一种染色机的喷嘴与导布摆布装置的制作方法

1.本实用新型涉及纺织印染机械领域，具体涉及一种溢流喷射染色机的喷嘴系统与导布摆布装置。


背景技术：

2.印染行业传统的长管式结构溢流喷射染色机，因浴比大，水、加热蒸汽、染化料用量较大，污水处理成本高，有悖于行业节能减排绿色环保的发展要求，因此近年来已逐渐被一种罐式结构的低浴比溢流喷射染色机所替代。这种机型的特点是喷嘴喷射的液流与织物反复循环交换使织物完成染色加工的同时，还依靠喷嘴喷射的液流为主要动力驱动织物的反复循环运动，织物在布槽内可布液分离，无需完全浸渍于染液中，用水量满足喷嘴喷射量、织物吸湿液量、染化料溶解用量即可，用水量比长管式喷射染色机少而降低了染色浴比，节水、节加热蒸汽、节染化料而节能降耗显著，倍受印染企业的青睐。
3.但在这种低浴比溢流喷射染色机染色加工绳状织物时，由于依靠喷嘴喷射的水流动力驱动织物经线向运行，因此织物存在较大的经线运行张力，织物通过喷嘴后带有经线向张力呈未扩幅展开的绳束状运行，织物这种较大经线向张力下和纬线向弯曲应力的绳束状的运行状态，是影响织物在温度、湿度、化学助剂等工艺条件下，发生物理化学反应而完成染色加工后决定最终布面品质的一个重要因素，如布面最终成品的缩率、克重、折痕、平整度等效果，特别是一些轻薄、高密、高弹、易卷边等对张力条件较敏感的针织物还易擦伤擦白而损伤织物，是不适用的。
4.所以，印染企业在进行上述这些特殊织物品种的染色加工时，不得不选用其他类型的染色机进行染色加工，如仍选用传统长管式溢流喷射染色机或气液染色机，而传统的长管式溢流喷射染色机浴比大、效率低、能耗高、污水处理成本高。而气液染色机则设备成本高、且加工后的面料风格有区别。因此有必要对溢流喷射染色机的结构进行改进创新以适用上述的特殊织物。
5.现有罐式溢流喷射染色机的结构缺点在于：
6.1、喷嘴系统一般只有一组圆环形间隙的园形环流喷嘴。喷射圆环形染液流体，当织物通过提布轮导入圆形环流喷嘴后，由主循环泵供给的染液，以较大的动能呈圆环形流体状态裹覆着驱动绳状织物进入导布管，然后织物随染液的驱动一起由导布管摆落入储布槽进入下一次的循环，因此，一是织物受圆形环流喷嘴流体较大的冲击力加速，在喷嘴和提布轮之间存较大的经线张力，和纬线弯曲应力；二是圆形喷嘴喷射的环形液流通过导布管时，流速降低，驱动力降低，织物瞬时加速作用降低，布的实际运行速度较慢，难保证工艺需要的布速，织物运行过程中，有较大的速度波动和牵伸张力波动，同时，无纬向扩开的驱动力，纬线有较大弯曲应力，织物纬向很难展开，均不利于保证最终的布面品质效果。
7.2、联接于圆形环流喷嘴的导布管，同时兼作摆布管。结构上导布管连接一套连杆机构，以圆形环流喷嘴点为园心，以导布管长度为半径，以相应的频率和幅度，将导入导布管内的织物随染液流体摆落入储布槽内，进入下一次的循环。织物随导布管的这种摆动运
动，是导布管的摆动驱使的，导布管施加给织物产生摆动运动的力，即摆动力，导布管越长，导布管内织物越长，摆动力越大。经向方向的摆动力分力，进一步加大经线张力，纬线方向的摆动分力，进一步加大了纬线的弯曲和扭曲。因此，织物的这种摆动运动，会造成以下几个不利因素：
8.一是织物摆动的原点为提布轮与喷嘴之间的这段织物，不仅有沿经线向方向运行运动，还有随摆动角度变化的扭转运动，进一步加大织物该处的经线向牵伸张力和纬线的扭曲力，同时，还产生沿提布轮轴线方向的滑移运动，加大了织物与提布轮表面之间的摩擦，特别是对受力敏感性高的轻薄织物，极易造成擦伤损伤。
