專利名稱：超臨界流體連續(xù)染紗器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于纖維、紗及織物的染色裝置領(lǐng)域，尤其涉及染色裝置中的一種超臨界流體連續(xù)染紗器。
背景技術(shù)：
超臨界流體染色，特別是超臨界二氧化碳染色，是利用超臨界流體代替水作為染料的載體進(jìn)行染色，從而從根本上解決了染色工業(yè)水污染的難題，該工藝有著廣闊的應(yīng)用前景。
超臨界流體染色器作為超臨界流體染色裝置的核心設(shè)備，該設(shè)備的先進(jìn)性影響了整個(gè)裝置的工藝流程和性能。目前，國(guó)內(nèi)外超臨界流體染紗器中較為普遍的結(jié)構(gòu)有兩種一是染紗器內(nèi)設(shè)置一個(gè)多孔的經(jīng)軸，待染的紗纏繞在軸上，染色流體單方向穿過(guò)經(jīng)軸上的紗進(jìn)行染色，這種結(jié)構(gòu)難以保證各層紗染色的均勻性；另一種是染色流體由內(nèi)向外和由外向內(nèi)雙向交替穿過(guò)紡織物，以達(dá)到均勻染色的目的，這種結(jié)構(gòu)需要有染色流體的換向管路，增加了裝置和控制的復(fù)雜性。更為關(guān)鍵的是以上兩種都為間歇式結(jié)構(gòu)，即每染完一批紗后都要經(jīng)過(guò)降壓、取紗再啟動(dòng)的過(guò)程，這種結(jié)構(gòu)導(dǎo)致工藝復(fù)雜，能量消耗大，生產(chǎn)效率不高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有染紗器結(jié)構(gòu)的不足，提供一種染色均勻，可連續(xù)化操作，控制簡(jiǎn)單、能量消耗小，生產(chǎn)效率高的超臨界流體連續(xù)染紗器。
本發(fā)明的基本構(gòu)思超臨界流體連續(xù)染紗器是由筒體、紗倉(cāng)、加熱器、紗倉(cāng)截止裝置、基座、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和紗倉(cāng)托架構(gòu)成；筒體安裝在基座上，筒體外安裝加熱器，筒體上有流體管道接口，紗倉(cāng)安裝在筒體內(nèi)，紗倉(cāng)截止裝置安裝在筒體的兩端；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座兩端，動(dòng)力輸出部分與進(jìn)出筒體的紗倉(cāng)相對(duì)應(yīng)，紗倉(cāng)托架裝在筒體進(jìn)出口處。
紗倉(cāng)由紗倉(cāng)基座、流體分布筒、端蓋、密封件和筒管構(gòu)成；紗倉(cāng)基座內(nèi)有流體通道，圓柱面上有密封槽和環(huán)形通道，流體通道與環(huán)形通道相通，密封槽內(nèi)安裝密封件；流體分布筒一端固定安裝在紗倉(cāng)基座上，另一端活動(dòng)安裝端蓋，構(gòu)成紗倉(cāng)空腔；筒管兩端分別安裝在紗倉(cāng)基座的流體通道口和端蓋上，安裝部位加密封件密封；流體分布筒壁和筒管壁為多孔結(jié)構(gòu)，紗倉(cāng)基座和端蓋的外端面有凸臺(tái)；紗倉(cāng)安裝在筒體內(nèi)腔的配合關(guān)系為動(dòng)配合；流體分布筒的直徑小于紗倉(cāng)基座及端蓋的外徑，紗倉(cāng)安裝在筒體內(nèi)時(shí)，紗倉(cāng)流體分布筒與筒體內(nèi)腔有環(huán)隙。
筒體上有染色流體和洗凈流體進(jìn)、出管道接口，每種流體管道接口由一個(gè)進(jìn)口和兩個(gè)出口，構(gòu)成一個(gè)基本染洗單元，根據(jù)超臨界流體連續(xù)染紗生產(chǎn)能力可按一個(gè)進(jìn)口和一個(gè)出口的倍數(shù)增加染洗單元，流體進(jìn)出管道接口的位置與安裝在筒體內(nèi)紗倉(cāng)(初始狀態(tài))的紗倉(cāng)基座上的環(huán)形通道和流體分布筒相對(duì)應(yīng)。
