專利名稱：能改善浴液分布狀態(tài)和循環(huán)的染色機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種染色機，用于將織造前的紡織材料染色，所述的紡織材料的形式包括筒子紗、絞紗、散纖、精梳毛條、填充線、絲束等等。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，用于這些材料的染色機是已知的，其包括一個用來裝入染液的密封容器，在該容器中有一個托架，用于支承浸漬在染液中的紡織材料。染液通過一個循環(huán)泵形成循環(huán)，使得染液透過托架上的紡織材料形成流動。
例如，在紡織材料纏繞在紗筒上的情況下，紗筒堆疊在桿上，紗筒中空的中心形成了分布染液的導(dǎo)管，染液透過紗筒形成徑向流動。
染色或處理循環(huán)要求熱循環(huán)(升高或降低染液的溫度)，其取決于纖維的種類、染色工藝的類別、所用的染料以及產(chǎn)品的種類。由于添加劑以及溫度變化引起的膨脹，染液的體積會出現(xiàn)變化。
為上述原因，一個擴張裝置被設(shè)計用來容納產(chǎn)品的添加劑以及由于溫度變化而膨脹的染液。該裝置可由一個帶有靜態(tài)泵加壓裝置的外部膨脹容器(較老技術(shù))構(gòu)成。如果是這樣的話，高壓釜完全充滿浴液。過剩的浴液從安裝在高壓釜上方的溢流道流出，經(jīng)過一個冷卻器將溫度降到95℃，之后進入不加壓的外部膨脹容器中。之后染液又通過連接在膨脹容器下方的靜態(tài)泵被泵送回到高壓釜內(nèi)。壓力是由局部化輸送(partializing delivery)到膨脹容器獲得的。
根據(jù)更現(xiàn)代的技術(shù)，膨脹裝置也能由一個使用壓縮氣墊加壓裝置的內(nèi)部膨脹區(qū)域來實現(xiàn)。高壓釜中的染液高度只被注入到剛剛覆蓋被處理紡織材料的高度。上方的空間被壓縮空氣占據(jù)。由于加入物以及因溫度升高而引起的溶液膨脹，該空間會減小。要被加入的物品被放置在一個小的外部槽中，并通過一個注入泵被泵送到高壓釜內(nèi)，該泵能夠克服高壓釜的內(nèi)部壓力。
在所有情形中，染液是由染料的水溶液組成。在染色過程剛開始時的染液濃度是最大的。染色過程包括減小染料對水(媒介)的親和力，同時增加染料對纖維的親和力。這必須隨著作用于工藝控制參數(shù)(溫度、pH值等等)而逐步實現(xiàn)，同時染料與纖維直接接觸并且與纖維接觸的溶液不斷更新，所述溶液中的染料進入到纖維中從而消耗了染料(染料濃度降低)。
染液循環(huán)依靠循環(huán)泵來使染液透過紡織材料形成流動而進行。這被證明是合理的，即，迫使透過被染色材料的循環(huán)加強到最大從而提高纖維上各個不同點的勻染概率以及替換新的染料與纖維接觸以補償被吸收的染料。循環(huán)量的增大使熱交換器到纖維的熱傳遞(物化染色工藝需要的能量)增加，熱傳遞使用水作為媒介。
為了增加循環(huán)的強度和泵的流量，應(yīng)當(dāng)增大泵的排出壓頭(為了讓更大的水量透過紡織材料，有必要增大)。問題是應(yīng)當(dāng)注意天然紡織材料的易損特性，天然材料的易損特性必須要注意物理外觀變差(手感變差、起球等等)。當(dāng)處理易損材料或服裝時(散纖、細毛條、開士米紗線、蠶絲等等)，循環(huán)必須被大大地限制，這樣就減少了高循環(huán)的優(yōu)點，因此染色工藝質(zhì)量的風(fēng)險增加了。
減少循環(huán)，染液在紡織材料內(nèi)部和外部的邊緣區(qū)域的運動也減小了。遠離外表面的染液沒有被卷入循環(huán)中，因此不能被交換。
在這些區(qū)域的染液停滯，染液中不同的點溫度分布不勻而分層。這意味著會形成不同能量的染液區(qū)域，也因此有不同的擴散系數(shù)以及纖維對染料的吸收不同。此外，水中染料的濃度是不穩(wěn)定的。在輕微卷入循環(huán)的區(qū)域中(對纖維物理特性的影響弱)殘余的濃度比與纖維表面接觸的區(qū)域的濃度要高。這導(dǎo)致了染色過程緩慢，有可能產(chǎn)生不勻，達不到染色要求；如果部分染料仍然保持在水里，纖維上色將比預(yù)想的要淡。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的總的目的是克服上述提到的缺陷，使現(xiàn)有的染色機的染液具有令人滿意的均勻的濃度和溫度，同時得到極好的染色結(jié)果，即使是非常易損的材料也不會受到染色工藝中的過度應(yīng)力。
