专利名称：布料表面处理方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种布料表面处理方法，特别涉及一种利用超临界二氧化碳对布料表面处理的方法。
背景技术：
据2000年统计，纺织工业总用水量为92亿吨，其中新鲜水量60亿吨，位居全国各行业第二位。水是宝贵资源，但是我国是一个水资源不足的国家，水资源总量为2. 81万亿立方米，居世界第六位，但人均资源却不足世界人均水平的1/4，被列为世界十三个人均水资源缺乏的国家之一。此外我国人口每年净增约1500万，经济和消费水平几年翻一番，对水量需求越来越大。在全国600多座城市中有300多座城市缺水，较严重的有110多座，不同程度地影响城市工业和居民的生活。进入21世纪后，我国的水资源矛盾将进一步加剧， 据预测，2030年中国入口将达到16亿人，届时人均水资源仅有1750m3，水已成为制约21世纪中国社会经济持续发展的重要因素。水刺处理应用于无纺布的处理已有很多年的历史， 近年来，水刺法在纺织布领域也越来越多得到应用，通过水喷射对织物表面进行处理，可以对织物的结构与性能有积极的影响，提高产品质量。但是，在水刺法处理织物的过程中需要大量的水，对水资源造成浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供了一种新型的布料表面处理方法和设备， 该方法和设备利用超临界流体兼有的气体和液体的优点，如密度大，接近于液体，粘度小， 扩散系数大，接近于气体，采用这种超临界流体代替水应用于纺织业，这是对传统纺织业的一次革命，它从源头上杜绝了废水的产生，减少了对水资源的浪费。本发明采用的超临界流体是超临界二氧化碳，与液体二氧化碳是不同，超临界二氧化碳没有表面张力，液体二氧化碳温度低于临界温度时可以看到气液界面，而超临界二氧化碳没有气液界面。超临界二氧化碳流体具有粘度小，传质性好，扩散性和可压缩性好的特点，这在临界点附近，超临界流体的这些特性对压力和温度的变化非常敏感，控制压力和温度可以很方便地控制超临界流体。由于二氧化碳临界压力和临界温度较低，操作条件温和，特别是它不易燃易爆，环境友好，无毒无害，所以本发明采用超临界二氧化碳作为工作介质代替水对布料表面进行处理，这种处理产生了与水刺处理相同的工艺效果，且没有废水的产生，经过处理后的布料表面，尤其是牛仔布表面，具有毛绒效果，并且有柔软的手感， 有利于丰富牛仔布的品种，同时可以满足特种出口牛仔布要求。为解决上述技术问题，本发明提供了一种布料表面处理设备，其包括工作室、高压喷射装置、传动装置、回收装置、仪表控制装置和压力补偿装置；所述工作室用于在其中进行布料表面处理；所述高压喷射设备用于提供超临界二氧化碳；所述传动装置用于传输带处理的布料；
所述回收装置用于回收使用过的超临界二氧化碳；所述压力补偿装置用于调整工作室内的压力；仪表控制装置用于控制高压喷射装置、传动装置、回收装置和压力补偿装置的运行，实现布料表面的处理过程；所述高压喷射装置与所述传动装置均位于所述工作室中。其中，所述高压喷射装置包括二氧化碳贮罐、二氧化碳高压柱塞泵、预热器、预热器温度计、预热器压力仪表、二氧化碳贮罐压力仪表(第一压力仪表)、第二压力仪表、第一连接管道、电磁阀门、超压连锁停机安全保护装置和喷射头；所述二氧化碳贮罐用于存储液态形式的二氧化碳；所述二氧化碳高压柱塞泵用于对液态二氧化碳施加压力达到超临界二氧化碳所需要的压力；所述预热器用于对压力达到超临界二氧化碳所需压力的液态形式的二氧化碳进行加热，使液态二氧化碳的温度达到超临界二氧化碳所需要的温度；所述预热器温度计用于检测预热器的加热温度；所述二氧化碳贮罐压力仪表(第一压力仪表)用于检测二氧化碳贮罐中的压力；所述第二压力仪表用于检测二氧化碳高压柱塞泵的压力；所述预热器压力仪表用于检测预热器中的压力；所述第一连接管道用于连接二氧化碳贮罐和二氧化碳高压柱塞泵、二氧化碳高压柱塞泵和预热器、预热器和喷射头。