，从而有利于提高生产的有色纤维产品的色泽均匀度，进而提升有色纤维产品的品质。

另一方面，当主料和色母粒下料的过程中，主料和色母粒进入色母粒注入结构中，沿着管壁向下输送，其中，由于受到遮挡部的阻挡，主料将由色母粒注入口的四周继续下料；在色母粒注入口的下方，一部分主料由于受到和主料注入管或者周围主料或色母粒的碰撞而向主料注入管的中心分散；色母粒沿斜下方运动，受到阻挡部的限制以及上方主料落料的阻挡作用主要向下运动，一部分色母粒由于受到周围主料或色母粒的碰撞而向主料注入管的管壁方向分散，从而起到将主料和色母粒预混合的效果，有利于提高混合出料的色母粒浓度，从而有利于提高生产的有色纤维产品的色泽均匀度，进而提升有色纤维产品的品质。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明及其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1是本发明的实施例1的用于纺前染色的主辅料注入系统的结构示意简图；

图2是图1中A区结构的剖视示意图；

图3是本发明的实施例1的色母粒注入管、遮挡部和色母粒注入口三者在同一水平面上的水平投影位置关系示意图；

图4是本发明的实施例1的设置有遮挡部的色母粒注入管的立体结构示意图；

图5是本发明的实施例2的用于纺前染色的主辅料注入系统的结构示意图；

图6是本发明的实施例3的用于纺前染色的主辅料注入系统的结构示意图，

其中，图6中的虚线表示电性连接线路。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的说明，显然所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。因此，以下对附图中提供的本发明实施例中的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

实施例1

在纺前染色工艺中，需要将主料和色母粒均匀混合。现有技术中，有色纤维的纺丝一般采用色母粒注入的方式进行，但是在色母粒的注入过程中，由于主料的流量较大且流速较快，而色母粒的流量较小，主料流经色母粒注入管的下方附近区域时，会占据色母粒流动的空间，增加色母粒流出的阻力，使得色母粒的注入量小于设定值，甚至导致色母粒无法顺利注入；随着滞留在色母粒注入管内的色母粒的积累，色母粒的整体重力逐渐增大，当整体重力增大至足以克服色母粒所受的流动阻力时，色母粒便会瞬间进入到主料中，使得色母粒的注入量激增。采用现有技术的主辅料注入系统，色母粒的注入量稳定性差，生产的有色纤维产品容易出现色泽不均匀的情况，严重影响产品的品质。

采用现有技术的主辅料注入系统，色母粒的注入量稳定性差，生产的有色纤维产品容易出现色泽不均匀的情况，严重影响产品的品质。

为解决上述技术问题，如图1～4所示，本发明的实施例1提供一种用于纺前染色的主辅料注入系统，其包括主料下料装置1、色母粒下料装置2和色母粒注入结构3；色母粒下料装置2通过色母粒注入结构3与主料下料装置1连通；色母粒注入结构3包括主料注入管31和色母粒注入管32；主料注入管31沿竖直方向设置；色母粒注入管32的其中一个管口为色母粒注入口321；色母粒注入管32上包含有色母粒注入口321的一端，斜下贯穿主料注入管31的一侧侧壁，色母粒注入口321位于主料注入管31的内部，且色母粒注入口321位于主料注入管31的轴心线上；色母粒注入管32上设置有遮挡部322；遮挡部322紧邻色母粒注入口321的上壁设置；如图3所示，遮挡部322在水平面的水平投影为遮挡部水平投影Z，色母粒注入口321在同一水平面上的水平投影为色母粒注入口投影(记作S，图4中的阴影区域)，色母粒注入管32在同一水平面上的水平投影为色母粒注入管水平投影(记作B)；色母粒注入口投影S位于遮挡部水平投影Z的中心。

