CN116163089A - 自动化超临界co2流体小样染色试验机及其染色方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化超临界CO2流体小样染色试验机及其染色方法，该机包括有控温控压染色釜、高压泵和控制器，所述控温控压染色釜包括染色釜、超临界CO2流体流入控制阀、超临界CO2流体流出控制阀、温度计、压力计、热油泵、热油箱和控温夹套，温度计和压力计将染色釜内的温度和压力数据传送给控制器，控制器对染色釜内的温度和压力进行自动调节。本专利通过控制器对小样染色过程中的各个工艺参数进行自动调控，大大提高了工作效率和染色打样的精准度；本专利采用搅拌轴的磁吸传动和网筒相结合的方式，提高了染色质量和染色效率。本专利还具有取放网筒简便快捷、釜盖连接牢固、机体更加小巧紧凑、小样染色试验精准的特点。

Description

自动化超临界CO2流体小样染色试验机及其染色方法

技术领域

本发明涉及一种超临界CO2流体染色设备，具体是一种超临界CO2流体小样染色试验机及其染色方法。

背景技术

织物进行批量染色投产前(放大样)，一般需采用实验设备对所需的颜色进行加工(打小样)，以验证配方及工艺参数的适用性。织物染色打样机正是广泛应用于染整企业内进行小样试色的染整实验室设备，通过其可完成染色、固色、染料试验、水洗皂洗牢度测试等，为染色配方与工艺参数评定提供依据。现有的超临界CO2流体的小样染色试验机，在染色的过程中，均是通过人工进行配料、升温、升压、降温的工艺参数处理，当需分析工艺参数对织物上染率的影响时，则必须再次配定染液，重新进行打样试验，此类试验装置所需操作时间长，效率低，并且打样染色的精准度不高。

现有的超临界CO2流体的小样染色试验机，由于实验设备与生产设备在原理和结构上均存有较大差异性，这势必造成小样与大样加工的过程参数不同，最终影响颜色上色质量。因此，小样打样的准确性和工艺条件的相似度很大程度上决定了大样加工的准确率。比如，小样染色试验机均采用电源作为单一热源进行统一加热，样机多采用风机冷却。基于上述原因，造成打样染色的精准度不高。

现有的超临界CO2流体小样染色试验机，在染色釜内没有搅拌器，所以传统的超临界CO2流体小样染色试验机在使用时，无法有效的对其染料进行有效的搅拌，使其在染色过程中，常出现染色不均匀的可能，从而影响了染色效果。

虽然常规的小样染色试验机中，已经在染色釜内增设了搅拌器，比如，中国知识产权局于2022年5月17日公开了公开号为CN216551074U，专利名称为一种用于新型纤维生产的染色装置，包括机体，所述机体的内壁底部开设有两组安装槽，所述机体的下表面固定安装有安装杆，所述安装杆的后表面固定安装有第一电机，所述第一电机输出端固定安装有主转轴，所述机体的下表面活动安装有从转轴，所述主转轴和从转轴的外表面均固定安装有齿轮，两组所述齿轮的外表面位置之间活动安装有链条，所述主转轴和从转轴的外表面均固定安装有搅拌套，所述机体的下表面固定安装有两组密封圈，所述机体通过安装槽固定安装有滤网，所述机体的一侧外壁固定安装有第二电机，所述第二电机的输出端固定安装有搅拌轴，所述搅拌轴的外表面固定安装有防护罩，所述机体的上表面固定安装有盖板，所述盖板的两侧外壁均固定安装有连接板，所述机体的两侧外壁均固定安装有两组固定杆。上述的染色设备是以水为染色介质的，它是在常压下进行染色的，而超临界CO2流体小样染色试验机是在高压环境下染色的，采用常规的搅拌器会出现泄压漏液的现象，所以现有的超临界CO2流体小样染色试验机都没有安装搅拌器。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种能提高工作效率和染色打样精准度的自动化超临界CO2流体小样染色试验机。

本发明的另一目的在于提供一种利用自动化超临界CO2流体小样染色试验机染布的方法。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