其中，所述二氧化碳高压柱塞泵一端通过第一连接管道与所述二氧化碳贮罐连接，另一端与所述预热器的一端通过第一连接管道连接，所述预热器的另一端通过第一连接管道与所述喷射头连接；在所述二氧化碳高压柱塞泵和所述二氧化碳贮罐之间设有电磁阀门。其中，所述传动装置包括滚筒、罗拉、电机、变频器和减速器。其中，所述滚筒包括滚筒内胆、金属丝网、滚筒套筒和塑料密封件，金属丝网包括细金属丝网和粗金属丝网，滚筒内胆在滚筒的最内层，在所述滚筒内胆与所述高压喷射装置的喷射头对应的位置上开有与喷射头喷射范围相同的超临界二氧化碳回收孔，塑料密封件安装在滚筒内胆超临界二氧化碳回收孔的两侧，滚筒套筒套在滚筒内胆外与塑料密封件顶部紧密接触，粗金属丝网包覆在滚筒套筒外侧，细金属丝网包覆在粗金属丝网外侧。其中，所述回收装置包括超临界二氧化碳回收室、回流泵、冷凝器、减压阀、第二连接管道、超临界二氧化碳回收室压力仪表和净化器。其中，所述压力补偿装置包括增压泵、第三连接管道和压力仪表。其中，所述仪表控制装置包括控制指示部件、操作台、PLC控制器和计算机。为解决上述技术问题，本发明还提供了采用上述布料表面处理设备进行布料表面处理的方法，其包括第一步，所述工作室的压力达到工作所需要的压力；第二步，控制布料到达待表面处理的位置；第三步，将液态二氧化碳变为超临界二氧化碳，并喷射在布料表面进行表面处理；
第四步，通过回收装置回收使用过的超临界二氧化碳并将其变为液态二氧化碳。其中，所述第三步中，通过PLC控制器控制电磁阀打开，液态二氧化碳经过二氧化碳高压柱塞泵加压到16MPa以上，进一步优选为16MPa，经进入到预热器中加热到50°C以上，进一步优选为50°C，使液态二氧化碳变为超临界二氧化碳，经喷射头喷出到布料表面， 布料在罗拉的作用下运动，使整个布料表面被处理。本发明有益的技术效果在于相对于现有技术，本发明提供了一种新型的布料表面处理方法和设备，该方法和设备利用超临界流体兼有的气体和液体的优点，如密度大，接近于液体，粘度小，扩散系数大，接近于气体，采用这种超临界流体代替水应用于纺织业，这是对传统纺织业的一次革命，它从源头上杜绝了废水的产生，减少了对水资源的浪费，经过处理后的布料表面，尤其是牛仔布表面，具有毛绒效果，并且有柔软的手感，有利于丰富牛仔布的品种，同时可以满足特种出口牛仔布要求。
图1为本发明布料表面处理方法的工艺流程图；图2本发明布料表面处理设备的结构示意图。图中1- 二氧化碳贮罐、2- 二氧化碳贮罐压力仪表、3-电磁阀门、4- 二氧化碳高压柱塞泵、5-超压连锁停机安全保护装置、6-预热器、7-预热器压力仪表、8-工作室、9-工作室温度计、10-工作室压力表、11-喷射头、12-前罗拉13-金属丝网、14-滚筒套筒、15-滚筒内胆、16-超临界二氧化碳回收孔、17-密封件、18-超临界二氧化碳回收室、19-超临界二氧化碳回收室压力表、20-减压阀、21-冷凝器、22-冷凝器温度计、23-回流泵、24-后罗拉、 25-增压泵、26-连接管道、27-预热器温度计、28-工作室加热器、29-前罗拉电机、30-前罗拉减速器、31-后罗拉电机32-后罗拉减速器。
