CN111621937B - 一种履带碾压式散纤维水洗机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种履带碾压式散纤维水洗机，涉及纤维处理设备技术领域，包括纤维承载履带和若干组履带碾压装置，履带碾压装置间隔的均匀布设于纤维承载履带的正上方，履带碾压装置与纤维承载履带之间围成纤维层的挤压空间；纤维承载履带的内侧还设置有若干个承压导辊，且承压导辊与履带碾压装置相对方向设置；相邻的两组履带碾压装置之间均设置有上喷淋管，相邻的两个承压导辊之间均设置有下喷淋管。本发明的有益效果是，结构简单、设计新颖，履带碾压的方式实现了散纤维的水洗，将连续化水洗方法和技术引用到散纤维的加工上，大幅度地减少水、电、汽的消耗量，减少人工和降低劳动强度，减少化学品的消耗量。

Description

一种履带碾压式散纤维水洗机

技术领域

本发明涉及纤维处理设备技术领域，尤其涉及一种履带碾压式散纤维水洗机。

背景技术

目前，在散纤维加工行业，对棉花、黏胶等纤维素纤维进行染色水洗的设备主要有两种，分为间歇式吊染机和连续式染色机。间歇式吊染机的染色和水洗工艺都在同一个设备中进行，对纤维的处理存在高能耗、高劳动强度和高排污量的缺点。连续式染色机相比间歇式吊染机实现了染色节能减排的目的，但在水洗工艺上还不成熟，主要集中在水洗的效果、水洗的连续性、以及水洗后烘干的能耗这几方面。

棉花、羊毛、蚕丝、麻等天然纤维和黏胶、涤纶、尼龙、腈纶等化学纤维进行散纤维练漂和染色以及练漂、染色后的水洗、皂洗、酸中和等工序，大都采用间歇式生产方式，设备一般为间歇式散纤维染色机，染色过程中的染液流动和水洗过程中的水流，均是通过循环泵强迫其透过纤维层。这种通过循环泵强迫液流通过纤维层的方法，用于染色时是因为匀染性的要求，但用于水洗时的洗涤效率却是很低的，因为散纤维染色机既没有专用洗衣机的“脱液”功能(洗衣机洗衣物每次排液后即可进行脱液)，更没有专用高效连续化水洗机的“轧辊挤压”和“逆流供水”之功效，“轧辊挤压”和“逆流供水”是用于织物连续化水洗能带来节水、节电和节汽以及降低劳动强度和减少人工的根本措施，但是，散纤维状态不同于纺织品布匹状态，要实现连续化的水洗、皂洗过程等，在设备方面有很大的技术难度。

发明内容

为解决散纤维连续化水洗难以及水电气消耗量高的技术问题，本发明公开了一种履带碾压式散纤维水洗机。

为实现上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种履带碾压式散纤维水洗机，包括纤维承载履带和若干组履带碾压装置，所述履带碾压装置间隔的均匀布设于纤维承载履带的正上方，所述履带碾压装置与纤维承载履带之间围成纤维层的挤压空间；所述纤维承载履带的内侧还设置有若干个承压导辊，且所述承压导辊与履带碾压装置相对方向设置；相邻的两组所述履带碾压装置之间均设置有上喷淋管，相邻的两个承压导辊之间均设置有下喷淋管，且所述上喷淋管、下喷淋管相对方向设置。

作为本发明的进一步优选，每组所述履带碾压装置包括通过碾压履带相连接的第一碾压导辊、第二碾压导辊、第三碾压导辊和第四碾压导辊，第一碾压导辊与第二碾压导辊平行设置，第三碾压导辊与第四碾压导辊平行设置，且第一碾压导辊和第二碾压导辊布设于第三碾压导辊和第四碾压导辊的上方，第一碾压导辊与第二碾压导辊之间的间距大于第三碾压导辊与第四碾压导辊之间的间距。

作为本发明的进一步优选，所述第一碾压导辊、第三碾压导辊的中心连轴线与水平方向形成的夹角范围为20～45°，纤维层依次进入履带碾压装置与纤维承载履带之间的挤压空间中进行挤压并打散纤维。