鑒于這個目的，本發(fā)明提供一種染色機，可用于紡織材料如紗線、紡紗紗條、散纖以及不是織物的類似物，所述染色機包括一個用來裝入染液的密封容器，在該容器中有一個托架，用于支承浸漬在染液中的紡織材料，染液循環(huán)裝置連接在托架上，并使染液透過支架上的紡織材料形成染液流，其特征在于所述染色機包含其它的外部循環(huán)裝置，能使容器內(nèi)、紡織材料外的染液部分形成額外的染液運動。


為了能清楚解釋本發(fā)明的創(chuàng)新原理及其與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點，以下描述了附圖和實施例，其中所述實施例是對發(fā)明原理進行說明，而不是對其限定。在附圖中圖1示意性地表示根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的實施例1的染色機的縱剖面?zhèn)纫晥D，圖2示意性地表示根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的實施例2的染色機的縱剖面?zhèn)纫晥D，圖3和圖4分別示意性地表示根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的實施例3的染色機的橫向視圖和俯視圖的橫截面圖，圖5和圖6分別示意性地表示根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的實施例3的染色機的橫向視圖和俯視圖的橫截面圖，圖7示意性地表示根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)的實施例的另一個例子的染色機的縱剖面?zhèn)纫晥D。
具體實施例方式
參照附圖，圖1表示實施例1的紡織材料染色機，其整體標(biāo)注為數(shù)字10。具體地，該染色機的類型被稱為“立式的”(大體垂直延伸和上方關(guān)閉的門)，被設(shè)計用來為纏繞在紗筒或錐形紗筒上的這類材料染色。所述材料可以是如紗線、紗條(pre-yarn ribbons)、填充線等等。錐形紗筒可以是剛性的或壓縮的。
染色機包含一個加壓容器11，該容器用來被注入一種組成染液的具體液體到水位12。在容器中有一個材料支持物或托架13(可提升拆卸)，用來支撐浸漬在染液中的紡織材料。在本實施例中，托架包括一個底座14，從底座上豎直的伸出桿子15(例如排列為一圈)用于軸向支撐纏繞在紗筒16上的紡織材料。連接有循環(huán)裝置17，該循環(huán)裝置用來使染液透過紗筒徑向流動，所述紗筒軸向插裝并固定在桿子上。為實現(xiàn)上述目的，這些紗筒的中空中心部事實上構(gòu)成了一條染液流通分布的導(dǎo)管，染液通過底座14從堆疊的紗筒底部流入紗筒中心內(nèi)，其中底座14又與循環(huán)泵17相連。循環(huán)泵17的另一端與加壓容器在適當(dāng)?shù)膮^(qū)域相連。在循環(huán)泵和加壓容器之間的通路上有利地設(shè)置一個熱交換器18，以利于達到已知染色工藝的加熱要求。可選擇地，循環(huán)泵可以使染液有利地從紗筒內(nèi)向外流動，也可以從外向內(nèi)。
染色機還包括其它染液循環(huán)裝置19，其在容器中染液部分內(nèi)、材料外形成額外的染液運動。在圖1所示的染色機的具體情形中，運動在浸漬了紗筒的浴液中產(chǎn)生。從圖1可以看出，該外部循環(huán)裝置包括用于浴液攪拌的機動螺旋槳。為了能混合良好，兩個螺旋槳中一個安裝在染液上方邊緣附近(浸漬在上表面下)，另一個螺旋槳安裝在染浴底部附近。兩個螺旋槳分別安裝在以直徑相對的容器壁上。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明的第一個變化實施例。為了便于描述，與圖1中相同的構(gòu)件所標(biāo)注的數(shù)字在圖1所標(biāo)注數(shù)字的基礎(chǔ)上加100。
