磨性能 好的聚四氟乙烯制造。保护挡块底部的锥面与左、右压块1-5和1-6的锥面相互接触。在 整个工作过程中，小车由液压推杆的压力推动前进。推动小车前进的压力使得左右压块1-5 和1-6始终处于压紧的状态。左右压块1-5和1-6的压力通过锥面传递给左右保护挡块1-7 和1-8。把保护挡块撑开，抵住染色管的内表面。在纱锭小车通过了进料段进入染色段时， 染色段的内径增大了 2~4mm，压力使得保护挡块1-7和1-8继续撑开，抵住染色段管道的 内表面。这时保护挡块撑开了 2~4mm，使得0形圈脱离接触，起到保护0形圈的作用。待 小车通过了清洗段，进入出料段时，由于染色管的内径缩小了一些，使得与小车法兰与染色 管内壁成为机械配合的状态，这时〇形圈重新开始工作，起到高压下密封的作用。
[0106] 图2(a)是纱锭小车剖开后的形貌，图2(b)是纱锭小车未剖开时的外观形貌，图 2(c)是纱锭小车的三维示意图。从中可以看出纱锭1-1绕在芯轴1-2外面。芯轴1-2具有 很多小孔，使得染色液可以通过纱锭外表面渗入纱锭内部，到芯轴1-2内部汇集后流走，称 之为正染；染色液也可以通过小车法兰盘上的进口，流到纱锭芯管1-2内，然后通过纱锭渗 到纱锭外表面流走，称之为反染。通过布置在染色管不同位置的进出口，使得纱锭小车走到 不同位置时自动进行正染和反染的工作，促使纱锭在内外表面都能达到染色均匀的效果。
[0107] 图3是进料段工作情况示意图。
[0108] 进料段从左到右被划分为十个工位。左端刚刚进入染色管系统，称为第一个工位。 工位编号由左依次往右。染色管1-2内装满了纱锭小车1。左边是纱锭小车刚刚进入染色 管的第一个工位。每隔一个设定的时间间隔，小车被液压推杆往右推进一个工位。左端起 第一个工位是小车刚刚进入染色管的常压工位。小车进入第二个工位是真空工位。这时真 空栗将该工位内的空气全部抽走，该工位内的空间呈现真空状态。第三个工位是增压工位， 灌入二氧化碳，使得该工位由真空状态变为微正压状态。第四个工位是增压工位，将压力由 微正压增加到5MPa状态。第五个工位增压工位，将压力从5MPa增加到lOMPa。第六个工 位增压工位，将压力从lOMPa增加到15MPa。第七个工位增压工位，将压力从15MPa增加到 20MPa。第八个工位增压工位，将压力从20MPa增加到25MPa。第九个工位，增压工位，将压 力从25MPa增加到30MPa。最后第十个工位是稳压工位，压力保持在30MPa不变。
[0109] 图4染色段工作情况示意图。其中1是纱锭小车，2是染色管，5-1是二氧化碳储 罐，5-2是加热器，5-3是高压栗，5-4是染料加入管，5-5是过滤器，5-6、5-7是活接头，5-8 是高压阀，5-0是真空栗，5-10是另一套加热器，5-10是另一台高压栗。它们将用过的染色 液重新加热、加压、和加浓后，成为新的染色液循环使用。
[0110] 纱锭小车1在染色管2里面每隔一定的间隔时间依次向右被推进一个工位。染色 段附有染料溶解系统。5-4是两根可以交替使用的染料加入管。染料事先需要压成片状，成 为染料片。关闭染料加入管5-4两端的阀门，打开染料加入管的活接头，装入染料片，把染 料加入管5-4接回系统。打开真空栗5-9抽除染料加入管5-4内的空气，就可以将它接入 高压系统。染料可以经过高压栗5-11进行循环，然后进入染色管。
[0111] 图5清洗段工作情况示意图。1是纱锭小车，2是染色管，6-1是高压分离器，6-2 是中压分离器，6-3是低压分离器，6-4是过滤器，6-5是冷却器，6-6是压缩机，6-7是二氧化 碳储罐。
[0112] 用过的清洗液一部分可以到染料配料系统中去，那里需要加入二氧化碳以溶解染 料，所以带有染料的清洗液没有问题。多余的清洗液可以逐级降压进行分离。由于高压的 流体带有能量。在泄压的过程中经过喷嘴，把降低的压力转换成流体的速度，来逐次分离和 收集由于降压所析出的染料。直到最后，分离掉大部分染料的二氧化碳还需要经过一个精 细的滤清器，以确保二氧化碳是绝对的干净了。分离后干净的二氧化碳可以作为清洗复使 用。不够的话，从钢瓶中补充一些二氧化碳。
