CN113233690A - 一种天然纤维染整处理装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种天然纤维染整处理装置，其包括中套管、电极组件、磁极组件、集液装置和循环系统；所述电极组件包括管芯电极和直流电源；管芯电极插装在中套管内；磁极组件用于对中套管管腔内的工作液进行磁化处理；天然纤维缠绕在所述中套管外，中套管管腔内经电场和磁场处理后的工作液通过所述通孔输出、对天然纤维进行前处理。与传统处理方法相比，本申请可在不额外添加强碱、退浆剂、精炼剂、漂白剂等助剂的情况下，只加入适量的环保无机物质，利用该工作液对天然纤维(织物)进行前处理后，无需大量的水洗，大比例削减了化学品的使用，同时大幅度降低了整体过程的能源消耗。

Description

一种天然纤维染整处理装置
技术领域
本发明涉及环保染整技术领域，尤其是涉及一种天然纤维染整处理装置。
背景技术
天然纤维及其纺织品前处理的目的是提高织物或纤维的白度，去除织物或纤维上的各种天然杂质以及浆料、油污等，使纺织品有干净、洁白外观，柔软的手感以及良好的吸水性和润湿性能，以利于后续的染色及整理加工。
目前生产中，天然纤维及其纺织品的前处理是典型的湿加工，主要使用的化学品有碱剂如氢氧化钠，氧化剂如双氧水、次氯酸钠、亚氯酸钠等。其中，碱剂特别是氢氧化钠，具有对纤维、棉籽壳及浆料等物质溶胀作用及对相关脂、蜡类物质的皂化功能，使各种杂质及浆料易于被去除。同时，双氧水、次氯酸钠等氧化剂也通常是在碱性条件下使用。而双氧水、次氯酸钠、亚氯酸钠等化学品的氧化作用能够破坏色素及果胶、浆料等杂质的化学结构，使处理后的纺织品白度、洁净度和润湿性能提高，易于后续的染整加工。
天然纤维及其纺织品的前处理一般包括碱煮、氧漂、氯漂等处理，存在流程长，效率低，能耗高、废水排放多，对纤维损伤大等弊病。
发明内容
本发明的目的在于提供一种天然纤维染整处理装置，以解决现有技术中存在的至少一个上述技术问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的一种天然纤维染整处理装置，其包括：中套管、电极组件、磁极组件、集液装置和循环系统；
所述中套管由导电材料制成，中套管外圆侧面上设置有多个连通中套管管腔内外的通孔；中套管至少一端设置有工作液入口；
所述通孔和工作液入口通过循环系统与所述集液装置连接，循环系统用于迫使工作液在集液装置与所述中套管之间循环；
所述电极组件包括：管芯电极和直流电源；管芯电极插装在中套管内，管芯电极和中套管分别作为正电极和负电极或者负电极和正电极与所述直流电源连接,用于对中套管管腔内的工作液进行电场处理；
所述磁极组件包括多个磁极单元，磁极单元包括中套管外相对设置的正磁极和负磁极，用于对中套管管腔内的工作液进行磁化处理。
天然纤维缠绕在所述中套管外，中套管管腔内经电场和磁场处理后的工作液通过所述通孔输出、对天然纤维进行前处理。
在磁场和电场的协同作用下，本申请活性水制备装置生产出的成品工作液具有氧化性成为活性水，可用于含棉纤维及织物的退浆、煮练、漂白处理，或者用于各类麻纤维的脱胶、漂白等前处理工作，或者用于印染过程结束后、含有色基团废水的降解脱色。
与传统处理方法相比，本申请可在不额外添加强碱、退浆剂、精炼剂、漂白剂等助剂的情况下，只加入适量的环保无机物质，利用该工作液对天然纤维(织物)进行前处理后，无需大量的水洗，大比例削减了化学品的使用，同时大幅度降低了整体过程的能源消耗。
进一步地，所述中套管以及磁极组件外套装有保护套筒，保护套筒上设置有便于工作液通过的过孔。
更为优选地，所述保护套筒为由网格材料或栅格材料维成的筒体。
进一步地，所述保护套筒和所述中套管以及所述磁极组件之间绝缘设置。
更优选地，所述保护套筒由导磁材料制成。
进一步地，所述集液装置为箱体，所述中套管设置在箱体内的中上部，自中套管内排出的工作液最终滴落并汇集在箱体底部。
更为简单的，所述集液装置为设置在所述中套管下方的集液槽。
进一步地，所述集液装置为套装在所述中套管外的外套筒，外套筒和中套管之间留有用于容纳天然纤维的环形工作腔；外套筒的底部或端部设置有连通所述环形工作腔内外的排液孔。
更优选地，外套筒由上半壳和下半壳拼装而成。在天然纤维缠绕在中套管上后，可将上半壳和下半壳扣合在一起，两者利用紧固件连接在一起；上半壳和下半壳之间优选地设置有密封垫圈。