如图1所示，实施例1提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，包括主料下料装置1、色母粒下料装置2和色母粒注入结构3；主料下料装置1用于将储存于主料料仓的主料竖直向下进行输送并注入至螺杆挤出机中进行后续加工；色母粒下料装置2用于将储存于色母粒料仓的色母粒进行输送，在色母粒注入结构3中实现与主料的汇合，并最终注入螺杆挤出机中进行后续加工。

如图2所示，色母粒注入结构3包括主料注入管31和色母粒注入管32两个部件组成，色母粒注入管32上设置有遮挡部322，通过设置遮挡部322，利用遮挡部322罩住色母粒注入口321的上方区域，可以有效地拦截落入色母粒注入口321上方区域的主料001，减小色母粒002流出的阻力，从而有助于形成可供色母粒002流动的空隙，使得色母粒002能够及时迅速地由色母粒注入口321进入至主料注入管31的内部。

当主料和色母粒下料的过程中，主料和色母粒进入色母粒注入结构3中，沿着管壁向下输送，其中，由于受到遮挡部322的阻挡，主料将由色母粒注入口321的四周继续下料；在色母粒注入口321的下方，一部分主料由于受到和主料注入管31或者周围主料或色母粒的碰撞而向主料注入管31的中心分散；色母粒沿斜下方运动，受到阻挡部322的限制以及上方主料落料的阻挡作用主要向下运动，一部分色母粒由于受到周围主料或色母粒的碰撞而向主料注入管31的管壁方向分散；从而在下料过程中，主料和色母粒形成如图2所示的分布状态，能够起到将主料和色母粒预混合的效果，有利于提高混合出料的色母粒浓度，从而有利于提高生产的有色纤维产品的色泽均匀度，进而提升有色纤维产品的品质。

实施例1提供的用于纺前染色的主辅料注入系统能够持续顺畅地进行色母粒和主料的下料，避免了色母粒002在色母粒注入口321处的滞留所引起的色母粒002的注入量的忽小忽大，能够提高色母粒002的注入量的稳定性，从而有利于提高生产的有色纤维产品的色泽均匀度，进而提升有色纤维产品的品质。

为了优化色母粒注入管32与主料注入管31的夹角角度，从而提高用于纺前染色的主辅料注入系统的可靠性，本实施例提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，色母粒注入管32与主料注入管31的夹角(记作α)为30°～60°。对α在5°～85°范围内，色母粒002的下料情况进行了测试。测试结果表明，当α在5°～30°范围内，在实际工作环境下，主料注入管31的长度是十分有限的，色母粒注入管32的管身部与主料注入管31的管壁贴的很近，使得主料注入管31和色母粒注入管32的安装干涉问题更加显著，具体表现为不方便对主料注入管31斜下打孔、不方便对主料注入管31和色母粒注入管32之间展开焊接操作，或者焊接处容易发生气体泄漏等问题；当α在60～85°范围内，色母粒002与色母粒注入管32之间的摩擦阻力损失较大，根据能量守恒原理，色母粒002运动至色母粒注入口321时的动能损失较大，影响到色母粒002的下料速度，不利于整个系统的节能环保；当α在30°～60°范围内，既能避免主料注入管31和色母粒注入管32的安装干涉问题，同时，还能够实现色母粒002的顺利下料，减少色母粒002在色母粒注入管32中的动能损失，使得整个系统更加地节能。

为了进一步减小主料001的下料对色母粒注入口321处的干扰，本实施例提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，如图2和图4所示，色母粒注入口321沿水平方向设置。通过采取平面切削的方式即可将色母粒注入管32加工为图示的结构，然后通过对主料注入管31进行斜下打孔，将加工好色母粒注入口321的色母粒注入管32沿孔道***主料注入管31中，然后按照预定角度焊接固定即可，加工过程简单、可操作性强。具体地，为保证色母粒注入口321沿水平方向设置，切削角度(色母粒注入管32的延伸方向与切削面的夹角)为“90-α”。本实施例提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，由于色母粒注入口321水平设置，色母粒注入口321水平设置，能够对色母粒002的下料方向形成向下导向作用，减少了下落的主料001与刚出色母粒注入口321的色母粒002的之间接触，从而进一步减小了主料001的下料对色母粒注入口321处的干扰。

