一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機及其染色方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機，包括染色室及高壓染缸，高壓染缸頂部連有擺布裝置、提布裝置，染色室包括噴殼，噴殼一端與提布裝置相連，另一端連有第一噴座，第一噴座與擺布裝置相連，噴殼內(nèi)裝有第二噴座、第三噴座，第三噴座、第二噴座、第一噴座配合噴殼形成混合腔室，混合腔室兩端分別設(shè)有噴口a、噴口b，噴殼上裝有與混合腔室連通的進液口、進氣口，高壓染缸底部開有沉降出口，沉降出口通過進液管道與進液口相連，進液管道上依次布置有過濾器、二氧化碳循環(huán)泵、混料裝置、換熱器，高壓染缸頂部開有升騰出口，升騰出口與高壓風(fēng)機吸風(fēng)口相連，高壓風(fēng)機出風(fēng)口與進氣口相連。本發(fā)明勻染性好，上色率高，染布量大。
【專利說明】一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機及其染色方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及紡織印染領(lǐng)域，尤其涉及一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機及其染色方法。

【背景技術(shù)】
[0002]近年來，世界各國都在致力于無水染色技術(shù)的研究，隨著現(xiàn)代科學(xué)的技術(shù)的快速發(fā)展，超臨界二氧化碳染色技術(shù)日益受到世界許多國家的重視，其基礎(chǔ)原理在于，二氧化碳在超臨界狀態(tài)下有良好的傳質(zhì)性能和溶解性能，對于非極性物質(zhì)有良好的溶解能力。
[0003]目前，超臨界二氧化碳染色還停留在靜態(tài)染色，也就是織物只是浸泡在介質(zhì)中，此種染色方式存在染色勻染性差，上色率低、染布量小的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對上述問題，提供一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機及其染色方法，以解決現(xiàn)有超臨界二氧化碳染色停留在靜態(tài)染色，存在染色勻染性差，上色率低、染布量小的問題。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0006]一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機，包括染色室及由支腿支撐的高壓染缸，所述高壓染缸頂部的一端開有擺布口，并連接有擺布裝置，其頂部的另一端開有提布口，并連接有提布裝置，所述染色室包括噴殼，所述噴殼的一端與提布裝置相連，另一端連接有中空結(jié)構(gòu)的第一噴座，所述第一噴座與擺布裝置相連，噴殼內(nèi)鄰近第一噴座的一端安裝有中空結(jié)構(gòu)的第二噴座，且噴殼內(nèi)鄰近提布裝置的一端安裝有中空結(jié)構(gòu)的第三噴座，所述第三噴座、第二噴座、第一噴座配合噴殼形成有混合腔室，所述混合腔室的兩端分別設(shè)置有噴口 a、噴口 b，所述噴口 a由第二噴座與第三噴座配合形成，所述噴口 b由第二噴座與第一噴座配合形成，所述噴殼上安裝有與混合腔室相連通的進液口、進氣口，所述高壓染缸的底部開有沉降出口，所述沉降出口通過進液管道與進液口相連，所述進液管道上沿沉降出口至進液口的方向依次布置有過濾器、二氧化碳循環(huán)泵、混料裝置、換熱器，高壓染缸的頂部開有升騰出口，所述升騰出口與高壓風(fēng)機的吸風(fēng)口相連，所述高壓風(fēng)機的出風(fēng)口與進氣口相連。
[0007]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述提布裝置、高壓風(fēng)機、二氧化碳循環(huán)泵、混料裝置均采用高壓屏蔽電機為動力源。
[0008]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述高壓屏蔽電機包括機殼、端蓋及將定子、轉(zhuǎn)子分隔成定子空間、轉(zhuǎn)子空間的屏蔽套，所述端蓋上連接有壓力平衡蓋，所述壓力平衡蓋上開有注油口，所述注油口與壓力平衡蓋內(nèi)部的壓力平衡腔相連通，所述壓力平衡腔與定子空間相連通，且壓力平衡腔與轉(zhuǎn)子空間之間設(shè)置有波紋膜片，所述定子空間、壓力平衡腔內(nèi)設(shè)置有變壓器油。
[0009]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述噴口 a的流道為圓臺形結(jié)構(gòu)，其半徑沿流向依次遞減，且其流向與織物走向相同，所述噴口 b的流道為圓臺形結(jié)構(gòu)，其半徑沿流向依次遞減，且其流向與織物走向相同。