作为本发明的进一步优选，所述第二碾压导辊、第四碾压导辊的中心轴连线与水平方向形成的夹角范围为60～85°，前侧的上喷淋管喷淋水流防止散纤维黏附于碾压履带的表面。

作为本发明的进一步优选，所述第二碾压导辊上还安装有加压装置，用于调整第二碾压导辊的压力大小。

作为本发明的进一步优选，每组所述上喷淋管、下喷淋管通过配置的同一个水槽供水，若干个水槽并排的设置于水洗机的底部或者侧面，每个水槽内均设置有直接蒸汽加热系统。

作为本发明的进一步优选，所述上喷淋管、下喷淋管与水槽相连通的管线上还设置有过滤器和循环泵，经过滤器过滤后的水通过循环泵泵入所述上喷淋管、下喷淋管进行喷淋水洗。

作为本发明的进一步优选，该水洗机设定水槽的补充水流方向与纤维承载履带运行方向相反，即采用逆流供水的方式为水槽补水供水。

本发明创造性提出了散纤维连续化运行的方法—履带运载纤维，实现了与纺织品布匹加工相同的连续化高效水洗。散纤维因为本身状态而无法同纺织品布匹那样很容易通过简单的机械牵引就能实现连续化运行，这是造成过去和当今行业对各种纤维进行染色、练漂和水洗等工序一直普遍采用间歇生产方式的主要原因，使用的设备就是间歇式生产的散纤维染色机。用散纤维染色机进行染色和水洗等工序的缺点，除了产品加工质量稳定性差外，还尤为表现为水、电、汽消耗量颇大和劳动强度高、用工较多以及化学品消耗量较大等。本发明首先创造性地提出，通过“履带运载纤维”的方式来进行散纤维的连续化运行，这是实现散纤维连续化高效水洗等过程的关键步骤。

另外，本发明还采取了“履带碾压”、“喷淋管喷淋”和“逆流供水”等措施，这是使散纤维进行连续化水洗等过程实现高效、节能和减排的有效措施。

其中，“履带碾压”，是根据散纤维本身的状态，提出的适用于散纤维加工的可实现与纺织品布匹连续化水洗等过程中的“轧辊挤压”同样效果的方法。“轧辊挤压”，就是使布匹从前一道水洗转入后一道水洗时要经过的尽可能降低布匹中“残液率”的步骤，“残液率”可降至80％左右或更低，相当于滚筒洗衣机洗衣物时每次换水时要进行的“脱水”步骤，若没有“挤压”或“脱水”，残液率将达到300％左右或更高，可以说，“有挤压水洗”的水洗效率是“无挤压水洗”的水洗效率的三倍以上。布匹的“挤压”可直接采用轧辊挤压(如一对直辊挤压)，但轧辊挤压用于散纤维堆置层时，会造成纤维层脱散而呈杂乱无章甚至出现纤维毡缠轧辊现象，致使这一连续化过程无法顺利进行。本发明创造性地提出“履带碾压”的挤压方法，可保证这一过程顺利的进行。

过去和当下行业采用散纤维洗涤的方法，普遍是用间歇生产方式的散纤维染色机进行水洗，这种散纤维水洗方法，在每次换水时，其“残液率”都在300％左右或更高，这与通过“履带碾压”实现超低“残液率”(80％左右或更低)的本发明连续化水洗法相比，仅耗水量就要多用2.5倍甚至更高，另外，间歇式水洗法的每一次换水排掉的不仅仅是水量，还有热量和过量的有效化学品，特别是高温热水洗(如95℃以上皂煮)和化学处理(如酸中和、固色、柔软、抗静电处理等)工序。

