CN114481492A - 一种超临界co2流体染色用整流纱笼和染色釜 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超临界CO₂流体染色用整流纱笼和染色釜，涉及纺织品印染技术领域。该整流纱笼包括纱笼底座和设于纱笼底座上的若干纱柱；所述纱柱外围套有伞状整流罩，且整流罩下端与纱笼底座连接，所述整流罩罩面设有流体通过区域。本申请从根本上解决染色釜内流量分配不均的问题，以实现染色釜内上下的待染物无色差。

Description

一种超临界CO2流体染色用整流纱笼和染色釜

技术领域

本申请涉及纺织品印染技术领域，具体涉及一种超临界CO₂流体染色用整流纱笼和染色釜。

背景技术

超临界CO₂流体染色技术是一种新型的不用水作介质的无污染的染色工艺。在染色过程中，将染料溶解在超临界CO₂流体中，溶解的染料随染液的流动逐渐靠近纤维界面，染料被纤维表面吸附，在纤维内外产生一个浓度差或者内外染料化学位差，染料向纤维内部扩散转移。由于超临界CO₂流体染色技术无需化学助剂，无污水排放，且染料可重复使用，上染速度快，均染和透染性能好，染色的重现性好，因此对印染行业可持续发展具有重要意义。

超临界CO₂流体染色装备在染色时，CO₂流体通过循环泵的作用在系统中循环流动，将染料釜中的染料携带至染色釜中的待染物上，完成上染。循环泵在工作时，叶轮旋转导致循环泵进、出口存在压力差，导致染色釜内流量分配不均。与循环泵进口相连接的染色釜出口处吸力较大，导致流经离染色釜出口较近的待染物的流量大，该处的待染物获得的染料多，颜色相对较深。超临界CO₂流体染色装备的染色釜一般为下进上出，因此流经染色釜下部待染物的流量小，流经染色釜上部待染物的流量大，导致待染物上下存在色差。

目前超临界CO₂流体染色装备普遍存在流量分配不均的问题，尽管已有相关技术通过控制调节循环泵流量和扬程来改善流量分配不均的问题，但效果甚微，并未从根本上解决。

发明内容

本申请实施例通过提供一种超临界CO₂流体染色用整流纱笼和染色釜，从根本上解决染色釜内流量分配不均的问题，以实现染色釜内上下的待染物无色差。

为达到上述目的，本申请主要提供如下技术方案：

本申请提供了一种超临界CO₂流体染色用整流纱笼，所述整流纱笼包括纱笼底座和设于纱笼底座上的若干纱柱；

所述纱柱外围套有伞状整流罩，且整流罩下端与纱笼底座连接，所述整流罩罩面设有流体通过区域。

优选地，所述纱笼底座上开有若干进气孔，所述纱柱为顶端封闭、底端开口且内部中空的管状，所述纱柱侧壁上设有多个透气微孔，所述纱柱底端在进气孔处与纱笼底座密封连接，以使纱笼底座下方与纱柱内部相通。

优选地，所述整流罩由支撑架及包覆在支撑架上的阻流层构成；所述阻流层从支撑架顶部覆盖至支撑架下部，且所述支撑架靠近纱笼底座的区域设有未包覆阻流层的空白区域。

优选地，所述阻流层为透气性材料制成。

优选地，所述透气性材料为针织布、梭织布、无纺布或过滤毡。

优选地，所述整流罩由非透气性材料制成且罩面上设有若干通孔。

优选地，所述整流罩上的通孔分散于整流罩罩面，且同一高度段内通孔的总面积由下至上依次减少。

本申请实施例还提供了一种染色釜，所述染色釜包括釜体和上述的整流纱笼；

所述整流纱笼位于釜体内，所述纱笼底座的边缘与釜体靠近底部的内壁密封连接；所述釜体底部设有位于纱笼底座下方的进气口，釜体上部设有出气口；所述整流罩与釜体内侧壁之间设有间隙。