自动化超临界CO2流体小样染色试验机，包括有控温控压染色釜、高压泵和控制器，所述控温控压染色釜包括染色釜、超临界CO2流体流入控制阀、超临界CO2流体流出控制阀、温度计、压力计、热油泵、热油箱和控温夹套，控温夹套设在染色釜的釜壁上，热油箱上的排油口通过热油介质管路与控温夹套的油液入口连接，控温夹套的油液出口通过回流管路与热油箱的入油口连接，热油泵设在热油介质管路上，温度计将染色釜内的温度数据传送给控制器，控制器对热油泵的电源进行开关控制以调节染色釜内的温度；超临界CO2流体流入控制阀、高压泵安装在染色釜的超临界CO2流体流入管路上，超临界CO2流体流出控制阀安装在染色釜的超临界CO2流体流出管路上，压力计将染色釜内的压力数据传送给控制器，控制器对高压泵的转速进行调控并对超临界CO2流体流入控制阀、超临界CO2流体流出控制阀进行开关调节以控制染色釜内的压力。

进一步地，所述染色釜内设有网筒，待染色布块绕制在网筒上并用钢带固定，所述网筒的下端设有多个柱状支撑脚，所述网筒的上端设有取件孔。

进一步地，所述染色釜的上端口处设有釜盖，所述釜盖上安装有搅拌器，釜盖的周边设有密封圈，所述搅拌器包括电机、磁吸联动组件和搅拌轴，搅拌轴的上端通过轴承安装在釜盖下表面的轴承座上并且未穿越釜盖，搅拌轴的下端伸入到染色釜内的网筒中，搅拌轴上分布有搅拌叶，电机安装在釜盖的上表面，电机的输出轴通过磁吸联动组件驱动搅拌轴转动；所述磁吸联动组件为永磁块或磁力线圈。

进一步地，还包括升降机构，所述升降机构驱动釜盖和搅拌器升起以将染色釜的上端口打开，升降机构和所述的电机的启动由控制器控制。

进一步地，所述控温控压染色釜设有两个，两个控温控压染色釜采用并联的形式。

进一步地，自动化超临界CO2流体小样染色试验机，还包括有储罐、冷却器、加热器、分离釜和冷凝器，储罐中的CO2气体依次经过冷却器、所述的高压泵和加热器，变成的超临界流体经超临界CO2流体流入管路进入染色釜，染色釜内含有染料的超临界流体经超临界CO2流体流出管路进入分离釜，分离釜对超临界CO2流体和染料进行分离，超临界CO2流体经分离釜形成了CO2气体经冷凝器送入所述的储罐；所述加热器采用以热水为热交换介质的加热形式。

进一步地，所述分离釜上设有水夹套、温度传感器和气压计，所述水夹套通过循环管路与热水箱连接，所述循环管路上设有热水泵和控制阀，温度传感器和气压计安装在分离釜上，分别用以检测分离釜内的温度和气压，温度传感器将温度数据传送给所述的控制器，控制器对热水泵进行启动控制。

进一步地，所述冷凝器通过冷水循环管路与冷水机组连接；自动化超临界CO2流体小样染色试验机，还包括机箱，机箱的底部设有滚轮，机箱内分隔板，分隔板将机箱分隔为上空腔和下空腔，两个所述的染色釜位于上空腔内，并且染色釜的上端口向上伸出到机箱外，分离釜位于上空腔内的支架上，储罐、冷却器、加热器位于上空腔内并固定在分隔板上，冷凝器设在机箱外的顶部，冷水机组位于机箱外的一侧，所述控制器位于机箱外的顶部，所述的高压泵、热水箱、热油箱、热油泵、热水泵安装在机箱的下空腔中；所述升降机构为电动推杆，安装在电箱上且位于染色釜的一侧，电动推杆上安装有支撑架，电机固定在支撑架的顶部，釜盖固定在支撑架的底部，电机的输出轴上安装有所述的磁吸联动组件；机箱外的上表面设有由两半部分对接而成的带有环形槽的圆形抱箍，圆形抱箍用以将釜盖上的法兰和染色釜上端口处的法兰连接在一起；还包括取件杆，当釜盖打开且搅拌器的搅拌轴移出染色釜时，将取件杆伸入到染色釜内，通过取件杆端部的取件勾将网筒上端的取件孔钩住，以将网筒从染色釜内取出。