“喷淋管喷淋”，是通过置于纤维堆置层上方和下方的“上喷淋管”和“下喷淋管”实施双向喷淋来进行。“上喷淋管”喷淋的作用是实现液体(水洗液、酸中和液、化学品液等)与纤维之间的基本碰撞和交换，以实现净洗效果；“下喷淋管”喷淋的作用有三个，一是实现和“上喷淋管”同样的净洗效果，二是使经过“履带碾压”后的纤维层结构变松而提高之后的喷淋洗涤效果，三是通过上、下同时相向喷淋，会增大液体(水洗液、酸中和液、化学品液等)与纤维之间碰撞和交换的强度。

“逆流供水”，指被洗涤物(如织物、纱线、散纤维)在机械作用下运行(本发明是履带承载纤维)的方向和洗涤用水的流向相反，更重要的含义是，只是在被洗涤物(本发明为散纤维)运行路线中的最后一道水洗液中不断地补充干净水，补充的水沿着与被洗涤物运行相反的方向逐格流动，也就是说，第一道水洗是用“最脏的水”，最后一道水洗是用“最干净的水”，“逆流供水”是提高连续化水洗效率、降低水电汽消耗量和减少化学品用量的基本措施，更是重要措施。

本发明的有益效果是，结构简单、设计新颖，履带碾压装置中的碾压履带长度尺寸可调，第一碾压导辊、第二碾压导辊、第三碾压导辊和第四碾压导辊的直径均可根据实际生产需要进行调整，适用性更广；本发明将用于织物的连续化水洗方法和技术引用到散纤维的加工上，大幅度地减少水、电、汽的消耗量，减少人工和降低劳动强度，减少化学品的消耗量。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图；

图2为图1中的部分结构示意图；

图3为本发明中水槽布设结构示意图；

图4为图3俯视结构示意图；

图5为本发明中的纤维承载履带局部结构示意图。

其中，1-纤维承载履带；2-纤维层；3-碾压履带；4-承压导辊；5-第一碾压导辊；6-第二碾压导辊；7-第三碾压导辊；8-第四碾压导辊；9-加压装置；10-上喷淋管；11-下喷淋管；12-水槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种履带碾压式散纤维水洗机，包括纤维承载履带1和十组履带碾压装置，上述履带碾压装置间隔的均匀布设于纤维承载履带1的正上方，上述履带碾压装置与纤维承载履带1围成纤维层的挤压空间；上述纤维承载履带1的内侧还设置有十个承压导辊4，且上述承压导辊4与履带碾压装置相对方向设置；相邻的两组上述履带碾压装置之间均设置有上喷淋管10，相邻的两个承压导辊4之间均设置有下喷淋管11，且上述上喷淋管10、下喷淋管11相对方向设置，上喷淋管10用于从上向下对纤维层进行喷淋水洗，下喷淋管11用于从下向上对纤维层进行喷淋水洗，相对设置对运行到同一位置处的纤维层进行充分的喷淋水洗。

特别的，每组上述履带碾压装置包括通过碾压履带3相连接的第一碾压导辊5、第二碾压导辊6、第三碾压导辊7和第四碾压导辊8，第一碾压导辊5与第二碾压导辊6平行设置，第三碾压导辊7与第四碾压导辊8平行设置，第一碾压导辊5、第二碾压导辊6设置于第三碾压导辊7、第四碾压导辊8的上方，且第一碾压导辊5、第二碾压导辊6之间的间距为680mm，第三碾压导辊7、第四碾压导辊8之间的间距为300mm，第一碾压导辊5、第二碾压导辊6、第三碾压导辊7和第四碾压导辊8的直径均为180mm。

特别的，上述第一碾压导辊5、第三碾压导辊7的中心连轴线与水平方向形成的夹角范围为20～45°，纤维层2依次进入履带碾压装置与纤维承载履带1之间的挤压空间中进行挤压并打散纤维。

特别的，上述第二碾压导辊6、第四碾压导辊8的中心轴连线与水平方向形成的夹角范围为60～85°，在前侧的上喷淋管10喷淋水流的作用可防止散纤维黏附于碾压履带3的表面。

