牛仔织物冷染设备及短流程冷染工艺的制作方法

本发明属于机械技术领域，涉及一种冷染设备及冷染工艺，特别是一种牛仔织物冷染设备及短流程冷染工艺。

背景技术：

现有的冷染设备如中国专利库公开的一种针织物平幅冷染机[申请号：201510167386.X]，包括入布装置、冷染箱、卷装系统与混合比例泵，所述入布装置固定于冷染箱上；所述入布装置与冷染箱之间设有导向装置；所述冷染箱内设有料液槽，所述料液槽的上方设有扩幅辊，所述扩幅辊的上方设有轧车结构；所述卷装系统与轧车结构连接，所述卷装系统的侧面设有混合比例泵；所述混合比例泵为长方体结构，所述混合比例泵的顶面设有配料系统；所述混合比例泵与配料系统之间设有气动加料装置；配料系统包括配料桶与搅拌机，所述搅拌机包括驱动电机与搅拌结构，搅拌结构固定于配料桶内，驱动电机固定于配料桶的顶面。

在实际产品中，配料系统有两组，分别用于配置碱液和染料溶液，但这组配料系统是相互独立的，结构较为分散，导致占地面积较大。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述问题，提供了一种结构紧凑的牛仔织物冷染设备。

本发明的另一个目的是针对上述问题，提供了一种操作方便的牛仔织物短流程冷染工艺。

为达到上述目的，本发明采用下列技术方案：牛仔织物冷染设备，包括具有浸槽的染色轧车和分别设于染色轧车两侧的入布装置和卷收装置，其特征在于，本设备还包括具有工作平台的机架，上述的入布装置设于工作平台上；机架上还固设有桶口朝上的桶体，桶体位于工作平台下方，且该桶体上装有桶盖；所述的桶体内竖直固设有中空状染液筒，染液筒外壁和桶体内壁之间形成一环状碱液腔，且碱液腔和染液筒的内腔相互隔绝；染液筒内竖直设有呈中空状的搅拌轴，该搅拌轴的上端依次穿过桶盖和工作平台，且搅拌轴与桶盖轴向固定；所述的碱液腔内竖直设有中空状搅拌筒，搅拌筒套在染液筒外并与搅拌轴固定，且搅拌轴和搅拌筒的外壁上均固定有搅拌叶片；所述的桶体底部设有具有两个进水口、一个出水口的比例泵，两个上述的进水口分别通过进水管道与碱液腔和染液筒内腔连通，且上述的出水口通过出水管道与浸槽内腔连通；所述的桶盖上侧安装有电机和进液管，所述的电机通过传动机构能够驱动搅拌轴转动，进液管的下端与碱液腔连通，且进液管的上端穿过工作平台。

设备的工作原理如下：制备碱液的原料通过进液管的上端口倒入到碱液腔内；制备染料溶液的原料通过搅拌轴上端倒入到染液筒内；接着电机驱动搅拌轴转动，搅拌轴同时驱动位于染液筒和碱液腔内的搅拌叶片转动，以同时搅拌碱液原料和染料溶液原料使其充分混合；染料溶液和碱液制备完毕后，比例泵工作，将染料溶液和碱液吸入到比例泵内进行混合得到染液，且染料溶液和碱液的比例为4:1，混合后的染液通过进水管道排入到浸槽；入布装置将牛仔织物输入染色轧车内，并在染色轧车的作用下，将牛仔织物浸入到浸槽内浸轧染液；浸轧完毕后，卷收装置卷收牛仔织物。

在本设备中，桶体、搅拌筒、染液筒和搅拌轴这四者依次套设，从而有效减少用于制备碱液和染料溶液的各零部件之间的距离，来提高用于制备碱液和染料溶液这部分装置的结构紧凑性，以降低整个设备的占地面积；其次，入布装置和桶体均是由机架进行支撑的，且两者又是上下位置关系，这样便可减少入布装置与桶体之间的距离，以进一步提高整个设备的结构紧凑性，来降低其占地面积。

