CN104818594B - 一种1：2极低浴比纱线染色机的动力系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种1：2极低浴比纱线染色机的动力系统及其控制方法。动力系统主要包括筒体、出液导流组件、电机、基座、动力轴和泵组件，其中筒体套在出液导流组件的外部，并通过封板将筒体内腔与出液导流组件之间封闭形成独立的进液流道；出液导流组件包括前盘、导流板和后盘，导流板的两端分别与前盘和后盘连接形成出液腔即出液流道，泵组件安装在出液导流组件的出液腔中，导流板为环状且开有染液出口；泵组件由所述电机提供动力源；筒体、出液导流组件和电机安装在所述基座上。本发明可实现纱线染色机的1:2的接近极限的极低浴比，可明显节省助剂、染料，减少废液排放；本发明结构紧凑、流道短，可有效提高动力系统的能量效率。

Description

一种1：2极低浴比纱线染色机的动力系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及流体机械技术领域，具体涉及一种1:2极低浴比纱线染色机的动力系统及其控制方法。

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。

纱线染色机中的动力系统主要功能是收集染缸中的染液，并通过泵用于提供染液循环的动力，染液的各种参数，包括温度、压力、成分等，需要在动力系统中进行监测。纱线染色机为了实现极低浴比的设计要求，所采用的动力系统必须配合纱线染色机整体循环结构的体积、染液循环路线等具体限制，以及结合流量和扬程两个技术指标。因此，有必要开发一种高效率、小体积、高扬程的动力系统，以满足1:2极低浴比纱线染色机的染液循环要求和空间要求。

发明内容

为了满足1:2极低浴比纱线染色机的染液循环要求和空间要求，本发明提出了一种动力系统及其控制方法，该系统结构精巧、紧凑，流道短，且流动效率高，可在节能减排的同时，提高经济效益。

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的动力系统，其包括筒体、出液导流组件、电机、基座、动力轴和泵组件，其中筒体套在出液导流组件的外部，并通过封板将筒体内腔与出液导流组件之间封闭形成独立的进液流道；出液导流组件包括前盘、导流板和后盘，导流板的两端分别与前盘和后盘连接形成出液腔即出液流道，泵组件安装在出液导流组件的出液腔中，导流板为环状且开有染液出口；泵组件由所述电机提供动力源；筒体、出液导流组件和电机安装在所述基座上；染液从筒体的开口端进入筒体与出液导流组件之间的进液流道，并从出液导流组件的前盘上开有的通孔即出液腔入口进入出液腔，在出液导流组件中受泵的驱动而获得动能和压头，此后染液在导流板的导引下从染液出口流出。

进一步优化地，导流板的染液出口位于筒体的开口端即进液口处。

进一步优化地，所述筒体为圆柱形，且圆柱形被所述封板封闭形成独立的进液流道后，其余不参与形成进液流道的圆柱形部分在结构上被去除。

进一步优化地，出液导流组件上的前盘和后盘开设有中心通孔，并在各自的中心通孔上设置有支承座；泵组件安装在动力轴上，动力轴支撑在所述支承座上，动力轴连接电机；电机水平放置，电机主体由连接座与出液导流组件上的后盘固定连接。

进一步优化地，所述筒体侧壁设有第一压力计，用于监测出液腔入口的压力；所述出液导流组件设有第二压力计，第二压力计安装在筒体侧壁，第二压力计的探测端穿过进液流道并穿过前盘进入出液腔；第一压力计、第二压力计和电机均与染色机的中央控制器连接。

进一步优化地，筒体上还开设有水针探套（如液位计），用于监测染液的液位高度；筒体上设有液温计，用于监测染液的温度；水针探套、液温计均与染色机的中央控制器连接。

进一步优化地，筒体底部设有给排液管，用于补充筒体中的染液，或者用于排放筒体中蓄存的染液；导流板底部设有排液管，用于排放出液导流组件中蓄存的染液。

进一步优化地，所述导流板为蜗壳，出液导流组件的前盘中心通孔周围均匀布设有挡水板，动力轴位于前盘中心通孔的一端设有导流头，导流头的轮廓母线为抛物线、椭圆二次曲线或半圆。

