CN112458672A - 一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备及染色方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备，包括染缸、染液储罐、自动加料装置、染液浓度数据采集装置、计量泵和终端服务器；染液浓度数据采集装置与染缸连接，用于采集染缸内的染液浓度数据，且该染液浓度数据采集装置与终端服务器信号连接；终端服务器的输出端与计量泵连接，该计量泵的入口与染液储罐的出口连接，计量泵的出口又与染缸连接；终端服务器的输出端与自动加料装置连接；自动加料装置与染液储罐连接。本发明还提供了利用上述设备进行染色的方法；本发明可以维持染缸内染液浓度始终处于预设区间内，将上染速率控制在最优范围内，并解决因高染料浓度导致的染料团聚而产生的色点等问题，确保染色均匀性，提高染色产品质量。
Description
技术领域
本发明属于纺织品印染技术领域，特别涉及一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备及染色方法。
背景技术
在纺织品间歇式浸渍染色的传统工艺中，往往在染色开始时将预先在染化料缸中配好的染液一次性注入染缸，染色过程中染液浓度随时间不断下降，导致上染速率经历由快至慢的变化。染色初始时染料迅速向织物扩散，容易导致染色不均，尤其对于溶解性较差的染料，在高浓度时容易团聚，从而在染色过程中容易出现“染色疵点”。因此，采用传统间歇式浸染工艺，实现“一次准”染色比较困难，特别是对一些敏感色染料，往往需要通过多次修色甚至剥色重染进行纠正。多次修色会显著降低设备利用率，增加生产成本；剥色重染更是会增加污水排放和单位能耗，并影响产品内在质量。
目前，印染企业自动化生产主要集中在对温度、pH和染色时间等工艺参数的精确控制上，尚无有效调节染液浓度的自动控制技术。美国北卡罗来纳州立大学的Beck K R于上世纪90年代曾提出“染色过程闭环控制”概念，其关键在于掌握染浴的实时状态，并根据与要求状态的偏差对工艺参数进行调整。该研究组还开发了一套流动注射分析系统(FIA)用于在线监测染液浓度；该法配合高效液相色谱，还能实现活性染料水解的实时监测。此外，国外很多公司开发的染料浓度在线检测系统，如法国Comeureg SA公司与法国纺织研究院合作研究开发的TEINTO系统，韩国DyeTex Engineering公司研发的DyeMax L系统，英国Leeds大学与瑞士Mathis AG公司合作开发的SMART LIQUOR系统等；但这些监测系统仅通过分析结果给出改进染色升温速率、染色时间等功能，并无调整染液加入方式的理念。
国内方面，专利CN102706824A提出了一种可实现活性染料在线监测染料上染率的方法，其中的核心技术是利用分光光度法对染液浓度进行实时测定，并通过与参比染液的比较，测算实时上染率，但该技术也不涉及对染液浓度进行实时调控的技术。专利CN1746804公开了一种对还原染色染液中还原剂浓度进行在线检测和控制的系统；该发明利用电位滴定法在线检测还原剂浓度并通过自动添加装置使还原剂浓度与设定值保持一致，从而保证染色质量。但这种基于电位滴定的自动在线检测体系不能实现染料浓度自动补偿控制，因此仅适用于还原染料染色。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备及染色方法；该染色设备和染色方法改变了一次性注入染液的传统方式，采用持续注入染液的方式，并可实时采集染缸内的染液浓度，根据预设浓度，补入染化料，以实时调整染缸内的染液浓度，维持染缸内染液浓度始终处于预设区间内，将上染速率控制在最优范围内，并解决因高染料浓度导致的染料团聚而产生的色点等问题，确保染色均匀性，保证染色稳定性与较好的染色重现性，提高染色产品质量。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备，包括染缸、染液储罐、自动加料装置、染液浓度数据采集装置、计量泵和终端服务器；