9.二是导布管内织物受摆动力的加成，经向拉伸加大，纬向更弯曲难展开，受力较敏感的弹性针织物，特别是开幅的易卷边针织物，由于纬向难展开，很易产生染色条花、死折痕等染疵，并难以保证最终布面克重、缩率等品质要求。
10.三是由于导布管的摆布，是以一段圆弧形状的轨迹摆落入堆积于布槽，而布槽口的形状一般为长方形，摆布落布轨迹与布槽形状没有完全匹配，所以这种导布管的摆布落布方式，容易形成落入布槽后的堆布状态不稳定，而易于产生翻布乱布造成缠压底打结和走布不顺等现象。


技术实现要素：

11.针对现有技术存在上述缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是：一是如何使轻薄、高密、高弹、易卷边等对张力条件较敏感的织物在导布管内充分扩开前进又不会损伤；二是如何在摆布时更好的保护织物，具体技术方案如下：
12.一种染色机的喷嘴与导布摆布装置，包括圆形环流喷嘴、导布管、连接件、摆布管，织物经提布轮驱动进入圆形环流喷嘴，圆形环流喷嘴连接导布管一端，导布管另一端通过连接件连接摆布管，还包括围板、瀑流喷嘴、瀑流喷嘴供给管路和瀑流喷嘴泵，所述导布管底部安装围板，围板与导布管之间形成染液暂存静压腔室，瀑流喷嘴设置在导布管底部，瀑流喷嘴与染液暂存静压腔室相通，染液暂存静压腔室与瀑流喷嘴供给管路相通，瀑流喷嘴泵驱动染液经瀑流喷嘴供给管路进入染液暂存静压腔室。
13.作为本实用新型瀑流喷嘴与导布摆布装置的一种优选方案，所述瀑流喷嘴至少设有2个，瀑流喷嘴呈阶梯式上升逐级分布。
14.作为本实用新型瀑流喷嘴与导布摆布装置的一种优选方案，所述瀑流喷嘴间隙为平面扇形。
15.作为本实用新型瀑流喷嘴与导布摆布装置的一种优选方案，所述导布管为方形导布管，方形导布管纵向截面形状为先下降后上升的凹曲线形，所述摆布管为方形摆布管，方形摆布管的截面尺寸要大于方形导布管的尺寸。
16.作为本实用新型瀑流喷嘴与导布摆布装置的一种优选方案，方形导布管在靠近圆形环流喷嘴的左端横截面为正方形，方形导布管在靠近摆布管的右端横截面为长方形，方形导布管的宽度由左向右逐级增大。
17.作为本实用新型瀑流喷嘴与导布摆布装置的一种优选方案，还包括主管路、分管路，主管路连通圆形环流喷嘴，主循环泵驱动染液进入主管路，主管路连通分管路，分管路通过控制阀连通瀑流喷嘴泵。
18.作为本实用新型瀑流喷嘴与导布摆布装置的一种优选方案，所述连接件包括固定关节轴承座、关节轴承、摆动关节轴承套，导布管与固定关节轴承座焊接，摆布管与摆动关节轴承套焊接，关节轴承安装在固定关节轴承座与摆动关节轴承套之间，关节轴承与固定关节轴承座为过盈配合，关节轴承与摆动关节轴承套为间隙配合。
19.作为本实用新型瀑流喷嘴与导布摆布装置的一种优选方案，所述摆布管外侧通过支撑滑动轴承安装支撑座，关节轴承与支撑滑动轴承同轴心设置，摆布管连杆机构带动摆动关节轴承套摆动。
20.作为本实用新型瀑流喷嘴与导布摆布装置的一种优选方案，所述固定关节轴承座为内方外圆的盘类零件，固定关节轴承座的内方孔尺寸与导布管相配合，摆动关节轴承套为内方外圆的盘类零件，摆动关节轴承套的内方孔尺寸与摆布管相配合。