进一步优化地，所述泵组件为轴流泵、离心泵或者两者的混流泵，泵组件为单级泵或多级泵。

上述一种1:2极低浴比纱线染色机的动力系统的控制方法，具体是：染液从筒体的开口端进入筒体与出液导流组件之间的进液流道，并从出液导流组件的前盘上开有的通孔即出液腔入口进入出液腔，在出液导流组件中受泵的驱动而获得动能和压头，此后染液在导流板的导引下从染液出口流出；当水针探套监测到染液液位高度不足时，染色机的中央控制器或操作人员通过控制给排液管的开通向筒体中补充染液，或使电机处于停机保护状态；第一压力计与第二压力计一起实时监测进液流道和出液流道的压力差，当压力差不足即低于设定阈值时，中央控制器发出报警信号，提示需要增加电机马力以提高染液出液压力；液温计实时监测染液的温度，如果染液温度低于设定的数值，中央控制器则发出报警信号，提示需要提高染色机的热交换组件的供热量。

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，且流动效率高，可实现纱线染色机的1:2的接近极限的极低浴比，可明显节省助剂、染料，减少废液排放；本发明结构紧凑、流道短，可有效提高动力系统的能量效率。

附图说明

图1是实例中的一种1:2极低浴比纱线染色机的动力系统总体结构示意图。

图2是图1所示一种1:2极低浴比纱线染色机的动力系统的局部剖面图。

图3是出液导流组件的结构示意图。

图4是泵组件的一种实例示意图。

图中：1-筒体；2-出液导流组件；3-电机；4-组合基座；5-给排液管；6-水针探套（或液位计）；7-第一压力计；8-第二压力计；9-液温计；10-动力轴；11-泵；12-连接座；13-排液管；21-导流板；22-前板；23-后盘；24-挡水板。

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2所示，一种1:2极低浴比纱线染色机的动力系统，包括筒体1、出液导流组件2、电机3、基座4、动力轴10和泵组件11，其中筒体1套在出液导流组件2的外部，并通过封板将筒体内腔与出液导流组件之间封闭形成独立的进液流道；出液导流组件2包括前盘22、导流板21和后盘23，导流板21的两端分别与前盘22和后盘23连接形成出液腔即出液流道，泵组件11安装在出液导流组件2的出液腔中，导流板21为环状且开有染液出口；泵组件11由所述电机3提供动力源；筒体1、出液导流组件2和电机3安装在所述基座4上；；染液从筒体1的开口端进入筒体1与出液导流组件2之间的进液流道，并从出液导流组件2的前盘22上开有的通孔即出液腔入口进入出液腔，在出液导流组件2中受泵的驱动而获得动能和压头，此后染液在导流板21的导引下从染液出口流出。作为实例，基座4以角钢制作，其尺寸配合筒体1、出液导流组件2和电机3的结构，使得筒体1、出液导流组件2和电机3处于稳定状态，并在竖直方向不存在扭矩。导流板21的染液出口位于筒体1的开口端即进液口处。

作为较优例子，所述筒体为圆柱形，且圆柱形被所述封板封闭形成独立的进液流道后，其余不参与形成进液流道的圆柱形部分在结构上被去除。

出液导流组件2上的前盘22和后盘23开设有中心通孔，并在各自的中心通孔上设置有支承座；泵组件11安装在动力轴10上，动力轴10支撑在所述支承座上，动力轴10连接电机3；电机3水平放置，电机主体由连接座12与出液导流组件2上的后盘23固定连接。

进一步优化实施地，所述筒体侧壁设有第一压力计7，用于监测出液腔入口的压力；所述出液导流组件2设有第二压力计8，第二压力计8安装在筒体侧壁，第二压力计8的探测端穿过进液流道并穿过前盘进入出液腔；第一压力计7、第二压力计8和电机均与染色机的中央控制器（图中略）连接。筒体1上还开设有水针探套6（液位计），用于监测染液的液位高度；筒体1上设有液温计9，用于监测染液的温度；水针探套6、液温计9均与染色机的中央控制器连接。筒体1底部设有给排液管5，用于补充筒体中的染液，或者用于排放筒体中蓄存的染液；导流板底部设有排液管13，用于排放出液导流组件2中蓄存的染液。

进一步优化地，如图3所示，所述导流板21为蜗壳，出液导流组件2的前盘22中心通孔周围均匀布设有挡水板24。如图4，动力轴10位于前盘22中心通孔的一端设有导流头，导流头401的轮廓母线为抛物线、椭圆二次曲线或半圆。所述泵组件11为轴流泵、离心泵或者两者的混流泵，泵组件为单级泵或多级泵。

