CN103028337A

CN103028337A - 染料溶解装置及染料溶解方法

Info

Publication number: CN103028337A
Application number: CN2013100042052A
Authority: CN
Inventors: 单忠德; 王绍宗; 吴双峰; 张倩; 邹爱玲
Original assignee: Advanced Manufacture Technology Center China Academy of Machinery Science and Technology
Current assignee: Advanced Manufacture Technology Center China Academy of Machinery Science and Technology
Priority date: 2013-01-06
Filing date: 2013-01-06
Publication date: 2013-04-10

Abstract

本发明涉及一种染料溶解装置及染料溶解方法。该染料溶解装置包括用于盛放染料混合液的化料缸，还包括超声波发生器，所述超声波发生器包括至少部分浸入所述染料混合液中的超声波探头。该染料溶解方法包括：将超声波发生器的超声波探头的至少一部分浸入染料混合液中；启动所述超声波发生器，使所述超声波探头产生超声波。根据本发明的技术方案，由于采用超声波溶解的方式，将超声波作为溶解的能量源，利用了超声波的空化效应及其升温和破碎效应的特性，使得染料能够很好地溶解。

Description

染料溶解装置及染料溶解方法

技术领域

本发明涉及纺织染整领域，尤其涉及染料溶解装置及染料溶解方法。

背景技术

目前，在纺织行业中，染料的常用溶解方式为射流搅拌或机械搅拌，采用这两种溶解方式的缺点在于，在溶解过程中化料缸内容易出现“搅拌死角”，导致染料的溶解不完全。

图1示出了现有技术的染料溶解装置的结构示意图。如图1所示，该装置包括用于盛放染料混合液30、主要由缸体10和缸盖20构成的化料缸，缸体10的侧壁上开设有进料口11，缸体10的底部开设有出料口12。所述进料口11的出口方向与缸体10的内壁相切，当液体（例如水和染料的混合液体）从进料口11高速进入时，会形成射流，带动缸体10内盛放的染料混合液30高速旋转，从而实现搅拌的效果。并且，缸体10必须设计成双层壁结构，即包括水套，在该水套内通入热水40。从而，利用热水在染料溶解过程中对染料混合液进行加热及保温，保证了染料的溶解度及满足染色工艺需要。

然而，上述射流搅拌溶解方式和机械搅拌溶解方式一样，在化料缸内容易出现“搅拌死角”，致使染料溶解不完全。尤其是对于部分类型的染料，如果不能充分溶解，就容易变成糊状染料，这种糊状染料在输送过程易将管路堵塞，影响生产并可能引起安全隐患。因此，有必要针对现有技术中存在的上述缺陷进行改进。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种染料溶解装置及染料溶解方法，利用超声波溶解的方式，能够有效地溶解染料，提高了生产效率并避免了安全隐患。

为了实现上述目的，根据本发明的第一个方面，提供了一种染料溶解装置，包括用于盛放染料混合液的化料缸，所述染料溶解装置还包括超声波发生器，所述超声波发生器包括至少部分浸入所述染料混合液中的超声波探头。