在上述的牛仔织物冷染设备中，所述的浸槽的侧壁向外延伸形成管状进水部，所述的出水管道远离比例泵的一端套在进水部外且这一端部与进水部之间通过耐酸碱密封圈形成密封，所述的出水管道内设有使其单向导通的单向结构，且出水管道的导通方向与流体介质的流向相同。

在进水部的配合下，方便了出水管道和浸槽的组装。

通过在出水管道内设置使其沿流体介质的流向单向导通的单向结构，以有效避免浸槽内的压力传递到比例泵上，来提高比例泵的寿命以及工作稳定性；其次，通过设置出水管道套在进水部上且单向结构位于出水管道内，这样便可减少比例泵和浸槽的距离，来进一步提高本设备的结构紧凑性。

在上述的牛仔织物冷染设备中，所述的单向结构包括螺接在出水管道内的密封环和螺接在进水部内的支撑环，所述的密封环和支撑环位置正对且两者之间设有弹簧和钢球，弹簧的两端分别与钢球和支撑环相抵，且在弹簧的作用下，钢球能与密封环相抵并将密封环靠近支撑环的一端的端口封闭。

比例泵启动时，钢球在水压作用下会克服弹簧的弹力向支撑环一侧移动以将密封环的端口打开，使染料顺畅地进入到浸槽内；比例泵关闭后，钢球在弹簧弹力作用下复位以重新将密封环端口封闭。采用上述的结构，具有结构简单、工作稳定性好的优点。

作为另一种方案，在上述的牛仔织物冷染设备中，上述的单向结构包括单向阀，且单向阀的阀体通过螺纹结构与出水管道相连。

在上述的牛仔织物冷染设备中，所述的进水部的外壁上设有呈环状的密封槽，所述的耐酸碱密封圈位于密封槽内，且耐酸碱密封圈的外周面与出水管道的内壁相抵。

将耐酸碱密封圈定位在密封槽内，以防止耐酸碱密封圈在进水部插入到出水管道内时发生位移，从而使进水部和出水管道之间形成可靠的密封，来提高本设备的工作稳定性。

在上述的牛仔织物冷染设备中，所述的桶体的内底壁上具有呈筒状凸出的连接部，且连接部和桶体为一体式结构，所述的染液筒的下端套在连接部外，该染液筒的下端面上设有环形凹槽，环形凹槽内设有呈环状的耐酸碱密封垫，耐酸碱密封垫的两端面分别与环形凹槽的底壁和桶体的内底壁相抵。

在耐酸碱密封垫的共同作用下，使染液筒与桶体之间均形成可靠的密封，以稳定隔开碱液腔和染液筒内腔，以确保碱液和染料溶液只在比例泵内按一定的比例混合，来提高本设备的冷染质量。

在上述的牛仔织物冷染设备中，所述的搅拌筒的侧壁上密布有通孔，且每个通孔均呈直孔状。

通过在搅拌筒上设置通孔，以加强搅拌筒内侧和外侧的交流，这样不仅加快了碱液的制备速度，而且还提高了制备出来的碱液的质量。

在上述的牛仔织物冷染设备中，所述的桶盖的顶部向上延伸形成管状套设部，且套设部套在搅拌轴外，套设部位于其上端口处的内壁上制有呈环状的台阶槽，且台阶槽内设有轴承，轴承的外圈通过焊接的方式与套设部固定，轴承的内圈套在搅拌轴外，且该轴承的内圈通过焊接的方式与搅拌轴固定。

