CN103352345A - 一种极低浴比染纱机主泵结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种极低浴比染纱机主泵结构，包括回液管道、回流液蓄液腔、出液入口、出液管道和隔离板；回液管道和出液入口分别与染纱机的三级叶轮的液体入口和出口相对接，染液经过三级叶轮的作用，通过出液入口继而进入出液管道进入纱架染液流道。染液浸染了待染的纱线后经过染液收集盘进入回流液蓄液腔，再通过回液管道进入三级叶轮进行再循环。隔离板由弧板和内筋板焊接而成，将染液的出液通道和回液通道分割开；弧板套接在出液管道的外壁上，而内筋板套接在回液管道的外壁上；染液通过隔离板中间的缺口流入出液管道中。本发明结构简单，容易制造，可实现浴比达到1：2.5的极低浴比染纱机，使废液排放更低，更加环保，且能提高经济效益。

Description

一种极低浴比染纱机主泵结构

技术领域

本发明涉及染色机械技术领域，具体涉及一种可实现极低浴比的染纱机主泵结构。

背景技术

   纺织工业是我国国民经济的重要产业，长期以来，纺织工业为国民经济的发展、解决人民穿衣、出口创汇等方面作出了重大贡献，而作为连接桥梁的染整行业无疑在这个行业中有着重要的地位。染整行业是纺织品深加工、精加工和提附加值的关键，是纺织纤维、原纱、胚布加工成进入消费品市场的最终产品之间的纽带，起着推动产品共同发展的重要作用。 

我国染整行业能力居世界第一位，2009年规模以上企业印染布产量539.8亿米，占世界比重超过40%。印染产品在市场、品种、原料、批量等方面的适应性有了较大的提高，我国服装面料的自给率已超过70%，国内市场销售的服装面料自给率已达90%以上。全国印染布2010年1-11月份产量合计为540.65亿米，比上年同期增加12.87%。染整行业在纺织印染工业中占据着举足轻重的地位，直接关系到织物的综合质量。而印染机械设备是染整行业的主要支撑之一，从某种程度上说染整机械设备的水平决定了整个染整行业的水平。

据2000年统计，纺织工业总用水量为92亿吨，其中新鲜水量66亿吨位居全国各行业第二位。印染工业总用水量64亿吨，占纺织业的70%，新鲜水取用量58亿吨，占纺织业88%，水的回收利用率仅10%。可见，染整行业属于高耗能、高耗水、高污染的机械装备制造行业。在当今能源紧张、水资源日益短缺、环境污染不断恶化的形势下，开发研制环保节能一体化的小浴比染整设备是当务之急。染整设备应积极推广新工艺、新技术、新设备，重视实现小浴比染色，加强对水、汽等可循环资源的再利用和对能耗的管理，促进整个染整设备行业的节能效果和替代旧染整设备，提升市场竞争力。

传统筒子纱染色机染色过程中染液浸泡半个纱缸，由于采用了特殊的主循环泵结构，超低浴比染纱机的染液不浸泡纱锭，可以通过泵的扬程实现染液的低液位循环。这样就减少了因为纱线长时间浸泡带来的不利影响，如密度变大，染液循环式时穿透纱层时的阻力变大等。超低浴比染纱机染色浴比降低的直接结果就是染色过程中水和蒸汽的消耗量减少，超低浴比染色机与传统染色机的另一个不同点在于染液流量采用脉流控制。这样可以实现高的循环比数，染纱线穿透速度快，从而可以大大减少工艺时间，而且更容易防范纱线染色过程中的内外层纱线色差、色斑等染色缺陷，实现匀染效果。

本发明专利申请人在2011年4月15日申请了发明专利“超低浴比三级叶轮泵染纱机”（专利申请号：201110095749.5），申请公开了一种超低浴比三级叶轮泵染纱机，包括染缸、纱架、叶轮泵等部件。采用三级叶轮泵的脉动流体染色技术，染液经过三级叶轮泵被提升到30米高压扬程，通过三级泵喷射到纱锭，染液以高速脉流单方向喷射到纱锭，流出纱层循环回纱缸体内，并完成染料对纱锭的上染过程。叶轮泵使染液在纱锭染色循环产生脉动流体动力效应，提高了染液与纱锭之间的染色交换频率，使小浴比染液与纱锭接触并获得动力循环，达到染液不浸泡纱锭染色的l：3最低浴比。