[0113] 图6出料段工作情况示意图。其中1为纱锭小车，2为染色管，9-1为高压栗，9-2为 真空栗。出料段的情况与进料段类似，由左至右也分为十个工位。第一个准备工位，压力仍 为30MPa，第二个为降压工位，将压力降到25MPa，第三个为降压工位，把压力降到20MPa，第 四个为降压工位，把压力降到15MPa，第五个为降压工位，把压力降到lOMPa，第六个为降压 工位把压力降到5MPa，第七个降压工位，把压力降到常压状态，第八个抽空工位，把二氧化 碳抽空，第九个工位放空工位，让这个工位与外面的大气连通，为小车顺利出料做好准备。 第十个工位是备用工位，准备出料。
【主权项】
1. 一种高压超临界流体技术对纱锭进行连续式无水染色的装置，其特征在于，所述的 装置由50-500个纱锭小车1、染色管2、液压推杆3、染色增压系统4、染料配料及溶解系统 5、染料回收与二氧化碳净化系统6、二氧化碳压缩系统7、二氧化碳储存供应系统9、减压系 统9和纱锭小车返回轨道10组成；纱锭小车依次紧密排列在染色管1和纱锭小车返回装置 10中，被液压推杆3推进染色管内的纱锭小车1依次推动前面的小车，直到纱锭小车出染 色管，被取走染好的纱锭后进入返回轨道回到起点，重新装上纱锭，被液压推杆3再次推进 染色管，开始新一轮的循环；所述的染色管2有纱锭小车1从一端进入，从另一端出去；染 色管2由多节高压管道通过法兰与垫片2-1连接成为一根笔直的水平管道；按照工作状态 分为四段，依次分别连接染色增压系统4的进料段2-1 ;连接染料配料及溶解系统5的染色 段2-2 ;连接染料回收与二氧化碳净化系统6、二氧化碳压缩系统7和二氧化碳储存供应系 统9的清洗段2-3 ;连接减压系统9的出料段2-4。2. 根据权利要求1所述的高压超临界流体技术对纱锭进行连续式无水染色的装置，其 特征在于，所述的纱锭小车1悬空置于染色管中，纱锭小车所述的纱锭小车1由前后两块法 兰盘1_3和1_4,中间加上圆弧形的连接板1_11组成；连接板1_11米用螺钉1_12固定在两 端的法兰盘1-3和1-4上，构成纱锭小车1的整体；纱锭1-1带有芯管1-2,搁在法兰盘1-3 和1-4中的凹槽内、两端法兰1-3和1-4上有O形密封圈1-9与1-10 ;0形圈1-9与1-10 的外端有保护挡块1-7与1-8 ;保护挡块1-7与1-8由它们外端的压块1-5与1-6沿锥面 抵住。3. 根据权利要求1所述的高压超临界流体技术对纱锭进行连续式无水染色的装置，其 特征在于，所述的清洗段2-3是采用逆流方式以干净的超临界流体二氧化碳作为清洗液对 纱锭进行清洗；4. 根据权利要求1所述的高压超临界流体技术对纱锭进行连续式无水染色的装置，其 特征在于，所述的出料段2-4连接减压系统9,是将经过清洗段的纱锭小车1逐级降压到常 压。5. 根据权利要求1所述的高压超临界流体技术对纱锭进行连续式无水染色的装置，其 特征在于，所述的纱锭小车1在染色管2中处于运动密封状态。6. 根据权利要求1所述的高压超临界流体技术对纱锭进行连续式无水染色的装置，其 特征在于，所述的出料段2-4具有八-十个纱锭小车1工位，依次逐级降压。
【专利摘要】本发明涉及一种高压超临界流体技术对纱锭进行连续式无水染色的装置，系由数量为50-500个纱锭小车1、水平放置的平直染色管2、液压推杆3、染色增压系统4、染料配料溶解系统5、染料回收与二氧化碳净化系统6、二氧化碳增压系统7，二氧化碳储罐8、降压系统9和纱锭小车返回轨道10组成。所述的染色管2按照工作状态分为四段，依次分别连接增压系统4的进料段2、连接染料配料溶解系统的染色段2、连接二氧化碳回收与净化系统的清洗段2和连接降压系统的出料段2。染色段是采用二氧化碳溶解染料5进行正染和反染的染色。在清洗段采用逆流方式以干净的超临界流体二氧化碳作为清洗液对纱锭进行清洗。出料段是将经过清洗段的纱锭小车1逐级降压到常压。本发明装置用于纱锭无水染色。
【IPC分类】D06B9/06, D06B9/02, D06B23/04
【公开号】CN105040318
【申请号】CN201510446482
【发明人】潘家祯, 王云, 刘怡心, 何宇, 陈佳俊
【申请人】华东理工大学
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2015年7月27日