采用上述的设计，具有结构简单、安装方便的优点。

在上述的牛仔织物冷染设备中，所述的传动机构包括设于电机主轴上的主动轮和设于搅拌轴上的从动轮，且主动轮和从动轮通过同步带相连。

电机通过同步带传动的方式驱动搅拌轴转动，具有传动稳定性好的优点，来提高本设备的工作稳定性。

作为另一种方案，在上述的牛仔织物冷染设备中，所述的传动机构包括设于电机主轴上的主齿轮和设于搅拌轴上的副齿轮，且主齿轮和副齿轮相啮合。

在上述的牛仔织物冷染设备中，搅拌轴和进液管的上方均设有一漏斗，漏斗包括呈锥形的进料部和呈直管状的出料部，且两出料部分别螺接在搅拌轴和进液管内，搅拌轴和进液管内均设有圆形滤网，其中一个滤网夹在出料部的下端面和搅拌轴的内壁之间，且另一个滤网夹在另一个出料部的下端面和进液管的内壁之间。

在搅拌轴和进液管的上方均设置漏斗，便于向搅拌轴和进液管内倒入原料，以避免原料泄漏造成浪费；通过设置滤网，用于过滤原料中夹杂的杂质，来提高染料的纯度，这样便可提高冷染的质量；其次，滤网是在出料部和搅拌轴的夹持下被定位的，这样在旋出漏斗后滤网就脱离被定位状态，以方便地将滤网取出进行清洗。

在上述的牛仔织物冷染设备中，所述的机架还包括支撑板，支撑板位于工作平台下方且两者平行设置，所述的桶体的外壁上具有呈环状凸出的连接座，连接座位于支撑板正上方且两者之间夹有呈环状的缓冲胶垫，所述的缓冲胶垫套在桶体外，所述的连接座通过若干根螺丝与支撑板固定。

在连接座和支撑板之间设置缓冲胶垫，用于吸收电机和比例泵工作时产生的振动，以减少上述的振动外传的量，从而进一步加强冷染设备的工作稳定性。

牛仔织物短流程冷染工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A、牛仔织物前处理：前处理包括烧毛工艺、退煮工艺、漂白工艺和丝光工艺，并按顺序依次处理牛仔织物；

B、同时制备碱液和染料溶液：碱液由水、硅酸钠水溶液和氢氧化钠组成并通过进液管倒入碱液腔内；染料溶液由水、渗透剂、尿素和活性染料组成并通过搅拌轴倒入搅拌筒内；电机工作以驱动位于碱液腔和搅拌筒内的搅拌叶片同时转动搅拌以制备碱液和染料溶液；其中，硅酸钠含量为110-120g/L，氢氧化钠含量为65-75g/L，渗透剂含量为0.6-0.8g/L，尿素含量为5-10g/L，活性染料含量为0.2-50g/L；

C、制备染液：比例泵工作，将碱液腔内的碱液和搅拌筒内的染料溶液同时吸入到比例泵内混合得到染液，并通过出水管道将染液排入到浸槽内，其中，碱液和染料溶液的比例为1：4；

D、将牛仔织物浸入浸槽内浸轧染液；浸轧时，浸槽内的染液温度为19-24℃，染料轧车的中间油压为1.7kg/m²、两边气压为1.1kg/m²，该染料轧车的车速为38米/分钟且其轧余率62％-65％；

E、卷收装置主动卷收被浸轧的牛仔织物，且卷收速度与染色轧车的车速同步；

F、堆置固色：将打卷后的牛仔织物堆置固色，堆置温度比浸槽内染液的温度高2℃，并堆置12-14小时；

G、将F步骤得到的牛仔织物依次进行热水洗、皂煮、热水洗和烘干这四个步骤；

在上述的牛仔织物短流程冷染工艺，所述的渗透剂为渗透剂TA-1或渗透剂JFC。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1、桶体、搅拌筒、染液筒和搅拌轴这四者依次套设，从而有效减少用于制备碱液和染料溶液的各零部件之间的距离，来提高用于制备碱液和染料溶液这部分装置的结构紧凑性，以降低整个设备的占地面积；其次，入布装置和桶体均是由机架进行支撑的，且两者又是上下位置关系，这样便可减少入布装置与桶体之间的距离，以进一步提高整个设备的结构紧凑性，来降低其占地面积。