[0010]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述噴殼的進液口末端安裝有霧化噴頭。
[0011]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述混料裝置為推進式攪拌器。
[0012]作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述換熱器為平板式換熱器。
[0013]一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色方法，包括以下步驟:
[0014]a、將織物加入高壓染缸內(nèi)，將溫度、壓力調(diào)節(jié)至目標(biāo)值，并向超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機中充入超臨界二氧化碳；
[0015]b、開啟提布裝置、擺布裝置，使織物處于循環(huán)狀態(tài)，與此同時，開啟二氧化碳循環(huán)泵、高壓風(fēng)機，使升騰的超臨界二氧化碳、沉降的超臨界二氧化碳均處于循環(huán)狀態(tài)，升騰的超臨界二氧化碳、沉降的超臨界二氧化碳在染色室中混合霧化后，噴射在經(jīng)過染色室的織物上實現(xiàn)染色。
[0016]進一步的，所述的溫度為70?155°，所述的壓力為7.4?35Mpa。
[0017]本發(fā)明的有益效果為，所述超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機實現(xiàn)了動態(tài)染色，其染液可以在霧化的狀態(tài)下強對流循環(huán)對織物染色，織物能在外界動力的作用下循環(huán)運動，不斷染色，使得染料和織物充分接觸，避免了染液渦流，使染色的色牢度、上染率得到大幅的提升，解決了靜態(tài)染色勻染性差、上色率低、染布量小的問題。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本發(fā)明高壓染缸的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本發(fā)明染色室的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為本發(fā)明高壓屏蔽電機結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖中:
[0023]1、高壓染缸；2、染色室；3、擺布裝置；4、提布裝置；5、過濾器；6、二氧化碳循環(huán)泵；
7、混料裝置；8、換熱器；9、高壓風(fēng)機；10、支腿；11、擺布口 ； 12、提布口 ； 13、操作口 ；14、升騰出口 ；15、沉降出口 ；16、噴殼；17、第一噴座；18、第二噴座；19、第三噴座；20、混合腔室；21、噴口 a ;22、噴口 b ;23、進氣口 ；24、進液口 ；25、織物；26、機殼；27、端蓋；28、定子；29、轉(zhuǎn)子；30、屏蔽套；31、壓力平衡蓋；32、波紋膜片；33、壓力平衡腔。

【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖并通過【具體實施方式】來進一步說明本發(fā)明的技術(shù)方案?？梢岳斫獾氖?，此處所描述的實施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。
[0025]請參照圖1至圖3所示，于本實施例中，一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機，包括染色室2及由支腿10支撐的高壓染缸1，所述高壓染缸I的右端開有用于進織物25的操作口，其頂部的左端開有擺布口 11，并連接有擺布裝置3，且其頂部的右端開有提布口 12，并連接有提布裝置4，所述染色室2包括噴殼16，所述噴殼16的右端與提布裝置4相連，左端連接有中空結(jié)構(gòu)的第一噴座17，所述第一噴座17的左端與擺布裝置3相連，噴殼16內(nèi)左端安裝有中空結(jié)構(gòu)的第二噴座18，右端安裝有中空結(jié)構(gòu)的第三噴座19，所述第三噴座19、第二噴座18、第一噴座17配合噴殼16形成有混合腔室20，所述混合腔室20的兩端分別設(shè)置有噴口 a21、噴口 b22，所述噴口 a21由第二噴座18與第三噴座19配合形成，噴口 a21的流道為圓臺形結(jié)構(gòu)，其半徑沿流向依次遞減，且其流向與織物25的走向相同，所述噴口 b22由第二噴座18與第一噴座17配合形成，噴口 b22的流道為圓臺形結(jié)構(gòu)，其半徑沿流向依次遞減，且其流向與織物25的走向相同，所述噴殼16的上部安裝有與混合腔室20相連通的進氣口 23，噴殼16的下部安裝有與混合腔室20相連通的進液口 24，所述進液口 24的末端安裝有霧化噴頭，所述高壓染缸I底部的中心處開有沉降出口 15，所述沉降出口 15通過進液管道與進液口 24相連,所述進液管道上沿沉降出口 15至進液口 24的方向依次布置有過濾器5、二氧化碳循環(huán)泵6、混料裝置7、換熱器8，所述混料裝置7為推進式攪拌器，所述換熱器8為平板式換熱器，高壓染缸I頂部的中心處開有升騰出口 14，所述升騰出口 14與高壓風(fēng)機9的吸風(fēng)口相連，所述高壓風(fēng)機9的出風(fēng)口與進氣口 23相連。