安裝在筒體兩端的紗倉(cāng)截止裝置為卡箍式或液壓夾頭式。安裝在筒體外的加熱器為電加熱器或者整體式、半圓管式或其它型鋼式加熱套。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為液壓或氣動(dòng)活塞裝置或者螺桿推動(dòng)裝置。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)力輸出部分與進(jìn)出筒體的紗倉(cāng)相對(duì)應(yīng)。
本發(fā)明的效果是結(jié)構(gòu)合理，控制簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了在封閉的高壓條件下染紗和清除浮色的連續(xù)化操作，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率和染色質(zhì)量，節(jié)約了成本。
四

圖1為染紗器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為紗倉(cāng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為染紗器裝倉(cāng)工位結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為染紗器送倉(cāng)工位結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為染紗器卸倉(cāng)工位結(jié)構(gòu)示意圖；
圖7為筒管送入流體流向示意圖；圖8為筒管返回流體流向示意圖。
附圖標(biāo)記1、筒體 2、紗倉(cāng) 2-1、紗倉(cāng)基座 2-1-1、環(huán)形通道 2-1-2、流體通道 2-1-3、密封槽 2-1-4、筒管安裝孔 2-1-5、凸臺(tái) 2-2、流體分布筒 2-3、端蓋 2-3-1、密封槽 2-3-2、筒管安裝孔 2-3-3、凸臺(tái) 2-4、密封件 2-5筒管 2-6、密封件 3、加熱器 4、加熱器 5、流體管道接口 5-1、流體管道接口 5-2、流體管道接口 5-3、流體管道接口 6、紗倉(cāng)截止裝置 7、基座 8、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 9、紗倉(cāng)托架。
五具體實(shí)施例方式
結(jié)合附圖詳細(xì)敘述本發(fā)明的最佳實(shí)施方式。
如圖1、圖2和圖3所示染紗器的筒體1安裝在基座7上，筒體1上有流體管道接口5，筒體1外安裝加熱器3和4；紗倉(cāng)2安裝在筒體1內(nèi)，紗倉(cāng)截止裝置6安裝在筒體1的兩端；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8安裝在基座7的兩端，動(dòng)力輸出部分與進(jìn)出筒體1的紗倉(cāng)2相對(duì)應(yīng)；紗倉(cāng)托架9裝在筒體1的進(jìn)出口處，支承進(jìn)出筒體1的紗倉(cāng)2。
紗倉(cāng)2由紗倉(cāng)基座2-1、流體分布筒2-2、端蓋2-3、密封件2-4、筒管2-5和密封件2-6構(gòu)成；紗倉(cāng)基座2-1的密封槽2-1-3里的密封件2-4采用至少兩個(gè)開(kāi)口錯(cuò)開(kāi)一定角度的金屬或者聚四氟乙烯密封環(huán)組合密封，或者O形圈密封；端蓋2-3的密封槽2-3-1里的密封件2-4采用至少兩個(gè)開(kāi)口錯(cuò)開(kāi)一定角度的金屬或者聚四氟乙烯密封環(huán)組合密封，或者O形圈密封；密封件2-4為O形圈時(shí)，在紗倉(cāng)基座2-1和端蓋2-3靠近流體分布筒2-2側(cè)留有軸肩，其余圓柱面帶有螺紋，對(duì)于端蓋2-3，先套裝O形圈，再擰上螺紋套固定O形圈，形成軸肩-O形圈-螺紋套密封結(jié)構(gòu)；對(duì)于紗倉(cāng)基座2-1，先套裝第一個(gè)O形圈，擰上第一個(gè)螺紋套固定O形圈，形成軸肩-O形圈-第一個(gè)螺紋套密封結(jié)構(gòu)，再擰上第二個(gè)螺紋套，套裝第二個(gè)O形圈，擰上第三個(gè)螺紋套固定O形圈，形成第二個(gè)螺紋套-O形圈-第三個(gè)螺紋套密封結(jié)構(gòu)；第一個(gè)螺紋套與第二個(gè)螺紋套構(gòu)成環(huán)形通道2-1-1，第一個(gè)與第二個(gè)螺紋套螺紋直徑一致，第三個(gè)螺紋套螺紋直徑小于前兩個(gè)螺紋直徑的底徑；螺紋套與紗倉(cāng)基座2-1或端蓋2-3上的螺紋采用密封膠密封，實(shí)現(xiàn)各個(gè)紗倉(cāng)2之間、紗倉(cāng)2和外界之間的密封。
