CN102080318B - 高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构及其控制方法，该喷嘴结构包括前喷嘴盖、内主流管、后喷嘴头和套筒，套筒套接于内主流管外部，其两端分别通过连接件与前喷嘴盖和后喷嘴头连接；套筒上设置有与风机相连的进风口，套筒与内主流管之间形成环形的外室雾化区；喷射头设置在外室雾化区内、固定在内主流管外壁上，所述喷射头与染液管道相连接；所述外室雾化区设有两个出口与内主流管中待染布匹经过的通道相连。本发明还提供了一种基于上述装置的控制方法，按照待染布匹的种类，确定喷嘴结构内喷射头的开启个数、喷射头的流量、风机的风量和所采用的温度工艺曲线。本发明匀染性高，不会出现堵布问题。

Description

高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构及其控制方法

技术领域

本发明属于染色机设计领域，特别涉及一种高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构及其控制方法。

背景技术

雾化气流染布机属于新工艺新技术，82年开始国外已经有类似设备引进我国，国内采用这种工艺制造设备有几家，目前国内制造这种设备技术还不成熟，技术难度较大，需要改进技术问题比较多。雾化气流染布机比传统溢流染色机具有浴比小(1公斤布用3公斤水叫浴比，传统是1∶7以上)的显著优点。

目前，染色机按照染整的方式主要分为两种，分别是溢流染色机和气流染色机，溢流染色机存在浴比大、耗电大、用染化料助剂多、工艺时间长等缺点，并且染布质量也存在固布面的折痕、管差、色牢度、鸡爪纹等问题。而气流染色机采用空气动力学原理，运用压力式气流喷嘴将染整液体雾化喷射到织物，使染液雾化气流与织物接触并获得循环拖动的动力，能够较好解决溢流染色机所存在的问题，其染色工艺符合生态环保的经济染色四要素——水、能源、助剂、时间的最少消耗，目前已成为染整领域研究的重点，但是其在应用中也存在一些问题，主要为以下几点：(1)气流与染液的流向和流速没有很好的匹配，导致气流对染液的喷射产生干扰，使得喷射的染液偏离，影响匀染性；(2)由于待染布匹在刚进入喷嘴结构时通常是还未完全舒展开的，仅有一次染液的喷射过程使得染色不均匀；(3)缺乏成熟的气流染色工艺：气流染色技术开发时间不长，应用不是很普及。绝大部分气流染色工艺由溢流喷射染色工艺发展而来，有的甚至套用溢流喷射染色工艺。事实上，气流染色与溢流染色有很大区别。首先，在浴比极低的条件下，染料的直接性(尤其是活性染料)、对电解质的依存性和染料的上染率等，与大浴比条件下染布是完全不同的。其次，织物与染液的交换方式不同，直接影响匀染性和染色时间。基于上述不同点，如果完全套用大浴比的溢流染色工艺，那么必然会导致染料大量水解，色牢度下降，织物运行时间过长，色面出现起毛现象，不能充分发挥气流染色的优势。

雾化气流染布机关键部件是风机和喷头，还有染色质量需要缸体温度恒定、布速恒定、雾化气流流速恒定。雾化气流染布机全新的工艺和技术，使染色技术及特有的性能，较好地解决了液流染布机所存在的浴比大、能耗高、排污量大等问题。雾化气流染布机的浴比小，而低浴比提高了染液与织物之间的交换频率，同时使染料、助剂、能源、水资源的消耗达到最低点，污水排放量也降到了最低点。雾化气流染布机独特的染布机理，为织物提供了更加适宜的加工环境，使该机不仅适于常规液流染布机所加工的织物品种，还适合于加工其他高档织物。气流染色机中，喷嘴结构是决定气流染色机匀染性的关键装置，气流与染液的流量和流速如何匹配、染液雾化后的雾滴尺寸是否能够达到所需的大小、气液两相的速度差能否达到雾化的要求、雾化的浓度是否符合要求，雾滴喷射方向能否达到匀染的要求等这些问题都是在进行喷嘴结构设计时必须考虑的问题。申请号为200910182130.0的中国发明专利公开了一种高温高压气流染色机的喷嘴，该装置包括前喷嘴盖、定位套、喷嘴体及后喷嘴头，喷嘴体的前端设置有前导向嘴，定位套套装在前喷嘴盖上，气流入口设置在定位套后端与前导向嘴之间，在前喷嘴盖和定位套之间设置染液室，染液出口设置在前喷嘴盖上，染液直接喷射在布匹上。该喷嘴设计存在如下的缺点：(1)染液直接喷射在布匹上，没有进行充分的雾化，匀染性较差；而且染液直接喷射，喷射压力有限，造成染液的穿透力不足，上色率不理想；(2)待染布匹在一次运行时在该喷嘴中只经过了一次染液的喷射，由于待染布匹在刚进入喷嘴时通常是还未完全舒展开的，因此，在此时喷射染液会造成染色不均匀；(3)染液喷射方向垂直于布匹的行进方向，染液喷射到布匹上的冲力对布匹的行进产生阻力，容易造成堵布并使布匹产生褶皱，影响匀染性。

因此，需要提供一种能较好地解决现有气流染色机所存在的匀染性不足、堵布等问题的喷嘴结构及其染色控制方法。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构及其控制方法，其能解决溢流染色机存在浴比大，污染大，能耗高，排污量大等关键技术问题，而且能较好地解决现有气流染色机中喷嘴结构所存在的匀染性不足、堵布等问题。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：一种高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构，包括前喷嘴盖、内主流管和后喷嘴头，内主流管的前端设置有前导向嘴，该喷嘴结构还包括套筒，所述套筒套接于内主流管外部，其两端分别通过连接件与前喷嘴盖和后喷嘴头连接；套筒上设置有与风机相连的进风口，套筒与内主流管之间形成环形的外室雾化区；所述喷射头设置在外室雾化区内、固定在内主流管外壁上，所述喷射头与染液管道相连接；所述外室雾化区设有两个出口与内主流管中待染布匹经过的通道相连。