进一步地，所述染色釜内的底部设有电荷模块，所述电荷模块用以使染色釜内的染料带上正电荷，所述待染色布块上带有负电荷，在正电荷和负电荷的作用下，染料被吸附到待染色布块上。

利用自动化超临界CO2流体小样染色试验机染布的方法，包括以下步骤：

A、CO2的制备及储存：利用输送柱塞泵将CO2生成装置生成的CO2气体送入储罐；

B、冷却：储罐中的CO2气体经过冷凝器进行冷却，冷却后的CO2气体的气压为6MPA,温度为0℃；

C、加热并加压：控制器将超临界CO2流体流入控制阀打开，将超临界CO2流体流出控制阀关闭，CO2气体流过加热器后形成了超临界流体，超临界流体经超临界CO2流体流入管路流入染色釜，控制器启动高压泵对CO2流体进行加压，当染色釜内的压力达到28MPA时，关闭高压泵和超临界CO2流体流入控制阀；

D、再次加热：控制器启动热油泵，热油箱中的热油流经控温夹套，对染色釜内的超临界流体进行加热，当染色釜内的超临界流体加热到130℃时，关闭热油泵和热油箱内的加热器；

E、染色：开始对染色釜内的布料进行染色，控制器启动搅拌器上的电机进行间歇式的正转和反转，使染色釜内的染料跟随超临界流体在网筒内外形成了间歇式正反向的循环流动；

F、冷却：染色完成后，控制器启动冷水机组和热油泵，冷水机组中的冷水对热油箱中的热油进行冷却形成了冷油，冷油流经控温夹套，对染色釜内的超临界流体进行冷却；

G、泄压：当染色釜内的超临界流体的温度冷却到60℃时，控制器关闭热油泵，并同时打开超临界CO2流体流出控制阀和热水泵时，使染色釜泄压，超临界CO2流体经超临界CO2流体流出管路进入分离釜，分离釜对超临界CO2流体和染料进行分离，超临界CO2流体经分离釜形成了CO2气体经冷凝器送入所述的储罐；

H、清洗附着的色料：控制器打开超临界CO2流体流入控制阀并启动加压泵，使超临界CO2流体开始循环流动，对染色釜内的布块进行反复冲刷，带走布块上的残留染料，清洗完成后关闭超临界CO2流体流入控制阀、超临界CO2流体流出控制阀、加压泵、热水泵和冷水机组；

J、取出布块：打开圆形抱箍，启动升降机构，升降机构驱动釜盖和搅拌器升起以将染色釜的上端口打开，将取件杆伸入到染色釜内，通过取件杆端部的取件勾将网筒上端的取件孔钩住，将网筒从染色釜内取出，从网筒上取下染色后的布块，完成操作。

本发明的有益效果：

第一、本专利小样染色试验机，通过控制器对小样染色过程中的各个工艺参数进行自动调控，大大提高了工作效率和染色打样的精准度。

第二、小样打样的准确性和工艺条件的相似度很大程度上决定了大样加工的准确率，本专利小样染色试验机中的升温、降温和加压的设备与大型的批量染色机保持一致，从而大大提高了染色打样的精准度。

第三、本专利中增设了搅拌器，解决了在染色过程中出现染色不均匀的问题，尤其是采用磁吸传动的方式，实现了搅拌轴不穿越釜盖的结构形式，解决了染色釜在高压的染色环境下因搅拌轴穿越釜盖而出现泄压的问题。