流體分布筒2-2為多孔不銹鋼圓筒包裹不銹鋼絲網(wǎng)結(jié)構(gòu)或者不銹鋼粉末冶金多孔結(jié)構(gòu)，一端焊接或粘結(jié)在紗倉(cāng)基座2-1上，另一端應(yīng)用碰珠或鏇扣與端蓋2-3連接；流體分布筒2-2的直徑小于紗倉(cāng)基座2-1及端蓋2-5的外徑，紗倉(cāng)2安裝在筒體1內(nèi)時(shí)，紗倉(cāng)2的流體分布筒2-2與筒體1內(nèi)腔有環(huán)隙，形成流體通道。筒管2-5為不銹鋼多孔管，兩端安裝在紗倉(cāng)基座2-1的筒管安裝孔2-1-4和端蓋2-3上的筒管安裝孔2-3-2內(nèi)，安裝部位加密封圈密封。
筒體1上的流體管道接口5沿筒體全長(zhǎng)設(shè)置，在筒體1進(jìn)口最近的3個(gè)流體管道接口5相對(duì)應(yīng)的安裝在筒體1內(nèi)的紗倉(cāng)2的位置為染色段的一個(gè)基本染色單元，中間位置的流體管道接口5與紗倉(cāng)2上的環(huán)形通道2-1-1相對(duì)應(yīng)，并與染色流體管路的染色流體輸送管道相連接；左右兩側(cè)的流體管道接口5的位置與安裝在筒體1內(nèi)的紗倉(cāng)2的流體分布筒2-2相對(duì)應(yīng)，并與染色流體管路的回流管道相連接。染紗生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大時(shí)，每擴(kuò)大一個(gè)染色單元，增加一個(gè)染色流體輸送管道接口5和一個(gè)染色流體回流管道接口5。
后續(xù)的3個(gè)流體管道接口5相對(duì)應(yīng)安裝在筒體1內(nèi)的紗倉(cāng)2的位置為洗凈段的一個(gè)基本洗凈單元，中間位置的流體管道接口5與紗倉(cāng)2上的環(huán)形通道2-1-1相對(duì)應(yīng)，并與洗凈流體管路的洗凈流體輸送管道相連接；左右兩側(cè)的流體管道接口5的位置與安裝在筒體1內(nèi)的紗倉(cāng)2的流體分布筒2-2相對(duì)應(yīng)，并與洗凈流體管路的洗凈流體回流管道相連接。染紗生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大時(shí)，每擴(kuò)大一個(gè)洗凈單元，增加一個(gè)洗凈流體輸送管道接口5和一個(gè)洗凈流體回流管道接口5。
截止裝置6為液壓或機(jī)械卡箍，卡箍由至少兩瓣卡抓構(gòu)成，固定安裝在筒體1的兩端口上，在液壓或機(jī)械力作用下推動(dòng)卡箍，卡在紗倉(cāng)2的凸臺(tái)2-1-5和2-3-3之間，阻止筒體1內(nèi)的紗倉(cāng)2在沒(méi)有驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8推進(jìn)作用時(shí)從筒體1中跑出。
驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8為兩組液壓活塞機(jī)構(gòu)，分別安裝在基座7的兩端立壁上，活塞的中心線與染紗器筒體1的中心線一致，兩活塞的端部作用在進(jìn)出染紗器筒體1的紗倉(cāng)2端面上。紗倉(cāng)托架9采用V形槽或其他結(jié)構(gòu)，安裝在基座7上，起到承托紗倉(cāng)作用，其高度以被承托紗倉(cāng)的中心線與筒體1的中心線相一致時(shí)為基準(zhǔn)。
加熱器3和加熱器4焊接在筒體1的外部，與染色段和洗凈段相對(duì)應(yīng)，使流體保持所需要的溫度，通常加熱器3的溫度要低于加熱器4的溫度。
該裝置的操作過(guò)程首先將超臨界流體連續(xù)染紗器安裝到染色裝置系統(tǒng)中，如圖7、圖8所示筒體1上的流體管道接口5，分別與系統(tǒng)中的染色流體管路及洗凈流體管路相連接，截止裝置6、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8、加熱器3和加熱器4與系統(tǒng)中的液壓動(dòng)力系統(tǒng)、電源和熱源接通。