2、通过在出水管道内设置使其沿流体介质的流向单向导通的单向结构，以有效避免浸槽内的压力传递到比例泵上，来提高比例泵的寿命以及工作稳定性；其次，通过设置出水管道套在进水部上且单向结构位于出水管道内，这样便可减少比例泵和浸槽的距离，来进一步提高本设备的结构紧凑性。

3、碱液和染料溶液的制备过程是同时进行并同时完成的，以有效减少制备碱液和染料溶液所需要的工序，从而提高操作冷染工艺的方便性。

附图说明

图1是本牛仔织物冷染设备的结构示意图。

图2是图1中A处的放大结构示意图。

图3是图1中B处的放大结构示意图。

图4是图1中C处的放大结构示意图。

图5是图1中D处的放大结构示意图。

图6是图1中E处的放大结构示意图。

图中，1、机架；1a、工作平台；1b、支撑板；2、染色轧车；2a、浸槽；2a1、进水部；3、入布装置；4、卷收装置；5、桶体；5a、连接座；5b、连接部；6、桶盖；6a、套设部；7、染液筒；8、搅拌轴；9、电机；10、比例泵；11、缓冲胶垫；12、碱液腔；13、耐酸碱密封垫；14、轴承；15、主动轮；16、从动轮；17、同步带；18、搅拌筒；18a、通孔；19、连接杆；20、搅拌叶片；21、漏斗；22、滤网；23、进水管道；24、出水管道；25、耐酸碱密封圈；26、密封环；27、支撑环；28、弹簧；29、钢球；30、进液管。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例一

如图1所示，本牛仔织物冷染设备由机架1、染色轧车2、入布装置3、卷收装置4、桶体5、桶盖6、染液筒7、搅拌轴8、电机9、比例泵10等组成。其中，染色轧车2为现有的产品，具体参考中国专利染色轧车[申请号：201620429353.8；授权公告号：CN 205741575 U]；入布装置3和卷收装置4也为现有的产品，具体参考中国专利针织物平幅冷染机[申请号：201510167386.X；授权公告号：CN 106149256 A]。

具体来说，染色轧车2上具有用于放置染料的浸槽2a，且浸槽2a的槽口朝上；机架1和卷收装置4分别设于染色轧车2的两侧，且在图1上，机架1位于染色轧车2的左侧；卷收装置4设于染色轧车2的右侧。机架1上具有工作平台1a，且上述的入布装置3设于工作平台1a上。

如图1所示，机架1上还具有一块支撑板1b，支撑板1b位于工作平台1a的下侧，且该支撑板1b平行于工作平台1a。桶体5竖直设于支撑板1b和工作平台1a之间，且此时，桶体5的桶口朝上。支撑板1b沿竖直方向贯穿有连接孔，且桶体5的下端穿过连接孔。桶体5的外壁上具有呈环状凸出的连接座5a，且连接座5a和桶体5为一体式结构。连接座5a位于支撑板1b正上方，连接座5a和支撑板1b之间设有呈环状的缓冲胶垫11，该缓冲胶垫11套在桶体5外，且其上、下两端面分别与连接座5a的下端面和支撑板1b的上侧面相抵，以起到缓冲减振的效果。在本实施例中，优选连接座5a通过螺丝与支撑板1b固定，螺丝有多根并沿连接座5a的周向均布。

桶体5的桶口处设有桶盖6，且优选桶体5通过螺纹结构与桶盖6相连。自然，桶体5和桶盖6通过螺栓或者是焊接的方式固定在一起也是可以的。染液筒7呈中空状并竖直固设在桶体5内。染液筒7外壁和桶体5内壁之间形成一环状碱液腔12，且碱液腔12和染液筒7的内腔相互隔绝。具体来说，桶体5的内底壁上具有呈筒状凸出的连接部5b，且连接部5b和桶体5为一体式结构。染液桶的下端套在连接部5b外，且染液桶的下端面与桶体5的内壁相抵。进一步说明，如图1和图5所示，染液筒7的下端面上设有环形凹槽，环形凹槽内设有呈环状的耐酸碱密封垫13，耐酸碱密封垫13的两端面分别与环形凹槽的底壁和桶体5的内底壁相抵，从而将染液筒7和碱液腔12稳定隔开。