第四、本专利的另一技术特点是，染色釜的容量为2L,利用控制器对高压泵的转速进行调控，不仅升压快，而且控压更精准，大大提高了染色质量和染色效率。

第五、本专利的染色釜内设有网筒，待染色布块绕制在网筒上，正反转的搅拌器的搅拌叶位于网筒内，在染色的过程中，搅拌器启动后，搅拌叶推动染色釜内含有染料的超临界流体在网筒内外循环流动，进一步提高了染色质量和染色效率，此时，小样机的搅拌器与大样机中的串接在染色釜上的循环泵作用相同，都是使染色釜内的超临界流体在封闭的釜内循环流动；由于本专利取消了染料釜，染料是直接放入到染色釜内，所以在网筒的下端增设了柱状支撑脚，避免了网筒下端压住染料釜中底部的染料，便于染料能快速溶入流体中。

第六、本专利还增设了取件杆，操作人员利用取件杆能方便地将网筒从染色釜内取出，取出和放入网筒简便快捷。

第七、本专利中增设了带有环形槽的圆形抱箍，利用圆形抱箍将釜盖上的法兰和染色釜上端口处的法兰连接在一起，染色釜内的压力越大，连接的越牢固。

第七、本专利的机箱结构，对各个部件进行合理布置，机体更加小巧紧凑，占用空间小且方便移动。

第八、本专利是利用超临界流体CO₂对织物具有很强的渗透性,对物质具有很强的溶解性,且表面张力低。可以携带染料很容易地进入纤维内部进行染色,进入纤维内部的染料分子不易被CO₂分子解析,所以染色牢固，并节约大量的水资源,达到废水零排放，并且染料和CO₂可以回收，实现循环利用,最大限度地减少了CO₂的损耗,降低了成本,并且还提高了染色效率。

第九、由于在染色釜内的底部设有电荷模块，使染料带上正电荷，与待染色布块上的负电荷相互吸引，使染料主动向待染色布块移动，并使染料由被动渗透，改变为在待染色布块上的主动渗透，大大提高了染色效率。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明：

图1为本发明的流程图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为图2所示的侧视图；

图4为图2所示染色釜及控制器的结构示意图；

图5为图4所示网筒的结构示意图；

图6为本专利取件杆的结构示意图。

图中：1、控温控压染色釜；2、控制器；3、染色釜；4、超临界CO2流体流入控制阀；5、超临界CO2流体流出控制阀；6、温度计；7、压力计；8、热油泵；9、热油箱；10、控温夹套；11、热油介质管路；12、回流管路；13、超临界CO2流体流入管路；14、超临界CO2流体流出管路；15、储罐；16、冷却器；17、高压泵；18、加热器；19、分离釜；20、冷凝器；21、水夹套；22、温度传感器；23、气压计；24、循环管路；25、热水箱；26、热水泵；27、控制阀；28、冷水循环管路；29、冷水机组；30、机箱；31、滚轮；32、分隔板；33、上空腔；34、下空腔；35、支架；36、升降机构；37、釜盖；38、搅拌器；39、电机；40、磁吸联动组件；41、搅拌轴；42、轴承座；43、网筒；44、搅拌叶；45、支撑架；46、圆形抱箍；47、法兰；48、法兰；49、待染色布块；50、柱状支撑脚；51、钢带；52、取件孔；53、取件杆；54、取件勾；55、电荷模块。

具体实施方式

如图1所示，自动化超临界CO2流体小样染色试验机，包括有控温控压染色釜1、高压泵17和控制器2，其中，所述控温控压染色釜1包括染色釜3、超临界CO2流体流入控制阀4、超临界CO2流体流出控制阀5、温度计6、压力计7、热油泵8、热油箱9和控温夹套10，控温夹套10设在染色釜3的釜壁上，热油箱9上的排油口通过热油介质管路11与控温夹套10的油液入口连接，控温夹套10的油液出口通过回流管路12与热油箱9的入油口连接，热油泵8设在热油介质管路11上，温度计6将染色釜3内的温度数据传送给控制器2，控制器2对热油泵8的电源进行开关控制以调节染色釜3内的温度；超临界CO2流体流入控制阀4、高压泵17安装在染色釜3的超临界CO2流体流入管路13上，超临界CO2流体流出控制阀5安装在超临界CO2流体流出管路14上，压力计7将染色釜3内的压力数据传送给控制器2，控制器2对高压泵18的转速和正反转进行调控并对超临界CO2流体流入控制阀4、超临界CO2流体流出控制阀5进行开关调节以控制染色釜3内的压力和流向。