特别的，上述第二碾压导辊6上还安装有加压装置9，用于调整第二碾压导辊6的压力大小，进而调整正哥履带碾压装置对散纤维层2施加的碾压压力。

特别的，每组上述上喷淋管10、下喷淋管11通过配置的同一个水槽12供水，若干个水槽12并排的设置于水洗机的底部或者侧面，水槽12设置于水洗机侧面时如图3和4所示，每个水槽12内均设置有直接蒸汽加热系统，为水槽12中的水加热到所需水洗温度，水洗常见用温度为30℃、40℃、50℃、60℃、80℃或95℃。

特别的，上述上喷淋管10、下喷淋管11与水槽12相连通的管线上还设置有过滤器和循环泵，经过滤器过滤后的水通过循环泵泵入上述上喷淋管10、下喷淋管11进行喷淋水洗，过滤处理后的热水分别被送入上喷淋管10、下喷淋管11中对散纤维进行水洗。

特别的，使用该水洗机进行水洗操作过程中，采用逆流供水的方式，即水槽12的补充水流方向与纤维承载履带1运行方向相反。

其中，第一碾压导辊为主动辊，与电机、变速箱相连接，第二碾压导辊与加压装置相连接，加压装置的加压方式为现有的“气缸式”加压，可根据工艺要求(主要是轧液率)来调节堆置纤维层所承受压力的大小。

本发明中的纤维承载履带为“网带式”，其表面有“网眼”或“缝隙”，能容许喷淋到表面上的液体自由透过，材质可以是耐高温、耐酸、耐碱的工程塑料，也可以是不锈钢材料(一般为316L)，其结构如图5所示。碾压履带为橡胶毯式，表面光滑无缝隙，不容许液体透过。

在本发明中，履带碾压装置的位置均可根据纤维层2厚度进行整体上下调整，且履带碾压装置的运转为主动式，通过带动纤维承载履带1同步运行的电机和变速箱带动运行。

实施例2

将实施例1中的履带碾压式散纤维水洗机用于棉纤维“植物直接染料”染色后的水洗工艺中，控制十个水洗步骤中的温度分别为：

水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(30℃)。

实施例3

将实施例1中的履带碾压式散纤维水洗机用于棉纤维“植物靛蓝染料”染色后处理工艺中，控制十个水洗步骤中的温度分别为：

水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)或氧化剂氧化→氧化剂氧化→氧化剂氧化→水洗(皂煮95℃)→水洗(皂煮95℃)→水洗(60℃)→水洗(40℃)→水洗(30℃)。

实施例4

将实施例1中的履带碾压式散纤维水洗机用于活性染料染色后处理工艺中，控制十个水洗步骤中的温度分别为：

水洗(30℃)→水洗(30℃)或酸中和→酸中和或水洗(40℃)→水洗(60℃)→水皂煮(95℃)→皂煮(95℃)→皂煮(95℃)→水洗(80℃)→水洗(50℃)→水洗(30℃)。

实施例5

将实施例1中的履带碾压式散纤维水洗机用于合成还原染料、硫化染料染色后处理工艺中，控制十个水洗步骤中的温度分别为：

水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)或氧化剂氧化→氧化剂氧化→氧化剂氧化→水洗(皂煮95℃)→水洗(皂煮95℃)→水洗(60℃)→水洗(40℃)→水洗(30℃)。

实施例6

将实施例1中的履带碾压式散纤维水洗机用于分散染料染色后处理工艺中，控制十个水洗步骤中的温度分别为：

水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)→还原清洗(80℃)→还原清洗(80℃)→水洗(60℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(40℃)→水洗(30℃)。