所述每个喷射头有一个液体入口，两个液体出口，所述液体出口用于将染液喷射在外室雾化区内，所述液体入口与所述染液管道相连接，在染液入口与染液管道之间设置有流量控制器，用于控制该喷射头的流量，其中包括该喷射头的开闭。

作为优选，所述喷射头中的两个液体出口口径不同。假设两个喷射头液体出口口径均较大，那么在风机风量一定的情况下，染液喷出的速度就会减小，从而造成风和染液的相对速度减小，从而影响雾化效果，而两个喷射头的液体出口口径均较小，对于粘度较大的染液，很容易发生喷射头堵塞的情况，所以采用口径一大一小的设计能够提高其实用性，在满足不同粘度的染液的喷染要求的同时，不易出现喷射头堵塞的情况，使其适用范围更广。另外，所述喷射头的两个液体出口中，大口径喷出口朝向外室雾化区与内主流管在前的喷射口，小口径喷出口朝向外室雾化区与内主流管在后的喷射口，从而使待染布匹进口处的喷射口喷射出的染液浓度较大，使更多的染液用于第一次的喷染，提高染液的利用效率。

所述内主流管的外壁上共设置有8个喷射头，每4个为1组沿内主流管外壁周向均布。在实际应用中，喷射头个数和风机风量之间存在制约的关系，在风机风量一定的情况下，喷射头个数在8个时雾化的效果最好。

作为优选方案，所述两组喷射头交错分布。

所述外室雾化区的两个出口分别设置在内主流管的两端，两个出口染液的喷射方向与待染布匹在内主流管中的行进方向一致。这样可更好的拖动待染布匹向前输送，避免产生堵布的问题。

更进一步，所述外室雾化区的两个出口，其中一个是指前喷嘴盖、前导向嘴与外室雾化区三者形成的间隙；另一个是指外室雾化区与后喷嘴口之间形成的间隙。这样可使待染布匹在一次运行时先经过在前出口染液的喷射，然后完全舒展开后，再经过在后出口染液的喷射，从而使染布更均匀。

所述与套筒连接的风机与附有变频器的电机电连接，变频器用于调节力矩和电流，使风机保持相应的速度恒速输出。

采用此喷嘴结构的染色机内部包括三个运动过程，首先是气流运动，具体是风机在变频器作用下以当前要求的风量恒定地向外输出高速气流，该高速气流通过空气过滤装置过滤后送到染色机中的多个喷嘴结构(一般为1-5个)，再通过各个喷嘴结构上的进布口和进风口进入装置内部，在装置内完成染液雾化和布匹喷染后，带动待染布匹运行。另一个是水流运动，具体是在喷染过程中，料筒内的染液或清水先经过染液过滤器，然后在加料泵的作用下被送入热交换器，然后加热后的染液或清水通过染液管道输送至喷嘴结构内已开启的喷射头，从而通过喷射头喷射到喷嘴结构中的外室雾化区，然后在经过雾化后喷射到内主流管中运行的待染布匹上，没有被喷染到布匹上的染液或清水流到染色缸的底部，通过染色缸底部的回流管，再通过一个染液过滤器，经染液泵回流至料筒内，完成循环。第三个运动就是待染布匹的循环运动，布匹在提布轮的带动下进入喷嘴结构，在喷嘴结构中在高速气流的作用下，经过喷染后运动到喷嘴结构外部，在提布轮带动下待染布匹在染缸内快速运行、循环喷染，直至喷染周期的完成；在通过喷嘴结构时，在气流的作用下其会不断地运动舒展，从而不易产生褶皱，且每经过一次喷嘴结构就能够受到两次喷染，在经过喷嘴结构后，在内置式后摆布系统的作用下，较均匀地堆置于贮布装置内，织物的运行速度和运行时间均由控制器进行控制。

本发明还提供了一种上述喷嘴结构的控制方法：按照待染布匹的种类，确定喷嘴装置内喷射头的开启个数、喷射头的流量、风机的风量和所采用的温度工艺曲线。在本方法中，喷嘴装置内喷射头的开启个数、喷射头的流量、风机的风量在该种布匹的染色周期内保持恒定。在本方法中，喷射头共8个，按照布匹的三种种类实现三种开启方式，以实现三种染液的流速和喷淋浓度控制。

所述布匹的种类及其对应的温度工艺曲线是指：

(1)种类为棉的待染布匹，采用以下公式定义的工艺曲线：

$f_1\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_1\&CenterDot;A_1\left(t\right),20<A_1\left(t\right)<\mathrm{60,0}<k_1<1,t_0<t\&le;t_1\\ A_2\left(t\right),A_2\left(t\right)=60,t_1<t\&le;t_2\\ k_2\&CenterDot;A_3\left(t\right),60<A_3\left(t\right)\&le;\mathrm{95,0}<k_2<1,t_2<t\&le;t_3\\ A_4\left(t\right),A_4\left(t\right)=95,t_3<t\&le;t_4\\ -k_3\&CenterDot;A_5\left(t\right),95>A_5\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{65,0}<k_3<1,t_4<t\&le;t_5\\ A_6\left(t\right),A_6\left(t\right)=65,t_5<t\&le;t_6\\ -k_4\&CenterDot;A_7\left(t\right),60>A_7\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{20,0}<k_4<1,t_6<t\&le;t_7\end{array}\right.$

(2)种类为化纤的待染布匹，采用以下公式定义的工艺曲线：

$f_2\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_1\&CenterDot;A_1\left(t\right),20<A_1\left(t\right)\&le;\mathrm{60,0}<k_1<1,t_0<t\&le;t_1\\ A_2\left(t\right),A_2\left(t\right)=65,t_1<t\&le;t_2\\ k_2\&CenterDot;A_3\left(t\right),65<A_3\left(t\right)\&le;\mathrm{132,0}<k_2<1,t_2<t\&le;t_3\\ A_4\left(t\right),A_4\left(t\right)=132,t_3<t\&le;t_4\\ -k_3\&CenterDot;A_5\left(t\right),132>A_5\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{70,0}<k_3<1,t_4<t\&le;t_5\\ A_6\left(t\right),A_6\left(t\right)=75,t_5<t\&le;t_6\\ -k_4\&CenterDot;A_7\left(t\right),75>A_7\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{20,0}<k_4<1,t_6<t\&le;t_7\end{array}\right.$