   尽管上述专利已经实现了1：3的超低浴比，但仍然有改善的空间，需要进一步研究优化染纱机的结构从而进一步降低浴比，减少废液排放，提高染纱的经济效益。 

 

发明内容

为了进一步降低染纱的浴比，提出了一种可实现更低浴比染纱机的主泵结构及其设计方法，该设计可以进一步将染纱浴比降低到1：2.5的超低浴比的极限，并且可以在现有的染纱机上进行改造，制造方便成本低廉，可进一步降低染纱废液的排放，提高经济效益。

本发明提供一种超低浴比染纱机主泵结构，其技术方案是：

一种可实现极低浴比染纱机主泵结构，包括回液管道、回流液蓄液腔、出液入口、出液管道和隔离板；所述的主泵结构的回液管道和出液入口分别与染纱机的三级叶轮的液体入口和出口相对接（不紧固连接，因三级叶轮需要旋转），出液管道与出液入口连通，出液管道与染纱机的纱架染液流道连通；回流液蓄液腔一端与染色机的染液收集盘连通，另一端与回液管道连通，回液管道再与三级叶轮泵连通；回液管道与出液管道相交且通过隔离板分隔开；隔离板由弧板和内筋板连接构成；弧板通过套接在出液管道的外壁上，而内筋板套接在回液管道的外壁上；隔离板中间留有缺口，所述回液管道穿过该缺口，并且由于缺口横截面比回液管道大，使得隔离板中间的缺口与回液管道外侧面构成的通道作为出液管道的一部分。

进一步地，所述极低浴比染纱机主泵结构，还包括集液套管，回流液蓄液腔一端通过集液套管与染色机的染液收集盘连通。

进一步地，回流液蓄液腔用于收集从纱架流回的染液，其由泵体外套管、回液管道、蓄液腔调节板和隔离板所围成的结构组成，蓄液腔的容积大于叶轮的安全工作余量，通常设定为安全工作余量的1.5倍，也可以是其他合理倍数，并且利用蓄液腔调节板调整蓄液腔的容积以满足要求；回流液蓄液腔其作用是保证染液可以稳定、连续的流回三级叶轮泵中，使得三级叶轮泵可以稳定的工作，产生稳定的染液压头。

进一步地，所述弧板是一个半椭圆环板，该弧板的安装倾斜角度为A，出液管道外径为R1，集液套管内径为R2，则上述弧板的内椭圆孔的短半轴为R1，长半轴为R1/cosA；外椭圆的短半轴为R2，长半轴为R2/cosA；所述弧板按照上述倾斜角度A通过焊接的形式固定安装在出液管道和集液套管中间；所述内筋板是一个平面板，安装在出液管道的轴线所在的平面上，并与弧板的直线边焊接固定；内筋板的内孔下端是半圆弧并且孔的两侧边与半圆弧相切，其半圆弧的半径与回液管道的外径R3一致；内筋板的外轮廓下端为圆弧，其半径与泵体外套管的内径R4一致，其直线边的尺寸与弧板尺寸的短半轴一致；按照上述方案，隔离板的形状可以满足将出液通道和回液通道完全隔开；隔离板的主要作用是将紧凑的主泵结构的回液通道和出液通道融合成一体，使得主泵结构紧凑、存储的液体少，从而可以实现极低浴比的染纱机。

进一步地，集液套管、泵体外套管、蓄液腔调节板所包围的体积为V1，并通过隔离板平均分为两部分，一部分为回液通道，另一部分为出液通道；假定三级叶轮流道中的体积为V2，染纱机所能容纳的最大纱线重量为M，纱线吸水率为n，则染纱机的浴比为D=M:(V1+V2+M*n)。

工作原理：隔离板将染液的出液通道和回液通道分割开；染液经过三级叶轮的作用而具有一定的压头，通过出液入口继而进入出液管道进入纱架染液流道；染液浸染了待染的纱线后经过染液收集盘进入回流液蓄液腔，回流液进而通过回液管道进入三级叶轮泵进行再循环。所述隔离板中间留有缺口，所述回液管道穿过该缺口安装固定，并且由于缺口横截面比回液管道大，使得隔离板中间的缺口与回液管外侧面构成的通道作为出液经过的通道。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：本发明结构简单，容易制造，巧妙利用了隔离板将出液通道和回液通道分开并且将两个通道融为一体，结构紧凑，使得流道中积累的染液容积大幅下降，从而有效的降低了染纱机浴比，减少废液的排放，更加环保，且能提高经济效益。