进一步地，所述循环系统包括泵体、输送管路和控制阀等。用于促使工作液在集液装置、中套管内腔之间循环流动。
进一步地，所述集液装置由玻璃、玻璃钢或高分子聚合物材料(聚四氟乙烯、pvc等)等绝缘耐腐蚀材料制成。
进一步地，所述磁极单元布设在相邻两个所述通孔之间。
进一步地，所述正磁极和负磁极为半包围式磁极，即正磁极和负磁极的水平截面分别为半环状，分别自中套管相对的两端或两侧尽可能多地包围住所述中套管，从而有效增加中套管内磁场强度。
进一步地，所述中套管和管芯电极的材料为304、321等型号的稳定型不锈钢电极，热解石墨电极，石墨烯涂层复合石墨电极，磷铜电极，钛电极，铂钛电极，贵金属电极，MMO钌铱钛电极，碳素电极中的一种或多种的混合。
进一步地，所述磁极组件的磁场强度可调。更为优选地，磁场强度的调节范围为0—3T。
进一步地，所述正电极和负电极之间的电压可调，优选地，电压的调整范围为：0—40V；正电极和负电极之间的工作电流不超过30A。
进一步地，所述管芯电极布设在所述中套管的中心轴线上。
进一步地，还包括臭氧发生装置，所述臭氧发生装置的臭氧输出口通过管路与所述中套管端部的气体输入口连接，用于向中套管官腔内的工作液输送臭氧。
进一步地，还包括超声波发生装置，所述超声波发生装置的超声波振子(或称超声波发射单元)设置在所述中套管端部，用于向中套管官腔内的工作液输入超声波。超声波的输入可有效进一步活跃或激活工作液分子，加速工作液的氧化或活性化。
进一步地，还包括供电装置，用于向所述电极组件、磁极组件、臭氧发生装置、超声波发生装置以及控制模块供电。
进一步地，所述中套管水平设置。
进一步地，所述通孔在所述中套管外圆侧壁上均匀布设。
进一步地，所述中套管的两端有工作液进口，两个工作液进口通过管路与所述泵体的出口连接；管路上设置有控制阀，用于交替通过两个工作液进口向所述管腔内输入工作液的。其中，控制阀为现有技术，在此不再赘述。
采用从两端的工作液进口交替地输入工作液，中套管等管路阻力等因素会导致的中套管内在轴向上的压力不均；而交替式输入工作液，则可较小由此导致的天然纤维的浸泡压力不均匀的问题。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的一种天然纤维染整处理装置，构建了一个电场、磁场混合作用体系，使用时以纯水或电解质水溶液为介质,在所形成的非均匀的电极体系中，原位生成多种高化学反应活性的粒子的水溶液。根据使用的水性介质及装置的参数的变化，原位生成的粒子可以是·OH、·O、·OH2、·O、·Cl、ClO-、ClO2-、OH-、H2O2、O3中的几种或全部。采用本发明装置可原位产生前处理所需的全部有效化学成分，并且各成分由于同时处于一个体系中而发生有益的协同效应。利用该装置产生的活性水溶液用于纺织品的前处理，通过在常温条件下，通过一次或两次的浸泡或浸轧处理，就可以获得常规纺织品前处理的效果，因此具有简单、节能、流程短、排放少的优点。同时避免了双氧水、次氯酸钠、次氯酸钠不稳定、易分解，贮存困难的不足。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1提供的天然纤维染整处理装置的结构示意图；
图2为实施例1中集液装置为外套筒时的结构示意图；
图3为实施例1中设置有臭氧发生装置时的结构示意图；
图4为实施例1中设置有臭氧发生装置和超声波发生装置时的结构示意图；
图5为本发明实施例2提供的天然纤维染整处理装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
下面结合具体的实施方式对本发明做进一步的解释说明。
实施例1
如图1所示，本实施例提供的一种天然纤维染整处理装置，其包括：中套管10、电极组件、磁极组件40、集液装置和循环系统30；
中套管10由导电材料制成，中套管10外圆侧面上设置有多个连通中套管10管腔内外的通孔11；中套管10至少一端设置有工作液入口；
通孔11和工作液入口通过循环系统30与集液装置连接，循环系统30用于迫使工作液在集液装置与中套管10之间循环；