具体实施例方式本发明提供了一种布料表面处理设备，其包括工作室、高压喷射装置、传动装置、 回收装置、仪表控制装置和压力补偿装置；所述工作室用于在其中进行布料表面处理；所述高压喷射设备用于提供超临界二氧化碳；所述传动装置用于传输带处理的布料；所述回收装置用于回收使用过的超临界二氧化碳；所述压力补偿装置用于调整工作室内的压力；仪表控制装置用于控制高压喷射装置、传动装置、回收装置和压力补偿装置的运行，实现布料表面的处理过程；所述高压喷射装置与所述传动装置均位于所述工作室中。所述传动装置位于所述工作室中，所述高压喷射装置的喷射头位于所述传动装置的滚筒的上方，从所述喷射头喷射出超临界二氧化碳作用在滚筒上的布料上，在布料表面形成特殊的效果。所述回收装置位于所述传动装置的下方。
所述工作室长度优选为2m-;3m，进一步优选为2. 5m,宽度优选为1. 5m_2. 5m,进一步优选为2m，高度优选为1. 7m-2. lm，进一步优选为1. 9m，在所述工作室的前面设有用于更换布料的进出口。在所述工作室中设置有加热器，用于改变所述工作室的温度。在所述工作室上设置用于检测工作室温度的工作室温度计和检测工作室压力的工作室压力表，所述工作室压力表可以选用的型号为无锡市特种压力表有限公司生产的 Y-100ZB型压力表，测量精度为士 1.6%，测量范围为0 lOMPa。进一步，所述布料表面处理设备仅由上述装置构成。所述高压喷射装置包括二氧化碳贮罐、二氧化碳高压柱塞泵、预热器、预热器温度计、预热器压力仪表、二氧化碳贮罐压力仪表(第一压力仪表)、第二压力仪表、第一连接管道、电磁阀门、超压连锁停机安全保护装置和喷射头；所述二氧化碳贮罐用于存储液态形式的二氧化碳；所述二氧化碳高压柱塞泵用于对液态二氧化碳施加压力达到超临界二氧化碳所需要的压力；所述预热器用于对压力达到超临界二氧化碳所需压力的液态形式的二氧化碳进行加热，使液态二氧化碳的温度达到超临界二氧化碳所需要的温度；所述预热器温度计用于检测预热器的加热温度；所述二氧化碳贮罐压力仪表(第一压力仪表)用于检测二氧化碳贮罐中的压力；所述第二压力仪表用于检测二氧化碳高压柱塞泵的压力；所述预热器压力仪表用于检测预热器中的压力；所述第一连接管道用于连接二氧化碳贮罐和二氧化碳高压柱塞泵、二氧化碳高压柱塞泵和预热器、预热器和喷射头。进一步，所述高压喷射装置仅由上述部件构成。所述二氧化碳高压柱塞泵一端通过第一连接管道与所述二氧化碳贮罐连接，另一端与所述预热器的一端通过第一连接管道连接，所述预热器的另一端通过第一连接管道与所述喷射头连接。在所述二氧化碳高压柱塞泵和所述二氧化碳贮罐之间设有电磁阀门。在所述二氧化碳贮罐上安装有二氧化碳贮罐压力仪表(第一压力仪表)，在所述二氧化碳高压柱塞泵上安装有第二压力仪表，在所述预热器上安装有预热器温度计和预热器压力仪表。在所述二氧化碳高压柱塞泵连接所述预热器的出口处安装有超压连锁停机安全保护装置。所述二氧化碳贮罐可以为由内外容器组成的双层容器，优选采用卧式结构，材料优选为16MnDR，可以尺寸优选为Φ 2000X22，容积优选为12m3-18m3，进一步优选为15m3，筒体高度优选为4000mm-4060mm，进一步优选为4030mm，设计压力优选为2. 2MPa_2. 6MPa，进一步优选为2. 4MPa,最高工作压力优选为2. OMPa-2. 4MPa,进一步优选为2. 2MPa,设计温度优选为_50°C _30°C，进一步优选为_40°C，操作温度优选为-40°C _20°C，进一步优选为-30°C，二氧化碳贮罐可以带有安全阀，所述安全阀的起跳压力为2. 3MPa，充满率为 80%。