为了减小由于遮挡部322的设置所引起的主料001在遮挡部322附近的滞留，本发明实施例提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，如图2～4所示，遮挡部322为弧形片状挡板；弧形片状挡板的上表面为凸弧面。由于凸弧面的形状特性，使得凸弧面上几乎不存在死角，降低了遮挡部322附近的滞留的可能性，当主料001下料并落在上表面为凸弧面的遮挡部322上时，主料001会顺着凸弧面的形状向下滑落，从而顺利落料。

为了提供一种结构简单、加工容易的遮挡部322结构，本实施例提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，具体地，如图2～4所示，遮挡部322为部分的圆管；圆管的内径大于色母粒注入管32的外径；圆管的中轴线平行于色母粒注入管32的中轴线；遮挡部322的下表面与色母粒注入管32的上侧外壁相切；遮挡部的剖切面为60°圆心角(记作β)的圆弧状。本实施例提供的纺前染色用色母粒注入结构，包括由圆管加工而成的遮挡部322，选用适当尺寸的圆管，将圆管切削成适当的长度，并将其加工成如图2～4所示的形状，然后将部分的圆管状的遮挡部322通过焊接固定于色母粒注入管32上，使得色母粒注入管32在水平面上的水平投影为色母粒注入管水平投影S；遮挡部322在同一水平面的水平投影为遮挡部水平投影Z，色母粒注入口321在同一水平面上的水平投影为色母粒注入口投影B；色母粒注入口投影S位于遮挡部水平投影Z的内部。本实施例提供的遮挡部322结构简单，加工容易，可靠性高，遮挡效果好。

为了使得主料001和色母粒002在色母粒注入结构3中得到较为充分的混合，实施例1提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，如图2所示，主料注入管31的下端出口为混合注入口311；混合注入口311位于色母粒注入口321的正下方，且色母粒注入口321与混合注入口311在竖直方向的高度差(记作H)为5～8cm。由于色母粒注入口321与混合注入口311存在一定的高度差，并且主料注入管31的内径尺寸是有限的，从色母粒注入口321与混合注入口311之间存在一定的混合空间。主料001(色母粒002)在下料的过程中，除了受到自身重力作用还会受到周围的主料001(和/或色母粒002)的碰撞和挤压作用，碰撞到主料注入管31的主料001(色母粒002)，又会发生转向碰撞到周围的主料001(和/或色母粒002)。在混合空间内，主料001和色母粒002可以得到一定程度的混合。对不同的色母粒注入口321与混合注入口311在竖直方向的高度差H进行测试，测试结果表明，当H为5～8cm，混合注入口311处的主料001和色母粒002的混合均匀度的相对标准偏差RSD≤5.0％，表明主料001和色母粒002在色母粒注入结构3中得到了初步混合，从而有利于提高生产的有色纤维产品的色泽均匀度，减少因色差引起的质量问题。

实施例2

由于色母粒的质量较小，为了保证色母粒能够顺利下料，色母粒下料装置可以通过在色母粒料仓的上方施加一定的气压，通过气压和色母粒的自身重力作用，以实现色母粒的顺利下料。然而，实际生产中，采用这种色母粒下料装置生产的有色纤维，经常出现色泽不均匀的现象。为了满足大批量生产需要，色母粒料仓的体积一般较大，以避免生产过程中对色母粒料仓频繁地补给。然而，随着生产的持续进行，色母粒料仓内的色母粒存量逐渐减少，尽管色母粒料仓的上方设置了恒定的气压，但是，随着色母粒占用空间的逐渐减少，色母粒料仓内的气体体积逐渐增大，因此，色母粒料仓的内部的实际压力是小于设定压力的，气体补充时，色母粒料仓的气压会存在一定的波动。色母粒料仓的气压波动会直接影响到色母粒的下料量，从而使得生产的彩色纤维出现色泽不均匀的情况。

