專利名稱：一種集成式染料染色釜的制作方法
技術領域：
本發明涉及紡織染色領域中的染色裝置，更具體地說，涉及一種集成式染料染色釜。
背景技術：
傳統的織物染色多數采用濕法染色工藝，長期以來濕法染色產生的大量廢水嚴重地污染了環境，雖然各企業都采取了相應的污水處理方法，但印染污水處理的實際效果仍然不甚理想，嚴重污染了水資源環境，危害到人們的生命健康。
為了減少環境污染，節約生產成本，近年來，人們致力于將超臨界流體應用到無水印染技術的研究。超臨界流體染色工藝是利用某種流體在超臨界狀態下較好的傳質性能以及對非極性類物質的溶解性能對合成纖維染色，是一種新穎環保的無水染色工藝。其中，由于CO2具有不燃、無毒、廉價的突出優點，使得超臨界CO2染色成為超臨界流體染色工藝中最有競爭力的一種染色工藝，所謂CO2的超臨界態是指CO2在臨界點壓力7.3MPa、臨界點溫度31.1℃下的工作狀態。該染色工藝具有染色速度快，是傳統濕法染色的5-10倍，均染和透染性良好等優點，同時，該染色工藝免除了還原和烘烤過程，并且，染料及其溶解媒介CO2還可以重復利用，染色過程中無污染物排放等特點，使得超臨界CO2染色工藝成為一種無廢氣、廢水和廢渣排放的清潔生產工藝。
然而，目前的超臨界流體印染技術受到設備和技術上的種種限制，尚處于實驗研究階段，僅能實現小量的織物染色，不能進行大批量連續化的生產，因此，為了能將該先進的印染技術投入于印染行業的規模化生產中，亟待提供一種集成式染料染色釜，使得超臨界流體能夠實現對織物的連續化染色加工。
發明內容
基于現有技術的不足，本發明的主要目的在于提供一種集成式染料染色釜。
為了達到上述目的，本發明提供了一種集成式染料染色釜，用于連續化染色加工，包括具有超臨界流體進/出口的釜體、織物固定裝置以及至少一個染料收容裝置，所述織物固定裝置和染料收容裝置內置于釜體中。
其中，釜體通過快開式卡箍進行封閉，并采用組合式金屬聚四氟密封圈進行密封；染料收容裝置為兩個，分別安裝在織物固定裝置的兩端，且位于超臨界流體進/出口附近。織物固定裝置包括兩織物擋板、多孔管和過濾網，所述多孔管安裝于兩織物擋板之間，所述過濾網包裹于多孔管的外周。
所述超臨界流體選自CO2、N2O、乙烷、丙烷中一種或多種。
與現有技術相比，本發明一種集成式染料染色釜具有以下幾點優點(1)將現有的染料釜和染色釜組合成一個設備，即集成式染料染色釜，使得在同一釜中能夠同時完成染料的溶解和織物的染色兩步工藝，既減少了染料和超臨界流體在管道中流通的損耗，又大大節約了能耗，提高了生產效率，是染色加工領域的一次非常大的突破；(2)由于該集成式染料染色釜中開設有3個超臨界流體進/出口，因此可以通過閥門控制超臨界流體的流向，進而選擇不同的染色循環方式；(3)該集成式染料染色釜的釜體采用快開式卡箍進行封閉，快開快閉，確保了染色結束后能馬上實現全膛快開，節約了裝料卸料的時間；(4)染料收容裝置和織物固定裝置上還進一步增設有過濾裝置，防止了染料泄露；(5)由于染料收容裝置位于超臨界流體進/出口附近，使得超臨界流體能夠首先與染料充分地接觸，加快染料的溶解，從而均勻地分布在織物上。
顯而易見地，將本發明集成式染料染色釜應用到印染工業上，將顯著地提高生產效率，節約能耗，提高織物的染色質量，是染色工業化裝置的較大改進。
為使本發明更加容易理解，下面將結合附圖進一步闡述本發明一種集成式染料染色釜的具體實施例。
圖1為本發明一種集成式染料染色釜的剖視圖；圖2為本發明一種集成式染料染色釜的一種染色流程(由下而上)；圖3為本發明一種集成式染料染色釜的另一種染色流程(由上而下)。
具體實施例方式
參考圖1所示，本發明提供了一種集成式染料染色釜100，用于連續化染色加工，其包括釜體1、織物固定裝置2以及至少一個染料收容裝置3，其中，所述織物固定裝置2和染料收容裝置3內置于釜體1中。