(3)种类为蛋白纤维的待染布匹，采用以下公式定义的工艺曲线：

$f_3\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_1\&CenterDot;A_1\left(t\right),20<A_1\left(t\right)<\mathrm{60,0}<k_1<1,t_0<t<t_1\\ A_2\left(t\right),60<A_2\left(t\right)<65,t_1<t<t_2\\ k_2\&CenterDot;A_3\left(t\right),65<A_3\left(t\right)<\mathrm{90,0}<k_2<1,t_2<t<t_3\\ A_4\left(t\right),A_4\left(t\right)=95,t_3<t<t_4\\ k_3\&CenterDot;A_5\left(t\right),95>A_5\left(t\right)>\mathrm{65,0}<k_3<1,t_4<t<t_5\\ A_6\left(t\right),A_6\left(t\right)=65,t_5<t<t_6\\ k_4\&CenterDot;A_7\left(t\right),60>A_7\left(t\right)>\mathrm{20,0}<k_4<1,t_6<t<t_7\end{array}\right.$

其中，f_i(t)(i＝1，2，3)是染色温度随染色时间的变化函数，k_i表示升温或降温系数，t表示染色的时间，A_i(t)是随时间变化升温的变量值，其单位为℃。

上述控制方法具体是这样执行的：

(1)通过控制器输入待染布匹的种类，然后控制器自动选择喷嘴结构内喷射头的开启个数、喷射头的流量、风机的风量和所采用的工艺曲线，并将控制信号分别发送至相关器件。具体是指：控制器选择喷射头的开启个数后，确定待开启的喷射头的位置，并根据总流量确定各个喷射头的流量，然后将流量信号发送至待开启的喷射头的流量控制器，流量控制器调节其内部的阀门控制染液输出，如果流量控制器没有接收到流量信号，则始终保持关闭的状态。风机风量信号是由控制器将信号发送至风机，风机内的电机在变频器的作用下保持风量的稳定输出。控制器根据所采用的工艺曲线，设定好本次喷染所需的时间，然后根据时间顺序对染色机的各个装置发送信号，例如在升温和降温阶段，根据设置在染缸内的温度传感器传送来的温度信号，调节热交换器的加热温度使染液达到工艺曲线所要求的温度，在染料或助剂的添加阶段，控制器将所需染料或助剂的用量信号发送至料筒上的流量控制器等。根据实际现场经验以及对不同种类布匹的测试，得出以下的结果：对于种类为棉的待染布匹，喷射头的开启个数一般为6-8个，喷射头的流量为100-150m³/h，风机风量一般在5m³/min；对于种类为化纤的待染布匹，喷射头的开启个数一般为2-4个，喷射头的流量为50-80m³/h，风机风量一般在3m³/min；对于种类为蛋白纤维的待染布匹，喷射头的开启个数一般为4-6个，喷射头的流量为70-120m³/h，风机风量一般在4m³/min。

(2)将待染布匹以绳状放置于染缸内，开启风机和染液输送泵上的阀门，风通过喷嘴结构套筒上的进风口进入喷染装置中的外室雾化区和内主流管，染液通过进液管道输送至已开启的喷射头，染液通过这些喷射头喷射至外室雾化区从而发生第一次雾化；

(3)雾化后的染液通过设置在内主流管的两端的外室雾化区的两个出口喷出，内主流管中的高压气流再次将染液进行雾化从而实现第二次雾化，经过两次雾化后的染液喷射在待染布匹上，同时待染布匹在高压气流的带动下通过喷嘴结构内的内主流管；在经过外室雾化区的在后出口时，又进行了一次补染，从而提高喷嘴结构的匀染性；

(4)在步骤(2)和(3)的过程中与风机相连的电机中的变频器根据步骤(1)所设定的风量，通过喷嘴结构与缸体内部压差设定反馈信号，调节电机力矩和电流，控制风机转速，调整风机风量，使风机根据布匹种类保持一定的恒速输出；同时喷射头喷出的染液流量、温度也都稳定在工艺曲线所要求的值处；整个染整工作在达到工艺曲线所设定的时间时结束，否则一直在染缸内进行循环。

本发明的雾化原理是：如图1所示，本发明中染液经过了两次雾化，首先在喷射头向外室雾化区进行染液喷射时，高速运动的蒸汽或压缩空气(速度一般为200～340m/s)与染液在喷射头出口相遇，使染液的液膜分裂并雾化，相对速度越高，雾滴就越细，这是第一次雾化。然后经过第一次雾化的染液通过设置在内主流管两端的两个出口喷射进内主流管，在两个出口处，同样受到由布料入口处进入的高速运动的蒸汽或压缩空气的冲击，从而再次发生雾化，使雾化后的液滴粒径更小，能够更均匀地喷射到待染布匹上。同时待染布匹在内主流管中时先经过在前出口喷染，然后在气流的推动下穿过内主流管道，在内主流管的末端又进行了一次喷染，这样不仅可更好的拖动待染布匹向前输送，避免产生堵布的问题，且比一般染色机喷嘴多了一次补染，能更好地提高布匹的匀染性。

上述的雾化机理可通过如下的描述来更好的理解，首先忽略液体表面波的影响，根据液膜受力特点，建立一个冲击式气流喷嘴液膜破碎模型，其模型立体图如图6所示，从该模型中可看出，在外力作用下，喷嘴喷出的液膜首先破碎成环形，液环进一步破碎成液滴，为便于分析，这里采用图7所示的数学模型来进行公式推导，首先设液膜厚度远远小于液孔内径，根据液体质量守衡，得到液膜内轮廓半径r1和液膜断裂处厚度h的关系为：

${(r_1+h_0)}^2-r_1^2={(r-h)}^2-r^2---\left(1\right)$

式中，h₀为出口处液膜厚度，r为气体出口半径。

作用在液膜上的表面张力合力为：F_S＝2π(2r+h)σ    (2)

式中：σ为液体的表面张力。液膜喷出时呈中空的倒锥形，锥角大小为β。平行于液膜表面的表面张力合力在竖直方向的分力为：

F_h＝F_S·cosβ    (3)