所述染液浓度数据采集装置与所述染缸连接，用于采集染缸内的染液浓度数据，且该染液浓度数据采集装置的输出端与所述终端服务器信号连接；所述终端服务器的输出端与所述计量泵连接，该计量泵的入口与所述染液储罐的出口通过出液管路连接，所述计量泵的出口又通过一进液管路与所述染缸连接；
终端服务器的输出端与所述自动加料装置连接；所述自动加料装置与所述染液储罐连接，以将染化料加入于染液储罐中。
进一步的，该可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备还包括一储液浓度数据采集装置，该储液浓度数据采集装置与所述染液储罐连接，用于采集染液储罐中的储存染液浓度数据；该储液浓度数据采集装置的输出端与所述终端服务器信号连接。
进一步的，所述染液浓度数据采集装置和储液浓度数据采集装置均为分光光度计采集装置。
进一步的，所述染缸通过一循环管路与所述染液储罐连接。
进一步的，所述循环管路上设有第一阀门和第二阀门，其中的第一阀门接近所述染缸的出口，第二阀门接近所述染液储罐的入口，且所述自动加料装置的出口与该第二阀门连接，以通过该第二阀门将染化料加入于染液储罐中。
进一步的，所述染液储罐中设有搅拌装置，以对染液储罐中的储存染液进行搅拌化料。
利用上述浸渍染色设备进行浸渍染色的方法，包括如下步骤：
(1)将配制的染液储存于染液储罐中，且该染液储罐中的储存染液的初始浓度等于染液的预设浓度，利用计量泵向染缸中注入一定量的染液；
(2)织物浸渍于染缸中进行染色，在染色过程中，染液浓度数据采集装置在线采集染缸中的实时染液浓度数据，并将采集到的实时染液浓度数据传输给终端服务器；
(3)终端服务器将采集到的染缸中的实时染液浓度与预设浓度进行比较，并根据预设浓度计算需要补充的染化料量，然后控制自动加料装置向染液储罐中补充相应量的染化料；补料完毕后，终端服务器控制计量泵，将染液储罐中的储存染液补入染缸中。
进一步的，染缸中的染液还可通过循环管路进入染液储罐中，并与染液储罐中的储存染液混合。
进一步的，染液储罐上连接的储液浓度数据采集装置在线采集染液储罐中的实时储存染液浓度数据，并将该实时储存染液浓度数据传输给终端服务器；终端服务器在完成步骤(3)中的染缸内的实时染液浓度与预设浓度的比较过程后，再根据预设浓度、染缸内的实时染液浓度以及染液储罐中的实时储存染液浓度计算需要补充的染化料量，然后控制自动加料装置向染液储罐中补充相应量的染化料；补料完毕后，终端服务器控制计量泵，将染液储罐中的储存染液补入染缸中。
进一步的，染液浓度数据采集装置和储液浓度数据采集装置均是基于分光光度法所测定的染液在给定波长的吸光度来测定染液浓度。
本发明与现有技术相比具有下列优点和效果：
该染色设备和染色方法改变了一次性注入染液的传统方式，采用计量泵持续向染缸中注入染液，并可利用染液浓度数据采集装置实时采集染缸内的染液浓度数据，并根据预设浓度，计算固体染化料的补入量，再控制自动加料装置补入相应量的染化料，以实时补偿染缸内的染液浓度，维持染缸内染液浓度始终处于预设区间内，将上染速率控制在最优范围内，并解决因高染料浓度导致的染料团聚而产生的色点等问题，确保染色均匀性，保证染色稳定性与较好的染色重现性，提高染色产品质量。
此外，本发明中的染缸上还可设计一循环管路，染缸通过该循环管路与所述染液储罐连接，以使染缸中的染液可以循环至染液储罐中，与染液储罐中的储存染液混合；而且，染液储罐上还可连接一储液浓度采集装置，利用该储液浓度采集装置可实时采集染液储罐中的储存染液浓度，终端服务器则可以根据实时采集的储存染液浓度、染缸中的实时染液浓度以及预设浓度进行综合比较，计算出实际的染化料补入量，再通过计量泵将补入后的染液储罐中的染液注入染缸中；如此设计的目的是可以使染缸中的染液处于循环流动的状态，以使染缸中的染液具有更均匀稳定的浓度，提高匀染性。
本发明的染色设备和染色方法有助于通过上染率、匀染性和染色重现性方面的改善提升染色质量，降低产品返工率，从而降低生产成本，并有利于节能减排，并且能够广泛适用于活性染料、酸性染料、中性染料和分散染料浸染染色工艺，降低匀染剂的使用或者完全不使用匀染剂。其中，在分散染料浸染染色工艺中，由于利用本发明的设备和方法可以采用较低的染液初始浓度，从而可以显著降低或避免分散剂的使用。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明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。
