CN104818591B - 一种1:2极低浴比纱线染色机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种1:2极低浴比纱线染色机，主要包括纱缸、集液管、基座、电机、容积计、缸盖、蒸汽入口、蒸汽出口、给排液管、液温计、高压压力计、低压压力计、水针探套、热交换管、配流盘、天圆地方管、纱竹管、集液腔、混流泵、导流管、挡水板等部件。本发明的巧妙结构设计，可实现纱线染色机的1:2的接近极限的极低浴比，进而明显节省助剂、染料，减少废液排放，具有极为明显的经济和社会效益；本发明结构紧凑、流道短，具有优异的能量效率。

Description

一种1:2极低浴比纱线染色机

技术领域

本发明涉及染整机械技术领域，具体涉及一种1:2极低浴比纱线染色机。

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。

浴比在染色过程中是一个重要的指标，浴比的大小直接反映染色设备水、电、蒸汽等能耗高低及污染物排放高低的关键指标。浴比是指浸染或竭染染色时配制的染液与被染物的质量之比。在实际生产应用中常把染液的密度当作1来处理。浴比有大小之分，如 1:20，1:30 为大浴比；1:3，1:5 为小浴比。浴比又称液比，指纱线与染液重量的比例。如纺织品 100 千克用染液 1000 千克，则浴比是 1:10。传统染整设备的缺点是浴比大、耗电量大、用染化料助剂多、工艺时间长等。实际生产时，纱锭在湿透水的饱和状态下，染液浸泡半个全部纱架。采用极低浴比染色技术的染整设备，其优点主要有：

(1) 节约染料。在染色过程中相同用量的染料在不同浴比中的浓度是不同的，其达到染色平衡时的上染率也是不同的，染料在染液中需达到最低上染浓度。在一定用量染料的情况下实行小浴比染色时，其染液中染料的浓度相对较大，织物纤维上的染料浓度随染液中染料浓度的增加而上升，而染液中余留的染料由于浴比的减少的其残留的总量也相应下降，减少了废弃染液中染料的排放量。反之，浴比大，染液中的染料浓度相对较低，织物纤维上染时的染料浓度也较低，从而增加了废染液中染料的排放量。因此，浴比的大小会直接影响染料的吸尽率和固色率，特别是对常用的活性染料而言。浴比的大小会直接影响助剂、电解质的用量。实行小浴比染色时，不仅织物得色深，同时也减少了染料助剂的用量，减少了污水的排放量。

(2) 染色重现性好。实行小浴比染色时，浴比的变化相对较小，虽说染料对浴比的依存性不同，但由于浴比小，织物上染率变化不大，色差一般在可接受的范围之内，即小浴比染色的重现性相对较好。

(3) 染色匀染性好。染色时织物匀染性的好坏主要取决于染液的循环频率。染色时浴比减小，染液的循环次数就增多。染液的循环频率越大，染料的扩散及上染机会就多，就可以改善局部染色不匀的情况。

(4) 小浴比染色节水、节能。染色时，水、电、蒸汽的消耗都与浴比有关，浴比小则能耗低。小浴比染色附加的多省洗水系统及多功能智能水洗系统，有很显著的节水效果。小浴比染色技术在织物染色中有显著的技术优势，热传递速率高，主缸水位充满与排放时间短，节水、节能，大大缩短染色周期，增加生产量。

小浴比染色不仅匀染性好，节省了染料、助剂的用量，保证了染色工艺的重现性，而且更加体现出高效、节能和环保的特点。因此，小浴比染色是染整技术的主要发展方向。

发明内容

为了进一步降低纱线染色机的浴比，以期进一步节省助剂、染液的用量，并减少废液的排放，提高能量效率和经济效益，提出了一种1:2极低浴比纱线染色机。

本发明的目的至少通过如下技术方案之一实现。

一种1:2极低浴比纱线染色机，其包括纱缸、集液管、基座、电机、容积计、缸盖、蒸汽入口、蒸汽出口、给排液管、液温计、高压压力计、低压压力计、配流盘、天圆地方管、纱竹管、集液腔、混流泵、导流管和挡水板；

其中导流管由两个侧板和一个环状导流板构成，导流管的两个侧板分别开设有中心通孔，用于支承混流泵的主轴，主轴一端与电机连接；导流管靠近电机一端的侧板中心通孔以法兰盖封闭；主轴的另一端位于导流管的腔体中且靠近导流管的另一侧板，所述主轴的另一端安装混流泵的诱导叶片和离心叶片；导流管的导流板上设有开口，开口与天圆地方管的方端连接；配流盘的下端设有染液总入口，上端设有与染液总入口连通的若干个出液口，配流盘上端还开有若干个与集液腔连通的回液口；天圆地方管的圆端连接配流盘的染液总入口；纱竹管安装在配流盘的出液口上；集液管与纱缸底部连通，集液腔是由集液管的内壁和导流管的腔体外壁组成，集液管的底部设有给排液管；集液腔中的染液通过所述导流管的另一侧板开有的中心通孔即混流泵入口进入混流泵；