在本發明的一個實施例中，釜體1提供了在高壓的工作環境下，超臨界流體同時流經染料和織物的進出通道，其包括超臨界流體進/出口、釜蓋11、卡箍12和多層包扎式筒體13。其中，超臨界流體進/出口為三個，其中兩個超臨界流體進/出口10a對開設置于釜體1的上部，另外一個超臨界流體進/出口10b開設于釜體1的底部；通過閥門可控制超臨界流體經由任一組超臨界流體進/出口進入或排出釜腔，通過超臨界流體在釜腔內的不斷循環完成對織物的染色加工。釜蓋11扣于釜體1的端部，釜蓋11和釜體的端部均成型有承壓凸肩，卡箍12亦成型有與其形狀相適配的凸肩，通過卡箍的凸肩將釜蓋11和釜體端部一并勾住，以將釜體1緊密封閉并承受軸向的內壓力。所述多層包扎式筒體13通過焊接固定于釜體內兩端部之間，其為染色釜承受壓力并容納物料的主要部件，具有節省不銹鋼(僅內部內筒為不銹鋼)和受力均勻的優點。
所述卡箍12為一種快開式結構，與釜蓋和釜體端部只需要通過凹凸肩相互扣合即可，而不需要再增設螺栓等緊固裝置，使得釜體開啟和封閉操作能夠快捷地完成。卡箍分為外卡箍和內卡箍，一般地，外卡箍適用于小直徑的染色釜，成對使用；而內卡箍適用于大直徑的染色釜，多個成組使用。根據集成式染料染色釜的外徑尺寸來選擇適合的卡箍作為緊固裝置。
在本發明的另一個實施例中，釜體1進一步包括兩個熱油或蒸汽進/出口14和夾套15，所述兩個熱油或蒸汽進/出口14分別開設于釜體的底部和中上部側壁，所述夾套15包裹于釜體1的外壁，夾套15內設有與熱油進/出口14連接的導流板(未標示)，以提高熱油的流速，通過流通于夾套15中的熱油或蒸汽保持釜體1恒定的高溫，使得工作氣體能夠保持處于超臨界狀態，提高了染色的工作效率。
在本發明中，采用聚四氟密封圈(比如組合式金屬聚四氟密封圈)對釜體內各部件進行密封，例如釜蓋、染料收容裝置與釜體端部之間等。
所述染料收容裝置2用于盛裝染料，在本發明的優選實施例中，染料收容裝置為兩個，分別安裝在織物固定裝置的兩端，同時其還可設置在超臨界流體進/出口附近，使得超臨界流體能夠首先與染料充分地接觸并迅速地將染料溶解；使得織物能夠均勻地上色，從而獲得色彩均一的成品織物。
所述釜體1還包括若干塊過濾板21，分別安裝于染料收容裝置1的內部和/或染料收容裝置1與織物固定裝置3之間，用于過濾未溶解的染料，防止其泄露到織物上。
所述織物固定裝置3包括兩織物擋板31、多孔管32和過濾網33。織物擋板31將染料收容裝置2與織物固定裝置3相間隔，防止染料泄露污染織物，多孔管32可拆卸地安裝于兩織物擋板31之間，多孔管32上均勻開設有直徑為3-8mm的小孔，帶有染料的超臨界流體通過該多孔管32的小孔將染料均勻地分布在織物上。過濾網33包裹于多孔管32的外周，例如不銹鋼燒結過濾網，用于進一步防止染料泄漏。織物纏繞于所述過濾網33上，過濾網33一方面用于固定織物，使得超臨界流體能夠與織物充分接觸，另一方用于避免由染料中摻和的雜質由多孔管32滲出至織物上，從而獲得干凈、色彩均一的織物。
所述超臨界流體選自CO2、N2O、乙烷、丙烷中一種或多種，優選的工作氣體為超臨界二氧化碳。
以下簡單介紹集成式染料染色釜的工作過程(1)備料裝料開蓋，將織物平整地纏繞并固定在織物固定裝置的多空管上，根據待染色織物的重量確定應需的染料重量，稱重并將其裝入染料收容裝置內，把裝料后的染料收容裝置固定在織物擋板上，確認密封完好后，放回釜體內；(2)關閉釜體用釜蓋氣動裝置或吊車將釜蓋移到釜體的正上方，確認釜蓋上的密封圈完好無缺后，然后用氣缸或吊車將釜蓋緩慢蓋上，用氣動或手動方式移動卡箍，使卡箍的凸肩完全勾住釜蓋和釜體端部的凸肩，卡箍的行程完全到位，擰緊固定螺栓，即可升壓。
(3)染色(可選用下述任一種染色循環方式)循環1(參見圖2)超臨界流體通過閥門從釜體底部的超臨界流體進/出口10b進入，首先經過下染料收容裝置的下部過濾板與其中的染料均勻接觸，溶解了染料的超臨界流體通過下染料收容裝置的側面，經過不銹鋼燒結過濾網33過濾后，繞過下織物擋板31，進到織物與釜內壁的環形通道內，由外向里與織物充分接觸反應，使染料吸附到織物上，超臨界流體則進入多孔管32內，依序經過上染料收容裝置內的過濾板和織物擋板上的導流孔，最后由釜體上部的超臨界流體進/出口10a排出。