筒紗裝進(jìn)紗倉(cāng)2內(nèi)，筒管2-5的一端安裝在紗倉(cāng)基座2-1的筒管安裝孔2-1-4內(nèi)，蓋上端蓋2-3，同時(shí)管筒2-5的另一端插入端蓋2-3的筒管安裝孔2-3-2內(nèi)。
將待染紗裝入紗倉(cāng)2，不斷推入和卸出筒體1的紗倉(cāng)2構(gòu)成連續(xù)運(yùn)行的紗倉(cāng)鏈，裝置運(yùn)行過(guò)程中，紗倉(cāng)裝入側(cè)(圖1中筒體1的右側(cè))截止裝置6收縮卡緊，紗倉(cāng)卸出側(cè)活塞(圖1中筒體1的左側(cè))壓緊即將離開(kāi)筒體1的紗倉(cāng)，阻止紗倉(cāng)從筒體1中跑出；如圖4所示，紗倉(cāng)裝入側(cè)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8活塞后退，將即將裝入筒體1的紗倉(cāng)置于紗倉(cāng)托架9上，隨后如圖5所示，紗倉(cāng)裝入側(cè)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)8活塞施力壓緊新裝紗倉(cāng)，與此同時(shí)，紗倉(cāng)裝入側(cè)的截止裝置6松開(kāi)，紗倉(cāng)裝入側(cè)的活塞繼續(xù)向前推進(jìn)，將裝有待染紗的紗倉(cāng)2推進(jìn)筒體1，紗倉(cāng)卸出側(cè)的活塞同步后退；當(dāng)新裝紗倉(cāng)被推入紗倉(cāng)長(zhǎng)度的1/2之后，如圖6所示紗倉(cāng)卸出側(cè)的截止裝置6收縮卡緊，紗倉(cāng)卸出側(cè)的活塞后退，取下卸出紗倉(cāng)。依次往復(fù)。
染色過(guò)程如圖7，紗倉(cāng)鏈在筒體1內(nèi)染色段的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，紗倉(cāng)2的流體分布筒2-2首先與流體管道接口5-3連通，紗倉(cāng)基座2-1上的流體通道2-1-2與流體管道接口5-2連通，染色超臨界流體通過(guò)流體管道接口5-2經(jīng)流體通道2-1-2，筒管2-5，被染筒紗，流體分布筒2-2和流體管道接口5-3流出，即完成由內(nèi)而外流經(jīng)被染紗的染色步驟；隨后紗倉(cāng)被推動(dòng)1/2紗倉(cāng)長(zhǎng)度的距離，此時(shí)如圖8所示，流體管道接口5-1與紗倉(cāng)基座2-1上的環(huán)形通道2-1-2連通，流體分布筒2-2與流體管道接口5-2連通，染色超臨界流體經(jīng)流體管道接口5-2，流體分布筒2-2，被染筒紗，筒管2-5，流體通道2-1-2和流體管道接口5-1流出，完成由外而內(nèi)流經(jīng)被染紗的染色步驟，達(dá)到均勻染色的目的。
洗凈過(guò)程同樣道理，紗倉(cāng)鏈在筒體1內(nèi)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，洗凈段的紗倉(cāng)2的流體管道接口5-1與紗倉(cāng)基座2-1上的環(huán)形通道2-1-2連通，流體分布筒2-2與流體管道接口5-2連通，洗凈超臨界流體經(jīng)流體管道接口5-2，流體分布筒2-2，被染筒紗，筒管2-5，流體通道2-1-2和流體管道接口5-1流出，完成由外而內(nèi)流經(jīng)被染紗的洗去浮色步驟；隨后紗倉(cāng)被推動(dòng)1/2紗倉(cāng)長(zhǎng)度的距離，此時(shí)，流體分布筒2-2首先與流體管道接口5-3連通，紗倉(cāng)基座2-1上的流體通道2-1-2與流體管道接口5-2連通，洗凈超臨界流體通過(guò)流體管道接口5-2經(jīng)環(huán)形通道2-1-2，筒管2-5，被染筒紗，流體分布筒2-2和流體管道接口5-3流出，即完成由內(nèi)而外流經(jīng)被染紗的洗去浮色步驟，達(dá)到均勻洗去浮色的目的。其他紗倉(cāng)的染色和洗凈步驟依次類推。