实施例1
如图1所示，该实施例1提供的一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备，包括染缸1、染液储罐2、自动加料装置3、染液浓度数据采集装置4、储液浓度数据采集装置5、计量泵6和终端服务器7；
染液浓度数据采集装置4与染缸1连接，用于采集染缸1内的染液浓度数据，且该染液浓度数据采集装置4的输出端与所述终端服务器7信号连接；所述终端服务器7的输出端与所述计量泵6连接，该计量泵6的入口与所述染液储罐2的出口通过出液管路8连接，所述计量泵6的出口又通过一进液管路9与所述染缸1连接；
终端服务器7的输出端与所述自动加料装置3连接；自动加料装置3与染料储罐连接；所述自动加料装置3的出口与所述染液储罐2连接，以将染化料加入于染液储罐2中。
其中的储液浓度数据采集装置5与染液储罐2连接，用于采集染液储罐2中的储存染液浓度数据；该储液浓度数据采集装置5的输出端与所述终端服务器7信号连接。
染缸1通过一循环管路10与所述染液储罐2连接；所述循环管路10上设有第一阀门11和第二阀门12，其中的第一阀门11接近所述染缸1的出口，第二阀门12接近所述染液储罐2的入口，且所述自动加料装置3的出口与该第二阀门12连接，以通过该第二阀门12将染化料加入于染液储罐2中。
其中的染液浓度数据采集装置4和储液浓度数据采集装置5均为分光光度计采集装置。
再有，所述染液储罐2中设有搅拌装置201，以对染液储罐2中的储存染液进行搅拌，便于化料。
利用上述浸渍染色设备进行浸渍染色的方法，包括如下步骤：
(1)将配制的染液储存于染液储罐2中，且该染液储罐2中的储存染液初始浓度等于预设浓度，利用计量泵6由染液储罐中泵出一定所需量的储存染液，并将其注入染缸1中；
(2)织物浸渍于染缸1中进行染色，在染色过程中，染液浓度数据采集装置4在线采集染缸1中的实时染液浓度数据，并将采集到的实时染液浓度数据传输给终端服务器7；且在染色过程中，染缸1中的染液还可通过循环管路10进入染液储罐2中，并与染液储罐2中的储存染液混合；染液储罐2上连接的储液浓度数据采集装置5在线采集染液储罐2中的实时储存染液浓度数据，并将该实时储存染液浓度数据传输给终端服务器7；
(3)终端服务器7将采集到的染缸内的实时染液浓度与预设浓度进行比较，并根据预设浓度、染缸内的实时染液浓度以及染液储罐中的实时储存染液浓度三个参数计算需要补充的染化料量，然后控制自动加料装置3向染液储罐3中补充相应量的固体染化料；补料过程中，染液储罐2中的搅拌装置201进行搅拌，便于染化料溶解；补料完毕后，终端服务器7控制计量泵6，将染液储罐2中的储存染液补入染缸1中；
按照上述步骤，终端服务器7控制计量泵6持续向染缸1中补入染液，以使染缸1中的染液浓度维持在预设区间内。
其中的染液浓度数据采集装置4和储液浓度数据采集装置5均是基于分光光度法所测定的染液在给定波长的吸光度来测定染液浓度。
实施例2
该实施例2与实施例1的区别在于：浸渍染色设备中不设置与染缸的染液出口相接的循环管路，并且也不设置与染液储罐连接的储液浓度数据采集装置；自动加料装置直接通过阀门与所述染液储罐连接。
利用实施例2的浸渍染色设备进行浸渍染色的方法，包括如下步骤：
(1)将配制的染液储存于染液储罐中，且该染液储罐中的染液初始浓度等于预设浓度，利用计量泵向染缸中注入一定量的染液；
(2)织物浸渍于染缸中进行染色，在染色过程中，染液浓度数据采集装置在线采集染缸中的实时染液浓度数据，并将采集到的实时染液浓度数据传输给终端服务器；
(3)终端服务器将采集到的染缸内的实时染液浓度与预设浓度进行比较，并根据预设浓度计算需要补充的染化料量，然后控制自动加料装置向染液储罐中补充相应量的染化料；补料完毕后，终端服务器控制计量泵，将染液储罐中的储存染液补入染缸中；
按照上述步骤，终端服务器控制计量泵持续向染缸中补入染液，以使染缸中的染液浓度维持在预设区间内。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备，其特征在于：包括染缸、染液储罐、自动加料装置、染液浓度数据采集装置、计量泵和终端服务器；
