CN1010429B - 粉状染料自动配料成套设备 - Google Patents

Abstract

用于染料工业制备混合染料的计算机控制粉状染料自动配料成套设备，它包括有：若干容纳粉状染料的料箱(1)，相互并排设置，每个料箱安装有注入染料的管路系统(3，6，7，8)及一个从料箱中送出染料的螺旋出料器(11)；位于料箱下方并能沿料箱排列方向滑动的下框架(41)，在它们的一侧安装有由电机(22) 及驱动螺旋出料器的减速器(21)组成的电机组合；在它的另一侧装有对料箱排出的染料称重的称(47)。输出染料的量及配料程序装入计算机的存储器，使设备的操作实现计算机控制。

Description

本发明是关于规划和制造一种计算机控制制备混合染料用的粉状染料配料设备。

为制备确定颜色的混合染料需要使用各种碱性染料，这是染料工业的标准工艺规程，这也是染色过程的第1项工序。众所周知，制备混合染料系统包括把各碱性染料分别从其贮筒中取出并送去称重的步骤都是由人工操作的。得到的混合染料经过溶解并置入另一个贮筒送往生产部门，在该处把染料送进染色设备。用上述系统制备混合染料是很不方便的，因为操作者不得不在放置各种碱性染料的贮筒与称料站之间往返以完成取料和称重的一系列操作;不方便的另一个原因在于操作者不论是取出染料还是在每次称重时读数都很容易出错。一旦发生差错，整批混合的染料只好扔掉，这就带来严重的经济损失。很明显，这种不便也会导致混合染料配比成份不能保持恒定，因而得到的颜色也不能保持恒定。

不便还表现在用人工方法制备混合染料是要冒风险的;因为当进行取料和称重工序时可能会引起在贮料筒中发生不应有的染料混杂或污染现象。例如，很可能意外地将一种染料送进贮有另一种染料的料箱之中;不方便性还表现在以人工处理染料会引起一定数量的染料在空气中飞散，最低程度也污染周围的工作环境，对实施这些操作工序的人员健康危害，这一点也是相当至关重要的。

为克服上述列举的种种缺点，设计并生产了若干个带有旋转式送料装置的加料站，每个加料站都装有一个贮放一种碱性染料的圆筒。上述旋转式送料装置由操作者通过机械控制系统使其旋转，操作者按照制备混合染料的具体工艺在某一时间内选定哪一个贮料筒应处于出料状态，染料从筒中取出并送去称重，这个操作完全是由操作手使用一个铲斗 来完成的，很容易理解，这种系统虽然能使操作者摆脱了取碱性染料时在各筒间的来回走动，但是并没有消除污染染料的危险，因为意外地把某一染料筒中的染料送进另一个筒中的危险还可能发生：另外也没有解决周围环境的污染问题，还是不能免除对操作者健康的损害。

本发明的目的即在于克服上面列举的种种缺点。具体来说，本发明的目的是创建一种用于混合染料的各碱性染料配比称重的设备，所有取料、称重等操作完全是按程序自动实现的，排除了一切人为干予。本发明的另一目的在于能使混合好的染料有一个恒定的配比，这是由混合染料中的各单元组分通过非常精确的计量程序来实现的。本发明还有一个目的，在于组成混合染料时对各种染料取料的运动路线实行优化，也就是制备混合染料的时间周期减至最低程度;另一个并非不重要的目的是几乎可以完全消除染料在空气中飞散，避免了对周围环境的污染

通过创建出一种粉状染料的配料设备使所有上述目的得以体现，这种装置尤其适用于混合染料的制备，它与权利要求项中所申明的一致，包括有支承多个容纳粉状染料的料箱的机架，料箱一个个相互并排设置，每个料箱装有染料输入管道及一个挤出染料的螺旋出料器，也包括一个用于称碱性染料的电子称，以及染料的选择、称量的程序控制装置。这种配料设备的特点在于混合染料是通过按程序依次把各碱性染料送到数字显示的电子称盘上得到的。所说的电子称按逻辑程序控制沿轨道滑移到各个料箱下方，其特征进一步体现在混合染料中的每种碱性染料加料是分别通过各个不同旋转速度的螺旋出料器把染料从料箱内挤出而实现的。螺旋出料器由适当的电机传动装置驱动，其特征更进一步体现在电子称移至每个料箱下方及相应每个螺旋出料器的转速及旋转持续时间，是由操作者根据混合染料的配比给出的相应指令由计算机程序控制实现的。