紗倉(cāng)的裝卸筒紗都在筒體外部進(jìn)行，染色和洗凈工藝是在封閉狀態(tài)下連續(xù)完成，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化操作，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率和染色質(zhì)量，節(jié)約了成本。被染紗的裝入和卸出筒體等工作可以是人工的也可以安裝自動(dòng)化系統(tǒng)來(lái)完成。
權(quán)利要求
1.超臨界流體連續(xù)染紗器其特征為由筒體、紗倉(cāng)、加熱器、紗倉(cāng)截止裝置、基座、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和紗倉(cāng)托架構(gòu)成；筒體安裝在基座上，筒體外安裝加熱器，筒體上有流體管道接口，紗倉(cāng)安裝在筒體內(nèi)，紗倉(cāng)截止裝置安裝在筒體的兩端；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座兩端，動(dòng)力輸出部分與進(jìn)出筒體的紗倉(cāng)相對(duì)應(yīng)，紗倉(cāng)托架安裝在筒體進(jìn)出口處。
2.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的超臨界流體連續(xù)染紗器，其特征為所述的紗倉(cāng)由紗倉(cāng)基座、流體分布筒、端蓋、密封件和筒管構(gòu)成；紗倉(cāng)基座內(nèi)有流體通道，圓柱面上有密封槽和環(huán)形通道，流體通道與環(huán)形通道相通，密封槽內(nèi)安裝密封件；流體分布筒一端固定安裝在紗倉(cāng)基座上，另一端活動(dòng)安裝端蓋，構(gòu)成紗倉(cāng)空腔；筒管兩端分別安裝在紗倉(cāng)基座的流體通道口和端蓋上，安裝部位加密封件密封；流體分布筒壁和筒管壁為多孔結(jié)構(gòu)，紗倉(cāng)座和端蓋的外端面有凸臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的超臨界流體連續(xù)染紗器，其特征為所述的紗倉(cāng)安裝在筒體內(nèi)，紗倉(cāng)與筒體內(nèi)腔的配合關(guān)系為動(dòng)配合；安裝在筒體內(nèi)的紗倉(cāng)流體分布筒與筒體內(nèi)腔有環(huán)隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求書(shū)1所述的超臨界流體連續(xù)染紗器，其特征為所述的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為液壓或氣動(dòng)活塞裝置或者螺桿推動(dòng)裝置。
全文摘要
本發(fā)明屬于纖維、紗及織物的染色裝置領(lǐng)域，尤其涉及染色裝置中的一種超臨界流體連續(xù)染紗器。是由筒體、紗倉(cāng)、加熱器、紗倉(cāng)截止裝置、基座、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和紗倉(cāng)托架構(gòu)成；筒體安裝在基座上，筒體外安裝加熱器，筒體上有流體管道接口，紗倉(cāng)安裝在筒體內(nèi)，紗倉(cāng)截止裝置安裝在筒體的兩端；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)安裝在基座兩端，動(dòng)力輸出部分與進(jìn)出筒體的紗倉(cāng)相對(duì)應(yīng)，紗倉(cāng)托架安裝在筒體進(jìn)出口處。該發(fā)明，結(jié)構(gòu)合理，控制簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了在封閉的高壓條件下染紗和清除浮色的連續(xù)化操作，降低了能耗，提高了生產(chǎn)效率和染色質(zhì)量，節(jié)約了成本。
文檔編號(hào)D06B3/00GK101078154SQ20071001599
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月25日
發(fā)明者王威強(qiáng), 郭德國(guó), 王杰, 曲延鵬, 劉燕 申請(qǐng)人:山東大學(xué)