所述二氧化碳高压柱塞泵的柱塞直径优选为41mm-45mm，进一步优选为43mm，工作压力优选为14MPa-18MPa，进一步优选为16MPa，选用的型号可以为无锡市锦浩泵业生产的3WP40三柱塞高压泵。所述预热器可以为盘管式的电加热器，功率优选为4KW-8KW，进一步优选为6KW。所述电磁阀优选为宁波东钱湖旅游度假区顺控电磁阀有限公司生产的 SK223232-G型电磁阀，工作压力为0. 05 20MPa。所述二氧化碳贮罐压力仪表可以为无锡市特种压力表有限公司生产的Y-75B型压力表，测量范围为0 4MPa，所述第二压力仪表和所述预热器压力仪表可以为无锡市特种压力表有限公司生产的YN-50Z型压力表，测量范围为0 25MPa，预热器温度计可以为东莞雅德仪表有限公司生产的WTZ480，测温范围为0 100°C。所述喷射头可以包括三部分，分别为喷射头主体、过滤网和喷射板，在喷射板上设有喷射孔，喷射板优选为一长方形金属薄片，厚度优选为1. 2mm-l. 8mm,进一步优选为 1. 5mm,宽度优选为20mm-30mm，进一步优选为25mm。喷射板上的喷射孔优选为双排排列， 喷射孔优选采用圆柱形结构，喷射孔的出口直径优选为0. 05mm-0. 15mm，进一步优选为 0. 08 lmm-0. 15mm，更进一步优选为0. 1mm，喷射孔密度优选为20-40孔/cm，进一步优选为30 孔/cm。整个喷射头采用的材质优选为高级不锈钢。对喷射孔的加工要求是孔径要一致，喷射孔出口应保持锋利的状态，无毛刺，孔与板面的垂直性要好。所述第一连接管道均采用高级不锈钢材质。所述传动装置包括滚筒、罗拉、电机、变频器和减速器。进一步，所述传动装置仅由上述部件构成。所述罗拉的个数优选为两个，分别设置在所述滚筒的两边。所述罗拉通过罗拉电机牵引，在所述罗拉和罗拉电机之间设置有减速器，罗拉电机通过变频器控制。所述滚筒包括滚筒内胆、金属丝网、滚筒套筒和塑料密封件，金属丝网包括细金属丝网和粗金属丝网，滚筒内胆在滚筒的最内层，在所述滚筒内胆与所述高压喷射装置的喷射头对应的位置上开有与喷射头喷射范围相同的超临界二氧化碳回收孔，塑料密封件安装在滚筒内胆超临界二氧化碳回收孔的两侧，滚筒套筒套在滚筒内胆外与塑料密封件顶部紧密接触，粗金属丝网包覆在滚筒套筒外侧，细金属丝网包覆在粗金属丝网外侧。所述回收装置包括超临界二氧化碳回收室、回流泵、冷凝器、减压阀、第二连接管道、超临界二氧化碳回收室压力仪表和净化器。所述净化器的作用是用来过滤掉，布面上脱落的短纤维等杂质，所述净化器设置在所述冷凝器和所述回流泵之间。进一步，所述回收装置仅由上述部件构成。所述冷凝器与所述二氧化碳回收室通过第二连接管道连接，在所述冷凝器和所述超临界二氧化碳回收室之间设置有减压阀，所述压力仪表设置在所述超临界二氧化碳回收室上，在所述冷凝器上设置有冷凝器温度计，所述回流泵与所述冷凝器通过第二连接管道连接。通过所述滚筒内胆上的超临界二氧化碳回收孔回收到所述超临界二氧化碳回收室中的超临界二氧化碳经过减压阀减压后，使其压力降低到超临界二氧化碳所需压力以下，降压后的二氧化碳进入冷凝器进行冷凝处理，使其温度降低到超临界二氧化碳温度以下并且使超临界二氧化碳还原为液态二氧化碳，液态二氧化碳经过进化处理后，在回流泵的作用下，由连接管道回流到二氧化贮罐中。所述超临界二氧化碳回收室压力表无锡市特种压力仪表有限公司生产的Y-100ZB 型压力表，测量精度为士 1.6%，测量范围为0 16MPa。所述减压阀优选采用上海减压阀门厂生产的YQTS-711双极二氧化碳减压阀，最大输入压力为15MPa。所述第二连接管道均采用高级不锈钢材质。所述压力补偿装置包括增压泵、第三连接管道和压力仪表。进一步，所述压力补偿装置仅由上述部件构成。所述压力补偿装置的增压泵通过第三连接管道连接在所述工作室的外部，通过增压泵控制所述工作室中的压力。所述仪表控制装置包括控制指示部件、操作台PLC控制器和计算机。