为了避免由于色母粒料仓的气压波动导致的彩色纤维出现色泽不均匀的情况发生，实施例2提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，在实施例1的基础上进一步优选地，如图5所示，色母粒下料装置2包括由上而下依次连通的色母粒料仓21、中间料罐22和色母粒出料管23；色母粒出料管23与色母粒注入管32连通；色母粒料仓21的顶部设置有第一气体注入管01；中间料罐22内充满色母粒。

采用实施例2的用于纺前染色的主辅料注入系统进行纺前染色的色母粒加料时，首先向色母粒料仓21中加入足量的色母粒，使色母粒充满中间料罐22。然后，封闭色母粒料仓21的顶部，并向第一气体注入管01中持续通入惰气(例如氮气)，并保持色母粒料仓21内的压力恒定。色母粒在自身重力和气压的带动下向下运动，并沿着色母粒出料管23进入色母粒注入管32中。

实施例2提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，通过在色母粒料仓21的下方串联中间料罐22。由于中间料罐22的体积较小，故能够保证色母粒下料的过程中，中间料罐2中的色母粒一直处于满仓状态。中间料罐22处于满仓，也意味着中间料罐22内的空隙率保持恒定，如此，中间料罐22受气压的波动影响非常有限。采用实施例2提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，满仓的中间料罐22，将上方的色母粒料仓21与色母粒出料管23隔离开，避免了色母粒料仓21的气压波动对色母粒的下料量(下料速度)产生影响，避免由于色母粒料仓21的气压波动导致的彩色纤维出现色泽不均匀的情况发生，有利于提高彩色纤维产品的色泽均匀度及进一步提高彩色纤维产品的质量。

为了进一步提高色母粒下料的稳定性，本实施例提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，优选地，如图5所示，优选地，中间料罐22的上侧壁上设置有第二气体注入管02；第一气体注入管01设置有第一支管04；第一支管04和第二气体注入管02连通。

由于色母粒下料装置2的形状设置，色母粒的下料截面的面积会随着下料高度出现变化，特别是在经过中间料罐22的时候，下料截面的面积会出现突然增大和减小，这部分的阻力损失(压力降)是不可忽略的，通过向第二气体注入管02内注入惰气，能够及时补充损失的那部分压力降，从而有利于保持中间料罐22内的压力恒定，即进一步稳定了色母粒的下料压力，从而能够进一步提高色母粒下料的稳定性。此外，第一气体注入管01设置有第一支管04；第一支管04和第二气体注入管02连通，保证了色母粒料仓21和中间料罐22的压力一致，简化了控制和操作步骤。

为了尽可能减小由于主料下料装置1和色母粒下料装置2的气压不一致，主料下料装置1、色母粒下料装置2的下料速度之比出现变化，进而导致混合出料中的色母粒浓度变化，使得生产的有色纤维产品色泽出现或深或浅的色差，严重影响有色纤维产品的质量。实施例2提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，如图5所示，优选地，主料下料装置1包括主料料仓11；主料料仓11与主料注入管31连通；主料料仓11的顶部设置有第三气体注入管03；第三气体注入管03与第一气体注入管01或者第二气体注入管02或者第一支管04连通。

主料下料装置1用于将主料由主料料仓11按照一定的下料速度输送至色母粒注入结构3中。色母粒下料装置2用于将色母粒由色母粒料仓21按照一定的下料速度输送至色母粒注入结构3中。色母粒注入结构3用于将主料和色母粒进行混合，经色母粒注入结构3流出的主料和色母粒的混合物的色母粒浓度保持基本恒定。