优选地，所述釜体底部内侧且位于纱笼底座的下方还设有整流装置；

所述整流装置为若干层水平放置的均流板，且均流板上设有多个分流孔；

或者，所述整流装置为顶部开口且内设有若干层水平放置的均流板的整流箱，所述均流板上设有多个分流孔，所述整流箱顶部边缘与纱笼底座底部密封连接；所述整流箱底部设有与釜体底部的进气口相通的入口。

优选地，所述均流板为多层时，均流板上分流孔的直径从下至上依次减小。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本申请实施例提供的整流纱笼用于超临界CO₂流体染色时，携带染料的超临界CO₂流体对套在纱柱上的筒纱进行染色后，先通过整流罩上的流体通过区域再经染色釜出口流出，通过设置流体通过区域的位置，可调整流体从纱柱向釜体外流出的路径，使染色釜出口处的吸力无法直接作用在离出口近的上部待染物上，而是经整流罩的缓冲后向其它区域进行转移，使得流经纱柱各处待染物的流量更加均匀，从而减小待染物的色差。

附图说明

图1为本申请一实施例提供的整流纱笼的示意图；

图2为本申请一实施例提供的整流罩的示意图；

图3为本申请另一实施例提供的整流罩的示意图；

图4为本申请一实施例提供的染色釜的示意图；

图5为本申请另一实施例提供的染色釜的示意图；

图中，1-纱笼底座；2-纱柱；3-整流罩；11-进气孔；31-支撑架；32-阻流层；33-空白区域；34-通孔；4-釜体；41-进气口；42-出气口；43-釜盖；5-均流板；6-整流箱。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员对本申请方案的理解，下面结合具体实施例对本申请方案进行进一步阐述，应当理解，本申请实施例是对本申请方案的解释说明，不作为对本申请保护范围的限定。

现有超临界CO₂流体染色釜一般通过循环泵实现溶有染料的CO₂流体在釜中循环流动。由于循环泵工作时在进、出口存在压力差，导致与循环泵进口相连接的染色釜出口处吸力较大，流经离染色釜出口较近的待染物的流量更大，该处的待染物获得的染料多，颜色相对较深，从而导致染色釜内的待染物上下存在色差。尽管已有相关技术通过控制调节循环泵流量和扬程来改善流量分配不均的问题，但效果甚微，并未从根本上解决。

针对上述问题，本申请实施例通过提供一种染色釜，从根本上解决染色釜内流量分配不均的问题，以实现染色釜内上下的待染物无色差。

本申请实施例中的技术方案为解决上述问题，总体思路如下：

如图1所示，本申请实施例提供了一种超临界CO₂流体染色用整流纱笼，该整流纱笼包括纱笼底座1和设于纱笼底座上的若干纱柱2；

该纱柱外围套有伞状整流罩3，且整流罩下端与纱笼底座连接，该整流罩罩面设有流体通过区域。

本申请实施例提供的上述整流纱笼可安装于超临界CO₂流体染色釜中，将筒纱套在纱柱上进行染色用。该整流纱笼通过在纱柱外围设置伞状整流罩，携带染料的超临界CO₂流体对套在纱柱上的筒纱进行染色后，先通过整流罩上的流体通过区域再经染色釜出口流出，通过设置流体通过区域的位置，可调整流体从纱柱向釜体外流出的路径，使染色釜出口处的吸力无法直接作用在离出口近的上部待染物上，而是经整流罩的缓冲后向其它区域进行转移，使得流经纱柱各处待染物的流量更加均匀，从而减小待染物的色差。

具体地，上述纱笼底座1上开有若干进气孔11，上述纱柱为顶端封闭、底端开口且内部中空的管状，上述纱柱侧壁上设有多个透气微孔，上述纱柱底端在进气孔处与纱笼底座密封连接，以使纱笼底座下方与纱柱内部相通。具体地，该纱柱上套有筒纱。通过该设置，可保证携带染料的超临界CO₂流体通过纱笼底座上的进气孔进入到纱柱内，实现从内至外对纱柱上的待染物进行染色。

在本申请的一些实施例中，上述纱笼底座上设有多个进气孔，且纱笼底座上方纱柱的数量与进气孔的数量相同。通过该设置，可以提高染色釜单次染色的待染物的数量，提高染色效率。