进一步，所述仪表控制装置仅由上述部件构成。所述控制指示部件包括控制按钮、工作指示灯、报警灯、报警蜂鸣器，控制指示装置安装在操作台上。所述超压连锁停机安全保护装置用于当高压喷射装置的压力超过设定值时，控制整个设备停止运行。所述PLC控制器通过控制指示装置反馈的信息控制所述电磁阀门、所述增压泵、 所述预热器、所述回流泵、所述变频器和所述罗拉电机的运行，从而控制整个布料表面处理工作。本发明还提供了一种布料表面处理设备，其包括工作室、高压喷射装置、传动装置、回收装置、仪表控制装置和压力补偿装置；所述高压喷射装置包括二氧化碳贮罐、二氧化碳高压柱塞泵、预热器、预热器温度计、预热器压力仪表、二氧化碳贮罐压力仪表(第一压力仪表)、第二压力仪表、第一连接管道、电磁阀门、超压连锁停机安全保护装置和喷射头；所述二氧化碳高压柱塞泵一端通过第一连接管道与所述二氧化碳贮罐连接，另一端与所述预热器的一端通过第一连接管道连接，所述预热器的另一端通过第一连接管道与所述喷射头连接；在所述二氧化碳高压柱塞泵和所述二氧化碳贮罐之间设有电磁阀门；在所述二氧化碳贮罐上安装有二氧化碳贮罐压力仪表(第一压力仪表)，在所述二氧化碳高压柱塞泵上安装有第二压力仪表，在所述预热器上安装有预热器温度计和预热器压力仪表；在所述二氧化碳高压柱塞泵连接所述预热器的出口处安装有超压连锁停机安全保护装置；所述传动装置包括滚筒、前罗拉、后罗拉、电机、变频器和减速器；所述前罗拉和后罗拉分别设置在所述滚筒的两边；所述前罗拉和后罗拉分别通过罗拉电机牵引，在所述每个罗拉和罗拉电机之间设置有减速器，罗拉电机通过变频器控制；
所述滚筒包括滚筒内胆、金属丝网、滚筒套筒和塑料密封件，金属丝网包括细金属丝网和粗金属丝网，滚筒内胆在滚筒的最内层，在所述滚筒内胆与所述高压喷射装置的喷射头对应的位置上开有与喷射头喷射范围相同的超临界二氧化碳回收孔，塑料密封件安装在滚筒内胆超临界二氧化碳回收孔的两侧，滚筒套筒套在滚筒内胆外与塑料密封件顶部紧密接触，粗金属丝网包覆在滚筒套筒外侧，细金属丝网包覆在粗金属丝网外侧；所述回收装置包括超临界二氧化碳回收室、回流泵、冷凝器、减压阀、第二连接管道、超临界二氧化碳回收室压力仪表和净化器；所述冷凝器与所述二氧化碳回收室通过第二连接管道连接，在所述冷凝器和所述超临界二氧化碳回收室之间设置有减压阀，所述压力仪表设置在所述超临界二氧化碳回收室上，在所述冷凝器上设置有冷凝器温度计，所述回流泵与所述冷凝器通过第二连接管道连接；所述压力补偿装置包括增压泵、第三连接管道和压力仪表；所述压力补偿装置的增压泵通过第三连接管道连接在所述工作室的外部；所述仪表控制装置包括控制指示装置、操作台、PLC控制器和计算机；所述控制指示部件包括控制按钮、工作指示灯、报警灯、报警蜂鸣器，控制指示装置安装在操作台上；在所述工作室中设置有工作室加热器，用于改变所述工作室的温度；整个所述传动装置位于所述工作室中，所述高压喷射装置的喷射头也在工作室中，其位于所述传动装置的滚筒的上方，从所述喷射头喷射出超临界二氧化碳作用在滚筒上的布料上，在布料表面形成特殊的效果。