按本发明的最佳实施例，每个料箱装有用于输入碱性染料的管道，它伸进染料圆筒中，由于染料箱内建立的低压而直接从圆筒内把染料吸入料箱的料箱内置有滤清器用于使染料的收集区隔离开。上述低压的产生是通过与真空泵连接的导管抽出空气实现的。

此外，沿导轨的纵向在各料箱下方滑动的下框架，在它的对应上述螺旋出料器输出染料的一侧承放有电子称，而在其相对的另一侧，安装着减速器组，上述减速器组，按照混料的需要而与选定要输出碱性染料的那个料箱中的螺旋出料器伸出轴相啮合。

本发明的第一个优点在于操作者完全摆脱了来回移动位置，即不需要从贮料圆筒集取染料，再送往称重和制备混料的场所;另一个优点是由于摆脱了人工操作也就实际上完全避免了因偶然失误把一种染料注入另一种染料容器或圆筒内所引起的染料污染的可能性。

还有一个优点在于实际上完全消除了称重读数或校正称重系统发生的差错，也消除了操作者取染料可能发生的差错。本发明还有这样的优点，即贮存在各料箱中的碱性染料能保持其物理性质，特别是其湿度不变，显而易见，各碱性染料的比重保持恒定，也就使各碱性染料构成的混合染料有恒定组份。

最后但并不是不重要的优点在于向料箱内加满染料及制备混料过程完全消除了人工操作，因而显著地减少了粉状染料在空气中飞扬而造成对周围环境的污染，可以说几乎减少到了没有污染的程度。

其它特性和优点将参照附图从对本发明的最佳实施例的描述中得到很好地领会，但这并不意味着附图及说明限定了本发明的范围。

其中的附图有：

图1：表示全套设备的局部视图;

图2：表示设备的侧向视图;

图3：表示用来输出着色染料的螺旋出料器轴及与它偶合使螺旋出料器得到各自转速的减速器组合的截面图;

现参阅上述附图1和2，可以看到全套设备包括有多个并排设置的料箱1，这些料箱承放在机架2上，机架是作为与地面连接的机座。

每个料箱的上部有空气导管3，它由截止阀5控制其开闭，阀5通过集流管4与一真空泵相连。

每个料箱1也装有上部侧管6，其一端是柔性的垂直管7，管7的端部连接有伸入圆筒中的刚性金属管8，用管8汲取筒中的染料。

在每个料箱1内，上端部装有滤清器10，它使低压区与装料区隔开，通过上述真空泵（图中未 示出）的作用，建立起低压区并打开截止阀5时就引起向料箱1中的加料过程。实际上，是由真空泵通过导管3把料箱内的空气抽出而建立起低压区的。

料箱1内部与周围大气间形成的压力差使得容器9内的染料通过导管8、柔性管7及刚性管6吸进料箱1内。设置滤清器10是必不可少的，因为它防止着色染料经过导管6吸入后，与空气混杂。在每个料箱1的下部装有一个螺旋出料导板11，它在空心轴12周围里螺旋形围绕，空心轴12的两端各装有套筒连接件13和14，它们各自以其法兰端面紧压在料箱1的外部垂直表面上。空心轴12的套筒14中向外伸出并与另一个套筒连接15配合连接。在套筒连接件15的前端部16有若干离合凸块，用来与销轴19外露部分上的凸起部17和18偶合。销轴19与套筒接合件20配合，并能在20中滑动。套筒接合件20与减速器21连接，其轴线与减速器轴线同轴。电机22通过由V形皮带23和皮带轮24组成的传动装置把运动传递给减速器。

套筒连接件15通过一个无头螺钉25与空心轴12连接，而带有凸起部17和18的销轴19能在套筒接合件20内沿轴线方向滑动。套筒接合件20通过另一个与它固定连接的结合销轴26与销轴19相连。这样套筒接合件20即可以带动销轴19一起转动又可通过销轴26相对于销轴19沿狭槽27内相对滑动，在套筒接合件20内部可以见到有一根弹簧100，它能使销轴19在上述的套筒接合件20内滑动时呈弹性运动。参阅图3，很容易理解，电动机22旋转时通过销轴19的凸起部17和18与套筒接合件15端面16上的若干端部齿榫相嵌合而带动螺旋出料器的导板11旋转。