[0026]一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色方法，包括以下步驟:
[0027]a、將織物加入高壓染缸I內(nèi)，將溫度調(diào)節(jié)至110°，壓力調(diào)節(jié)至21Mpa，并向超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機中充入超臨界二氧化碳；
[0028]b、開啟提布裝置4、擺布裝置3，使織物25處于循環(huán)狀態(tài)，與此同時，開啟二氧化碳循環(huán)泵6、高壓風(fēng)機9，使升騰的超臨界二氧化碳、沉降的超臨界二氧化碳均處于循環(huán)狀態(tài)，升騰的超臨界二氧化碳、沉降的超臨界二氧化碳在染色室2中混合霧化后，噴射在經(jīng)過染色室2的織物25上實現(xiàn)染色。
[0029]為了能夠在7.4?35Mpa的壓力下工作并保持優(yōu)良的密封性能，采用高壓屏蔽電機作為高壓風(fēng)機9、二氧化碳循環(huán)泵6、混料裝置7、提布裝置4的動力源；如圖4所示，為本發(fā)明高壓屏蔽電機結(jié)構(gòu)示意圖；所述高壓屏蔽電機包括機殼26、端蓋27及將定子28、轉(zhuǎn)子29分隔成定子空間、轉(zhuǎn)子空間的屏蔽套30，所述端蓋27上連接有壓力平衡蓋31，所述壓力平衡蓋31上開有注油口，所述注油口與壓力平衡蓋31內(nèi)部的壓力平衡腔33相連通，所述壓力平衡腔33與定子空間相連通，且壓力平衡腔33與轉(zhuǎn)子空間之間設(shè)置有波紋膜片32，所述定子空間、壓力平衡腔33內(nèi)設(shè)置有變壓器油。高壓屏蔽電機工作時，轉(zhuǎn)子29與屏蔽套30之間充滿了染劑介質(zhì)，其壓力使得波紋膜片32變形，進而將壓力平衡腔33里的變壓器油壓向定子空間，從而將壓力傳遞給定子空間的屏蔽套30，使得屏蔽套30內(nèi)外兩個封閉區(qū)域內(nèi)的壓力平衡，由此，屏蔽套30內(nèi)外不存在壓力差，所以，較薄的屏蔽套30即可滿足高壓的要求。
[0030]上述超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機包括三個循環(huán)系統(tǒng):第一個循環(huán)系統(tǒng)即沉降超臨界二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)，它是將高壓染缸1、過濾器5、二氧化碳循環(huán)泵6、混料裝置7、換熱器8、染色室2用壓力管道、法蘭等管道元件依次串聯(lián)起來，在二氧化碳循環(huán)泵6的作用下，沉降的超臨界二氧化碳從高壓染缸I的沉降出口 15經(jīng)過濾器5過濾后進入混料裝置7，在混料裝置7的攪動下溶解染料后，進入換熱器8進行加熱，達到染色溫度的染劑由染色室2的進液口 24進入染色室2，與染色室2里的織物25混合，進行染料交換，從而給織物25上色；第二個循環(huán)系統(tǒng)即升騰超臨界二氧化碳循環(huán)系統(tǒng)，它是將高壓染缸1、高壓風(fēng)機9、染色室2用壓力管道、法蘭等管件串聯(lián)起來，升騰的超臨界二氧化碳在高壓風(fēng)機9的作用下由染色室2的進氣口 23進入染色室2，高速的氣流將循環(huán)過來的染劑吹成細(xì)小微粒使其更加容易滲透到織物25中，更好的進行染劑交換，與此同時，染色室2中的織物25在高速氣流的吹動下，不斷地揉搓、擺動，有利于染色品質(zhì)的提高；第三個循環(huán)系統(tǒng)即為織物循環(huán)系統(tǒng)，織物25由操作口 13裝入高壓染缸1，由于在二氧化碳循環(huán)泵6和高壓風(fēng)機9的共同作用下，提布口 12處形成有負(fù)壓，織物25在提布裝置4及負(fù)壓的共同作用下進入染色室2，與上述染劑相遇進行染色，然后，織物25在擺布裝置3的作用下均勻的鋪排在高壓染缸I內(nèi)，織物25首尾相連不斷循環(huán)直到達到染色要求。
[0031]上述超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機工作時，織物25在提布裝置4、擺布裝置3的作用下，在高壓染缸1、染色室2中不斷循環(huán)，沉降的超臨界二氧化碳在二氧化碳循環(huán)泵6的驅(qū)動下，經(jīng)過濾器5、混料裝置7、換熱器8后由染色室2的進液口 24進入，經(jīng)進液口 24末端的霧化噴頭霧化后進入混合腔室20，升騰的超臨界二氧化碳在高壓風(fēng)機9的驅(qū)動下，由染色室2的進氣口 23進入混合腔室20，兩者在強對流的情況下霧化，霧化的染劑由噴口a21、噴口 b22噴出，與織物25接觸，進行染劑交換，且噴口 a21、噴口 b22的流道均為圓臺形結(jié)構(gòu)，半徑均沿流向依次遞減，從而使得霧化的染劑以一定角度噴射在織物25上，此外，噴口 a21、噴口 b22噴射出的霧化的染劑的流向與織物25的走向相同，從而能夠給織物25提供一個動力使之不斷循環(huán)。
