一种用于超临界CO2无水染色的染料釜的制作方法

本实用新型属于染色设备技术领域，涉及一种超临界CO₂无水染色技术，具体说是一种用于超临界CO₂无水染色的染料釜。

背景技术：

传统的染色过程消耗大量的水，排出的污水中含有大量的染料、表面活性剂等化学物质，对环境造成污染。近几年来，超临界CO₂无水染色技术正逐步取代传统染色，该技术具有高效率，无污染，染色时间短等优点，是未来染色技术的发展方向。

该技术采用超临界CO₂作为染色介质，染色设备通常包括染料釜、染色罐和连接染料釜与染色罐的超临界CO₂导流管，染料置于染料釜中，被染物置于染色罐中，当CO₂被加热至31℃以上、且压强超过7.3MPa时，变成了一种非气非液的状态—超临界态，用循环泵将超临界的CO₂打压到导流管中，使其在染料罐和染色罐之间不断循环，染料罐中的染料被超临界的CO₂溶解，并随超临界CO₂输送到染色罐中纤维的孔隙之间，使染料均匀快速的染到织物上面，整个过程不需要清洗、烘干的过程。目前许多国家都在努力研制这种超临界CO₂无水染色设备，使其朝产业化方向发展。

大规模生产所用染色设备通常需要一次进行多个品种的染色，而现有的超临界CO₂无水染色设备一次只能染一种颜色，这是因为不同的染料在超临界CO₂中的溶解度是不一样的，比如：在120摄氏度时，分散红在压强为24兆帕时溶解度为2.5 /摩尔分数×10⁶，但是分散蓝在相同的温度、压强下的溶解度高达17.9 /摩尔分数×10⁶。若简单地将这两种染料放在同一个染料釜中，将造成织物染色不匀被染花。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术存在是上述问题，提供一种用于超临界CO₂无水染色的染料釜，使超临界CO₂无水染色设备一次能染多种颜色，减少无水染色过程中出现的染色不匀现象，实现各种染料相互不污染及染料用量可控的目的。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种用于超临界CO₂无水染色的染料釜, 包括染料釜罐体和染料釜罐体内的染料筒, 其特征在于，所述的染料筒包括圆筒状外壳和底盘，所述底盘设置在所述圆筒状外壳的下端，所述底盘上均匀分布有分流孔，所述底盘上竖直设置至少3条染料分隔通道，所述的染料分隔通道由垂直固定于所述底盘上的隔板及所述圆筒状外壳围合而成，所述染料筒内的底部位于所述底盘的上方设置一用于放置染料的染料网，在染料筒的顶部设置过滤膜，在所述过滤膜的上方设置防护网。

对上述技术方案的改进：所述的分流孔为内螺纹通孔，所述内螺纹通孔配有封堵螺栓，所述封堵螺栓上的外螺纹与所述分流孔的内螺纹相吻合。

对上述技术方案的进一步改进：所述的圆筒状外壳的底部设置内螺纹，所述的底盘上设置外螺纹，所述底盘通过螺纹固定到所述圆筒状外壳的底部，所述底盘与所述圆筒状外壳的螺纹连接处设置密封胶圈。

对上述技术方案的进一步改进：所述隔板包括长方形板，各所述隔板的宽度与所述圆筒状外壳内壁的半径相等，各所述隔板的高度与所述圆筒状外壳的高度相等，各所述隔板的底边沿底盘的半径呈放射状间隔布设，各所述隔板的一垂直边在底盘的中心对接密封为一体，各所述隔板的另一垂直边与所述圆筒状外壳内壁的连接处设置密封胶垫，3块所述隔板将所述染料筒内垂直分隔为3条染料分隔通道。

对上述技术方案的进一步改进：所述的染料网为目数为500目的镍网，所述的过滤膜为厚度为15-50微米的聚四氟乙烯薄膜，所述的防护网为目数为50目的细网。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点和积极效果：

1、本实用新型采用染料分隔通道将同一染料筒内的不同染料隔离开来，可以避免染料相互混合，造成计量不均匀、溶解度不相匹配等现象。

2、本实用新型采用封堵底盘上分流孔的方式控制流经每一染料分隔通道中的CO₂流体比例，保证每一种染料都能按照需要的CO₂流量去溶解，而不会相互影响。

3、本实用新型在染料筒顶部安装的厚度为15-50微米的聚四氟乙烯薄膜作为过滤膜，最大限度地保证了只有溶解状态的染料才能穿过聚四氟乙烯薄膜到达染色罐，这样，减少了花色、色污等现象的出现，不仅保证了染色的质量，而且更精确了所使用的染料量，解决了传统无水染色中染料用量不准的问题。