本专利中，染色釜3的容量为2L,控制器2对高压泵17的转速进行调节，不仅升压快，而且控压更精准，提高了染色效果。

还包括有储罐15、冷却器16、加热器18、分离釜19和冷凝器20，储罐15中的CO2气体依次经过冷却器16、高压泵17、加热器18变成超临界流体，经超临界CO2流体流入管路13进入染色釜3，染色釜3内含有染料的超临界流体经超临界CO2流体流出管路14进入分离釜19，分离釜19对超临界CO2流体和染料进行分离，超临界CO2流体经分离釜19形成了CO2气体经冷凝器20送入所述的储罐15；所述加热器18采用以热水为热交换介质的加热形式。

所述分离釜19上设有水夹套21、温度传感器22和气压计23，所述水夹套21通过循环管路24与热水箱25连接，所述循环管路24上设有热水泵26和控制阀27，温度传感器22和气压计23安装在分离釜19上，分别用以检测分离釜19内的温度和气压，温度传感器22将温度数据传送给所述的控制器2，控制器2对热水泵26进行启动控制。

所述冷凝器20通过冷水循环管路28与冷水机组29连接。

自动化超临界CO2流体小样染色试验机，还包括机箱30，机箱30的底部设有滚轮31，机箱30内分隔板32，分隔板32将机箱30分隔为上空腔33和下空腔34，两个所述的染色釜3位于上空腔33内，并且染色釜3的上端口向上伸出到机箱30外，分离釜19位于上空腔33内的支架35上，储罐15、冷却器16、加热器18位于上空腔33内并固定在分隔板32上，冷凝器20设在机箱30外的顶部，冷水机组29位于机箱30外的一侧，所述控制器2位于机箱30外的顶部，所述的高压泵17、热水箱25、热油箱9、热油泵8、热水泵26安装在机箱30的下空腔34中；

所述染色釜3的上端口处设有釜盖37，所述釜盖37上安装有搅拌器38，还包括升降机构36，所述升降机构36驱动釜盖37和搅拌器38升起以将染色釜3的上端口打开，升降机构36和搅拌器38的电机39的启动由控制器2控制。本专利实施例中，升降机构36采用的是气缸。

具体来说，如图4所示，釜盖37的周边设有密封圈，所述搅拌器38包括电机39、磁吸联动组件40和搅拌轴41，搅拌轴41的上端通过轴承安装在釜盖下表面的轴承座42上并且未穿越釜盖37，搅拌轴41的下端伸入到染色釜3内的网筒43中，搅拌轴41上分布有搅拌叶44，所述升降机构36为电动推杆，安装在电箱30上且位于染色釜3的一侧，电动推杆上安装有支撑架45，电机39固定在支撑架45的顶部，釜盖37固定在支撑架45的底部，电机39的输出轴上安装有所述的磁吸联动组件40，电机39的输出轴通过磁吸联动组件40驱动搅拌轴41转动；本实施例中，磁吸联动件40采用的是一块永久磁铁，该块永久磁铁安装在电机39的输出轴上，为了增强磁吸效果，磁吸联动件40还可以增设第二块永久磁铁，将第二块永久磁铁安装在搅拌轴41的上端。第二块永久磁铁与第一块永久磁铁磁性相吸。

机箱30外的上表面设有由两半部分对接而成的带有环形槽的圆形抱箍46，圆形抱箍46用以将釜盖37上的法兰47和染色釜3上端口处的法兰48连接在一起。染色釜内的压力越大，连接的越牢固。