纱缸的底部设置有热交换管；热交换管由蒸汽入口通入高温的蒸汽，经过热交换后的冷蒸汽由蒸汽出口排出；集液管上设置有液温计，用于监测染液的温度，当染液温度不满足设定要求时，向中央控制器发出信号要求调节蒸汽入口的蒸汽流量；所述导流管的另一侧板开有的中心通孔的周边设置有若干挡水板；纱缸的顶部和底部通过管道连接有位于纱缸外的容积计；容积计用于监测纱缸中染液的体积，当溶液体积过低时向中央控制器发出信号，并从给排液管补充染液；

集液管上设置有低压压力计，用于监测水泵入口的压力，与导流管上设有的高压压力计，一起用于实时监测混流泵出入口染液的压力差，当染液压力差不符合设定要求时，向中央控制器发出信号，要求调节电机转速以满足压力差要求；纱缸顶部设置有缸盖；高压压力计是指用于检测导流管内经混合泵加压的染液压力，低压压力计是指用于检测集液管中染液的压力，高压与低压是两者相对而言。配流盘及纱竹管可以吊装方式脱离天圆地方管，以更换待纱线；。电机、集液管和导流管安装在基座上，并保持水平稳定；电机与混流泵主轴之间不存在竖直扭矩。

进一步优化地，所述混流泵具有两级叶片，第一级位于混流泵入口处，属于诱导叶片，第二级位于诱导叶片之后，属于离心叶片；纱线染色机也可以因应制造或者设计要求，将二级混流泵改为单级轴流泵、单级离心泵，也可以改为三级及以上的混流泵。

进一步优化地，位于混流泵入口处的挡水板有若干个，且均匀间隔分布在同一圆周上，其形状类似于混流泵的一级叶片，其数量通常设置为3～5片；混流泵主轴位于混流泵入口的一端设置有导流头。

进一步优化地，导流头轮廓母线为抛物线、椭圆等二次曲线或圆弧。

进一步优化地，导流管为蜗壳状；天圆地方管方端的横截面积小于上面的圆端。

进一步优化地，集液管的侧壁还设有水针探套，用于监测集液管中染液的液位高度。

进一步优化地，集液管套在导流管外，集液管与导流管之间通过封板隔开，使形成集液腔即独立的进液流道。

进一步优化地，若干挡水板均匀间隔分布在同一圆周上。

进一步优化地，导流管的导流板上设有开口，且开口位于集液腔的染液入口处。

相对于现有技术，本发明具有以下优点和技术效果：

本发明结构设计巧妙，结构紧凑，流道短，具有优异的能量效率，可实现纱线染色机的1:2的接近极限的极低浴比，进而明显节省助剂、染料，减少废液排放，具有极为明显的经济和社会效益。

附图说明

图1是实例中一种1:2极低浴比纱线染色机的总体结构示意图。

图2是是图1所述1:2极低浴比纱线染色机的局部放大图。

图3a、图3b是图1所示1:2极低浴比纱线染色机的两个不同方向的视图。

图4是图1所示1:2极低浴比纱线染色机的局部剖视图。

图5是配流盘的结构示意图。

图6是配流盘的染液流通过程示意图。

图7是导流管的结构示意图。

图8为天地方圆管的结构示意图。

图9为混流泵的结构示意图。

图中：1-纱缸；2-集液管；3-基座；4-电机；5-容积计；6-缸盖；7-蒸汽入口；8-蒸汽出口；9-给排液管；10-液温计；11-高压压力计；12-低压压力计；13-水针探套；14-热交换管；15-配流盘；16-天圆地方管；17-纱竹管；18-集液腔；19-混流泵；20-导流管；21-挡水板；22-导流头。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的实施和保护不限于此，以下若有未特别详细说明之处，均是本领域技术人员可参照现有技术实现的。

如图1～图4所示，一种1:2极低浴比纱线染色机，包括纱缸1、集液管2、基座3、电机4、容积计5、缸盖6、蒸汽入口7、蒸汽出口8、给排液管9、液温计10、高压压力计11、低压压力计12、配流盘15、天圆地方管16、纱竹管17、集液腔18、混流泵19、导流管20和挡水板21；