现有的水洗法大都采用间歇式染色机，与采用本发明的连续化水洗相比较，在用水量、用电量、耗汽量、化学品用量、用工量以及劳动强度方面的对比如下：

用水量：本发明水洗法为间歇式染色机水洗法的三分之一以下，可节约用水60～70％；

用电量：本发明水洗法为间歇式染色机水洗法的50％以下；

耗汽量：本发明水洗法为间歇式染色机水洗法的50％以下；

化学品(洗涤剂、中和酸等消耗量)：本发明可少用20％以上；

用工量：少用30％以上。

劳动强度：染色机法劳动强度大，本发明更轻松。

本发明可应用在以下工艺过程中，包括：

1、用于棉花散纤维的精练、漂白及其后的水洗、酸中和处理等；

2、用于羊毛散纤维的洗毛、炭化加工(包括化学处理过程和水洗等过程)；

3、用于蚕丝散纤维的脱胶、麻纤维的脱胶加工(包括化学处理过程和水洗等过程)；

4、用于棉花、羊毛、蚕丝、麻等天然纤维和黏胶、涤纶、尼龙、腈纶等化学纤维进行散纤维染色后的水洗、皂洗、固色、柔软和抗静电处理等工艺。

本发明创造性的将用于纺织品布匹的连续化水洗方法和技术引用到散纤维的加工上。首先是提出通过“履带运载纤维”方式来实现散纤维的连续化运行的方法，第二是把“轧辊挤压”、“喷淋管喷淋”和“逆流供水”等这些用于织物连续化水洗的能显著提高水洗效率、降低水电汽用量的措施用于散纤维的连续化水洗，以大幅度地降低当下散纤维染整工厂传统工艺中水洗、皂洗、酸中和处理等工序的水电汽消耗量，其中仅耗水量比传统工艺方法减少60％以上，同时还会减少人工和降低劳动强度以及因减少化学品的消耗量而减少对环境的污染。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种履带碾压式散纤维水洗机，其特征在于，包括纤维承载履带和若干组履带碾压装置，所述履带碾压装置间隔的均匀布设于纤维承载履带的正上方，所述履带碾压装置与纤维承载履带之间围成纤维层的挤压空间；所述纤维承载履带的内侧还设置有若干个承压导辊，且所述承压导辊与履带碾压装置相对方向设置；相邻的两组所述履带碾压装置之间均设置有上喷淋管，相邻的两个承压导辊之间均设置有下喷淋管，且所述上喷淋管、下喷淋管相对方向设置；

每组所述履带碾压装置包括通过碾压履带相连接的第一碾压导辊、第二碾压导辊、第三碾压导辊和第四碾压导辊，第一碾压导辊与第二碾压导辊平行设置，第三碾压导辊与第四碾压导辊平行设置，且第一碾压导辊和第二碾压导辊布设于第三碾压导辊和第四碾压导辊的上方，第一碾压导辊与第二碾压导辊之间的间距大于第三碾压导辊与第四碾压导辊之间的间距。

2.如权利要求1所述的一种履带碾压式散纤维水洗机，其特征在于，所述第一碾压导辊、第三碾压导辊的中心连轴线与水平方向形成的夹角范围为20～45°，纤维层依次进入履带碾压装置与纤维承载履带之间的挤压空间中进行挤压并打散纤维。

3.如权利要求1所述的一种履带碾压式散纤维水洗机，其特征在于，所述第二碾压导辊、第四碾压导辊的中心轴连线与水平方向形成的夹角范围为60～85°，前侧的上喷淋管喷淋水流防止散纤维黏附于碾压履带的表面。

4.如权利要求3所述的一种履带碾压式散纤维水洗机，其特征在于，所述第二碾压导辊上还安装有加压装置，用于调整第二碾压导辊的压力大小。

5.如权利要求1所述的一种履带碾压式散纤维水洗机，其特征在于，每组所述上喷淋管、下喷淋管通过配置的同一个水槽供水，若干个水槽并排的设置于水洗机的底部或者侧面，每个水槽内均设置有直接蒸汽加热系统。

6.如权利要求5所述的一种履带碾压式散纤维水洗机，其特征在于，所述上喷淋管、下喷淋管与水槽相连通的管线上还设置有过滤器和循环泵，经过滤器过滤后的水通过循环泵泵入所述上喷淋管、下喷淋管进行喷淋水洗。

7.如权利要求1所述的一种履带碾压式散纤维水洗机，其特征在于，该水洗机设定水槽的补充水流方向与纤维承载履带运行方向相反。

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