在染色釜3内的底部设有电荷模块55，所述电荷模块55用以使染色釜3内的染料带上正电荷，所述待染色布块49上带有负电荷，在正电荷和负电荷的作用下，染料被吸附到待染色布块49上。待染色布块49的带有负电荷的处理方法如下：使待染色的布料(坯布)，经过干洗、除油、阹污、预定型后，用等离子设备在布料上打微蜂窝，并同时植入负电荷，从而使待染色的布料上带有负电荷，再将带有负电荷的待染色的布料切成所需的布块，就成了带有负电荷的待染色布块49。微蜂窝会随负电荷减弱而收缩还原，所以待染色布块49经过染料吸附饱和后，成品色布的微蜂窝消失。

如图5所示，所述染色釜3内设有网筒43，待染色布块49绕制在网筒43上并用钢带51固定，网筒43的下端设有4个柱状支撑脚50，柱状支撑脚50的高度为4cm,所述网筒上端的筒壁上设有取件孔52。柱状支撑脚50避免了网筒下端压住染料釜中底部的染料，便于染料能快速溶入流体中。

如图6所示，还包括取件杆53，当釜盖37打开且搅拌器的搅拌轴41移出染色釜3时，将取件杆53伸入到染色釜3内，通过取件杆53端部的取件勾54将网筒43上端的取件孔52钩住，操作人员利用取件杆52将网筒43从染色釜3内取出。利用取件杆53来取出和放入网筒，更加简便快捷。

利用自动化超临界CO2流体小样染色试验机染布的方法，包括以下步骤：

A、CO2的制备及储存：利用输送柱塞泵将CO2生成装置生成的CO2气体送入储罐；

B、冷却：储罐中的CO2气体经过冷凝器进行冷却，冷却后的CO2气体的气压为6MPA,温度为0℃；

C、加热并加压：控制器2将超临界CO2流体流入控制阀4打开，将超临界CO2流体流出控制阀5关闭，CO2气体流过加热器后形成了超临界流体，超临界流体经超临界CO2流体流入管路13流入染色釜3，控制器启动高压泵对CO2流体进行加压，当染色釜3内的压力达到28MPA时，关闭高压泵17和超临界CO2流体流入控制阀4；

D、再次加热：控制器2启动热油泵8，热油箱9中的热油流经控温夹套10，对染色釜3内的超临界流体进行加热，当染色釜3内的超临界流体加热到130℃时，关闭热油泵8和热油箱9内的加热器；

E、染色：开始对染色釜内的布料进行染色，控制器启动搅拌器38上的电机39进行间歇式的正转和反转，使染色釜3内的染料跟随超临界流体在网筒内外形成了间歇式正反向的循环流动；

F、冷却：染色完成后，控制器启动冷水机组29和热油泵8，冷水机组29中的冷水对热油箱9中的热油进行冷却形成了冷油，冷油流经控温夹套10，对染色釜3内的超临界流体进行冷却；

G、泄压：当染色釜3内的超临界流体的温度冷却到60℃时，控制器关闭热油泵8，并同时打开超临界CO2流体流出控制阀5和热水泵26时，使染色釜3泄压，超临界CO2流体经超临界CO2流体流出管路14进入分离釜19，分离釜19对超临界CO2流体和染料进行分离，超临界CO2流体经分离釜19形成了CO2气体经冷凝器20送入所述的储罐15；

H、清洗附着的色料：控制器打开超临界CO2流体流入控制阀4并启动加压泵17，使超临界CO2流体开始循环流动，对染色釜3内的布块进行反复冲刷，带走布块上的残留染料，清洗完成后关闭超临界CO2流体流入控制阀4、超临界CO2流体流出控制阀5、加压泵17、热水泵26和冷水机组29；

J、取出布块：打开圆形抱箍46，启动升降机构，升降机构36驱动釜盖37和搅拌器38升起以将染色釜3的上端口打开，将取件杆53伸入到染色釜3内，通过取件杆53端部的取件勾54将网筒43上端的取件孔52钩住，将网筒43从染色釜3内取出，从网筒43上取下染色后的布块，完成操作。