所述二氧化碳贮罐可以为由内外容器组成的双层容器，优选采用卧式结构，材料优选为16MnDR，可以尺寸优选为Φ 2000X22，容积优选为12m3-18m3，进一步优选为15m3，筒体高度优选为4000mm-4060mm，进一步优选为4030mm，设计压力优选为2. 2MPa_2. 6MPa，进一步优选为2. 4MPa，最高工作压力优选为2. OMPa-2. 4MPa，进一步优选为2. 2MPa，设计温度优选为_50°C _30°C，进一步优选为_40°C，操作温度优选为-40°C _20°C，进一步优选为-30 0C ο所述二氧化碳高压柱塞泵的柱塞直径优选为41mm-45mm，进一步优选为43mm，工作压力优选为14MPa-18MPa，进一步优选为16MPa，选用的型号可以为无锡市锦浩泵业生产的3WP40三柱塞高压泵。所述预热器可以为盘管式的电加热器，功率优选为4KW-8KW，进一步优选为6KW。所述电磁阀优选为宁波东钱湖旅游度假区顺控电磁阀有限公司生产的 SK223232-G型电磁阀，工作压力为0. 05 20MPa。所述二氧化碳贮罐压力仪表可以为无锡市特种压力表有限公司生产的Y-75B型压力表，测量范围为0 4MPa，所述第二压力仪表和所述预热器压力仪表可以为无锡市特种压力表有限公司生产的YN-50Z型压力表，测量范围为0 25MPa，预热器温度计可以为东莞雅德仪表有限公司生产的WTZj80，测温范围为0 100°C。所述喷射头可以包括三部分，分别为喷射头主体、过滤网和喷射板，在喷射板上设有喷射孔，喷射板优选为一长方形金属薄片，厚度优选为1. 2mm-l. 8mm,进一步优选为 1. 5mm,宽度优选为20mm-30mm，进一步优选为25mm。喷射板上的喷射孔优选为双排排列，喷射孔优选采用圆柱形结构，喷射孔的出口直径优选为0. 05mm-0. 15mm，进一步优选为 0. 08 lmm-0. 15mm，更进一步优选为0. 1mm，喷射孔密度优选为20-40孔/cm，进一步优选为30 孔/cm。整个喷射头采用的材质优选为高级不锈钢。对喷射孔的加工要求是孔径要一致，喷射孔出口应保持锋利的状态，无毛刺，孔与板面的垂直性要好。所述第一连接管道、第二连接管道和第三连接管道均采用高级不锈钢材质。所述超临界二氧化碳回收室压力表无锡市特种压力仪表有限公司生产的Y-100ZB 型压力表，测量精度为士 1.6%，测量范围为0 16MPa。所述减压阀优选采用上海减压阀门厂生产的YQTS-711双极二氧化碳减压阀，最大输入压力为15MPa。所述变频器为三菱E540型变频器，功率为0. 75KW。所述回收泵的功率为220W。所述冷凝器内部为盘管型结构，盘管内介质为冷剂乙二醇。所述罗拉电机采用YVP-H80M2型电机，功率为750W。所述超压连锁停机安全保护装置用于当高压喷射装置的压力超过设定值时，控制整个设备停止运行。本发明所处理的布料优选为牛仔布布料。本发明还提供了采用上述布料表面处理设备进行布料表面处理的方法，其包括第一步，所述工作室的压力达到工作所需要的压力；第二步，控制布料到达待表面处理的位置；第三步，将液态二氧化碳变为超临界二氧化碳，并喷射在布料表面进行表面处理；第四步，通过回收装置回收使用过的超临界二氧化碳并将其变为液态二氧化碳。进一步，所述第一步的压力优选为保持在SMPa以上，更进一步优选为保持在 8MPa。进一步，所述第三步中，通过PLC控制器控制电磁阀打开，液态二氧化碳经过二氧化碳高压柱塞泵加压到16MPa以上，进一步优选为16MPa，经进入到预热器中加热到50°C以上，进一步优选为50°C，使液态二氧化碳变为超临界二氧化碳，经喷射头喷出到布料表面， 布料在罗拉的作用下运动，使整个布料表面被处理。