作为例子，下述再说明一下本发明的工作控制过程：染液从筒体1的开口端进入筒体1与出液导流组件2之间的进液流道，并从出液导流组件2的前盘22上开有的通孔即出液腔入口进入出液腔，在出液导流组件2中受泵的驱动而获得动能和压头，此后染液在导流板21的导引下从染液出口流出；当水针探套6监测到染液液位高度不足时，染色机的中央控制器或操作人员通过控制给排液管5的开通向筒体中补充染液，或使电机处于停机保护状态；第一压力计7与第二压力计8一起实时监测进液流道和出液流道的压力差，当压力差不足即低于设定阈值时，中央控制器发出报警信号，提示需要增加电机马力以提高染液出液压力；液温计9实时监测染液的温度，如果染液温度低于设定的数值，中央控制器则发出报警信号，提示需要提高染色机的热交换组件的供热量。

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。

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的动力系统，其特征在于包括筒体（1）、出液导流组件（2）、电机（3）、基座（4）、动力轴（10）和泵组件（11），其中筒体（1）套在出液导流组件（2）的外部，并通过封板将筒体内腔与出液导流组件之间封闭形成独立的进液流道；出液导流组件（2）包括前盘（22）、导流板（21）和后盘（23），导流板（21）的两端分别与前盘（22）和后盘（23）连接形成出液腔即出液流道，泵组件（11）安装在出液导流组件（2）的出液腔中，导流板（21）为环状且开有染液出口；泵组件（11）由所述电机（3）提供动力源；筒体（1）、出液导流组件（2）和电机（3）安装在所述基座（4）上；染液从筒体（1）的开口端进入筒体（1）与出液导流组件（2）之间的进液流道，并从出液导流组件（2）的前盘（22）上开有的通孔即出液腔入口进入出液腔，在出液导流组件（2）中受泵的驱动而获得动能和压头，此后染液在导流板（21）的导引下从染液出口流出；导流板（21）的染液出口位于筒体（1）的开口端即进液口处；出液导流组件（2）上的前盘（22）和后盘（23）开设有中心通孔，并在各自的中心通孔上设置有支承座；泵组件（11）安装在动力轴（10）上，动力轴（10）支撑在所述支承座上，动力轴（10）连接电机（3）；电机（3）水平放置，电机主体由连接座（12）与出液导流组件（2）上的后盘（23）固定连接；所述筒体侧壁设有第一压力计（7），用于监测出液腔入口的压力；所述出液导流组件（2）设有第二压力计（8），第二压力计（8）安装在筒体侧壁，第二压力计（8）的探测端穿过进液流道并穿过前盘进入出液腔；第一压力计（7）、第二压力计（8）和电机均与染色机的中央控制器连接；筒体（1）上还开设有水针探套（6），用于监测染液的液位高度；筒体（1）上设有液温计（9），用于监测染液的温度；水针探套（6）、液温计（9）均与染色机的中央控制器连接；所述筒体为圆柱形，且圆柱形被所述封板封闭形成独立的进液流道后，其余不参与形成进液流道的圆柱形部分在结构上被去除。

2.根据权利要求1所述的一种1:2极低浴比纱线染色机的动力系统，其特征在于筒体（1）底部设有给排液管（5），用于补充筒体中的染液，或者用于排放筒体中蓄存的染液；导流板底部设有排液管（13），用于排放出液导流组件（2）中蓄存的染液。

3.根据权利要求2所述的一种1:2极低浴比纱线染色机的动力系统，其特征在于所述导流板（21）为蜗壳，出液导流组件（2）的前盘（22）中心通孔周围均匀布设有挡水板（24），动力轴（10）位于前盘（22）中心通孔的一端设有导流头，导流头（401）的轮廓母线为抛物线、椭圆或半圆。

4.根据权利要求3所述的一种1:2极低浴比纱线染色机的动力系统，其特征在于所述泵组件（11）为轴流泵、离心泵或者两者的混流泵，泵组件为单级泵或多级泵。

5.用于权利要求1~4任一项所述一种1:2极低浴比纱线染色机的动力系统的控制方法，其特征在于：染液从筒体（1）的开口端进入筒体（1）与出液导流组件（2）之间的进液流道，并从出液导流组件（2）的前盘（22）上开有的通孔即出液腔入口进入出液腔，在出液导流组件（2）中受泵的驱动而获得动能和压头，此后染液在导流板（21）的导引下从染液出口流出；当水针探套（6）监测到染液液位高度不足时，染色机的中央控制器或操作人员通过控制给排液管（5）的开通向筒体中补充染液，或使电机处于停机保护状态；第一压力计（7）与第二压力计（8）一起实时监测进液流道和出液流道的压力差，当压力差不足即低于设定阈值时，中央控制器发出报警信号，提示需要增加电机马力以提高染液出液压力；液温计（9）实时监测染液的温度，如果染液温度低于设定的数值，中央控制器则发出报警信号，提示需要提高染色机的热交换组件的供热量。