染色機110包括一個容器111，該容器注入染液到水位112。托架113包括底座114和桿子115，該托架用來支撐堆疊的紗筒116。在圖2所示的實施例中，裝置117用于使循環(huán)的染液透過紗筒，該裝置是通過一個適當(dāng)容積的活塞往復(fù)運動來實現(xiàn)，該運動可以使染液透過紗筒由內(nèi)到外或由外到內(nèi)交替流動。由于由外部運動裝置119而獲得的染液的外部運動使接近紗筒的染液能夠交換。在圖2的實例中上述方式是由泵119來實現(xiàn)的。在循環(huán)管道上裝有熱交換器118。
泵119有吸入和輸出部分，分布在容器中兩個相離較遠的區(qū)域，優(yōu)選一個在染液表面附近，一個在底部附近。如圖中虛線以例子的方式示出，吸入和輸出口不一定要在容器壁上而是甚至可以伸長到一個更好的區(qū)域，例如避免形成口袋區(qū)域或不工作區(qū)域。吸入和輸出口都可以不止一個地分布在容器中。
圖3和圖4表示根據(jù)本發(fā)明的染色機的另一種實施例。為了便于描述，與圖1中相同的構(gòu)件被標(biāo)注為原有的數(shù)字加上200。該染色機，整體被標(biāo)注為數(shù)字210，其類型為“臥式的”，加壓容器210沿著水平軸線延伸，而且有側(cè)面的封閉口，可用于材料支架213的取出。染色機被裝入染液到水位212，該染色機還包括一個后部膨脹區(qū)域220。
材料支架213(可水平滑動從容器中取出)包括一個底座214，該底座214上有多行平行伸起的桿子215，用于固定紡織材料紗筒。透過材料的流動循環(huán)系統(tǒng)與圖1所示的類似，具有泵217輸送或抽取染液，或者一個由紗筒的中心形成的通道，該所述通道連接在容器內(nèi)，由此形成一個閉合的循環(huán)。熱交換器218也可以被使用。
染液的外部循環(huán)裝置包括一個或多個動力螺旋槳219。由圖3和圖4對比可以看到，螺旋槳優(yōu)選安裝在容器的兩個端附近，并且在兩個相反的側(cè)面。
圖5和圖6表示另一種實施例(與圖1中相同的構(gòu)件在圖1所標(biāo)注數(shù)字的基礎(chǔ)上加300)，其中染色機210有一個臥式的容器311，裝有一個材料支架313，該支架有底座314和桿子315，以用來支撐纏繞在紗筒上的材料或絞紗316，材料或絞紗被注入到水位312的染液覆蓋。側(cè)面擴張箱320可以被使用。該染色機通過泵317(其管道上裝有熱交換器318)來產(chǎn)生透過材料的流動，通過螺旋槳319和泵321可在材料外形成染液循環(huán)。螺旋槳319和泵321的產(chǎn)生的流動是交叉的方式，其意味著螺旋槳安裝在容器中相反兩端處并且在彼此相對容器壁上，并且與泵的輸出口和吸入口相對。以這種方式，根據(jù)情況，通過只開動螺旋槳或只開動泵或兩者皆開，實現(xiàn)該外部循環(huán)更加精確“調(diào)節(jié)”。圖6中在循環(huán)管道上使用了附加的熱交換器，以避免染液在容器外的管道中冷卻。
圖7表示根據(jù)本發(fā)明的另一種實施例，染色機410包括一個立式的容器411，其中有一個材料支架413被浸漬在染液412中。材料支架包括一個底座414和一個穿孔的筐421，該筐用來裝松散的材料(例如，散纖)?？裳b有熱交換器418的泵417使筐內(nèi)外的染液產(chǎn)生流動。有利地是，為了筐內(nèi)的染液能均勻分布，該筐在中央有一個穿孔的導(dǎo)管422，該導(dǎo)管與泵相連接，同時泵的另一端連在筐外的染液區(qū)域中。
外部循環(huán)裝置是交錯的動力螺旋槳。