其中导流管20由两个侧板和一个环状导流板构成，导流管20的两个侧板分别开设有中心通孔，用于支承混流泵19的主轴，主轴一端与电机4连接；导流管20靠近电机一端的侧板中心通孔以法兰盖封闭；主轴的另一端位于导流管20的腔体中且靠近导流管20的另一侧板，所述主轴的另一端安装混流泵的诱导叶片和离心叶片；染液从混流泵的诱导叶片进入混流泵2，在混流泵诱导叶片和离心叶片的带动下获得动能及压力能，并排入导流管20中，获得动能和压力能的染液在导流管的引导下将部分的动能转换为压力能，使得染液获得更大的压头；导流管20的导流板上设有开口，开口与天圆地方管16的方端连接。如图5、图6，配流盘15的下端设有染液总入口153，上端设有与染液总入口153连通的若干个出液口152，配流盘15上端还开有若干个与集液腔18连通的回液口151。如图4、图8，天圆地方管的圆端连接配流盘15的染液总入口153；纱竹管17安装在配流盘的出液口152上；由于压力的作用染液从配流盘15均匀进入纱竹管17；纱竹管17上缠绕有纱线，高压的染液穿透纱线后回落到配流上部，并通过配流盘上开设的回液口回落到纱缸1的底部；回流的染液继续进入集液腔18中，集液管2与纱缸1底部连通，集液腔18是由集液管2的内壁和导流管20的腔体外壁组成，集液管2的底部设有给排液管9；集液腔18中的染液通过所述导流管20的另一侧板开有的中心通孔即混流泵入口进入混流泵。

纱缸1的底部设置有热交换管14；热交换管14由蒸汽入口7通入高温的蒸汽，经过热交换后的冷蒸汽由蒸汽出口8排出；集液管2上设置有液温计10，用于监测染液的温度，当染液温度不满足设定要求时，向中央控制器（图中略）发出信号要求调节蒸汽入口（7的蒸汽流量。

进一步实施地，所述导流管20的另一侧板开有的中心通孔的周边设置有若干挡水板21，用于破坏集液腔18中形成的漩涡或者湍流，挡水板21顺着液体旋转方向设有一定的角度，把部分旋转能转化为压能，以提高水泵的流量及效率。纱缸1的顶部和底部通过管道连接有位于纱缸外的容积计5；容积计5用于监测纱缸中染液的体积，当溶液体积过低时向中央控制器发出信号，并从给排液管9补充染液。集液管2上设置有低压压力计12，用于监测水泵入口的压力，与导流管20上设有的高压压力计11，一起用于实时监测混流泵出入口染液的压力差，当染液压力差不符合设定要求时，向中央控制器发出信号，要求调节电机转速以满足压力差要求；纱缸顶部设置有缸盖6。

高压压力计11是指用于检测导流管内经混合泵加压的染液压力，低压压力计12是指用于检测集液管2中染液的压力，高压与低压是两者相对而言。配流盘15及纱竹管17可以吊装方式脱离天圆地方管16，以更换待纱线。电机4、集液管2和导流管20安装在基座3上，并保持水平稳定；电机与混流泵19主轴之间不存在竖直扭矩。

所述混流泵19具有两级叶片，第一级位于混流泵入口处，属于诱导叶片，第二级位于诱导叶片之后，属于离心叶片；纱线染色机也可以因应制造或者设计要求，将二级混流泵改为单级轴流泵、单级离心泵，也可以改为三级及以上的混流泵。混流泵19入口处的挡水板21有若干个，且均匀间隔分布在同一圆周上，其形状类似于混流泵的一级叶片，其数量通常设置为3～5片；如图9，混流泵19主轴位于混流泵入口的一端设置有导流头22。导流头22轮廓母线为抛物线、椭圆等二次曲线或圆弧。

如图7、图8，作为优化实例，导流管20为蜗壳状；天圆地方管方端的横截面积小于上面的圆端。集液管2套在导流管20外，集液管2与导流管20之间通过封板隔开，使形成集液腔18即独立的进液流道；若干挡水板21均匀间隔分布在同一圆周上。集液管2的侧壁还设有水针探套13，用于监测集液管中染液的液位高度。集液管2上设置有液温计10，用于监测染液的温度，当染液温度不满足设定要求时，向中央控制系统未画出发出信号要求调节蒸汽入口7的蒸汽流量。导流管20位于混流泵19入口位置的周边，设置有挡水板21，用于破坏集液腔18中形成的漩涡或者湍流，挡水板21顺着液体旋转方向倾斜设定的角度，把部分旋转能转化为压能，以提高流动效率。容积计5用于监测纱缸中染液的体积，当溶液体积过低时向中央控制器发出信号，并从给排液管9补充染液。集液管2上设置有低压压力计12，用于监测水泵入口的压力，与导流管20上设置有高压压力计11，一起用于实时监测混流泵出入口染液的压力差，当染液压力差不符合设定要求时，向中央控制器发出信号，要求调节电机转速以满足压力差要求。配流盘15及纱竹管17可以吊装方式脱离天圆地方管16，以更换待纱线；纱缸顶部设置有缸盖6。进一步地，位于混流泵19入口处的挡水板21，其形状类似于混流泵的一级叶片，其数量通常设置为3～5片；混流泵19主轴位于入口的一端，设置有导流头22，其轮廓母线通常为抛物线、椭圆等二次曲线，也可以为圆弧。