搅拌轴8呈中空直杆状并竖直设于染液筒7内。如图1所示，搅拌轴8的上端依次穿过桶盖6和工作平台1a并位于工作平台1a上侧，且搅拌轴8与桶盖6轴向固定。具体来说，如图3所示，桶盖6的顶部向上延伸形成管状套设部6a，套设部6a和桶盖6为一体式结构且该套设部6a套在搅拌轴8外。套设部6a位于其上端口处的内壁上制有呈环状的台阶槽，台阶槽内设有轴承14，轴承14的外圈通过焊接的方式与套设部6a固定，轴承14的内圈套在搅拌轴8外，且该轴承14的内圈通过焊接的方式与搅拌轴8固定，从而稳定实现搅拌轴8和桶盖6轴向固定。

如图1和图3所示，电机9通过电机9座(未图示)安装在桶盖6的上侧，且电机9通过传动机构能够驱动搅拌轴8转动。在本实施例中，传动机构包括设于电机9主轴上的主动轮15和设于搅拌轴8上的从动轮16，且主动轮15和从动轮16通过同步带17相连。电机9通过同步带17传动的方式驱动搅拌轴8转动，具有传动稳定性好的优点。

碱液腔12内竖直设有中空状搅拌筒18，搅拌筒18套在染液筒7外并与搅拌轴8固定。在本实施例中，如图1和图4所示，搅拌筒18和搅拌轴8之间设有呈直杆状的连接杆19，且连接杆19的两端分别与搅拌筒18的内侧壁和搅拌轴8的外侧壁相连。进一步说明，连接杆19有多根且沿搅拌筒18的周向均布。每根连接杆19的两端均通过焊接的方式与搅拌筒18和搅拌轴8固定。搅拌筒18的侧壁上密布有通孔18a，且每个通孔18a均呈直孔状，以加强搅拌筒18内侧和外侧的交流。

搅拌轴8和搅拌筒18的外壁上均固定有多片搅拌叶片20，用于分别搅拌碱液腔12和染液筒7内的溶液。碱液腔12内竖直设有直管状的进液管30，即此时，进液管30的内腔与碱液腔12连通。如图1所示，进液管30的上端依次穿过桶盖6和工作平台1a并位于工作平台1a上侧。在本实施例中，优选进液管30通过焊接的方式与桶盖6固定。

进一步优化，如图2所示，搅拌轴8和进液管30的上方均设有一漏斗21，漏斗21包括呈锥形的进料部和呈直管状的出料部，进料部和出料部为一体式结构，且两出料部分别螺接在搅拌轴8和进液管30内。搅拌轴8和进液管30内均设有圆形滤网22，其中一个滤网22夹在出料部的下端面和搅拌轴8的内壁之间，且另一个滤网22夹在另一个出料部的下端面和进液管30的内壁之间，用于过滤通过搅拌轴8和进液管30灌入的溶液。

如图1、图5和图6所示，比例泵10安装在桶体5的底部，该比例泵10具有两个进水口和一个出水口，其中，两个进水口分别通过进水管道23与碱液腔12和染液筒7内腔连通；出水口通过出水管道24与浸槽2a内腔连通。进一步说明，浸槽2a的侧壁向外延伸形成管状进水部2a1，进水部2a1和浸槽2a为一体式结构且两者的内腔连通。出水管道24远离比例泵10的一端套在进水部2a1外且这一端部与进水部2a1之间通过耐酸碱密封圈25形成密封。在本实施例中，进水部2a1的外壁上设有呈环状的密封槽，耐酸碱密封圈25位于密封槽内，且耐酸碱密封圈25的外周面与出水管道24的内壁相抵，以使进水部2a1和出水管道24之间形成可靠的密封。