电极组件包括：管芯电极20和直流电源21；管芯电极20插装在中套管10内，管芯电极20作为正电极与直流电源21的正极输出端连接,中套管10作为负电极与直流电源21负极输出端连接，两者之间形成设定电压的电场用于对中套管10管腔内的工作液进行电场处理。在实施过程中更为简单和安全地，中套管10直接接地，中套管10作为负电极间接与直流电源21连接。
磁极组件40包括多个磁极单元，磁极单元包括中套管10外相对设置的正磁极41和负磁极42，用于对中套管10管腔内的工作液进行磁化处理。正磁极41和负磁极42与中套管10之间优选地绝缘设置。
天然纤维缠绕在中套管10外，中套管10管腔内经电场和磁场处理后的工作液通过通孔11输出、对天然纤维进行前处理。
在磁场和电场的协同作用下，本申请活性水制备装置生产出的成品工作液具有氧化性成为活性水，可用于含棉纤维及织物的退浆、煮练、漂白处理，或者用于各类麻纤维的脱胶、漂白等前处理工作，或者用于印染过程结束后、含有色基团废水的降解脱色。
与传统处理方法相比，本申请可在不额外添加强碱、退浆剂、精炼剂、漂白剂等助剂的情况下，只加入适量的环保无机物质，利用该工作液对天然纤维(织物)进行前处理后，无需大量的水洗，大比例削减了化学品的使用，同时大幅度降低了整体过程的能源消耗。
本实施例在上述技术方案上更为优选地，中套管10以及磁极组件40外可套装有保护套筒50，保护套筒50上设置有便于工作液通过的过孔。更为优选地，保护套筒50为由网格材料或栅格材料维成的筒体。
保护套筒50和中套管10以及磁极组件40之间绝缘设置。更优选地，保护套筒50由导磁材料制成。从而有利于形成一个封闭的导磁通道，从而减少磁场泄漏，同时增加磁场强度。
其中，如图1所示，集液装置可以为箱体51，中套管10设置在箱体51内的中上部，自中套管10内排出的工作液最终滴落并汇集在箱体51底部。在实施时，更为简单地在中套管10下方的设置一个集液槽，作为集液装置来接收滴落的工作液。
更为优选地，如图2所示，集液装置为套装在中套管10外的外套筒60，外套筒和中套管10之间留有用于容纳天然纤维的环形工作腔；外套筒的底部或端部设置有连通环形工作腔内外的排液孔。外套筒由上半壳和下半壳拼装而成。在天然纤维缠绕在中套管10上后，可将上半壳和下半壳扣合在一起，两者利用紧固件连接在一起；上半壳和下半壳之间优选地设置有密封垫圈。相对于其他形式的集液装置，外套筒60更为密封，可在环形工作腔内形成0.2-5MPa工作压强，在较大工作压强的作用下，工作液更对天然纤维的处理效率更高，效果更优。
而循环系统30包括泵体31、输送管路和控制阀等。用于促使工作液在集液装置、中套管10内腔之间循环流动。
参照图1所示，磁极单元布设在相邻两个通孔11之间。正磁极41和负磁极42为半包围式磁极，即正磁极41和负磁极42的水平截面分别为半环状，分别自中套管10相对的两端或两侧尽可能多地包围住中套管10，从而有效增加中套管10内磁场强度。
中套管10和管芯电极20的材料为304、321等型号的稳定型不锈钢电极，热解石墨电极，石墨烯涂层复合石墨电极，磷铜电极，钛电极，铂钛电极，贵金属电极，MMO钌铱钛电极，碳素电极中的一种或多种的混合。
优选地，磁极组件40的磁场强度可调。更为优选地，磁场强度的调节范围为0—3T。以及，管芯电极20布设在中套管10的中心轴线上，两者作为正电极和负电极之间的电压可调，优选地，电压的调整范围为：0—40V；正电极和负电极之间的工作电流不超过30A。
本实施例的另一种实施方式是，参照图3所示，还包括臭氧发生装置70，臭氧发生装置70的臭氧输出口通过管路与中套管10端部的气体输入口连接，管路上设置气泵71，用于向中套管10官腔内的工作液输送臭氧。优选地，气体输入口与工作液入口设置在同一侧，以便于臭氧气体与工作液重复混合。
本实施例的更为优选的实施方式是，参照图4所示，还包括超声波发生装置80，超声波发生装置80的超声波振子(或称超声波发射单元)设置在中套管10端部，用于向中套管10官腔内的工作液输入超声波。超声波的输入可有效进一步活跃或激活工作液分子，加速工作液的氧化或活性化。
本实施例还包括供电装置，用于向电极组件、磁极组件40、臭氧发生装置、超声波发生装置以及控制模块供电。