气体的曳力为：

$F_g=\frac{1}{2}{C}_D{\mathrm{\&rho;}}_g{u}_r^2\&CenterDot;\mathrm{\&pi;}[r^2-{(r-d)}^2]---\left(4\right)$

式中：C_D为曳力系数；u_r表示气、液相对速度；ρ_g为气体密度；d为气流冲击作用处液环的径向厚度。

在竖直方向，当液膜表面受力满足下面的平衡条件时，液丝开始脱落分离。

F_h＝F_g    (5)

把式(3)和式(4)代入式(5)可得脱落的环形液丝厚度d为：

$d=r-\sqrt{r^2-\frac{4(2r+h)\mathrm{\&sigma;}\&CenterDot;\cos \mathrm{\&beta;}}{C_D{\mathrm{\&rho;}}_g{u}_r^2}}---\left(6\right)$

液膜断裂成液环的环体积为：

V₁＝2πrdhcotβ    (7)

液环的半径为：

$R_1=\sqrt{\mathrm{dh}\cot \frac{\mathrm{\&beta;}}{\mathrm{\&pi;}}}---\left(8\right)$

在高速气流的作用下，脱落后的环形液丝非常不稳定，进一步破碎成小液柱，设破碎后形成半径为R₁，长度为l_c的液柱。根据空气曳力和液丝表面张力平衡，可得液柱长度为：

$l_C=\frac{4\mathrm{\&pi;\&sigma;}}{C_D{\mathrm{\&rho;}}_g{u}_r^2}---\left(9\right)$

由于液滴表面张力的作用，液柱进一步收缩成液滴，则液滴的直径为：

$D_d=2\&CenterDot;\sqrt{\frac{3R_1^2{l}_C}{4}}\sqrt{12\mathrm{h\&sigma;}\cot \mathrm{\&beta;}\frac{r-\sqrt{r^2-\frac{4(2r+h)\mathrm{\&sigma;}\&CenterDot;\cos \mathrm{\&beta;}}{C_D{\mathrm{\&rho;}}_g{u}_r^2}}}{C_D{\mathrm{\&rho;}}_g{u}_r^2}}---\left(10\right)$

环形液丝破碎后形成的液滴数目N_d可由液丝的体积V₁与液滴的体积V_d比得到：

$N_d=\frac{V_1}{V_d}=\frac{2\mathrm{\&pi;}(r-\frac{d}{2})\mathrm{\&pi;}{R}_1^2}{\frac{4}{3}\mathrm{\&pi;}{\left(\frac{D_d}{2}\right)}^3}---\left(11\right)$

在经过上次液滴破碎后，液滴在运动过程中还会受到空气曳力的作用，表面形成不规则的压力分布，从而导致液滴的变形及二次破碎。液滴二次破碎模型仍然是基于上面所建立的液滴受力分析模型理论，破碎的模式主要取决于量纲参数韦伯数，其表达式如下：

$W_e=\frac{{\mathrm{\&rho;}}_g{u_r}^{2}D}{\mathrm{\&sigma;}}---\left(12\right)$

式中：u_r-相对速度；ρ_g-气体密度；D-液滴直径；σ-液体的表面张力。

受空气动力与表面张力作用，液滴破碎的条件为

$\frac{C_D}{2}{\mathrm{\&rho;}}_g{u}_r^2=\frac{4\mathrm{\&sigma;}}{D_{\max }}---\left(13\right)$

由该式可得到在某一气液相对液滴破碎速度u_r下，最大的稳定液滴直径为D_max：

$D_{\max }=\frac{8\mathrm{\&sigma;}}{C_D{\mathrm{\&rho;}}_g{u}_r^2}---\left(14\right)$

处于气流中的液滴根据其直径D大小可分成两大类：

1)D＜D_max，液滴处于相对稳定的状态，液滴发生变形、不破碎。

2)D＞D_max，液滴发生破碎，根据韦伯(Weber)数的大小，液滴按照不同的模式发生二次破碎，得到直径更小的液滴，直到达到相对稳定的状态。

申请号为200910182130.0的中国发明专利公开了一种高温高压气流染色机的喷嘴，该喷嘴设计存在如下的缺点：(1)染液直接喷射在布匹上，没有进行充分的雾化，匀染性较差；而且染液直接喷射，喷射压力有限，造成染液的穿透力不足，上色率不理想；(2)待染布匹在一次运行时在该喷嘴中只经过了一次染液的喷射，由于待染布匹在刚进入喷嘴时通常是还未完全舒展开的，因此，在此时喷射染液会造成染色不均匀；(3)染液喷射方向垂直于布匹的行进方向，染液喷射到布匹上的冲力对布匹的行进产生阻力，容易造成堵布并使布匹产生褶皱，影响匀染性。

本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：

1、本发明装置不是将染液直接喷射在布匹上，而是先进行雾化，然后将雾化后的染液喷染在布匹上，能够提高织物的匀染性，且织物所含的染液相对较少，所以即使在高速运行条件下，也不会对织物产生过大的张力，为织物提供了更加适宜的加工环境，使该机不仅适于常规液流绳状染色机所加工的织物品种，还适合于加工其他高档织物。

2、本发明中染液经气流雾化后随同高压高速气流直接喷在织物表面，渗透力强、接触面积大，再加上织物循环过程中，由于高速气流的作用，绳状织物充分展开并不断改变位置有助于消除折痕，使得该机具有非常好的染布效果。

3、本发明中雾化后的染液喷射到待染布匹上的方向与待染布匹在内主流管中的行进方向一致，且内主流管两端各有一个喷射口，不仅可更好的拖动待染布匹向前输送，避免产生堵布的问题，且比一般染色机喷嘴多了一次补染，能更好地提高布匹的匀染性。

4、本发明中通过在内主流管和外室雾化区两个区域均通高速气流，使染液在本结构产生两次雾化，使得雾化后雾滴粒径小于一般的气流式喷嘴结构。当气液比小于0.1时，即使是很容易雾化的液体雾化情况也会很快雾化，当气液比逐渐增大时，液滴平均粒度逐渐接近一个极限值。对于一般的气流式喷染结构当气液比达到0.5时，液滴平均直径为50～200μm；相比而言，本发明喷染结构当气液比达到0.5时，液滴平均直径小于50μm，雾化效果更优。

