一种超临界二氧化碳染色装置的制作方法

本实用新型涉及染色设备领域，特别是一种超临界二氧化碳染色装置。

背景技术：

在传统的染色过程中，我们通常采用水作为主要的介质。大量的染料、表面活性剂等化学物质都会对环境的可持续发展造成不良的影响。此外，对染色排出的污水需要进行中和、沉降等处理，都需要花费大量的人力物力。据不完全统计，我国纺织印染行业年耗水量达17亿吨，污水的排放达到16亿吨。而近几年来，我国大部分地区的水资源严重短缺，特别是污水排放等问题严重的制约染整行业的进一步发展。因此，防止污染，开发绿色有效的染色工艺，成为未来染整的正确方向。而超临界二氧化碳染色技术因其无废水，溶剂可循环使用的特性而备受期待。目前的超临界二氧化碳染色装置存在染料在面料上着色效果差以及着色不均的问题。

技术实现要素：

鉴于上述不足，本实用新型的目的在于提供一种超临界二氧化碳染色装置，能够有效提升染色效率低的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种超临界二氧化碳染色装置，包括通过管道依序串联的二氧化碳存储罐、第一冷却器、升压泵、加热器、染色剂溶解罐、染缸、分离器、第二冷却器；染缸的出口以及加热器的进口上通过管道并联有循环泵。

进一步地，所述染缸包括缸体，缸体内设置分隔板，分隔板的轮缘滑动配合的抵接于缸体的内侧壁上；缸体下方纵向设置电机，电机的输出轴可转动的伸入至缸体中并与分隔板同轴连接；所述分隔板中还分别设置有与其可转动设置的主动转轴、从动转轴，主动转轴、从动转轴轴向贯通，主动转轴的下端同轴设置第一齿轮，第一齿轮与固设于电机的输出轴上的第二齿轮传动连接；所述主动转轴、从动转轴上同轴螺接经轴，经轴内轴向设置染液通道，经轴上均布若干与染液通道联通的出液孔。

进一步地，所述经轴下端设置与其同轴的底盘。

进一步地，所述染缸外部包覆保温层。

工作原理：当需要染色时，工作人员将缠绕有待染色面料的经轴固定在染缸中，随后打开二氧化碳存储罐，使二氧化碳进入至第一冷却器降温，接着降温后的二氧化碳进入至升压泵中升压液化，接着液化的二氧化碳液体进入至加热器中升温至设定温度(即使得液相的二氧化碳进入至超临界状态)，当二氧化碳转化成超临界状态后随即进入至染色剂溶解罐中，超临界状态的二氧化碳溶解了染色剂后进入至染缸中对经轴上缠绕的面料进行染色。带染色完成后，带有染色剂的二氧化碳进入至分离器中进行染色剂以及二氧化碳的分离。具体的，超临界状态的二氧化碳在分离器中转变为气相，此时染色剂从二氧化碳气体中析出，进而实现二者分离。分离后的二氧化碳气体经由第二冷却器冷却后再次转变为液相并重新回到二氧化碳存储罐中以备循环使用。而在上述过程中，为了能够使染色剂的着色效率提升，在染缸的出口以及加热器的进口处还并联有一台循环泵。即当二氧化碳进入超临界状态并溶解染色剂且面料染色未完成时，分离器、升压泵、加热器均处于关闭状态。需要说明的是，分离器、升压泵停止工作时为闭路状态。此时超临界二氧化碳从染缸排出后经由循环泵作用后重新进入至染色剂溶解罐中补充染色剂，然后再次进入至染缸中对面料实施染色。

有益效果：通过上述结构实现了超临界染液在染色时染色剂的及时补充以及循环使用，有效提升了面料的染色效果。并且，超临界状态的二氧化碳无需经过较长的循环步骤，提升了染色效率，降低了能源的需求。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是染缸的结构示意图。

附图标记：1.二氧化碳存储罐2.第一冷却器3.升压泵4.加热器5.染色剂溶解罐6.染缸601.缸体602.分隔板603.电机604.主动转轴605.从动转轴606.第一齿轮607.第二齿轮608.经轴609.染液通道610.出液孔611.底盘612.保温层7.分离器8.第二冷却器9.循环泵。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示的一种超临界二氧化碳染色装置，包括通过管道依序串联的二氧化碳存储罐1、第一冷却器2、升压泵3、加热器4、染色剂溶解罐5、染缸6、分离器7、第二冷却器8；其中为了使超临界二氧化碳能够被快速回用并且在再次染色前能够有效补充染色剂，在染缸的出口以及加热器的进口上通过管道并联有一台循环泵9。其中，在本实用新型中，升压泵、分离器循环泵在非工作状态下均为闭路状态，以起到一个阀门的作用。

