一种具有染疵检测与修复功能的多元超临界二氧化碳流体染色装置及染色方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种具有染疵检测与修复功能的多元超临界二氧化碳流体染色装置及染色方法，属于纺织技术领域。
【背景技术】
[0002]世界经济模式在历经了工业化和信息化之后，正在逐步迈向“低碳化”进程，这就意味着从现在开始到2050年的未来40年，“低碳经济”将成为国家竞争力和企业竞争力的重要体现。近年来，超临界二氧化碳流体技术作为一种符合清洁生产要求的绿色环保加工技术而备受关注。随着科学技术的不断发展及科学难题的逐步攻关，超临界二氧化碳流体技术从基础理论研究到实际应用方面都得到了显著的提高和拓展。目前的研究工作已深入到超临界萃取、超临界染色、超临界化学反应、超临界清洗技术等诸多方面，正在逐步渗透到有关新型材料和生物技术等高新技术领域，并且还将在其他科学技术领域的进步中发挥出更大的作用。
[0003]超临界二氧化碳流体染色技术作为一种新型的绿色染色技术已经在国内外取得了阶段性进展。利用超临界二氧化碳流体进行单色单一纺织品染色取得了较好的染色效果。但是，纺织工业中，除了织物为主要的染整产品外，散纤维、纱线、毛球、成衣等制品也占据着较大比重，其染整需求正逐年递增。然而由于纤维材料种类及外观结构的显著差异，依靠已有的超临界二氧化碳流体染色釜体结构设计难以保证流体的均匀分布及高效传质，易于引起染色疵点。超临界无水染色过程中，尚无法对染色疵点进行检测与修复。除此之外，由于现有设备只能获得单一染色产品，无法实现多种纺织品的连续化染色生产。且染色后存在换色困难的问题。
【发明内容】
[0004]本发明通过在染色釜中加入摄像头、喷嘴和使染色架自转的电动机，解决了上述问题。
[0005]本发明提供了一种具有染疵检测与修复功能的多元超临界二氧化碳流体染色装置，所述装置包括染色釜，所述染色釜包括染色架、电动机1、喷嘴1、摄像头1、导轨I，所述染色架设置在染色釜的缸体内，所述电动机I密封穿过染色釜与染色架连接，所述导轨I设置在染色釜的缸体内壁上，所述喷嘴I与摄像头I移动连接在导轨I上，所述染色架和喷嘴I分别由各自的通道提供二氧化碳流体。
[0006]本发明所述染色釜的摄像头I与喷嘴I优选为通过电动机II在导轨上移动。
[0007]本发明所述染色釜优选为设有加热夹套。
[0008]本发明所述染色架在染色时可以自转，提高了待染纺织品的匀染性。
[0009]本发明所述染色釜中的摄像头I在染色时可以检测染疵，利用染色釜中的喷嘴I对染疵修复。
[0010]本发明所述染色釜中的摄像头I在清洗时可以检测染色釜的缸体内壁染料残留状态，利用染色釜中的喷嘴I对残留染料清洗。
[0011]本发明所述装置优选为包括染料釜，所述染料釜包括染料筒、喷嘴I1、摄像头I1、导轨II，所述染料筒设置在染料釜的缸体内，所述导轨II设置在染料釜的缸体内壁上，所述喷嘴II与摄像头II移动连接在导轨II上，所述染料筒与喷嘴II分别由各自的通道提供二氧化碳流体。
[0012]本发明所述染料釜的喷嘴II与摄像头II优选为通过电动机III在导轨II上移动。
[0013]本发明所述染料釜优选为设有加热夹套。
[0014]本发明所述染料釜中的摄像头II在染色时可以监控染料的溶解情况。
[0015]本发明所述染料釜中的摄像头II在清洗时可以检测染料釜的缸体内壁染料残留状态，利用染料釜中的喷嘴II对残留染料清洗。
[0016]本发明所述装置优选为包括二氧化碳储罐、三通阀1、冷凝器、二氧化碳循环罐、预冷器、高压栗、三通阀I1、二氧化碳换热器、染料釜、若干个并联的染色釜、循环栗、三通阀II1、分离釜，所述二氧化碳储罐与三通阀I的入口 I连接，所述三通阀I的出口依次通过冷凝器、二氧化碳循环罐、预冷器、高压栗与三通阀II的入口 I连接，所述三通阀II的出口通过二氧化碳换热器与染料釜的入口连接，所述染料釜的出口与若干个并联的染色釜的入口连接，所述若干个并联的染色釜的出口通过循环栗与三通阀III的入口连接，所述三通阀III的出口 I与三通阀II的入口 II连接，所述三通阀III的出口 II通过分离釜与三通阀I的入口II连接。
[0017]本发明所述装置的管路内壁优选为绝对粗糙度低于0.0015。
[0018]本发明所述装置的管路安装倾斜角优选为I?5°。
[0019]本发明的另一目的是利用上述装置的染色方法，所述方法包括如下步骤:
[0020]①将三通阀I切换至入口 I，二氧化碳储罐中的二氧化碳通过冷凝器冷却为液态二氧化碳并储存在二氧化碳循环罐中；