附图说明

图1是本发明喷嘴结构的原理示意图；

图2是本发明喷嘴结构的主视图；

图3是本发明喷嘴结构的左视图；

图4是图3中的A-A剖视图；

图5是本发明喷嘴结构在气流染色机中的位置图；

图6是本发明中雾化机理液膜破碎立体模型图；

图7是图6所示模型的数字模型图；

图8是本发明方法的流程图；

图9是本发明方法中待染布匹为棉时的工艺曲线图；

图10是本发明方法中待染布匹为化纤时的工艺曲线图；

图11是本发明方法中待染布匹为蛋白纤维时的工艺曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

一般来说，高温高压气流染色机主要由下面部件组成：

(1)基本配置有：主缸身、预备缸、加料缸、料桶II、料桶I、换热器、出布装置、提布装置、导布管摆布装置、洗缸装置、风机、气体过滤器、高温排放混合装置、汽水混合器、压力变送器、差压变送器、浮球。

(2)泵和阀：加料泵I、加料泵II、主循环泵、排水补气阀、染液循环阀、泵前加料阀、缸底管加料阀、主泵口截止阀、横式逆止阀、容积感应器入水阀、高温排放冷却阀、高温混合排放阀、主缸排水阀II、主缸排水阀I、主缸入蒸汽阀、主缸入水阀II、主缸入水阀I、主缸排压阀、空气循环阀、风机平衡阀、止回阀、加压阀。

(3)仪表传感器：温度表、磁感应流量计、温度探针、零压开关、双针压力表、压力传感器、液体过滤器。

本实施例所采用的高温气流雾化染色机中，大料桶具有快速回流、加料的功能，同时小料桶能够按照比例式进行定量注料。通过采用两个料筒，从而可实现染液高温混合排放，同时流量能够精密控制，并且可同时入水和排水。在应用中既可各自单独打开，也可同时打开。

所述高温高压气流染色机染色技术中最关键的控制参数有：染液温度、时间、染液循环、织物运动状况和染化料控制等。控制好这些参数，就可以保证整个染布过程顺利完成。相较于溢流染色工艺，其具有以下的不同和优点：

(1)喷嘴织物循环的牵引方法与传统溢流喷射染色不同，气流染色主要是依靠气流来牵引织物作循环运动。染液通过喷嘴周而复始地与被染物接触，完成上染过程。在气流喷嘴中，织物一方面受到气流的牵引，另一方面在气流中悬浮激烈抖动，加快了染液朝纤维动力边界层的运动，不断打破染料吸咐与解吸所形成的动态平衡，从而缩短上染和匀染的时间。

织物在气流喷嘴中运行时，实际上还有一个展幅过程，它可以使织物不断改变喷染位置，减少织物经向或者纬向永久性折痕的形成。织物进入喷嘴前呈筒状，进入喷嘴和导布管后，在气流场的作用下，纬向得到一定扩展，充分与雾状染液接触(采用气压渗透原理的气流染色，扩大了气流与已吸附染液织物的接触面，进一步提高渗透的均匀性)。当织物离开喷嘴和导布管后，气流中压力突然释放，织物速度减慢，然后以有规律地摆幅落入储布槽。在整个染色过程中，织物在储布槽内始终没有浸在染液中。在压力释放过程中，织物中所带的染液随之快速气化，热量随着主体染液(夹带着大量水蒸气)被带走。这时织物本身虽然失去了部分热量，但仍处于较高温度状态下。因此，整个过程温度降低，并不是通过冷热流体的热量交换，而是由主体染液带走热量而达到。这与传统溢流喷射染色的快速冷却染液，并直接在喷嘴中传递给织物，使织物受到骤然冷冲击是完全不同的。所以，织物并不会产生永久性皱印。

采用气流牵引织物循环，利用气流在不同截面通道(如喷嘴和导布管的变截面)的速度变化，可对织物产生一种柔和的松紧作用(挤压或扩伸)，消除织物及纱线在织造过程中所产生的应力，并可获得良好的手感。某些织物(如亚麻类)，通过调整一定的工艺参数(如速度、喷湿量)，还可以进行机械式柔软整理。

(2)染色工艺设计

小浴比染色在传统溢流喷射染布中，无论是对染色工艺还是设备都有很高的要求，并且很难控制，稍有不慎就会产生色花或者折痕。因此传统溢流喷射染色的，浴比至少在1∶8以上，才比较容易控制。当然这种限制条件主要还是决定于设备本身的结构和性能。染色工艺的设计是以被染织物品种、染料性能、设备特性为依据，通过控制温度、时间和加料方式来确定。其中，时间是每个过程长短的主要控制参数，一般由试验获得。控制时间的目的是根据染料的上染规律保证织物与染液有足够的交换次数。在间歇式溢流喷射染色中，各过程所需的时间实际上是指达到要求的交换次数所需的时间，而溢流喷射染色中织物和染液的相对运行比较慢，所以每个过程所需的时间也相对较长。

在气流染色中，织物与染液的交换频率非常高，其染色所需的时间较短。为此，气流染色中各个过程的工艺设计，应以织物与染液的交换次数来确定。

气流染色的浴比很低，对染液的温度和浓度变化较敏感，升温速率、加料方式都与传统染色工艺有很大不同，必须设置比例控制。低升温速率的幅度控制，加料的计量控制，以及低浴比条件下，提高染料直接性，降低电解质依存性等，都是气流染色工艺设计所要考虑的因素。同时，设备应具备满足这些条件的控制功能。

(3)连续式水洗

传统工艺中，大浴比的水洗常采用溢流稀释来达到要求，但耗水量非常大。小浴比如果采用稀释水洗，不但耗水量更大，失去了小浴比节水的意义，而且水洗效果也不佳。气流染色采用连续式水洗，将水洗过程分阶段，分别以水流、温度的不同组合进行控制。这样不仅水洗充分，而且省水省时。