可見，預(yù)期的目的已經(jīng)達到了。在染料被紡織材料吸收導(dǎo)致染液的局部損耗的情況下，染液的外部循環(huán)裝置(這里使用“外部”一詞的含義是指位于浴液通常循環(huán)的材料之外或材料容器之外的那部分浴液)能使染料的濃度和溫度保持適當(dāng)?shù)木鶆蚨?。換言之，染液在紗線表面交換。由于通過外部循環(huán)裝置達到了均化的效果，透過材料的循環(huán)就可以很溫和的流動，即使是最易損的染色材料也不會受到機械應(yīng)力的影響。例如，即使是僅由壓在一起的紗條(pre-yarn ribbon)構(gòu)成的紗筒也不會分散，同時能確保優(yōu)秀的勻染效果。
上述應(yīng)用了本發(fā)明的創(chuàng)新原理的實施例是在所聲明的專有權(quán)范圍之內(nèi)以非限定的方式給出的。例如，在所示的各個實施例中，螺旋槳和泵可以在立式和臥式容器所能實現(xiàn)的基礎(chǔ)上，按照需要自由變化。特別是，有筐的染色機也能制成臥式的形式。內(nèi)部或外部的活塞循環(huán)裝置能夠用在不同于圖2所示的染色機上，特別是當(dāng)要求透過被染色材料的染液流速很低的情況。為了更好的控制攪拌流動，外部循環(huán)裝置優(yōu)選使用連接到控制裝置的電動機來控制，所述控制裝置由已知的功率變換器(power inverter)組成?？梢?，依照被染材料的易損程度，外部循環(huán)裝置的速度可以被改變。此外，熱交換器可以在容器內(nèi)或容器外或兩者都有。容器也可以使用外部膨脹裝置，因此不會有拱頂?shù)膲嚎s空氣。
權(quán)利要求
1.一種用于紡織材料的染色機，所述材料如紗線、紗條、散纖以及不是織物的類似物，所述染色機包括一個用來裝入染液的密封容器(11，111，211，311，411)，該容器中有一個材料托架(13，113，213，413)可用于支撐浸漬在染液中的紡織材料，連接到托架的染液循環(huán)裝置(17，117，217，317，417)使染液在材料托架中透過紡織材料形成染液流動，其特征在于所述染色機還包括另外的外部循環(huán)裝置(19，119，219，319，321，419)，該另外的外部循環(huán)裝置使得在所述密封容器中，位于托架上的紡織材料外部的染液部分形成了額外的染液運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染色機，其特征在于所述的材料托架(13，113，213，413)包括底座(14，114，214，314)，從該底座上豎直的伸出桿子(15，115，215，315)，這些桿子用來軸向支撐纏繞在紗筒上的紡織材料，各紗筒軸向插裝在所述桿子上，紗筒中心構(gòu)成了染料流動分布的導(dǎo)管，所述染液循環(huán)裝置(17，117，217，317)連接到底座上使染液橫向穿過紗筒形成徑向流動。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的染色機，其特征在于循環(huán)裝置(17，217，317)包括一個泵，該泵連接著容器內(nèi)部和紗筒的中心區(qū)域，并使染液在紗筒的內(nèi)外形成了從內(nèi)到外或者從外到內(nèi)的流動。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的染色機，其特征在于所述外部循環(huán)裝置包括用于染液攪動的機動螺旋槳(19，219，319，419)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的染色機，其特征在于所述密封容器是水平軸向的容器，其中一個螺旋槳位于一端附近并位于容器的一個側(cè)壁上，另一個螺旋槳位于另一個端部附近并位于與第一個螺旋槳相對的容器側(cè)壁上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的染色機，其特征在于所述密封容器是垂直軸向的容器，一個螺旋槳位于浴液的上端附近，另一個螺旋槳位于浴液底部附近，并且兩個螺旋槳在容器壁上以直徑方向相對。