为使表面16上的端部齿榫与销轴19上的凸起部17和18相偶合，板30是可以沿螺旋出料器轴线方向前移。在板30上安装电机22。减速器21和与减速器连接的套筒接合件20。板30通过与它相连的叉形接头29，由气动活塞28驱动实现向前移动。实际上，当活塞28处于其行程的末端时，销轴19上的凸起部17和18就与套筒连接件15端面16的端部齿榫相啮合，于是螺旋出料器与电机22在机械上就实现了偶合连接。

参阅图3，还可以看到，支承螺旋导板11的空心轴12中装有轴31，它与空心轴12相配合并保持相对滑动关系。上述轴31从套筒连接件15的前端面16向外伸出，它的另一端带有一个圆盘32，它是作为螺旋出料器11的开口端33的盖子并且开口33就是染料的输出通道。

上述盖子32通常为关闭状态，一旦由于气动活塞28的作用使销轴19的端部34朝向螺旋出料器这边移动，当端部34推动轴31的端头35时，端盖32就开始开启，轴31由于推力作用在空心轴12内作轴向滑动，活塞28达到行程终了位置时，开口达到最大。当端盖32完全开启后，螺旋出料器11的导板开始旋转，染料从开口33处挤出并落在称47的称盘48上。一旦达到预定重量，螺旋出料器11导板自动停止转动，于是气动活塞28复原并使连接套筒15的端面16上的齿榫与销轴19上的凸起部17，18脱开，此时端盖32在一弹簧（图中末画出）作用下恢复至关闭状态。

支承电动机22及减速器21的板30设有两个支撑块36和37，它们与圆杆38套合;还有两个支撑块70，71与圆杆72相套合，因而板30能沿螺旋出料器轴线方向滑动;而支撑块39，40又与板41相连，板41即构成了活动的下框架。该架设置有两个支撑件42和43，它们各自可在与机座框架46刚性连接的导杆45和44上滑动。

上述的下部活动框架在对应于安装上述滑架及由滑架支承的电机22和减速器21的另一侧，装有一台精确的称47，其上部称盘48容纳从出料开口33处被螺旋出料器11推出的着色染料。活动下框架41能沿导杆44和45的纵向滑动，这是由于与齿轮电动机50同轴的嵌齿轮49与固定在机架46上的齿条51啮合，当齿轮电动机50转动时。使用定齿轮电动机50的下框架41产生移动，当活动下框架41滑动时，它在选定的某一个料箱1的下方停住接着使料箱中输出一定量的染料。为实现这一步骤，这套设备是由计算机控制的，其工作原理是操作者下达的指令与计算机中存贮的程序相比较，使得设备执行并完成制备混合染料所需的全部操作。为使操作更为精确起见，计算机的存贮器中装有累加计数器，用以识别各个料箱和装在该料箱内染料的品种和数量。因而，在计算机中存储了用于制备混合染料所需的足够数据。计算机就能供设备执行必需的定位、出料和称重等一 系列操作。更具特色的是当制订了料箱中出料程序以及把从每个料箱中应输出染料的数量存入计算机之后，计算机就给齿轮电动机50下达起动信号，电动机通过嵌齿轮49的齿条51使得下滑动框架41沿料箱1排列的方向移动，在滑移过程中，接近开关52顺序读入它所以过的全部料箱的信息，当接近开关擦过位于每个螺旋出料器11的固定销轴53时就完成一次读入，当接近开关52读入需要出料的那个料箱的号码时，程序就控制电动机50减速，因而下框架41就开始精确而缓慢地接近所需要出料的那个螺旋出料器，当装在离接近开关52稍后一点的位置并且位于通过销轴19轴线的垂面内的第二个接近开关54与位于出料的螺旋出料器的轴线垂面内的销轴对齐时，下框架41的运动就停止了。在此位置，计算机给出信号去控制电动阀（图中未示出）使气动活塞28的进气口打开，活塞通过与它连接的叉形接头29使得板30移动，即带动离合销19向螺旋出料器11的伸出轴接近，正如已看到那样，一当销轴19的端面34与伸出轴31的端面35接触时，开口部33就开始开启。当螺旋导板11与电机发生偶合后，计算机就发出指令使电机22开始移动，即带动螺旋导板11旋转。染料的输出就开始了。

电机22的转速是可变的，它是多级调速，转速与要称料的重量成比例。为更加精确起见，假如需称料的数量很大，刚出料时，电机将以相当高的转速驱动螺旋导板旋转，这样就能缩短出料时间，称47上记录了落在称盘48上的染料重量，当所称重量接近于最后的要求值时，电机22的转速（相应旋转导板的旋转速度）逐渐下降，一直降到快达到最终所需的重量前。增加的量几乎已难以观察到，这样就能避免所需的称量因为偶然事故而超出。一当所需重量已达到，电机22自动停止。计算机也给出信号，使气动活塞28中的空气排出，引起滑板30向原位置移动，相应地也引起销轴19与螺旋出料器11的轴脱开。这时就要开始重复上述的操作循环，即按程序从第二个料箱中输出另一种染料，这种循环一直进行下去，直到获得需要的混合染料为止。