气流染色设备与液流染色设备无论结构与工艺上都存在不同，不过同种气流染色设备之间所采用的原理和结构也可能不同，但对关键技术要求是基本一致的。空气动力是牵引织物循环的动力源，同时还可使织物对染料进行均匀、加速的吸附。其通常由风机、气流喷嘴、气流风道和过滤装置等组成一个封闭的循环系统。风机一般采用高压离心风机，且要有足够大的风量。其安装形式有内置式和外置式两种。内置式结构紧凑，风道沿程阻力损失小；外置式占地空间较大，局部阻力损失小。风机的额定功率一般设计得比较大，这主要是考虑到需保证克重大的织物有足够大的风量牵引。对于中厚及以下织物，通过变频控制风量至80％以下；如果是轻薄织物，风量甚至可降至50％。

气流染色设备的关键技术中还包括喷嘴结构、喷射头开启个数、染液流量控制、染色工艺参数控制等，因此对气流喷嘴的设计和控制方法的选择是气流染色技术的核心部分。

如图1所示，高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构，包括前喷嘴盖4、内主流管5和后喷嘴头6，内主流管5的前端设置有前导向嘴7，该喷嘴结构还包括套筒8，所述套筒8套接于内主流管5外部，其两端分别通过连接件与前喷嘴盖4和后喷嘴头6连接，连接件可以采用连接法兰；套筒8上设置有与风机相连的进风口，套筒8与内主流管5之间形成环形的外室雾化区11；所述喷射头1设置在外室雾化区11内、固定在内主流管5外壁上，所述喷射头1与染液管道相连接；所述外室雾化区11设有两个出口与内主流管5中待染布匹经过的通道相连。从图1可看出，气流有两个流动回路，前面回路是染液雾化液滴气流喷雾到织物拉动布料入口，后面回路是喷雾气流推动布料出口走，气流的两个流动回路实现一拉一推的染整织物输送过程，既可以拖动布料向前输送，又可以起到染液雾化液滴穿透布料起到染整的效果。

如图2和图3所示，本实施例中内主流管5的外壁上共设置有8个喷射头1，每4个为1组沿内主流管5外壁周向均布，且两组喷射头交错分布。

如图4所示，所述每个喷射头1有一个液体入口2，两个液体出口31和32，用于将染液喷射在外室雾化区11内。

所述喷射头中的两个液体出口31和32口径不同，液体出口31的口径大于32，采用此结构可满足不同粘度的染液的喷染要求，不易出现喷射头堵塞的情况，使其适用范围更广。

如图1所示，所述外室雾化区11的两个出口13和14分别设置在内主流管5的两端，两个出口染液的喷射方向与待染布匹在内主流管道12中的行进方向一致。所述外室雾化区11的两个出口，其中一个13是指前喷嘴盖4、前导向嘴7与外室雾化区11三者形成的间隙；另一个14是指外室雾化区11与后喷嘴头6之间形成的间隙。

另外为了保证行机稳定顺畅，保证温度的基本恒定，减少气流对织物的冲击，与套筒8连接的风机与附有变频器的电机电连接，变频器根据待染布匹和工艺要求，通过喷染装置与缸体内部压差设定反馈信号，调节电机力矩和电流，从而控制风机转速，调整风机风量，使风机对应不同的布匹种类保持一定的恒速输出。

如图5所示，为采用此喷嘴结构的染色机部分装置示意图，其在喷染过程中内部包括三个运动过程，首先是气流运动，具体是风机在变频器作用下以当前要求的风量恒定地向外输出高速气流，该高速气流通过空气过滤装置过滤后送到染色机中的多个喷嘴结构(一般为1-5个)，再通过各个喷嘴结构上的进布口和进风口进入装置内部，在装置内完成染液雾化和布匹喷染后，带动待染布匹运行。另一个是水流运动，具体是在喷染过程中，料筒内的染液或清水先经过染液过滤器，然后在加料泵的作用下被送入热交换器，然后加热后的染液或清水通过染液管道输送至喷嘴结构内已开启的喷射头1，从而通过喷射头1喷射到喷嘴结构中的外室雾化区11，然后在经过雾化后喷射到内主流管道12中运行的待染布匹上，没有被喷染到布匹上的染液或清水流到染色缸9的底部，通过染色缸9底部的回流管，再通过一个染液过滤器，经染液泵回流至料筒内，完成循环。第三个运动就是待染布匹的循环运动，具体是在提布轮10的作用下，待染布匹在高速气流的带动下喷染和运行；待染布匹在染缸内快速运行，在通过喷嘴结构时，在气流的作用下其会不断地运动，从而不易产生褶皱，且每经过一次喷嘴结构就能够受到两次喷染，在经过喷嘴结构后，在内置式后摆布系统的作用下，较均匀地堆置于贮布装置内，织物的运行速度和运行时间均由控制器进行控制。

本发明的雾化原理是：如图1所示，本发明中染液经过了两次雾化，首先在喷射头1向外室雾化区11进行染液喷射时，高速运动的蒸汽或压缩空气(速度一般为200～340m/s)与染液在喷射头出口31和32相遇，使染液的液膜分裂并雾化，相对速度越高，雾滴就越细，这是第一次雾化。然后经过第一次雾化的染液通过设置在内主流管两端的两个出口喷射进内主流管，在两个出口处，同样受到由布料入口处进入的高速运动的蒸汽或压缩空气的冲击，从而再次发生雾化，使雾化后的液滴粒径更小，能够更均匀地喷射到待染布匹上。同时待染布匹在内主流管中时先经过在前出口喷染，然后在气流的推动下穿过内主流管道，在内主流管的末端又进行了一次喷染，这样不仅可更好的拖动待染布匹向前输送，避免产生堵布的问题，且比一般染色机喷嘴多了一次补染，能更好地提高布匹的匀染性。

基于上述喷嘴结构的控制方法是指按照待染布匹的种类，确定喷嘴结构内喷射头的开启个数、喷射头的流量、风机的风量和所采用的温度工艺曲线。具体流程如图8所示，详细描述如下：