采用实施例2的用于纺前染色的主辅料注入系统，首先在主料料仓11中加入足量的主料，在色母粒料仓21中加入足量的色母粒。然后按照图5所示方向由惰性气源向第三气体注入管03中充入惰气，保持主料料仓11和色母粒料仓21的内部压力稳定在0.02kg/cm²。设置不同的下料速度，并使主料的下料速度：色母粒的下料速度的比值保持恒定。经主料下料装置1和色母粒下料装置2落入色母粒注入结构3中的主料和色母粒充分混合，然后由色母粒注入结构3流出至后续工段。

在料仓(主料料仓11/色母粒料仓21)中，由于受到重力作用，主料/色母粒主要集中在料仓的底部，惰性气体由料仓的顶部注入，可以对下方的主料/色母粒产生向下的压力，有助于主料/色母粒顺利向下下料。

实施例2提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，通过主料料仓11的顶部设置有第三气体注入管03；第三气体注入管03与第一气体注入管01或者第二气体注入管02或者第一支管04连通。当注入惰气时，由于主料料仓11与色母粒料仓21处于连通状态，因此，能够保证主料料仓11与色母粒料仓21的压力时刻保持同步，如此，即使发生压力波动的情况，主料料仓11与色母粒料仓21的压力也能实现同步变化，主料下料装置1与色母粒下料装置2的下料速度之比能够保持恒定，从而实现混合出料中的色母粒浓度的均一，进而使得生产的有色纤维产品色泽均匀，提高了有色纤维产品的质量。

为了方便停产泄压操作，实施例2提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，如图5所示，色母粒料仓21的下侧壁上设置有可启闭的气体排放管212。实施例2提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，正常生产时，气体排放管212处于常闭状态，以避免气体从此处泄露，造成色母粒料仓21的压力下降；停止生产时，首先停止色母粒继续下料，然后停止向第一气体注入管01和第二气体注入管02注入惰气，开启气体排放管212，开始泄压；泄压完成后，根据需要清理色母粒下料装置2的管路内部残存的色母粒。采用实施例2提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，可以方便地进行停产泄压操作，结构简单、可靠性高。

为了便于实时监测色母粒下料装置2各部分的压力，实施例2提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，如图5所示，第一气体注入管01、第二气体注入管02和气体排放管212上均安装有压力表8。通过观察压力表8的示数，可以对色母粒下料装置2的色母粒料仓21、中间料罐22和气体排放管212处的压力进行实时监测，为色母粒下料装置2的压力参数调整提供依据，结构简单、可靠性高。

实施例3

在实际纺丝生产过程中，通常来自螺杆挤出机6的主料和色母粒经混合熔融挤出后会分配至若干个(通常为4～8个)纺丝部位51中。有时，会根据实际生产需要对纺丝部位51的数量进行增减调整，或者对单个的纺丝部位51进行维护。由于纺丝部位51数量的增减，熔体管路中的压力不可避免的发生波动，从而对有色纤维产品的品质造成不利影响，形成废丝。

为了减少由于纺丝部位51数量的增减，熔体管路中的压力不可避免的发生波动，从而对有色纤维产品的品质造成不利影响，实施例3提供的用于纺前染色的主辅料注入系统在实施例1和实施例2的基础上，进一步优选地，实施例3提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，还包括能够根据纺丝部位的开启数量自动变频的计量控制单元。通过计量控制单元可以实现根据实施监测纺丝部位的开启数量对主料下料装置1和色母粒下料装置2的下料速度进行自动化控制，从而保证混合出料的出料速度与纺丝部位的开启数量相适配，并实现主料下料速度和色母粒下料速度的同步变化，减少由于纺丝部位51数量的增减，熔体管路中的压力不可避免的发生波动，从而对有色纤维产品的品质造成不利影响。