如图6所示，出水管道24内设有使其单向导通的单向结构，且出水管道24的导通方向与流体介质的流向相同。在本实施例中，单向结构包括螺接在出水管道24内的密封环26和螺接在进水部2a1内的支撑环27。密封环26和支撑环27位置正对且两者之间设有弹簧28和钢球29。弹簧28的两端分别与钢球29和支撑环27相抵，且在弹簧28的作用下，钢球29能与密封环26相抵并将密封环26靠近支撑环27的一端的端口封闭。比例泵10启动时，钢球29在水压作用下会克服弹簧28的弹力向支撑环27一侧移动以将密封环26的端口打开；比例泵10关闭后，钢球29在弹簧28弹力作用下复位以重新将密封环26端口封闭。

本牛仔织物冷染设备的工作原理如下：制备碱液的原料通过进液管30的上端口倒入到碱液腔12内；制备染料溶液的原料通过搅拌轴8上端倒入到染液筒7内；接着电机9驱动搅拌轴8转动，搅拌轴8同时驱动位于染液筒7和碱液腔12内的搅拌叶片20转动，以同时搅拌碱液原料和染料溶液原料使其充分混合；染料溶液和碱液制备完毕后，比例泵10工作，将染料溶液和碱液吸入到比例泵10内进行混合得到染液，且染料溶液和碱液的比例为4:1，混合后的染液通过出水管道24排入到浸槽2a；入布装置3将牛仔织物输入染色轧车2内，并在染色轧车2的作用下，将牛仔织物浸入到浸槽2a内浸轧染液；浸轧完毕后，卷收装置4卷收牛仔织物。

牛仔织物短流程冷染工艺，包括以下步骤：

A、牛仔织物前处理：前处理包括烧毛工艺、退煮工艺、漂白工艺和丝光工艺，并按顺序依次处理牛仔织物；

前处理工艺为现有技术，具体可以参照阜阳师范学院学报1998年第4期出版的纯棉牛仔部的前处理工艺。

B、同时制备碱液和染料溶液：碱液由水、硅酸钠水溶液和氢氧化钠组成并通过进液管30倒入碱液腔12内；染料溶液由水、渗透剂、尿素和活性染料组成并通过搅拌轴8倒入搅拌筒18内；电机9工作以驱动位于碱液腔12和搅拌筒18内的搅拌叶片20同时转动搅拌以制备碱液和染料溶液；其中，硅酸钠含量为110-120g/L，氢氧化钠含量为65-75g/L，渗透剂含量为0.6-0.8g/L，尿素含量为5-10g/L，活性染料含量为0.2-50g/L；渗透剂为渗透剂TA-1或渗透剂JFC；

C、制备染液：比例泵10工作，将碱液腔12内的碱液和搅拌筒18内的染料溶液同时吸入到比例泵10内混合得到染液，并通过出水管道24将染液排入到浸槽2a内，其中，碱液和染料溶液的比例为1：4；

D、将牛仔织物浸入浸槽2a内浸轧染液；浸轧时，浸槽2a内的染液温度为19-24℃，染料轧车的中间油压为1.7kg/m2、两边气压为1.1kg/m2，该染料轧车的车速为38米/分钟且其轧余率62％-65％；

E、卷收装置4主动卷收被浸轧的牛仔织物，且卷收速度与染色轧车2的车速同步；

F、堆置固色：将打卷后的牛仔织物堆置固色，堆置温度比浸槽2a内染液的温度高2℃，并堆置12-14小时；

G、将F步骤得到的牛仔织物依次进行热水洗、皂煮、热水洗和烘干这四个步骤。

实施例二

本实施例二同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：单向结构包括单向阀，且单向阀的阀体通过螺纹结构与出水管道24相连。

实施例三

本实施例三同实施例一的结构及原理基本相同，不一样的地方在于：传动机构包括设于电机9主轴上的主齿轮和设于搅拌轴8上的副齿轮，且主齿轮和副齿轮相啮合。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。