进一步地，所述化料缸包括缸体和缸盖，所述超声波发生器设置在所述缸体的外部，所述超声波探头的至少一部分穿过所述缸体的侧壁伸入到所述缸体内。

进一步地，所述化料缸包括进料口和出料口。

进一步地，所述超声波探头的至少一部分穿过所述缸体侧壁的位置在高度上低于所述进料口的位置。

进一步地，所述进料口的出口方向与所述缸体的内壁相切。

进一步地，所述缸体包括用于注入热水的水套。

进一步地，所述染料溶解装置还包括：

温度传感器，浸入所述染料混合液中、并测量所述染料混合液的温度；

超声波控制单元，当所述温度传感器测量的温度低于设定值时，启动所述超声波发生器，当所述温度传感器测量的温度高于设定值时，关闭所述超声波发生器。

进一步地，所述超声波控制单元控制所述超声波发生器连续工作或脉冲工作。

根据本发明的第二个方面，提供了一种染料溶解方法，所述方法包括：

将超声波发生器的超声波探头的至少一部分浸入染料混合液中；

启动所述超声波发生器，使所述超声波探头产生超声波。

进一步地，所述方法还包括：

测量所述染料混合液的温度；

当测量的温度低于设定值时，启动所述超声波发生器；

当测量的温度高于设定值时，关闭所述超声波发生器。

根据本发明的技术方案，由于采用超声波溶解的方式，将超声波作为溶解的能量源，利用了超声波的空化效应及其升温和破碎效应的特性，使得染料能够很好地溶解。与传统的射流搅拌溶解或机械搅拌溶解相比，本发明提供的超声波溶解方式在化料缸内几乎不存在“搅拌死角”，使得染料在化料缸内可以完全溶解，提高了生产效率，并避免了由于染料的不完全溶解可能造成的安全隐患。

附图说明

说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的染料溶解装置的结构示意图；

图2是本发明实施例的染料溶解装置的结构示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在没有明确限定或不冲突的情况下，本发明的各个实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

图2是本发明实施例的染料溶解装置的结构示意图，如图2所示，该染料溶解装置包括：主要由缸体100和缸盖200构成的化料缸，超声波发生器500。

在该实施例中，缸体100并不构成双层壁结构，而是单层壁。在缸体100的侧壁上开设有进料口101，该进料口101用于将染料和溶剂（例如水）送入到化料缸中，等待接下来的搅拌处理，以便使染料完全溶解在所述溶剂中，从而形成染料的溶液，进而从底部的出料口102排出。

所述进料口101在缸体100上的高度位置，可以根据化料缸的容积和待溶解染料的类型及染料溶液产量等设定。所述出料口102则优选设置在缸体100的底部中央，以便将搅拌处理好的染料溶液顺利排出。

参照图2，该实施例的染料溶解装置还包括超声波发生器500。超声波发生器500还包括超声波探头501，后者用于将前者产生的超声波向外输出。超声波发生器500可以设置在缸体00的侧壁的外部，超声波探头501的至少一部分从缸体100的侧壁穿过，并浸入缸体100内盛放的染料混合液300中。此时，染料混合液300中既包括已经溶解的染料溶液，也包括还未完全溶解的染料和溶剂。

优选地，超声波探头501的至少一部分从缸体100侧壁穿过的位置，在高度上低于进料口101的位置，从而确保超声波探头501的至少一部分浸入染料混合液300中。

从而，当超声波发生器500产生的超声波通过超声波探头501向外输出时，利用超声波特有的空化效应，引用周围的染料混合液300产生震荡，加速染料的溶解。同时，超声波的空化效应具有升温作用，可以使得缸体内的染料混合液的温度升高，从而进一步有利于染料的溶解。并且，超声波的空化效应还同时具有破碎效应，可使染料分子的粒径变小，提高染料的溶解度和染色时与织物分子的附着力，提高色牢度。

因此，根据本发明的上述实施例，由于采用超声波溶解的方式，将超声波作为溶解的能量源，利用了超声波的空化效应及其升温和破碎效应的特性，使得染料能够很好地溶解。与传统的射流搅拌溶解或机械搅拌溶解相比，本发明提供的超声波溶解方式在化料缸内几乎不存在“搅拌死角”，使得染料在化料缸内可以完全溶解，提高了生产效率，并避免了由于染料的不完全溶解可能造成的安全隐患。

另外，这种溶解方式使得化料缸可以不设计成双层壁，从而简化了化料缸的设计且降低了生产成本，也不必向双层壁中通入热水来辅助溶解，操作简便，节约了能源。

此外，如图2所示，该染料溶解装置还可以包括温度传感器400和超声波控制单元600。超声波控制单元600分别与温度传感器400和超声波发生器500连接，并可收集温度传感器400测得的数据，以此来控制超声波发生器500的操作。

温度传感器400在缸体100上设置的位置不限，只要能够浸入缸体100内的染料混合液300中即可，以便测得染料混合液300的温度。

当需要进行染料溶解时，将染料放入化料缸中后开始注入水，当水注入到目标量时，停止注水，调整温度传感器400的位置，使之进入到染料混合液300中。在开启超声波发生器500之前，根据染料的类型、化料缸的容积和染料溶液的产量等条件，预先在超声波控制单元600内设置染料混合液的设定温度、超声波工作时间及工作模式等参数。