所述染液浓度数据采集装置与所述染缸连接，用于采集染缸内的染液浓度数据，且该染液浓度数据采集装置的输出端与所述终端服务器信号连接；所述终端服务器的输出端与所述计量泵连接，该计量泵的入口与所述染液储罐的出口通过出液管路连接，所述计量泵的出口又通过一进液管路与所述染缸连接；
终端服务器的输出端与所述自动加料装置连接；所述自动加料装置与所述染液储罐连接，以将染化料加入于染液储罐中。
2.根据权利要求1所述的一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备，其特征在于：还包括一储液浓度数据采集装置，该储液浓度数据采集装置与所述染液储罐连接，用于采集染液储罐中的储存染液浓度数据；该储液浓度数据采集装置的输出端与所述终端服务器信号连接。
3.根据权利要求2所述的一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备，其特征在于：所述染液浓度数据采集装置和储液浓度数据采集装置均为分光光度计采集装置。
4.根据权利要求2所述的一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备，其特征在于：所述染缸通过一循环管路与所述染液储罐连接。
5.根据权利要求4所述的一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备，其特征在于：所述循环管路上设有第一阀门和第二阀门，其中的第一阀门接近所述染缸的出口，第二阀门接近所述染液储罐的入口，且所述自动加料装置的出口与该第二阀门连接，以通过该第二阀门将染化料加入于染液储罐中。
6.根据权利要求1所述的一种可维持染液浓度稳定的浸渍染色设备，其特征在于：所述染液储罐中设有搅拌装置。
7.一种利用权利要求1至6任一项所述的浸渍染色设备进行浸渍染色的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将配制的染液储存于染液储罐中，且该染液储罐中的储存染液的初始浓度等于染液的预设浓度，利用计量泵向染缸中注入一定量的染液；
(2)织物浸渍于染缸中进行染色，在染色过程中，染液浓度数据采集装置在线采集染缸中的实时染液浓度数据，并将采集到的实时染液浓度数据传输给终端服务器；
(3)终端服务器将采集到的染缸的实时染液浓度与预设浓度进行比较，并根据预设浓度计算需要补充的染化料量，然后控制自动加料装置向染液储罐中补充相应量的染化料；补料完毕后，终端服务器控制计量泵，将染液储罐中的储存染液补入染缸中。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，染缸中的染液还可通过循环管路进入染液储罐中，并与染液储罐中的储存染液混合。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，染液储罐上连接的储液浓度数据采集装置在线采集染液储罐中的实时储存染液浓度数据，并将该实时储存染液浓度数据传输给终端服务器；终端服务器在完成步骤(3)中的染缸内的实时染液浓度与预设浓度的比较过程后，再根据预设浓度、染缸内的实时染液浓度以及染液储罐中的实时储存染液浓度计算需要补充的染化料量，然后控制自动加料装置向染液储罐中补充相应量的染化料；补料完毕后，终端服务器控制计量泵，将染液储罐中的储存染液补入染缸中。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，染液浓度数据采集装置和储液浓度数据采集装置均是基于分光光度法所测定的染液在给定波长的吸光度来测定染液浓度。
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2020
- 2020-11-20 CN CN202011307230.4A patent/CN112458672A/zh active Pending
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