当按预定程序最后一个螺旋出料器输出染料完成后，计算机给出供电机50反转的指令，下框架沿着导杆的纵向滑动，回至初始位置，另一个接近开关（图中未示出）使得程序复原。这样计算机就作好制备接收另一个程序或重新调用已经存在贮器中的新的备料程序。

计算机的程序可以预知混料配比中所需色的重量与存在于螺旋出料器中染料重量的比例关系，并且也能给出缺料数量的信号。

从以上描述中很容易理解本发明是如何充分达到了预定目标以及实现上述各种优点的。

在制造过程中，按照本发明的构思可以获得与上述的实例不同的形式，例如，下滑动框架41可以分成两个部分，彼此相互独立，其中之一用来支承包括电机22，皮带23，皮带轮24和减速器21在内的螺旋出料器11的驱动装置：而另一部分则用来承放称47以及它的载物盘48。这个成套设备的另一种形式可以预见，对每个螺旋出料器可能有独立和固定连接的机械传动装置，而称47可沿与料箱相连接的轴的横向方向滑动。

同样，当其某些料箱其中的染料不够以制备混合染料所需的数量时，这种情况下，成套设备可以配备自动加料装置，向料箱补充加料。此外，还可以引入其它结构上的变化但并不超出本发明专利权所保护的范围。当然，上述按本发明的成套设备特别适用于制备混合染料，但也很适用于制备不同于混合染料的粉状混合物，这种粉状的混合物制品可以与染料有完全不同的用途。

Claims (8)

1、一种用于粉状染料配料的成套设备，该设备尤其适用于配制染料的混合物，该设备包括多个装纳染料的料箱，多个适于装纳粉状染料的料容器，一个为各染料容器和相应的料箱之间提供联通的导管系统，其特征在于：一个用于从染料容器中抽出染料的真空设备，将染料经所述管系，然后加入料箱，在染料料箱内的下部安装一个可旋转的染料出料器，该染料出料器，由料箱内部伸到料箱外部用以推出粉状染料，一个按逻辑程序有选择地移动的电子称设置在料箱下方用以称量由各个料箱输出的染料，电机传动装置适于从一个料箱移到另一个料箱用于在操作过程中与各个料箱的出料器相对地啮合，计算机程序机构用于控制在各料箱下方电子称滑移的逻辑顺序和各染料出料器的旋转速度与持续时间。

2、按权利要求1所述的设备，其特征在于：伸出料箱的出料器的一端配置有封闭圆盘，该圆盘的开启取决于运转中电机传动装置与该出料器的另一端的相接触。

3、按权利要求1所述的设备，其特征在于：所述电子称由下框架支承，该下框架由齿轮电机带动，齿轮电机通过嵌齿轮与固定在设备机架上的齿条啮合，把运动传给下框架，而齿轮电机的转速是由设置在每个料箱下方的接近开关通过计算机调节控制的。

4、按权利要求3所述的设备，其特征在于，该下框架还支承着各出料器用的电机传动装置，所述电机传动装置包括一个电机/减速器组，减速器的输出轴装有带两个凸起部的销轴，凸起部与一个轴套端面上端部凸齿相啮合，轴套与每个出料器的空心轴刚性连接。

5、如权利要求4所述设备，其特征在于：一个气动活塞连接在支承电机传动装置的下框架上，该气动活塞保证使电机组的旋转运动偶合传递给出料器的空心轴。

6、按权利要求1所述的设备，其特征在于：该真空设备包括一个与染料料箱上部联通的真空泵和一个装在料箱上部的滤清器装置，它使真空系统与被抽入染料料箱的染料隔离开。

7、按权利要求1所述的设备，其特征在于：在进行称量的操作过程中，电子称把有关染料重量的信息预报给控制程序的计算机，因而当预定的混合染料配分中的染料重量到达时，计算机就使出料器的旋转速度按该染料的预定重量的程序连续地减速。

8、按权利要求7所述的设备，其特征在于：当预定重量已经达到该旋转出料器立即停止转动，封闭圆盘恢复其在所述出料器出口端的关闭位置。

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