作为上述实施方式的进一步改进，为了能够使染色剂在面料上分布更加均匀，进而提升染色效果。具体的，如图2所示，染缸6包括缸体601，在缸体内设置有一块分隔板602，该分隔板与缸体密封连接且轮缘滑动配合的抵接在缸体的内侧壁上。即分隔板将缸体内部空间分隔成上、下分开的两个相对独立的空间且分隔板还能够在缸体内转动。同时，在缸体的下方则纵向的设置有一台电机603，该电机的输出轴可转动的伸入至缸体内并与分隔板同轴固连，以驱动分隔板的转动。另外，在分隔板中还分别可转动的设置有一根主动转轴604以及一根从动转轴605。需要说明的是，主动转轴、从动转轴二者均轴向贯通以使分隔板上、下两个被分隔的空间联通。而在主动转轴的下端则与其同轴的设置有一个第一齿轮606，该第一齿轮与同轴设置在电机的输出轴上的第二齿轮607传动连接。当电机转动时，分隔板在电机驱动下发生转动，而主动转轴则在第一齿轮、第二齿轮的带动下发生独立的转动。此时，螺接在主动转轴上的经轴608也随之发生转动。在生产过程中，螺接在主动转轴上的经轴作为卷收轴。而卷绕有待染色面料的经轴则作为放卷轴螺接在从动转轴上。染色前，待染色面料的一端卷绕在主动转轴上，随着主动转轴的转动，其上方螺接的经轴将面料收卷至自身上，在此过程中，面料与染液充分接触，实现均匀上色。需要说明的是，为了实现超临界二氧化碳染液的循环使用，在经轴中轴向的设置有一染液通道609，该染液通道分别通过主动转轴、被动转轴与缸体的下部空间连通。同时，在经轴上还均布有若干与染液通道连通的出液孔610。染色时，被泵入至染缸中的染液从主动转轴、被动转轴进入至经轴中，然后再从经轴上的出液孔中溢出，进而对卷绕在经轴上的面料实施染色。同时位于二者之间的面料在分隔板的带动下再染缸中随分隔板快速转动，进而与染缸中的染液充分接触，实现面料的染色操作。

作为上述实施方式的进一步改进，为了防止染色时，面料卷绕到主动转轴上，在经轴下端设置与其同轴的底盘611。

作为上述实施方式的进一步改进，为了使染液在染色时的超临界状态能够保持的更久，在染缸的外壁包覆有一层保温层612。

技术特征：

1.一种超临界二氧化碳染色装置，其特征在于：包括通过管道依序串联的二氧化碳存储罐、第一冷却器、升压泵、加热器、染色剂溶解罐、染缸、分离器、第二冷却器；染缸的出口以及加热器的进口上通过管道并联有循环泵。

2.如权利要求1所述的一种超临界二氧化碳染色装置，其特征在于：所述染缸包括缸体，缸体内设置分隔板，分隔板的轮缘滑动配合的抵接于缸体的内侧壁上；缸体下方纵向设置电机，电机的输出轴可转动的伸入至缸体中并与分隔板同轴连接；所述分隔板中还分别设置有与其可转动设置的主动转轴、从动转轴，主动转轴、从动转轴轴向贯通，主动转轴的下端同轴设置第一齿轮，第一齿轮与固设于电机的输出轴上的第二齿轮传动连接；所述主动转轴、从动转轴上同轴螺接经轴，经轴内轴向设置染液通道，经轴上均布若干与染液通道连通的出液孔。

3.如权利要求2所述的一种超临界二氧化碳染色装置，其特征在于：所述经轴下端设置与其同轴的底盘。

4.如权利要求2所述的一种超临界二氧化碳染色装置，其特征在于：所述染缸外部包覆保温层。

技术总结
本实用新型公开了一种超临界二氧化碳染色装置，包括通过管道依序串联的二氧化碳存储罐、第一冷却器、升压泵、加热器、染色剂溶解罐、染缸、分离器、第二冷却器；染缸的出口以及加热器的进口上通过管道并联有循环泵。通过上述结构实现了超临界染液在染色时染色剂的及时补充以及循环使用，有效提升了面料的染色效果。并且，超临界状态的二氧化碳无需经过较长的循环步骤，提升了染色效率，降低了能源的需求。

技术研发人员：陈晓;李俊;李康生;李明粉;江卫英
受保护的技术使用者：桐乡市新光明印染有限公司
技术研发日：2020.08.06
技术公布日：2021.06.01