本专利与大型大样加工染色设备的区别是没有循环泵和染料釜，利用加压泵对染色釜进行加压。本专利的工艺及应用染料，能够适用于涤纶布和尼龙布两种化纤成份布的染色，而传统的染料及工艺只能对上述两种布选其一进行染色，因为尼龙布只有用酸性染料和常温染色，而涤纶布只能用分散性染料和高温染色。

以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。

Claims (10)

1.一种自动化超临界CO2流体小样染色试验机，其特征在于：包括有控温控压染色釜、高压泵和控制器，所述控温控压染色釜包括染色釜、超临界CO2流体流入控制阀、超临界CO2流体流出控制阀、温度计、压力计、热油泵、热油箱和控温夹套，控温夹套设在染色釜的釜壁上，热油箱上的排油口通过热油介质管路与控温夹套的油液入口连接，控温夹套的油液出口通过回流管路与热油箱的入油口连接，热油泵设在热油介质管路上，温度计将染色釜内的温度数据传送给控制器，控制器对热油泵的电源进行开关控制以调节染色釜内的温度；超临界CO2流体流入控制阀、高压泵安装在染色釜的超临界CO2流体流入管路上，超临界CO2流体流出控制阀安装在染色釜的超临界CO2流体流出管路上，压力计将染色釜内的压力数据传送给控制器，控制器对高压泵的转速进行调控并对超临界CO2流体流入控制阀、超临界CO2流体流出控制阀进行开关调节以控制染色釜内的压力。

2.根据权利要求1所述的自动化超临界CO2流体小样染色试验机，其特征在于：所述染色釜内设有网筒，待染色布块绕制在网筒上并用钢带固定，所述网筒的下端设有多个柱状支撑脚，所述网筒的上端设有取件孔。

3.根据权利要求2所述的自动化超临界CO2流体小样染色试验机，其特征在于：所述染色釜的上端口处设有釜盖，所述釜盖上安装有搅拌器，釜盖的周边设有密封圈，所述搅拌器包括电机、磁吸联动组件和搅拌轴，搅拌轴的上端通过轴承安装在釜盖下表面的轴承座上并且未穿越釜盖，搅拌轴的下端伸入到染色釜内的网筒中，搅拌轴上分布有搅拌叶，电机安装在釜盖的上表面，电机的输出轴通过磁吸联动组件驱动搅拌轴转动；所述磁吸联动组件为永磁块或磁力线圈。

4.根据权利要求3所述的自动化超临界CO2流体小样染色试验机，其特征在于：还包括升降机构，所述升降机构驱动釜盖和搅拌器升起以将染色釜的上端口打开，升降机构和所述的电机的启动由控制器控制。

5.根据权利要求4所述的自动化超临界CO2流体小样染色试验机，其特征在于：所述控温控压染色釜设有两个，两个控温控压染色釜采用并联的形式。

6.根据权利要求5所述的自动化超临界CO2流体小样染色试验机，其特征在于：还包括有储罐、冷却器、加热器、分离釜和冷凝器，储罐中的CO2气体依次经过冷却器、所述的高压泵和加热器，变成的超临界流体经超临界CO2流体流入管路进入染色釜，染色釜内含有染料的超临界流体经超临界CO2流体流出管路进入分离釜，分离釜对超临界CO2流体和染料进行分离，超临界CO2流体经分离釜形成了CO2气体经冷凝器送入所述的储罐；所述加热器采用以热水为热交换介质的加热形式。

7.根据权利要求6所述的自动化超临界CO2流体小样染色试验机，其特征在于：所述分离釜上设有水夹套、温度传感器和气压计，所述水夹套通过循环管路与热水箱连接，所述循环管路上设有热水泵和控制阀，温度传感器和气压计安装在分离釜上，分别用以检测分离釜内的温度和气压，温度传感器将温度数据传送给所述的控制器，控制器对热水泵进行启动控制。