参数设定结束后，便可以开启超声波发生器500。在超声波工作过程中，水温逐渐升高，染料逐渐溶解，当染料混合液300的温度达到设定温度后，超声波发生器500停止工作，当染料混合液300的温度低于设定温度后，超声波发生器500启动；如此反复，直至达到工作时间的设定值，完成染料的溶解操作。

通过超声波控制单元600，可以将超声波发生器500的工作模式设置为连续工作或脉冲工作两种模式，实际工作时选择何种工作模式，可根据工作需要进行设定。

在本发明的另一个实施例中，也可以将进料口101的出口方向设置为与缸体的内壁相切，从而使得染料和溶剂的混合液以一定速度浸入缸体100内时，形成具有一定速度的射流，造成缸体内染料混合液的搅拌。

这样，将传统的射流搅拌方式和本发明提供的超声波溶解方式结合，充分利用进料速度形成一定的搅拌效果，使得染料初步溶解，为后续的超声波搅拌操作节约了一定的能量。

在本发明的再一个实施例中，也可以将缸体设计成具有双层壁的结构，即缸体具有水套，水套内注入热水，从而可以利用热水的升温和保温作用。

通过这种结构，将传统的水浴方式与本发明提供的超声波升温方式结合，可以加速染料的溶解，也节约了能量。

前面根据实施例描述了本发明的染料溶解装置，但该装置并不仅限于所述实施例中所述的部件和/或连接关系，例如，化料缸的结构并不限于实施例中描述的各种结构，只要其中能够盛放染料混合液即可；超声波发生器和超声波探头的位置也不限于所描述的位置，只要能够使得产生的超声波能够作用于染料混合液即可；另外，本发明提高的超声波溶解方式也可以与传统的机械搅拌或射流搅拌结合，从而发挥各方面的优势，综合提高染料的溶解度。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种染料溶解装置，包括用于盛放染料混合液（300）的化料缸，其特征在于，所述染料溶解装置还包括超声波发生器（500），所述超声波发生器包括至少部分浸入所述染料混合液中的超声波探头（501）。

2.根据权利要求1所述的染料溶解装置，其特征在于，所述化料缸包括缸体（100）和缸盖（200），所述超声波发生器（500）设置在所述缸体（100）的外部，所述超声波探头（501）的至少一部分穿过所述缸体（100）的侧壁伸入到所述缸体（100）内。

3.根据权利要求2所述的染料溶解装置，其特征在于，所述化料缸包括进料口（101）和出料口（102）。

4.根据权利要求3所述的染料溶解装置，其特征在于，所述超声波探头（501）的至少一部分穿过所述缸体（100）侧壁的位置在高度上低于所述进料口（101）的位置。

5.根据权利要求3所述的染料溶解装置，其特征在于，所述进料口（101）的出口方向与所述缸体（100）的内壁相切。

6.根据权利要求2所述的染料溶解装置，其特征在于，所述缸体（100）包括用于注入热水的水套。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的染料溶解装置，其特征在于，所述染料溶解装置还包括：

温度传感器（400），浸入所述染料混合液（300）中、并测量所述染料混合液（300）的温度；

超声波控制单元（600），当所述温度传感器（400）测量的温度低于设定值时，启动所述超声波发生器（500），当所述温度传感器（400）测量的温度高于设定值时，关闭所述超声波发生器（500）。

8.根据权利要求7所述的染料溶解装置，其特征在于，所述超声波控制单元（600）控制所述超声波发生器（500）连续工作或脉冲工作。

9.一种染料溶解方法，其特征在于，所述方法包括：

将超声波发生器（500）的超声波探头（501）的至少一部分浸入染料混合液（300）中；

启动所述超声波发生器（500），使所述超声波探头（501）产生超声波。

10.根据权利要求9所述的染料溶解方法，其特征在于，所述方法还包括：

测量所述染料混合液的温度；

当测量的温度低于设定值时，启动所述超声波发生器（500）；

当测量的温度高于设定值时，关闭所述超声波发生器（500）。