[0021]②染色时:将三通阀II切换至入口 I，二氧化碳循环罐中的二氧化碳经过预冷器冷却后通过高压栗输送到二氧化碳换热器，加热二氧化碳至超临界状态，超临界二氧化碳从染料釜的入口沿着向染料筒提供二氧化碳流体的通道进入到染料筒中，携带染料的超临界二氧化碳从染料釜的出口进入到并联的染色釜中，染色釜中的一部分携带染料的超临界二氧化碳沿着向染色架提供二氧化碳流体的通道进入到染色架中，另一部分携带染料的超临界二氧化碳沿着向喷嘴I提供二氧化碳流体的通道进入到喷嘴I中，开启电动机I使染色架自转，开启循环栗、将三通阀III切换至出口 1、将三通阀II切换至入口 II使携带染料的超临界二氧化碳在二氧化碳换热器、染料釜与染色釜之间循环染色，通过在轨道I上移动的摄像头I检测染疵，发现染疵后用喷嘴I修复染疵；
[0022]③染色结束时:将三通阀III切换至出口 I1、将三通阀I切换至入口 II使染色后的携带染料的超临界二氧化碳通过分离釜将二氧化碳与未上染的染料分离，分离得到的二氧化碳通过冷凝器回收至二氧化碳循环罐中储存；
[0023]④清洗时:将三通阀I切换至入口 I1、将三通阀II切换至入口 1、将三通阀III切换至出口 II，使超临界二氧化碳流体在染料釜和染色釜之间循环清洗，染料釜和染色釜中的摄像头I1、I在轨道I1、I上移动检测残留染料，发现残留染料后用喷嘴I1、I清洗残留染料。
[0024]本发明有益效果为:
[0025]①本发明所述染色釜具有染疵检测与修复功能；
[0026]②本发明所述染色釜和染料釜可以可视清洗，解决了换色难的问题。
【附图说明】
[0027]本发明附图3幅，
[0028]图1为实施例1所述具有染疵检测与修复功能的多元超临界二氧化碳流体染色装置的结构示意图；
[0029]图2为实施例1所述染色釜的结构示意图；
[0030]图3为实施例1所述染料釜的结构示意图；
[0031]其中，1、二氧化碳储罐，2、三通阀I，3、冷凝器，4、二氧化碳循环罐，5、预冷器，6、高压栗，7、三通阀II，8、二氧化碳换热器，9、染料釜，901、染料釜的入口，902、流体分配板I，9021、流体分配板I的流体孔I，9022、流体分配板I的流体孔II，903、流体分配板II，9031、流体分配板II的8个圆周分布的流体孔，904、染料筒，905、二氧化碳流体管，906、喷嘴II，907、摄像头II，908、导轨II，909、染料釜的出口，101、筒纱染色釜，10101、染色釜的入口，10102、流体分配板I，101021、流体分配板I的流体孔I，101022、流体分配板I的流体孔II，10103、流体分配板II，101031、流体分配板II的8个圆周分布的流体孔，10104、染色架，10105、电动机I，10106、二氧化碳流体管，10107、喷嘴I，10108、摄像头I，10109、轨道I，10110、染色釜的出口，102、织物染色釜，11、循环栗，12、三通阀III，13、分离釜。
【具体实施方式】
[0032]下述非限制性实施例可以使本领域的普通技术人员更全面地理解本发明，但不以任何方式限制本发明。
[0033]实施例1
[0034]—种具有染疵检测与修复功能的多元超临界二氧化碳流体染色装置，所述装置包括二氧化碳储罐1、三通阀I 2、冷凝器3、二氧化碳循环罐4、预冷器5、高压栗6、三通阀II 7、二氧化碳换热器8、设有加热夹套的染料釜9、设有加热夹套的筒纱染色釜101、设有加热夹套的织物染色釜102、循环栗11、三通阀III 12、分离釜13，所述二氧化碳储罐I与三通阀I 2的入口 I连接，所述三通阀I 2的出口依次通过冷凝器3、二氧化碳循环罐4、预冷器5、高压栗6与三通阀II 7的入口 I连接，所述三通阀II 7的出口通过二氧化碳换热器8与染料釜9的入口连接，所述染料釜9的出口通过并联的筒纱染色釜101和织物染色釜102、循环栗11与三通阀III12的入口连接，所述三通阀III12的出口 I与三通阀II 7的入口 II连接，所述三通阀III12的出口 II通过分离釜13与三通阀I的入口 II连接；
[0035]所述筒纱染色釜101包括流体分配板I 10102、流体分配板II 10103、染色架10104、电动机I 10105、二氧化碳流体管10106、喷嘴I 10107、摄像头I 10108、导轨I 10109，所述筒纱染色釜101的缸体内从染色釜的入口 10101到染色釜的出口 10110依次间隔设有流体分配板I 10102、流体分配板II 10103、染色架10104，所述电动机I 10105密封穿过筒纱染色釜101、流体分配板I 10102、流体分配板II 10103与染色架10104连接，所述流体分配板I 10102设有流体孔I 101021和流体孔II 101022，所述流体分配板II 101