实施例3提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，其中的计量控制单元，具体地，包括用于控制主料流速的主料计量装置401、用于控制色母粒流速的色母粒计量装置402、用于控制螺杆转数的螺杆计量装置403、控制装置44和用于控制多个纺丝部位51启闭的多个开关(图中未示出)；每一开关对应一个纺丝部位51；主料计量装置401安装于主料下料装置1上；色母粒计量装置402安装于色母粒计量装置2上；螺杆计量装置403安装于螺杆挤出机6上，且螺杆计量装置403与混合注入口311连通；

在实际纺丝生产时，主料和色母粒分别经主料计量装置401与色母粒计量装置402精确控制流速后汇入螺杆挤出机6的螺杆计量装置403中。由螺杆挤出机6将主料和色母粒混合熔融后以一定的流速注入纺丝箱体5的内部，然后平均分配至若干个纺丝部位51中进行同步纺丝。

控制装置44包括但不限于以控制柜的形式，控制装置44内设置有编程器，可以通过预先由编程器编写计算机程序，使控制装置44按照预设计算机程序对计量控制单元的各个计量装置(主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403)进行控制。

其中，多个开关与控制装置44电性连接，用于实时监测多个开关的启闭状态，以及统计处于开启状态的开关的开启开关数量数据；

主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403分别与控制装置44电性连接，用于实时监测主料流速数据、色母粒流速数据和螺杆转数数据；

控制装置44根据逻辑判断和计算向主料计量装置402、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403同步发出调速信号；

主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403同步接收调速信号，并同步执行调速。

具体如何通过控制装置44实现实时监测多个开关的启闭状态，以及统计处于开启状态的开关的开启开关数量数据，实时监测主料流速数据、色母粒流速数据和螺杆转数数据为所属技术领域人员能够理解的现有技术，在此不予赘述。

采用实施例3提供的用于纺前染色的主辅料注入系统进行有色纤维的生产，当需要对纺丝部位51的数量进行增减调整，或者对单个的纺丝部位51进行维护时，只需直接调整对应的纺丝部位51的开关的启闭状态，这时，计量控制单元将自动完成以下步骤(S1-S4)：

S1:控制装置44监测到开启开关数量数据发生变化；

S2:控制装置44根据逻辑判断和计算向主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403同步发出调速信号；

S3:主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403同步接收调速信号，并同步执行调速；

S4:控制装置44根据实时监测的主料流速数据、色母粒流速数据和螺杆转数数据判断是否达到调速信号的设定值；若未达到，继续发出调速信号，直至达到；则停止发出调速信号。

采用实施例3提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，通过控制装置44对开启开关数量、主料流速、色母粒流速以及螺杆转数等数据进行实时采集监测；并通过计算机程序实现对主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403的自动同步调速。解决了现有技术中，由于难以同时精确设定主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403，导致主料流速、色母粒流速以及螺杆转数无法协调，造成熔体管路中的压力波动剧烈，需要很长的调整时间，产生的废丝量较大的技术难题。由于对主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403的自动同步调速，可以保证主料流速、色母粒流速以及螺杆转数同步增减，大大减缓了熔体管路中的压力波动，从而缩短了调整时间，减小了废丝率，可以使计量控制单元在不停机状态下，快速根据纺丝部位增减快速自动调整，减少了材料浪费。

为了实现各计量装置的自动变频控制，实施例3提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，具体地，主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403均包括变频器4001、电机4002、减速机4003和计量泵4004；在主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403的内部，电机4002、减速器4003和计量泵4004依次机械连接，电机4002和减速器4003同轴连接，并驱动计量泵4004运转，变频器4001与电机4002电性连接，用于调节电机4002的转速；全部变频器4001均与控制装置44电性连接，用于接收并执行控制装置44发出的调速信号。