在本申请的一些实施例中，如图1和图2所示，上述整流罩由支撑架31及包覆在支撑架上的阻流层32构成；该阻流层从支撑架顶部覆盖至支撑架下部，且该支撑架靠近纱笼底座的区域设有未包覆阻流层的空白区域33。该未包覆阻流层的空白区域即为上述流体通过区域。通过该设置，可将纱柱上部待染物与染色釜釜体上部的出气口隔开，使超临界CO₂流体经过整流罩下部的空白区域流至出气口，染色釜出气口处的吸力无法直接作用在上部待染物上，而是作用在整流罩的下部，从而达到染色釜内上下部流量分配均匀的目的，实现待染物上下无色差。具体地，未包覆阻流层的空白区域的面积大小可根据染色釜出气口的面积、待染物高度以及循环泵的流量和扬程进行调整。

具体地，上述支撑架为高强度材料制成，起到支撑整个整流罩的作用，具体地，可为不锈钢等材质。

在本申请的一些实施例中，上述阻流层为透气性材料制成。通过该设置，可使少量超临界CO₂流体从阻流层材料的缝隙中流出，但大部分流体仍从未包覆阻流层的空白区域流出，使染色釜出气口处的吸力同时作用于阻流层和未包覆阻流层的空白区域，实现染色釜内上下部流量分配均匀的目的。具体地，该阻流层可由一层或多层透气性材料制成，透气性材料包括但不限于针织布、梭织布、无纺布、过滤毡或其他过滤膜材料。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，上述整流罩3还可由非透气性材料制成且罩面上设有若干通孔34。该整流罩罩面上的通孔即为上述流体通过区域。通过该设置，可将纱柱上部待染物与染色釜釜体上部的出气口隔开，使超临界CO₂流体经过整流罩罩面上的通孔流至出气口，染色釜出气口处的吸力无法直接作用在上部待染物上，而是分散于整流罩上的各个通孔，通过调整通孔的位置，可达到染色釜内上下部流量分配均匀的目的，实现待染物上下无色差。

在本申请的一些实施例中，如图3所示，上述整流罩3上的通孔34分散于整流罩罩面，且同一高度段内通孔的总面积由下至上依次减少。通过该设置，在超临界CO₂流体经整流罩罩面上的通孔流出时，流经纱柱各处待染物的流体流量更加均匀，从而减小待染物的色差。具体地，通孔在整流罩罩面上的分布情况以及通孔的数量、大小和形状可根据实际情况进行调整，以保证流经纱柱各处待染物的流体流量更加均匀。

在本申请的一些实施例中，上述整流罩为耐高温高压的高强度材料制成，具体地，包括但不限于不锈钢板、铝板或陶瓷等材质。

本申请实施例还提供了一种染色釜，如图4所示，该染色釜包括釜体4和上述的整流纱笼；

该整流纱笼位于釜体内，该纱笼底座的边缘与釜体靠近底部的内壁密封连接；该釜体底部设有位于纱笼底座下方的进气口41，釜体上部设有出气口42；该整流罩与釜体内侧壁之间设有间隙。通过该设置，可将釜体的出气口和纱柱隔离开，以避免染色釜出气口处的吸力直接作用于纱柱附近，而是经整流罩的缓冲后向其它区域进行转移，使得流经纱柱各处待染物的流量更加均匀，从而减小待染物的色差。

具体地，上述釜体还包括釜盖43，该釜盖可为快开式釜盖，方便对釜体内的待染物进行更换。具体地，釜盖与整流罩的顶端相抵，可保证整流纱笼在釜体内的安装稳固性。

在本申请的一些实施例中，上述釜体底部内侧且位于纱笼底座的下方还设有整流装置，如图4所示，该整流装置为若干层水平放置的均流板5，且均流板上设有多个分流孔；或者，如图5所示，该整流装置为顶部开口且内设有若干层水平放置的均流板5的整流箱6，该均流板上设有多个分流孔，该整流箱顶部边缘与纱笼底座底部密封连接；该整流箱底部设有与釜体底部的进气口相通的入口。具体地，纱笼底座与均流板之间设有间隙；该均流板为多层时，相邻均流板之间均设有间隙。通过该设置，携带染料的超临界CO₂流体在通过进气口进入整流装置后，通过多个分流孔的分流作用，使穿过进气孔进入到各个纱柱中的流体量分配更加均匀，进而提高多个纱柱同时进行染色的均匀性，减少色差。