通过上述巧妙的结构设计，不仅可以使得系统结构更加紧凑，还能缩短流道，加上挡水板沿液体旋转方向倾斜，把部分旋转能转化为压能，使染液获得更大的动能和压头。可明显节省助剂、染料，效提高动力系统的能量效率，减少废液排放，实现节能减排的效果。同时，本实例的中央控制器还能根据相关部件的检测结果实时对染色机的工作过程进行控制。

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 (5)

1.一种1∶2极低浴比纱线染色机，其特征在于包括纱缸(1)、集液管(2)、基座(3)、电机(4)、容积计(5)、缸盖(6)、蒸汽入口(7)、蒸汽出口(8)、给排液管(9)、液温计(10)、高压压力计(11)、低压压力计(12)、配流盘(15)、天圆地方管(16)、纱竹管(17)、集液腔(18)、混流泵(19)、导流管(20)和挡水板(21)；

其中导流管(20)由两个侧板和一个环状导流板构成，导流管(20)的两个侧板分别开设有中心通孔，用于支承混流泵(19)的主轴，主轴一端与电机(4)连接；导流管(20)靠近电机一端的侧板中心通孔以法兰盖封闭；主轴的另一端位于导流管(20)的腔体中且靠近导流管(20)的另一侧板，所述主轴的另一端安装混流泵的诱导叶片和离心叶片；导流管(20)的导流板上设有开口，开口与天圆地方管(16)的方端连接；配流盘(15)的下端设有染液总入口(153)，上端设有与染液总入口(153)连通的若干个出液口(152)，配流盘(15)上端还开有若干个与集液腔(18)连通的回液口(151)；天圆地方管的圆端连接配流盘(15)的染液总入口(153)；纱竹管(17)安装在配流盘的出液口(152)上；集液管(2)与纱缸(1)底部连通，集液腔(18)是由集液管(2)的内壁和导流管(20)的腔体外壁组成，集液管(2)的底部设有给排液管(9)；集液腔(18)中的染液通过所述导流管(20)的另一侧板开有的中心通孔即混流泵入口进入混流泵；

纱缸(1)的底部设置有热交换管(14)；热交换管(14)由蒸汽入口(7)通入高温的蒸汽，经过热交换后的冷蒸汽由蒸汽出口(8)排出；集液管(2)上设置有液温计(10)，用于监测染液的温度，当染液温度不满足设定要求时，向中央控制器发出信号要求调节蒸汽入口(7)的蒸汽流量；

所述导流管(20)的另一侧板开有的中心通孔的周边设置有若干挡水板(21)；

纱缸(1)的顶部和底部通过管道连接有位于纱缸外的容积计(5)；容积计(5)用于监测纱缸中染液的体积，当溶液体积过低时向中央控制器发出信号，并从给排液管(9)补充染液；若干挡水板(21)均匀间隔分布在同一圆周上；

集液管(2)上设置有低压压力计(12)，用于监测水泵入口的压力，与导流管(20)上设有的高压压力计(11)，一起用于实时监测混流泵出入口染液的压力差，当染液压力差不符合设定要求时，向中央控制器发出信号，要求调节电机转速以满足压力差要求；纱缸顶部设置有缸盖(6)；电机(4)、集液管(2)和导流管(20)安装在基座(3)上；所述混流泵(19)具有两级叶片，第一级位于混流泵入口处，属于诱导叶片，第二级位于诱导叶片之后，属于离心叶片；位于混流泵(19)入口处的挡水板(21)有若干个，且均匀间隔分布在同一圆周上，其形状类似于混流泵的一级叶片，其数量设置为3～5片；混流泵(19)主轴位于混流泵入口的一端设置有导流头(22)；集液管(2)的侧壁还设有水针探套(13)，用于监测集液管中染液的液位高度。

2.根据权利要求1所述的一种1∶2极低浴比纱线染色机，其特征在于：导流头(22)轮廓母线为抛物线、椭圆或圆弧。

3.根据权利要求1所述的一种1∶2极低浴比纱线染色机，其特征在于：导流管(20)为蜗壳状；天圆地方管方端的横截面积小于上面的圆端。

4.根据权利要求1所述的一种1∶2极低浴比纱线染色机，其特征在于：集液管(2)套在导流管(20)外，集液管(2)与导流管(20)之间通过封板隔开，使形成集液腔(18)即独立的进液流道。

5.根据权利要求1～4任一项所述的一种1∶2极低浴比纱线染色机，其特征在于：导流管(20)的导流板上设有开口，且开口位于集液腔(18)的染液入口处。