(1)通过控制器输入待染布匹的种类，然后控制器自动选择喷嘴结构内喷射头的开启个数、喷射头的流量、风机的风量和所采用的工艺曲线，并将控制信号分别发送至相关器件。根据实际现场经验以及对不同种类布匹的测试，得出以下的结果：对于种类为棉的待染布匹，喷射头的开启个数一般为6-8个，喷射头的流量为100-150m³/h，风机风量一般在5m³/min；对于种类为化纤的待染布匹，喷射头的开启个数一般为2-4个，喷射头的流量为50-80m³/h，风机风量一般在3m³/min；对于种类为蛋白纤维的待染布匹，喷射头的开启个数一般为4-6个，喷射头的流量为70-120m³/h，风机风量一般在4m³/min。

(2)将待染布匹以绳状放置于染缸内，开启风机和染液输送泵上的阀门，风通过喷嘴结构套筒上的进风口进入喷染装置中的外室雾化区和内主流管，染液通过进液管道输送至已开启的喷射头，染液通过这些喷射头喷射至外室雾化区从而发生第一次雾化；

(3)雾化后的染液通过设置在内主流管的两端的外室雾化区的出口喷出，内主流管中的高压气流再次将染液进行雾化从而实现第二次雾化，经过两次雾化后的染液喷射在待染布匹上，同时待染布匹在高压气流的带动下通过喷染装置内的内主流管；在经过外室雾化区的在后出口时，又进行了一次补染，从而提高喷染装置的匀染性；

(4)在步骤(2)和(3)的过程中与风机相连的电机中的变频器根据步骤(1)所设定的风量，通过喷染装置与缸体内部压差设定反馈信号，调节电机力矩和电流，控制风机转速，调整风机风量，使风机根据布匹种类保持一定的恒速输出；同时喷射头喷出的染液流量、温度也都稳定在工艺曲线所要求的值处；整个染整工作在达到工艺曲线所设定的时间时结束，否则一直在染缸内进行循环。

对于方法中描述的布匹的种类及其对应的温度工艺曲线具体是指：

(1)种类为棉的待染布匹，采用如图9所示工艺曲线：

$f_1\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_1\&CenterDot;A_1\left(t\right),20<A_1\left(t\right)<\mathrm{60,0}<k_1<1,t_0<t\&le;t_1\\ A_2\left(t\right),A_2\left(t\right)=60,t_1<t\&le;t_2\\ k_2\&CenterDot;A_3\left(t\right),60<A_3\left(t\right)\&le;\mathrm{95,0}<k_2<1,t_2<t\&le;t_3\\ A_4\left(t\right),A_4\left(t\right)=95,t_3<t\&le;t_4\\ -k_3\&CenterDot;A_5\left(t\right),95>A_5\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{65,0}<k_3<1,t_4<t\&le;t_5\\ A_6\left(t\right),A_6\left(t\right)=65,t_5<t\&le;t_6\\ -k_4\&CenterDot;A_7\left(t\right),60>A_7\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{20,0}<k_4<1,t_6<t\&le;t_7\end{array}\right.$

(2)种类为化纤的待染布匹，采用以下公式定义的工艺曲线：

$f_2\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_1\&CenterDot;A_1\left(t\right),20<A_1\left(t\right)\&le;\mathrm{60,0}<k_1<1,t_0<t\&le;t_1\\ A_2\left(t\right),A_2\left(t\right)=65,t_1<t\&le;t_2\\ k_2\&CenterDot;A_3\left(t\right),65<A_3\left(t\right)\&le;\mathrm{132,0}<k_2<1,t_2<t\&le;t_3\\ A_4\left(t\right),A_4\left(t\right)=132,t_3<t\&le;t_4\\ -k_3\&CenterDot;A_5\left(t\right),132>A_5\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{70,0}<k_3<1,t_4<t\&le;t_5\\ A_6\left(t\right),A_6\left(t\right)=75,t_5<t\&le;t_6\\ -k_4\&CenterDot;A_7\left(t\right),75>A_7\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{20,0}<k_4<1,t_6<t\&le;t_7\end{array}\right.$

(3)种类为蛋白纤维的待染布匹，采用以下公式定义的工艺曲线：

$f_3\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_1\&CenterDot;A_1\left(t\right),20<A_1\left(t\right)<\mathrm{60,0}<k_1<1,t_0<t<t_1\\ A_2\left(t\right),60<A_2\left(t\right)<65,t_1<t<t_2\\ k_2\&CenterDot;A_3\left(t\right),65<A_3\left(t\right)<\mathrm{90,0}<k_2<1,t_2<t<t_3\\ A_4\left(t\right),A_4\left(t\right)=95,t_3<t<t_4\\ k_3\&CenterDot;A_5\left(t\right),95>A_5\left(t\right)>\mathrm{65,0}<k_3<1,t_4<t<t_5\\ A_6\left(t\right),A_6\left(t\right)=65,t_5<t<t_6\\ k_4\&CenterDot;A_7\left(t\right),60>A_7\left(t\right)>\mathrm{20,0}<k_4<1,t_6<t<t_7\end{array}\right.$

其中，f_i(t)(i＝1，2，3)是染色温度随染色时间的变化函数，k_i表示升温或降温系数，t表示染色的时间，A_i(t)是随时间变化升温的变量值，其单位为℃。

上述喷射头的开启个数、喷射头的流量、风机的风量和所采用的温度工艺曲线是根据客户对染色布匹染色程度的要求，经过样品试验合格后固化在控制器中的。

整个喷染装置不仅可以用于喷染织物，也可在染液缸内装入清水，从而用于织物的清洗。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构，包括前喷嘴盖、内主流管和后喷嘴头，内主流管的前端设置有前导向嘴，其特征在于，还包括套筒，所述套筒套接于内主流管外部，其两端分别通过连接件与前喷嘴盖和后喷嘴头连接；套筒上设置有与风机相连的进风口，套筒与内主流管之间形成环形的外室雾化区；所述喷射头设置在外室雾化区内、固定在内主流管外壁上，所述喷射头与染液管道相连接；所述外室雾化区设有两个出口与内主流管中待染布匹经过的通道相连。

2.根据权利要求1所述的高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构，其特征在于，所述喷射头设有一个液体入口，两个液体出口；所述液体出口用于将液体喷射在外室雾化区内；所述液体入口与所述染液管道相连接。