4、本实用新型在过滤膜上方设置的防护网防止气流过急冲破过滤膜，对过滤膜起到保护作用。

附图说明

图1为本实用新型用于超临界CO₂无水染色的染料釜的结构示意图；

图2为本实用新型一种底盘与隔板的安装结构示意图；

图3为本实用新型一种底盘和隔板安装到染料筒内的剖面结构示意图。

图中，1-圆筒状外壳、2-底盘、3-分流孔、4-染料网、5-染料分隔通道、6-防护网、7-过滤膜、8-封堵螺栓、9-外螺纹。

具体实施方式

参见图1-图3，本实用新型一种用于超临界CO₂无水染色的染料釜的实施例, 包括染料釜罐体和染料釜罐体内的染料筒，染料筒包括圆筒状外壳1和底盘2，底盘2设置在所述圆筒状外壳的下端， 在底盘2上均匀分布有分流孔3，在底盘2上竖直设置至少3条染料分隔通道5，染料分隔通道5由垂直固定于底盘2上的隔板及圆筒状外壳1围合而成，在染料筒内的底部位于底盘2的上方设置一用于放置染料的染料网4，在染料网4上面放置染料，使CO₂气流既可以顺利的通过染料网4，又可以使得染料与CO₂气流充分接触。在染料筒的顶部设置过滤膜7，为了防止气流过急冲破过滤膜7，在所述过滤膜7的上方设置防护网6，对过滤膜7起到保护作用。

优选的，上述染料网4为目数为500目的镍网，过滤膜9为厚度为15-50微米的聚四氟乙烯薄膜，防护网6为目数为50目的细网。这样，只有溶解状态的染料才能穿过聚四氟乙烯薄膜7到达染色罐，减少了花色、色污等现象的出现。未经溶解的染料留在染料网4上，后期可以回收再利用，此外，还可以根据留在染料网4上的染料的量来逐步调整染料的投放量，解决了传统无水染色中染料用量不准的问题。

具体而言：上述的分流孔3为内螺纹通孔，内螺纹通孔配有封堵螺栓8，封堵螺栓8上的外螺纹与分流孔3的内螺纹相吻合，优选的，分流孔3的直径为2mm，分流孔3的数量为60个孔。将封堵螺栓8旋入分流孔3中，即可将此分流孔3完全封堵住。这样可以根据需要封堵若干个分流孔3来控制流经每一染料分隔通道5中的CO₂流体比例，保证每一种染料都能按照需要的CO₂流量去溶解，而不会相互影响。

为了便于安装，上述圆筒状外壳1的底部设置内螺纹，在底盘2上对应设置外螺纹9，将底盘2通过螺纹固定到圆筒状外壳1的底部，在底盘2与圆筒状外壳1的螺纹连接处设置密封胶圈。

如图2、图3所示，本实施例中的隔板包括3块长方形板，各所述隔板的宽度与所述圆筒状外壳1内壁的半径相等，各所述隔板的高度与所述圆筒状外壳1的高度相等，各所述隔板的底边沿底盘2的半径呈放射状间隔布设，各所述隔板的一垂直边在底盘2的中心对接密封为一体，3块所述隔板将所述染料筒内垂直分隔为3条染料分隔通道5。为了提高密封性，使各染料分隔通道5内的不同染料之间不相互污染，各所述隔板的另一垂直边与圆筒状外壳1内壁的连接处设置密封胶垫。

参见图1-图3，利用上述实施例的染料釜进行无水染色的方法，包括如下步骤：

（1）首先，称量好各种染料，根据不同染料的溶解度及染料量计算出每一种染料所需要的超临界CO₂流量比例，将底盘2上对应的染料分隔通道5内用不到的分流孔3用封堵螺栓10堵住，以控制超临界CO₂的流量。

（2）再将底盘2旋转装到圆筒状外壳1上固定好，将称量好的染料分别装入对应的染料分隔通道5内的染料网4上，并在染料上方依次装上聚四氟乙烯薄膜7和防护网6，并加以固定。

（3）被加压加热到超临界态的CO₂从导流管经分流孔3进入底盘2内，并被分流到各染料分隔通道5内，气流顺利通过染料网4与染料充分接触、溶解。

（4）当染料在超临界态的CO₂中溶解并达到饱和之后，随CO₂流体通过聚四氟乙烯薄膜7和防护网6，进入染料釜罐体内，然后到达染色罐进行无水染色。

无水染色完毕后，将留在染料网4上未经溶解的染料取出来，称量剩余的染料质量，可以进一步精确地计算出本次染色工艺的染料纱线比，为下次染色积累经验。

一种采用本实用新型的染料釜对涤纱进行无水染色方法的具体实施例，首先，称量适量的分散染料蓝、分散染料红和分散染料黄各2.5g，分别放入3个染料分隔通道5内，顶端封上聚四氟乙烯薄膜7。根据之前计算得到的实验数据，采用封堵螺栓8堵住不需要透气的气流孔3。将染料筒安装到染料釜罐体内部，由底端通入达到染色技术参数的超临界CO2流体。流体流经染料筒充分溶解染料，经上层聚四氟乙烯薄膜7和防护网6过滤后，进入染料釜罐体内，然后到达染色罐进行无水染色。提前在染色罐内放置一质量为800g的涤纱，一段时间后，涤纱均匀上色，没有花色现象出现。由于染料没有混合在一起，染色完毕后，将染料完全的取出来，称量剩余的染料质量，进一步精确的算出本次染色工艺的染料纱线比。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不限于上述举例，本技术领域的普通技术人员，在本实用新型的实质范围内，所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。