[0032]以上實施例只是闡述了本發(fā)明的基本原理和特性，本發(fā)明不受上述實施例限制，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改變，這些變化和改變都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機，其特征在于:包括染色室及由支腿支撐的高壓染缸，所述高壓染缸頂部的一端開有擺布口，并連接有擺布裝置，其頂部的另一端開有提布口，并連接有提布裝置，所述染色室包括噴殼，所述噴殼的一端與提布裝置相連，另一端連接有中空結(jié)構(gòu)的第一噴座，所述第一噴座與擺布裝置相連，噴殼內(nèi)鄰近第一噴座的一端安裝有中空結(jié)構(gòu)的第二噴座，且噴殼內(nèi)鄰近提布裝置的一端安裝有中空結(jié)構(gòu)的第三噴座，所述第三噴座、第二噴座、第一噴座配合噴殼形成有混合腔室，所述混合腔室的兩端分別設(shè)置有噴口 a、噴口 b，所述噴口 a由第二噴座與第三噴座配合形成，所述噴口 b由第二噴座與第一噴座配合形成，所述噴殼上安裝有與混合腔室相連通的進液口、進氣口，所述高壓染缸的底部開有沉降出口，所述沉降出口通過進液管道與進液口相連，所述進液管道上沿沉降出口至進液口的方向依次布置有過濾器、二氧化碳循環(huán)泵、混料裝置、換熱器，高壓染缸的頂部開有升騰出口，所述升騰出口與高壓風(fēng)機的吸風(fēng)口相連，所述高壓風(fēng)機的出風(fēng)口與進氣口相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機，其特征在于:所述提布裝置、高壓風(fēng)機、二氧化碳循環(huán)泵、混料裝置均采用高壓屏蔽電機為動力源。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機，其特征在于:所述高壓屏蔽電機包括機殼、端蓋及將定子、轉(zhuǎn)子分隔成定子空間、轉(zhuǎn)子空間的屏蔽套，所述端蓋上連接有壓力平衡蓋，所述壓力平衡蓋上開有注油口，所述注油口與壓力平衡蓋內(nèi)部的壓力平衡腔相連通，所述壓力平衡腔與定子空間相連通，且壓力平衡腔與轉(zhuǎn)子空間之間設(shè)置有波紋膜片，所述定子空間、壓力平衡腔內(nèi)設(shè)置有變壓器油。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機，其特征在于:所述噴口 a的流道為圓臺形結(jié)構(gòu)，其半徑沿流向依次遞減，且其流向與織物走向相同，所述噴口 b的流道為圓臺形結(jié)構(gòu)，其半徑沿流向依次遞減，且其流向與織物走向相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機，其特征在于:所述噴殼的進液口末端安裝有霧化噴頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機，其特征在于:所述混料裝置為推進式攪拌器。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機，其特征在于:所述換熱器為平板式換熱器。
8.一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色方法，其特征在于:包括以下步驟: a、將織物加入高壓染缸內(nèi)，將溫度、壓力調(diào)節(jié)至目標(biāo)值，并向超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色機中充入超臨界二氧化碳； b、開啟提布裝置、擺布裝置，使織物處于循環(huán)狀態(tài)，與此同時，開啟二氧化碳循環(huán)泵、高壓風(fēng)機，使升騰的超臨界二氧化碳、沉降的超臨界二氧化碳均處于循環(huán)狀態(tài)，升騰的超臨界二氧化碳、沉降的超臨界二氧化碳在染色室中混合霧化后，噴射在經(jīng)過染色室的織物上實現(xiàn)染色。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種超臨界二氧化碳動態(tài)循環(huán)染色方法，其特征在于:所述的溫度為70?155°，所述的壓力為7.4?35Mpa。
【文檔編號】D06B5/08GK104178960SQ201410432592
【公開日】2014年12月3日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】吳建華 申請人:無錫市華洋染整機械有限公司