3.根据权利要求2所述的高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构，其特征在于，所述喷射头中的两个液体出口口径不同。

4.根据权利要求2所述的高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构，其特征在于，所述内主流管的外壁上共设置有8个喷射头，每4个为1组沿内主流管外壁周向均布；所述两组喷射头交错分布。

5.根据权利要求1所述的高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构，其特征在于，所述外室雾化区的两个出口分别设置在内主流管的两端，两个出口染液的喷射方向与待染布匹在内主流管中的行进方向一致。

6.根据权利要求5所述的高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构，其特征在于，所述外室雾化区的两个出口，其中一个是指前喷嘴盖、前导向嘴与外室雾化区三者形成的间隙；另一个是指外室雾化区与后喷嘴口之间形成的间隙。

7.根据权利要求1所述的高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构，其特征在于，所述风机与附有变频器的电机电连接，变频器用于调节电机力矩和电流，使风机保持相应的速度恒速输出。

8.一种权利要求1至7中任一项所述的高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构的控制方法，其特征在于，按照待染布匹的种类，确定喷染结构内喷射头的开启个数、喷射头的流量、风机的风量和所采用的温度工艺曲线。

9.根据权利要求8所述的高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：

(1)通过控制器输入待染布匹的种类，然后控制器自动选择喷嘴结构内喷射头的开启个数、喷射头的流量、风机的风量和所采用的工艺曲线，并将控制信号分别发送至相应装置；

(2)将待染布匹放置于染缸内，开启风机和染液输送泵上的阀门，风通过喷嘴结构套筒上的进风口进入喷嘴结构中的外室雾化区和内主流管，染液通过进液管道输送至已开启的喷射头，染液通过这些喷射头喷射至外室雾化区从而发生第一次雾化；

(3)雾化后的染液通过设置在内主流管的两端的外室雾化区的出口喷出，内主流管中的高压气流再次将染液进行雾化从而实现第二次雾化，经过两次雾化后的染液喷射在待染布匹上，同时待染布匹在高压气流的带动下通过喷嘴结构内的内主流管；

(4)在步骤(2)和(3)的过程中与风机相连的电机中的变频器根据步骤(1)所设定的风量，通过喷染装置与缸体内部压差设定反馈信号，调节电机力矩和电流，控制风机转速，调整风机风量，使风机根据布匹种类保持一定的恒速输出；同时喷射头喷出的染液流量、温度也都稳定在工艺曲线所要求的值处；整个染整工作在达到工艺曲线所设定的时间时结束，否则一直在染缸内进行循环。

10.根据权利要求8所述的高温高压气流染色机的雾化喷嘴结构的控制方法，其特征在于，所述待染布匹的种类及其对应的温度工艺曲线是指：

(1)种类为棉的待染布匹，采用以下公式定义的工艺曲线：

$f_1\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_1\&CenterDot;A_1\left(t\right),20<A_1\left(t\right)<\mathrm{60,0}<k_1<1,t_0<t\&le;t_1\\ A_2\left(t\right),A_2\left(t\right)=60,t_1<t\&le;t_2\\ k_2\&CenterDot;A_3\left(t\right),60<A_3\left(t\right)\&le;\mathrm{95,0}<k_2<1,t_2<t\&le;t_3\\ A_4\left(t\right),A_4\left(t\right)=95,t_3<t\&le;t_4\\ -k_3\&CenterDot;A_5\left(t\right),95>A_5\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{65,0}<k_3<1,t_4<t\&le;t_5\\ A_6\left(t\right),A_6\left(t\right)=65,t_5<t\&le;t_6\\ -k_4\&CenterDot;A_7\left(t\right),60>A_7\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{20,0}<k_4<1,t_6<t\&le;t_7\end{array}\right.$

(2)种类为化纤的待染布匹，采用以下公式定义的工艺曲线：

$f_2\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_1\&CenterDot;A_1\left(t\right),20<A_1\left(t\right)\&le;\mathrm{60,0}<k_1<1,t_0<t\&le;t_1\\ A_2\left(t\right),A_2\left(t\right)=65,t_1<t\&le;t_2\\ k_2\&CenterDot;A_3\left(t\right),65<A_3\left(t\right)\&le;\mathrm{132,0}<k_2<1,t_2<t\&le;t_3\\ A_4\left(t\right),A_4\left(t\right)=132,t_3<t\&le;t_4\\ -k_3\&CenterDot;A_5\left(t\right),132>A_5\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{70,0}<k_3<1,t_4<t\&le;t_5\\ A_6\left(t\right),A_6\left(t\right)=75,t_5<t\&le;t_6\\ -k_4\&CenterDot;A_7\left(t\right),75>A_7\left(t\right)\&GreaterEqual;\mathrm{20,0}<k_4<1,t_6<t\&le;t_7\end{array}\right.$

(3)种类为蛋白纤维的待染布匹，采用以下公式定义的工艺曲线：

$f_3\left(t\right)=\left\{\begin{array}{c}{k}_1\&CenterDot;A_1\left(t\right),20<A_1\left(t\right)<\mathrm{60,0}<k_1<1,t_0<t<t_1\\ A_2\left(t\right),60<A_2\left(t\right)<65,t_1<t<t_2\\ k_2\&CenterDot;A_3\left(t\right),65<A_3\left(t\right)<\mathrm{90,0}<k_2<1,t_2<t<t_3\\ A_4\left(t\right),A_4\left(t\right)=95,t_3<t<t_4\\ k_3\&CenterDot;A_5\left(t\right),95>A_5\left(t\right)>\mathrm{65,0}<k_3<1,t_4<t<t_5\\ A_6\left(t\right),A_6\left(t\right)=65,t_5<t<t_6\\ k_4\&CenterDot;A_7\left(t\right),60>A_7\left(t\right)>\mathrm{20,0}<k_4<1,t_6<t<t_7\end{array}\right.$

其中，f_i(t)(i＝1，2，3)是染色温度随染色时间的变化函数，k_i表示升温或降温系数，t表示染色的时间，A_i(t)是随时间变化升温的变量值，其单位为℃。

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