21.有益效果：染色机工作时，织物经提布轮引导进入固定联接于缸体的圆形环流喷嘴后，然后进入到与圆形环流喷嘴连接的导布管，瀑流喷嘴泵驱动染液经瀑流喷嘴供给管路进入染液暂存静压腔室，染液再经瀑流喷嘴喷出，使进入导布管内的环束状织物由瀑流喷嘴逐级扩幅展开，然后使扩展开的织物通过联接于导布管尾端的专用方形摆布管有序地摆落于储布槽内，染液使织物保持较小的经线牵伸张力以需要的工艺布速运行，同时使纬向随导布管和瀑流流体形状逐渐扩开，不会损伤织物，能满足轻薄、高密、高弹、开幅易卷边绳状针织物在溢流染色机染色加工后的布面平整度及缩率、克重等品质要求，另外，织物绕过提布轮后才进入圆形环流喷嘴，减小了环形喷嘴流体对织物过度的冲击，减小了提布轮段织物经线向的牵伸张力和纬线弯曲应力，防止了因过大的张力织物磨擦提布轮引起对织物的损伤。
附图说明
22.图1是本实用新型的整体结构示意图；
23.图2是本实用新型的导布管的主视图；
24.图3是图2中a-a方向的剖视图；
25.图4是本实用新型的导布管的俯视图；
26.图5是本实用新型的连接件的主视图；
27.图6是本实用新型的固定关节轴承座的主视图；
28.图7是本实用新型的固定关节轴承座的侧视图；
29.图8是本实用新型的摆动关节轴承套的主视图；
30.图9是本实用新型的摆动关节轴承套的侧视图；
31.图10是本实用新型的摆布管的主视图。
具体实施方式
32.下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式做进一步说明：
33.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
35.如图1～3所示，一种染色机的喷嘴与导布摆布装置，包括圆形环流喷嘴1、导布管2、连接件3、摆布管4，提布轮安装在染色机的缸体5内，织物6经提布轮7驱动进入圆形环流喷嘴1，圆形环流喷嘴1为选用溢流喷射染色机的常规标准组件，为液流喷射染色机的常规工作原理在此不赘述，圆形环流喷嘴1通过连接法兰8连接导布管2一端，导布管2另一端通过连接件3连接摆布管4，瀑流喷嘴与导布摆布装置还包括围板9、瀑流喷嘴10、瀑流喷嘴供给管路11和瀑流喷嘴泵12，所述导布管2底部安装围板9，围板9与导布管2之间形成染液暂存静压腔室13，瀑流喷嘴10设置在导布管2底部，瀑流喷嘴10是用于形容喷出染液压力大的喷嘴，瀑流喷嘴10与染液暂存静压腔室13相通，染液暂存静压腔室13与瀑流喷嘴供给管路11相通，瀑流喷嘴泵12驱动染液经瀑流喷嘴供给管路11进入染液暂存静压腔室13，由于压力作用染液暂存静压腔室13内染液再从瀑流喷嘴10喷出到导布管2内。
36.如图2～4所示，所述瀑流喷嘴10至少设有2个，瀑流喷嘴10呈阶梯式上升逐级分布，在本实施例中瀑流喷嘴10分为第一级瀑流喷嘴10a、第二级瀑流喷嘴10b、第三级瀑流喷嘴10c，第一级瀑流喷嘴10a、第二级瀑流喷嘴10b、第三级瀑流喷嘴10c逐步上升，阶梯式上升逐级分布的瀑流喷嘴进一步驱动织物保持经向运行的同时，纬向逐级扩幅展开才进入摆布管4。导布管2是由顶板2a、前侧板2b、后侧板2c、底板围绕焊接形成的方形导布管，由于瀑流喷嘴10的存在，底板又分为从左向右的第一底板2d、第二底板2e、第三底板2f、第四底板2g，围板9与第一底板2d、第二底板2e、第三底板2f、第四底板2g间形成染液暂存静压腔室13，第一级瀑流喷嘴10a形成于第一底板2d、第二底板2e之间间隙，第二级瀑流喷嘴10b形成于第二底板2e、第三底板2f之间间隙，第三级瀑流喷嘴10c形成于第三底板2f、第四底板2g之间间隙，所有瀑流喷嘴10间隙为平面扇形，一、二、三级阶梯式的瀑流喷嘴10工作时，启动瀑流喷嘴泵12,通过瀑流喷嘴供给管路11将染液驱动供给到瀑流喷嘴，由于瀑流喷嘴间隙形状为平面扇形，所以喷射的液流体为扇形瀑布流体状，经向的流动分力带动织物经向持续运行，纬向的流动分力使织物纬向扩幅开。