本发明提供的一种天然纤维染整处理装置，构建了一个电场、磁场混合作用体系，使用时以纯水或电解质水溶液为介质,在所形成的非均匀的电极体系中，原位生成多种高化学反应活性的粒子的水溶液。根据使用的水性介质及装置的参数的变化，原位生成的粒子可以是·OH、·O、·OH2、·O、·Cl、ClO-、ClO2-、OH-、H2O2、O3中的几种或全部。采用本发明装置可原位产生前处理所需的全部有效化学成分，并且各成分由于同时处于一个体系中而发生有益的协同效应。利用该装置产生的活性水溶液用于纺织品的前处理，通过在常温条件下，通过一次或两次的浸泡或浸轧处理，就可以获得常规纺织品前处理的效果，因此具有简单、节能、流程短、排放少的优点。同时避免了双氧水、次氯酸钠、次氯酸钠不稳定、易分解，贮存困难的不足。
实施例2
本实施例与实施例1结构基本相同，不同之处在于：
如图5所示，通孔11在中套管10外圆侧壁上均匀布设。中套管10的两端有工作液进口，两个工作液进口通过管路与泵体31的出口连接；管路上设置有第一控制阀32，第一控制阀32与本装置的控制单元(例如控制器、cpu等)连接，用于控制工作液交替通过两个工作液进口进入中套管10管腔内。其中，第一控制阀32为现有技术，在此不再赘述。
同理，臭氧发生装置70依次与气泵71以及第二控制阀72连接，第二控制阀72设置有两个气体出口，两个气体出口分别通过气路与中套管10两端的气体入口连接；第二控制阀72与本装置的控制单元连接，用于控制臭氧气体交替通过两个气体入口进入中套管10管腔内。
工作时，第一控制阀32和第二控制阀72同步变动，从而保证工作液和臭氧气体同时自中套管10的同一侧输入官腔。
采用从两端的工作液进口交替地输入工作液，中套管10等管路阻力等因素会导致的中套管10内在轴向上的压力不均；而交替式输入工作液，则可较小由此导致的天然纤维的浸泡压力不均匀的问题。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种天然纤维染整处理装置，其特征在于，其包括：中套管、电极组件、磁极组件、集液装置和循环系统；
所述中套管由导电材料制成，中套管外圆侧面上设置有多个连通中套管管腔内外的通孔；中套管至少一端设置有工作液入口；
所述通孔和工作液入口通过循环系统与所述集液装置连接，循环系统用于迫使工作液在集液装置与所述中套管之间循环；
所述电极组件包括：管芯电极和直流电源；管芯电极插装在中套管内，管芯电极和中套管分别作为正电极和负电极或者负电极和正电极与所述直流电源连接,用于对中套管管腔内的工作液进行电场处理；
所述磁极组件包括多个磁极单元，磁极单元包括中套管外相对设置的正磁极和负磁极，用于对中套管管腔内的工作液进行磁化处理；
天然纤维缠绕在所述中套管外，中套管管腔内经电场和磁场处理后的工作液通过所述通孔输出、对天然纤维进行前处理。
2.根据权利要求1所述的天然纤维染整处理装置，其特征在于，所述中套管以及磁极组件外套装有保护套筒，保护套筒上设置有便于工作液通过的过孔。
3.根据权利要求2所述的天然纤维染整处理装置，其特征在于，所述保护套筒为由网格材料或栅格材料维成的筒体。
4.根据权利要求2所述的天然纤维染整处理装置，其特征在于，所述保护套筒和所述中套管以及所述磁极组件之间绝缘设置。
5.根据权利要求2所述的天然纤维染整处理装置，其特征在于，所述保护套筒由导磁材料制成。
6.根据权利要求1所述的天然纤维染整处理装置，其特征在于，所述集液装置为箱体，所述中套管设置在箱体内的中上部，自中套管内排出的工作液最终滴落并汇集在箱体底部；
或者，所述集液装置为设置在所述中套管下方的集液槽；
或者，所述集液装置为套装在所述中套管外的外套筒，外套筒和中套管之间留有用于容纳天然纤维的环形工作腔；外套筒的底部或端部设置有连通所述环形工作腔内外的排液孔。
7.根据权利要求1所述的天然纤维染整处理装置，其特征在于，所述循环系统包括泵体、输送管路和控制阀。
8.根据权利要求1所述的天然纤维染整处理装置，其特征在于，所述管芯电极布设在所述中套管的中心轴线上。
9.根据权利要求1所述的天然纤维染整处理装置，其特征在于，还包括臭氧发生装置，所述臭氧发生装置的臭氧输出口通过管路与所述中套管端部的气体输入口连接，用于向中套管官腔内的工作液输送臭氧。
10.根据权利要求1所述的天然纤维染整处理装置，其特征在于，还包括超声波发生装置，所述超声波发生装置的超声波振子设置在所述中套管端部，用于向中套管官腔内的工作液输入超声波。
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