具体地，各层均流板与釜体底部内侧壁或整流箱内侧壁之间密封连接，超临界CO₂流体在进入整流装置后，仅能通过分流孔进入到纱柱中，以保证分流效果。

具体地，上述釜体底部为漏斗形，各层均流板边缘设有橡胶垫圈，可使均流板在自身重力作用下抵靠在釜体底部内侧壁上，起到边缘密封的作用。该橡胶垫圈优选为耐高温高压的氟橡胶垫圈，其适用于超临界CO₂流体染色釜。为了使均流板更加稳固，还可在釜体底部内侧壁上设置凸台以支撑均流板。

具体地，上述整流箱为倒置圆台形，各层均流板边缘设有橡胶垫圈，可使均流板在自身重力作用下抵靠在整流箱内侧壁上，起到边缘密封的作用。该橡胶垫圈优选为耐高温高压的氟橡胶垫圈，其适用于超临界CO₂流体染色釜。为了使均流板更加稳固，还可在整流箱内侧壁上设置凸台以支撑均流板。

在本申请的一些实施例中，上述均流板为多层时，均流板上分流孔的直径从下至上依次减小。通过该多级大小分流孔的设置，可使携带染料的超临界CO₂流体最终分配到纱柱中的流量更加均匀。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本申请技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本申请的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种超临界CO₂流体染色用整流纱笼，其特征在于，所述整流纱笼包括纱笼底座和设于纱笼底座上的若干纱柱；

所述纱柱外围套有伞状整流罩，且整流罩下端与纱笼底座连接，所述整流罩罩面设有流体通过区域。

2.根据权利要求1所述的整流纱笼，其特征在于，所述纱笼底座上开有若干进气孔，所述纱柱为顶端封闭、底端开口且内部中空的管状，所述纱柱侧壁上设有多个透气微孔，所述纱柱底端在进气孔处与纱笼底座密封连接，以使纱笼底座下方与纱柱内部相通。

3.根据权利要求1所述的整流纱笼，其特征在于，所述整流罩由支撑架及包覆在支撑架上的阻流层构成；所述阻流层从支撑架顶部覆盖至支撑架下部，且所述支撑架靠近纱笼底座的区域设有未包覆阻流层的空白区域。

4.根据权利要求3所述的整流纱笼，其特征在于，所述阻流层为透气性材料制成。

5.根据权利要求4所述的整流纱笼，其特征在于，所述透气性材料为针织布、梭织布、无纺布或过滤毡。

6.根据权利要求1所述的整流纱笼，其特征在于，所述整流罩由非透气性材料制成且罩面上设有若干通孔。

7.根据权利要求6所述的整流纱笼，其特征在于，所述整流罩上的通孔分散于整流罩罩面，且同一高度段内通孔的总面积由下至上依次减少。

8.一种染色釜，其特征在于，所述染色釜包括釜体和权利要求1-7任一项所述的整流纱笼；

所述整流纱笼位于釜体内，所述纱笼底座的边缘与釜体靠近底部的内壁密封连接；所述釜体底部设有位于纱笼底座下方的进气口，釜体上部设有出气口；所述整流罩与釜体内侧壁之间设有间隙。

9.根据权利要求8所述的染色釜，其特征在于，所述釜体底部内侧且位于纱笼底座的下方还设有整流装置；

所述整流装置为若干层水平放置的均流板，且均流板上设有多个分流孔；

或者，所述整流装置为顶部开口且内设有若干层水平放置的均流板的整流箱，所述均流板上设有多个分流孔，所述整流箱顶部边缘与纱笼底座底部密封连接；所述整流箱底部设有与釜体底部的进气口相通的入口。

10.根据权利要求9所述的染色釜，其特征在于，所述均流板为多层时，均流板上分流孔的直径从下至上依次减小。

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