8.根据权利要求7所述的自动化超临界CO2流体小样染色试验机，其特征在于：所述冷凝器通过冷水循环管路与冷水机组连接；还包括机箱，机箱的底部设有滚轮，机箱内分隔板，分隔板将机箱分隔为上空腔和下空腔，两个所述的染色釜位于上空腔内，并且染色釜的上端口向上伸出到机箱外，分离釜位于上空腔内的支架上，储罐、冷却器、加热器位于上空腔内并固定在分隔板上，冷凝器设在机箱外的顶部，冷水机组位于机箱外的一侧，所述控制器位于机箱外的顶部，所述的高压泵、热水箱、热油箱、热油泵、热水泵安装在机箱的下空腔中；所述升降机构为电动推杆，安装在电箱上且位于染色釜的一侧，电动推杆上安装有支撑架，电机固定在支撑架的顶部，釜盖固定在支撑架的底部，电机的输出轴上安装有所述的磁吸联动组件；机箱外的上表面设有由两半部分对接而成的带有环形槽的圆形抱箍，圆形抱箍用以将釜盖上的法兰和染色釜上端口处的法兰连接在一起；还包括取件杆，当釜盖打开且搅拌器的搅拌轴移出染色釜时，将取件杆伸入到染色釜内，通过取件杆端部的取件勾将网筒上端的取件孔钩住，以将网筒从染色釜内取出。

9.根据权利要求8所述的自动化超临界CO2流体小样染色试验机，其特征在于：所述染色釜内的底部设有电荷模块，所述电荷模块用以使染色釜内的染料带上正电荷，所述待染色布块上带有负电荷，在正电荷和负电荷的作用下，染料被吸附到待染色布块上。

10.利用权利要求1至9任一项自动化超临界CO2流体小样染色试验机染布的方法，其特征在于，包括以下步骤：

A、CO2的制备及储存：利用输送柱塞泵将CO2生成装置生成的CO2气体送入储罐；

B、冷却：储罐中的CO2气体经过冷凝器进行冷却，冷却后的CO2气体的气压为6MPA,温度为0℃；

C、加热并加压：控制器将超临界CO2流体流入控制阀打开，将超临界CO2流体流出控制阀关闭，CO2气体流过加热器后形成了超临界流体，超临界流体经超临界CO2流体流入管路流入染色釜，控制器启动高压泵对CO2流体进行加压，当染色釜内的压力达到28MPA时，关闭高压泵和超临界CO2流体流入控制阀；

D、再次加热：控制器启动热油泵，热油箱中的热油流经控温夹套，对染色釜内的超临界流体进行加热，当染色釜内的超临界流体加热到130℃时，关闭热油泵和热油箱内的加热器；

E、染色：开始对染色釜内的布料进行染色，控制器启动搅拌器上的电机进行间歇式的正转和反转，使染色釜内的染料跟随超临界流体在网筒内外形成了间歇式正反向的循环流动；

F、冷却：染色完成后，控制器启动冷水机组和热油泵，冷水机组中的冷水对热油箱中的热油进行冷却形成了冷油，冷油流经控温夹套，对染色釜内的超临界流体进行冷却；

G、泄压：当染色釜内的超临界流体的温度冷却到60℃时，控制器关闭热油泵，并同时打开超临界CO2流体流出控制阀和热水泵时，使染色釜泄压，超临界CO2流体经超临界CO2流体流出管路进入分离釜，分离釜对超临界CO2流体和染料进行分离，超临界CO2流体经分离釜形成了CO2气体经冷凝器送入所述的储罐；

H、清洗附着的色料：控制器打开超临界CO2流体流入控制阀并启动加压泵，使超临界CO2流体开始循环流动，对染色釜内的布块进行反复冲刷，带走布块上的残留染料，清洗完成后关闭超临界CO2流体流入控制阀、超临界CO2流体流出控制阀、加压泵、热水泵和冷水机组；

J、取出布块：打开圆形抱箍，启动升降机构，升降机构驱动釜盖和搅拌器升起以将染色釜的上端口打开，将取件杆伸入到染色釜内，通过取件杆端部的取件勾将网筒上端的取件孔钩住，将网筒从染色釜内取出，从网筒上取下染色后的布块，完成操作。

Images