37.具体的，方形导布管2纵向截面形状为先下降后上升的凹曲线形，即导布管长度方向的形状为入口斜向下，出口斜向上的凹曲线(如图2所示)，方形导布管2在靠近圆形环流喷嘴1的左端横截面为正方形，方形导布管2在靠近摆布管的右端横截面为长方形，方形导布管2的宽度由左向右逐级增大，即方形导布管2横截面为入口端到出口端宽度变宽的渐变长方形截面(如图4所示)。导布管这种结构形状，契合瀑流喷嘴的设计，工作时，使织物随流体的运动有一个加速和缓冲的过程，特别是弹性针织物，既能缓冲回缩释放经向的牵伸张力，又能保持织物所需要的工艺运行速度，同时还能纬向扩幅，降低纬线的弯曲应力，保证染色成功率和布面品质。
38.具体的，瀑流喷嘴与导布摆布装置还包括主管路14、分管路15，主管路14连通圆形环流喷嘴1，主循环泵(未画出)驱动染液进入主管路14，主管路14连通分管路15，分管路15通过控制阀16连通瀑流喷嘴泵12。瀑流喷嘴泵12与提供圆形环流喷嘴1的主循环泵(未画
出)串联连接，根据泵的串联联接工作原理，流量不变，扬程叠加，因此，瀑流喷嘴的流量由瀑流喷嘴染色泵供给瀑流喷嘴的流量q1，加上环流喷嘴的流量q2，即为主循环泵提供给喷嘴系统的总流量q，瀑流喷嘴的流量q1＝q-q2；而瀑流喷嘴压力为瀑流喷嘴染色泵供给压p1,加上主循环喷嘴泵供给压p2,即瀑流喷嘴压力为p＝p1+p2。这种喷嘴液流的供给方案的益处是，一是环流喷嘴染液和瀑流喷嘴染液均是主循环泵的出口染液，染液中的温度、染化料浓度等工艺条件基本一致，环流喷嘴和瀑流喷嘴染液与织物交换的工艺条件一致，而有利于染色加工的匀染性，二是降低环流喷嘴的液流流量，降低环流喷嘴液流动能对织物过度的作用，而避免对织物的剧烈冲击而使提布轮段的织物因过大张力下的运行造成损伤；三是在导布管内，保持瀑流喷嘴的扇形流体具备足够的动能，驱动织物保持经向运行速度的同时，能扩开一定的纬向幅度；四是降低提布轮到导布管出口段织物的经线张力的波动，和纬线弯曲应力的波动，有利保证染色加工后的布面平整度、扭曲度、折痕等品质效果。
39.如图5所示，连接件3包括固定关节轴承座31、关节轴承32、摆动关节轴承套33，导布管2与固定关节轴承座31焊接，摆布管4与摆动关节轴承套33焊接，关节轴承32安装在固定关节轴承座31与摆动关节轴承套33之间，关节轴承32与固定关节轴承座31为过盈配合，关节轴承32与摆动关节轴承套33为间隙配合，摆动关节轴承套33与摆动管4摆动时不会影响到关节轴承32。
40.如图6和7，固定关节轴承座31为内方外圆的盘类零件，固定关节轴承座31的内方孔31a尺寸与导布管2出口端相配合，即内方孔31a的宽度w31、高度h31等于导布管2出口端的尺寸。如图8和9所示，摆动关节轴承套33为内方外圆的盘类零件，摆动关节轴承套33的内方孔33a尺寸与摆布管4相配合，即内方孔33a的宽度w33、高度h33等于摆布管4入口端的尺寸。方形摆布管的截面尺寸要大于方形导布管的尺寸，即w33＞w31，h33＞h31，尽可能在摆布管摆动到极限位置时，使织物由导布管过渡到摆布管时，处于纬向扭转较小的扩幅状态，另外，摆动关节轴承套33设有圆孔，圆孔的直径d33要大于关节轴承32外圆间隙配合。