附图说明

图1是本发明的超低浴比染纱机主泵结构过主泵中心轴的剖面结构示意图。

图2是本发明的超低浴比染纱机主泵结构的三维结构示意图（半剖三维视图）。

图3是本发明的超低浴比染纱机主泵结构的三维结构示意图（全局视图）。

图4a是本发明的超低浴比染纱机主泵结构的隔离板安装示意图。

图4b为隔离板的立体结构示意图。

图5a是本发明的超低浴比染纱机主泵结构的隔离板的为俯视图；

图5b为隔离板的等轴侧视图。

图5c为隔离板的正视图。

图5d为图5c中的隔离板的左侧视图。

图中，1-叶轮泵法兰盖；2-回液管道；3-出液入口；4-回流液蓄液腔；5-隔离板；6-出液管道；7-集液套管；8-泵体外套管；9-蓄液腔调节板；51-弧板；52-内筋板；53-缺口。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

如图1所示，一种极低浴比染纱机主泵结构，主要包括回液管道2、回流液蓄液腔4、出液入口3、出液管道6、隔离板5、集液套管7、泵体外套管8和蓄液腔调节板9等组成；所述的主泵结构的回液管道2和出液入口3分别与染纱机的三级叶轮的液体入口和出口相对接（不紧固连接，三级叶轮需要旋转），染液经过三级叶轮的作用而具有一定的压头，通过出液入口3继而进入出液管道6进入纱架染液流道；染液浸染了待染的纱线后经过染液收集盘进入回流液蓄液腔4，回流液进而通过回液管道2进入三级叶轮进行再循环；隔离板5将染液的出液通道和回液通道分割开；隔离板由弧板51和内筋板52焊接而成；弧板通过焊接套在出液管道6的外壁上，而内筋板通过焊接套在回液管道2的外壁上；隔离板中间留有缺口53，所述回液管道2穿过该缺口安装固定，并且由于缺口横截面比回液管道大，使得隔离板中间的缺口与回液管外侧面构成的通道作为出液口。

作为实例，所述弧板51是一个半椭圆环板，假定该板的安装倾斜角度为A，出液管道6外径为R1，集液套管7内径为R2，则上述半椭圆环弧板51的内椭圆孔的短半轴为R1，长半轴为R1/cosA；外椭圆的短半轴为R2，长半轴为R2/cosA。所述弧板51按照上述倾斜角度A通过焊接的形式固定安装在出液管道和集液套管中间。所述内筋板52是一个平面板，安装在出液管道6的轴线所在的平面上，并与弧板的直线边焊接固定。内筋板52的内孔下端是半圆弧并且孔的两侧边与半圆弧相切，其半圆弧的半径与回液管道2的外径R3一致；内筋板的外轮廓下端为圆弧，其半径与泵体外套管8的内径R4一致，其直线边的尺寸与弧板尺寸的短半轴一致。按照上述方案，隔离板5的形状可以满足将出液通道和回液通道完全隔开。隔离板5的主要作用是将紧凑的主泵结构的回液通道和出液通道融合成一体，使得主泵结构紧凑、存储的液体少，从而可以实现极低浴比的染纱机。

回流液蓄液腔4用于收集从纱架流回的染液，其结构由泵体外套管8、回液管道2、蓄液腔调节板9和隔离板5所围成的结构组成，蓄液腔的容积应该根据三级叶轮的设计流量进行确定，其容积一般需要大于叶轮的安全工作余量，通常设定为安全工作余量的1.5倍，也可以是其他合理倍数，并且利用蓄液腔调节板9调整蓄液腔的容积以满足要求。回流液蓄液腔4其作用是保证染液可以稳定、连续的流回三级叶轮泵中，使得三级叶轮泵可以稳定的工作，产生稳定的染液压头。

集液套管7、泵体外套管8、蓄液腔调节板9所包围的体积为V1，并通过隔离板5平均分为两部分，一部分为回液通道，另一部分为出液通道；假定叶轮流道中的体积为V2，染纱机所能容纳的最大纱线重量为M，纱线吸水率为n，则染纱机的浴比为D=M:(V1+V2+M*n)。