循環2(參見圖3)超臨界流體通過閥門從釜體上部的任一個超臨界流體進/出口10a進入，首先經過上染料收容裝置的上過濾板與其中的染料均勻接觸，溶解了染料的流體通過上染料收容裝置的下過濾板進入多孔管32內，由里向外與織物充分接觸反應，使染料吸附到織物上，超臨界流體則繞過下織物擋板，從側面進入下染料收容裝置內部，通過下染料收容裝置底部的過濾板，最后由釜體底部的超臨界流體進/出口10b排出。
集成染料染色釜的切換當其中的一個染料染色釜的染色流程結束后，通過關閉和開啟管路閥門，即可完成染料染色釜之間的切換，采用另一個集成染料染色釜進入下一個染色流程。
染料的分離回收當整套裝置染色生產結束時，溶解有染料的超臨界流體通過自動調節閥減壓和加熱器加熱，成為氣體狀態，其中溶解的染料被解吸出來，進入裝置中的染料分離釜與染料分離，實現染料的回收。
集成染料染色釜的卸壓染色完成后，通過閥門平衡兩個集成式染料染色釜間的壓力，然后關閉該超臨界流體進/出口上的所有閥門，打開排空閥放空排氣，直至集成染料染色釜內的壓力為零。
織物的取出裝入當釜內壓力為零后，用氣動或手動打開染色釜的卡箍，用氣動提升裝置或吊車提起釜蓋，然后用吊車調出纏繞了織物的內件，取出染好的織物，重新裝入染料，換上未染的織物，裝入染料染色釜內，蓋上釜蓋，合上卡箍，等待下一次染色過程。
在本發明中，所述一種集成式染料染色釜還設有各種儀表控制和記錄系統，對系統工作狀態下的壓力、溫度、流量、液位等工作參數進行實時記錄，使得人們可以根據工作參數的變化從而及時地對系統的工作環境或條件作出調整。
以上所揭露的僅為本發明一種集成式染料染色釜的較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本發明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。
權利要求
1.一種集成式染料染色釜，用于連續化染色加工，其特征在于包括具有超臨界流體進/出口的釜體、織物固定裝置以及至少一個染料收容裝置，所述織物固定裝置和染料收容裝置內置于釜體中。
2.如權利要求1所述的一種集成式染料染色釜，其特征在于所述染料收容裝置為兩個，分別安裝在織物固定裝置的兩端。
3.如權利要求1或2所述的一種集成式染料染色釜，其特征在于所述染料收容裝置安裝在超臨界流體進/出口附近。
4.如權利要求1所述的一種集成式染料染色釜，其特征在于所述釜體上進一步開設有熱油或蒸汽進/出口。
5.如權利要求1所述的一種集成式染料染色釜，其特征在于所述釜體通過快開式卡箍進行封閉。
6.如權利要求1所述的一種集成式染料染色釜，其特征在于所述織物固定裝置包括兩織物擋板、多孔管和過濾網，所述多孔管安裝于兩織物擋板之間，所述過濾網包裹于多孔管的外周。
7.如權利要求2所述的一種集成式染料染色釜，其特征在于所述釜體進一步包括若干塊過濾板，其安裝于染料收容裝置內部或/和外部。
8.如權利要求5所述的一種集成式染料染色釜，其特征在于所述釜體采用組合式金屬聚四氟密封圈進行密封。
9.如權利要求1所述的一種集成式染料染色釜，其特征在于所述釜體外進一步包裹有保溫夾套。
10.如權利要求1所述的一種集成式染料染色釜，其特征在于所述超臨界流體選自CO2、N2O、乙烷、丙烷中一種或多種。
全文摘要
本發明提供了一種集成式染料染色釜，用于連續化染色加工，包括具有超臨界流體進/出口的釜體、織物固定裝置以及至少一個染料收容裝置，所述織物固定裝置和染料收容裝置內置于釜體中。本發明將現有的染料釜和染色釜組合成一個設備，使得在同一釜中能夠同時完成染料的溶解和織物的染色兩步工藝，既減少了染料和超臨界流體在管道中流通的損耗，又大大節約的能耗，提高了生產效率，是染色加工領域的一次非常大的突破。
文檔編號D06P1/00GK101021038SQ20071002711
公開日2007年8月22日 申請日期2007年3月12日 優先權日2007年3月12日
發明者郭曉潔, 王金民, 包桂蓮 申請人:美晨集團股份有限公司