41.如图10所示，摆布管4外侧通过支撑滑动轴承17安装支撑座18，支撑座18是安装在染色机的缸体上的，关节轴承32与支撑滑动轴承17同轴心设置，摆布管连杆机构19带动摆动关节轴承套33摆动，摆布管连杆机构19为常规结构，摆布管4出口截面与储布槽口截面相平行落布口截面与储布槽口截面相平行。这种摆布管设计的益处，一是摆动半径为摆布管中心线的圆弧半径，远小于现有技术以导布管长度为半径的摆动半径，织物摆动段的长度小得多，摆动力对织物的牵伸和扭转弯曲作用小得多；二是摆布管落布出口流通面积大，可以使织物以少弯曲少扭转的扩幅状态落布；三是落布口截面与储布槽口截面相平行，相对于现有技术的落布出口与布槽口相垂直，摆布落布轨迹与布槽结构形状匹配度高，有利于摆布落布在布槽内堆积有序。
42.一种染色机的织物运行方法，包括以下步骤：
43.①
主缸内织物6通过提布轮7上提后再下降进入圆形环流喷嘴1；
44.②
织物6通过与圆形环流喷嘴1喷射的圆环形状染液流体交换后，获得一定的染色工艺条件和布速；
45.③
与圆形环流喷嘴的染液进行交换后的织物以一定的布速进入到导布管2的通道内，导布管通道为凹曲线，织物6先进入导布管凹形最低点位置然后沿导布管斜向上运行，此时因沿运行方向的织物与流体的自重分力，圆形环流喷嘴的染液由动力变成阻力，织物
运行瞬时速度变慢，瞬时牵伸张力变小，此时的织物存在较大的速度波动与张力波动，此时需要瀑流喷嘴泵驱动染液经瀑流喷嘴供给管路进入染液暂存静压腔室，染液再经设置在导布管底部的瀑流喷嘴喷出，瀑流喷嘴喷射出的染液为平面扇形瀑流状流体，瀑流喷嘴喷射出的染液使织物保持原有的速度以较小速度波动和张力波动，且纬向逐渐扩开的状态通过导布管后进入摆布管；
46.④
织物进入到摆布管后，连杆机构带动摆布管摆动将与染液交换后的、速度波动和张力波动较小的、纬向有一定扩开程度的织物有序地摆落于储布槽内以便进行下一次的循环。
47.综上所述，一种染色机阶梯式瀑流喷嘴系统与导布摆布装置优势在于：
48.⒈
在织物处理过程中，织物循环运行经过喷嘴系统时，由于独特的阶梯式瀑流喷嘴的设计，在与环流喷嘴染液交换后通过导布管时，进一步与阶梯式瀑流喷嘴染液交换，使织物保持稳定的经向运行速度的同时，纬向得到一定的扩展，降低了织物经向运行的速度波动和张力波动，降低了织物纬向的弯曲应力与扭曲折叠程度，特别使弹性织物的卷边部分易于获得相同的染色工艺条件染匀染透，避免染色加工后的布面折痕和不平整。
49.2.独特的方形摆布管的结构形状设计，有利于织物以通过导布管后的扩幅展开状态摆落于储布槽内进入下一次的循环，大大降低了因织物的摆落于储布槽的运动而附加给织物的经向张力和纬向弯曲力，以及避免因织物的摆动扭转与提布轮之间的向对摩擦运动对织物的损伤，同时使织物摆布落布于储布槽的堆积更有序，避免织物在储布槽内的压底缠布打结而运行更顺畅。
50.3.瀑流喷嘴、方形导布管、和方形摆布管的配合设计，一是保证了织物运行的平均工艺速度的同时，减小了瞬时速度波动；二是降低了织物因环流喷嘴的冲击产生的瞬时张力的同时，减小了织物运行过程中的瞬时张力波动；三是使织物运行过程中得到一定的扩幅，减小了纬向的弯曲和扭曲度，因而大大地降低了织物运行时纬向扭曲内应力和经向拉伸内应力的产生，从而保证织物染色加工后布面平整度、折痕、缩率、克重等布面品质要求。
51.4.在该机型加工轻薄、高密、高弹、开幅易卷边绳状针织物时，能满足无折痕而平整、横缩直缩和扭骨符合要求而尺寸与克重稳定的布面品质效果。
52.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。