实施例3提供的用于纺前染色的主辅料注入系统的各计量装置(主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403)的结构简单、成本低廉，可以实现计量装置的变速调节。以螺杆计量装置403为例，当需要增加混合物料的出料速度或者启动螺杆挤出机6的出料的时候，利用变频器4001调整电机4002逐渐增加转速；需要减少混合物料的出料速度或者停止螺杆挤出机6的出料的时候，利用变频器4001调整电机4002逐渐减少转速；如此，在改变参数时，能够减少对于螺杆计量装置403的各个机械部件的冲击，从而使得整个用于纺前染色的主辅料注入系统运行得更加稳定可靠，也有利于延长螺杆计量装置403的使用寿命。所属技术领域人员应当能够理解的是，采用变频器4001进行变频调速时，不仅仅限于上述情形，可根据实际生产需要对螺杆计量装置403的加速曲线进行设置，包括但不限于直线加速、S形加速或者自动加速等情形。

主料计量装置401和色母粒计量装置402的结构、工作原理和有益效果与螺杆机量装置403类似，本领域技术人员在阅读上述内容后应当能够理解，在此不予赘述。

另一方面，由于全部变频器4001均与控制装置44电性连接，用于接收并执行控制装置44发出的调速信号，使得各计量装置(主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403)能够实现自动变频调速。其中，变频器4001执行调速信息可以是控制装置44经计算得到的信息也可以是经手动输入的加速曲线的调速信息。

为了对色差质量问题作出预警，便于工作人员及时做出调整，实施例3提供的用于纺前染色的主辅料注入系统的计量控制单元还包括报警器；报警器与控制装置44电性连接，当实时监测的主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例发生超限波动时，控制装置44向报警器发出报警信号；报警器发出报警信息。

本技术领域人员应当理解的是，报警器包括但不限于灯光报警器和声音报警器等类型；报警器的安装位置不限于直接设置在控制装置44上的情形，还可以单独设置于值班室，可以通过远程通讯与控制装置44进行电性连接，以便及时将报警信息告知工作人员，方便工作人员及时做出调整，以及对不合格的废丝进行处理。

由于有色纤维产品的品质要求出丝均匀，无明显色差，这就要求调速过程中及调速前后各纺丝部件51的出料流速保持恒定，且色母粒占混合物料(色母粒和主料均匀混合后形成的物料)的比例保持恒定。混合物料的出料流速主要由螺杆转速控制；色母粒占混合物料的比例取决于主料流速和色母粒流速之比。因此，通过实时监测的主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例，可以对色差质量问题出现的概率作出预判。当实时监测的主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例发生超限波动时，有色纤维产品出现或深或浅的色差的风险较大。通过设置主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例的最大容许偏差限，可以保证产品质量的同时提高生产效率。

实施例3提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，通过设置自动化报警器，可以实现对色差质量问题及时作出预警，便于工作人员及时做出调整，减少了人工成本，进一步提高了纺前染色生产工艺的可靠性。

为了方便对计量控制单元进行人工干预以及快速知晓设备的运行情况，实施例3提供的用于纺前染色的主辅料注入系统，如图6所示，控制装置44还包括输入设备和输出设备；输入设备和输出设备包括但不限于输入和输出功能为一体的触摸屏。

其中，输入设备用于手动输入主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例的偏差阈值(最大容许偏差限)以及调速的加速曲线(速度随时间变化的曲线)；

通过手动输入加速曲线，可以实现对各计量装置(主料计量装置401、色母粒计量装置402和螺杆计量装置403)的速度调节过程进行个性化的精准控制。

输出设备用于输出实时的主料流速数据、色母粒流速数据、螺杆转数数据、报警信息以及主料流速数据：色母粒流速数据：螺杆转数数据三者的比例；

输出设备能够将用于纺前染色的主辅料注入系统的运行情况以数据的形式呈现，方便工作人员通过这些数据分析快速知晓设备的实时运行情况。

输入设备上还设置有用于消除报警信息的取消报警按钮；取消报警按钮与报警器电性连接。当工作人员接到报警信息后，可以通过按动取消报警按钮，停止报警信息的继续发送。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。