如图2～图5所示是本发明的一个实施案例，以下列参数设计的样机可以实现浴比为1：2.5的染纱机主泵结构：出液管道直径150mm，回液管道直径150mm（与叶轮泵液体入口直径一致），出液管道与回液管道两者以正交方向焊接在一起；蓄液腔是一个直径300mm、长度400mm的圆柱腔体并与回液管道同轴安装；隔离板中的弧板以45度角度安装，其内孔直径与出液通道的内径一致，而其竖直板则安装在出液管道的子午面上，并将出液通道和回液通道完全隔离开，隔离后蓄液腔的体积与出液通道腔体的体积基本相同，均为0.03立方米，满足叶轮泵的安全流量需求。样机试验表明，以本发明所述方法和结构所制造的叶轮主泵结构，可以实现染纱机1：2.5的极低浴比，明显降低染液的需求量，提高染色效率和经济效益。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种极低浴比染纱机主泵结构，其特征在于包括回液管道（2）、回流液蓄液腔（4）、出液入口（3）、出液管道（6）和隔离板（5）；所述的主泵结构的回液管道（2）和出液入口（3）分别与染纱机的三级叶轮的液体入口和出口相对接，出液管道（6）与出液入口（3）连通，出液管道（6）与染纱机的纱架染液流道连通；回流液蓄液腔（4）一端与染色机的染液收集盘连通，另一端与回液管道（2）连通，回液管道（2）再与三级叶轮泵连通；回液管道（2）与出液管道（6）相交且通过隔离板（5）分隔开；隔离板由弧板（51）和内筋板（52）连接构成；弧板通过套接在出液管道（6）的外壁上，而内筋板套接在回液管道（2）的外壁上；隔离板中间留有缺口（53），所述回液管道（2）穿过该缺口，并且由于缺口横截面比回液管道大，使得隔离板中间的缺口与回液管道外侧面构成的通道作为出液管道（6）的一部分。

2.根据权利要求1所述的极低浴比染纱机主泵结构，其特征在于还包括集液套管（7），回流液蓄液腔（4）一端通过集液套管（7）与染色机的染液收集盘连通。

3.根据权利要求1所述的极低浴比染纱机主泵结构，其特征在于：回流液蓄液腔（4）用于收集从纱架流回的染液，其由泵体外套管（8）、回液管道（2）、蓄液腔调节板（9）和隔离板（5）所围成的结构组成，蓄液腔的容积大于叶轮的安全工作余量；蓄液腔调节板（9）与泵体外套管（8）之间通过螺纹连接，通过旋转蓄液腔调节板（9）调节回流液蓄液腔（4）的体积。

4.根据权利要求2或3所述的极低浴比染纱机主泵结构，其特征在于：所述弧板（51）是一个半椭圆环板，该弧板的安装倾斜角度为A，出液管道（6）外径为R1，集液套管（7）内径为R2，则上述弧板（51）的内椭圆孔的短半轴为R1，长半轴为R1/cosA；外椭圆的短半轴为R2，长半轴为R2/cosA；所述弧板（51）按照上述倾斜角度A通过焊接的形式固定安装在出液管道和集液套管中间；所述内筋板（52）是一个平面板，安装在出液管道（6）的轴线所在的平面上，并与弧板的直线边焊接固定；内筋板（52）的内孔下端是半圆弧并且孔的两侧边与半圆弧相切，其半圆弧的半径与回液管道（2）的外径R3一致；内筋板的外轮廓下端为圆弧，其半径与泵体外套管（8）的内径R4一致，其直线边的尺寸与弧板尺寸的短半轴一致。

5.根据权利要求1所述的极低浴比染纱机主泵结构，其特征在于：集液套管（7）、泵体外套管（8）、蓄液腔调节板（9）所包围的体积为V1，并通过隔离板（5）平均分为两部分，一部分为回液通道，另一部分为出液通道；三级叶轮流道中的体积为V2，染纱机所能容纳的最大纱线重量为M，纱线吸水率为n，则染纱机的浴比为D=M:(V1+V2+M*n)。

6.根据权利要求1～5任一项所述的极低浴比染纱机主泵结构，其特征在于：隔离板由所述弧板（51）和内筋板（52）焊接形成；弧板通过焊接套在出液管道（6）的外壁上，内筋板通过焊接套在回液管道（2）的外壁上。

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