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的染色機，其特征在于所述外部循環(huán)裝置包括一個泵(119，321)，該泵的吸入和輸出口至少要在容器中兩個相遠離的區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的染色機，其特征在于所述密封容器是水平軸向的容器，泵的輸出口(321)在一端附近并位于容器的一個側(cè)壁上，泵的吸入口在另一端附近并位于與第一個螺旋槳相對的容器側(cè)壁上。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的染色機，其特征在于所述密封容器是垂直軸向的容器，泵(119)連接著在浴液的上端附近的區(qū)域和在浴液底部附近的區(qū)域，并且兩個螺旋槳也在容器壁上以直徑方向相對。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染色機，其特征在于所述循環(huán)裝置包括通過交替推拉使染液透過托架上的紡織材料的裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的染色機，其特征在于通過交替推拉使染液透過托架上的紡織材料的裝置包括一個動力活塞(117)，該活塞往復(fù)運動，并與浸漬在染液中的紡織材料的內(nèi)部相連。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染色機，其特征在于所述材料托架是適于支撐纏繞在錐形紗筒類的紡織材料的。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的染色機，其特征在于所述材料托架連接著所述循環(huán)裝置，使浸漬在染液內(nèi)的紗筒內(nèi)外之間形成穩(wěn)定的染料流動。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染色機，其特征在于所述材料托架包括一個穿孔的筐，適于裝松散的紡織材料。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的染色機，其特征在于所述的筐包括一個穿孔的中央管道，該管道連接著循環(huán)裝置，使浸漬在染液中該筐內(nèi)外之間形成穩(wěn)定的染料流動。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的染色機，其特征在于外部循環(huán)裝置被安裝上循環(huán)運動控制裝置，以使其適于染易損的紡織材料。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的染色機，其特征在于所述的控制裝置是控制電動機電力供應(yīng)的變換器，用于循環(huán)裝置的控制。
18.根據(jù)權(quán)利要求7所述的染色機，其特征在于所述的吸入和輸出口用管子延長到容器內(nèi)部。
19.根據(jù)權(quán)利要求7所述的染色機，其特征在于在外部循環(huán)管道上有附加的熱交換器(323)。
全文摘要
一種用于紡織材料的染色機，所述材料如紗線、紗條、散纖以及不是織物的類似物，所述染色機包括一個用來裝入染液的密封容器(11，111，211，311，411)，該容器中有一個材料托架(13，113，213，413)可用于支撐浸漬在染液中的紡織材料，連接到托架的染液循環(huán)裝置(17，117，217，317，417)使染液在材料托架中透過紡織材料形成染液流動，其特征在于所述染色機還包括另外的外部循環(huán)裝置(19，119，219，319，321，419)，該另外的外部循環(huán)裝置使得在所述密封容器中，位于托架上的紡織材料外部的染液部分形成了額外的染液運動。
文檔編號D06B3/20GK1769567SQ20051011868
公開日2006年5月10日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月5日
發(fā)明者G·貝利尼 申請人:洛里斯貝利尼股份公司