进一步，所述第四步中，使用过的超临界二氧化碳通过超临界二氧化碳回收孔进入二氧化碳回收室，经过减压阀减压并经过冷凝室降温，使超临界二氧化碳变为液态二氧化碳，并经过回流泵回流到二氧化碳贮罐中。优选的，本发明利用超临界二氧化碳作为介质，在高压的工作室中对布料表面，尤其是牛仔布表面进行处理，所采用的布料表面处理设备中的工作室的压力保持在8MPa，采用高压喷射装置，将超临界二氧化碳从直径为0. 081 0. 150mm的喷射孔喷射出来，压力为 8MPa，生产速度的调节范围则在3m/min至MOm/min之间。本发明的整个设备以计算机为控制核心，通过PLC控制器控制电磁阀门、增压泵、 预热器、回流泵、变频器、罗拉电机的运行来控制整个设备的工作，通过工作指示灯指示系统的工作状态，同时设有报警灯和报警蜂鸣器，当设备运行不正常时，发出报警。工作室通过增压泵将压力达到工作所需压力，将需要处理的牛仔布放到初始位置，牛仔布的运动依靠罗拉带动，前罗拉和后罗拉的线速度比优选为1.00-1. 08，进一步优选为1.04，二氧化碳在工作前以液态的形式存储在二氧化碳贮罐中，液态二氧化碳首先经过二氧化碳高压柱塞泵加压使其压力达到超临界二氧化碳所需的压力，然后经过预热器预热，使二氧化碳的温度达到超临界二氧化碳所需的温度，此时液态二氧化碳变为超临界二氧化碳，所谓的超临界二氧化碳状态是指临界点压力7. 39MPa、临界点温度31. 9°C下的二氧化碳的工作状态。 超临界状态下的二氧化碳经过第一连接管道到达喷射头，经喷射头上的极细的喷射孔喷出，形成射流，作用在牛仔布上，在牛仔布表面形成特殊的效果，喷出的超临界二氧化碳因为既具有液体的性质，同时也具有流体的性质，所以具有很好的扩散性，在喷射孔的下方设有超临界二氧化碳回收孔，经喷射后的超临界二氧化碳一部分穿过牛仔布直接进入超临界二氧化碳回收孔中，另一部分粘附在牛仔布、细金属丝网和粗金属丝网上，粘附的超临界二氧化碳依靠超临界二氧化碳回收室和工作室之间的压力差形成的强气流，将其从超临界二氧化碳回收孔吸入到超临界二氧化碳回收室中，超临界二氧化碳回收室中的超临界二氧化碳经过减压阀减压后，使其压力降低到超临界二氧化碳所需压力以下，降压后的二氧化碳进入冷凝器进行冷凝处理，使其温度降低到超临界二氧化碳温度以下并且使超临界二氧化碳还原为液态二氧化碳，液态二氧化碳经过进化处理后，在回流泵的作用下，由第二连接管道回流到二氧化贮罐中。由于超临界二氧化碳回收室的压力低于工作室的压力，在工作过程中，工作室的压力会随着超临界二氧化碳的回收而降低，为了维持工作室的压力在工作过程中保持恒定，设置了压力补偿单元，通过压力仪表检测工作室的压力变化，将检测的信号反馈给PLC，通过PLC控制增压泵补偿工作室损失的压力。当检测到设备出现异常时，通过报警灯和报警蜂鸣器发出报警信号。本发明还提供了上述布料表面处理设备在布料表面处理构成中的应用。本发明还提供了上述布料表面处理设备在纺织工业中的应用。以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。如图1所示，本发明的布料表面处理方法的工艺流程为液态的二氧化碳，经过增压和与热处理，使压力和温度超过二氧化碳超临界状态点的压力和温度，使液态二氧化碳转变为超临界二氧化碳，高压超临界二氧化碳经由喷射头喷出，作用在牛仔布上，完成牛仔布的表面处理，完成喷射后的超临界二氧化碳，经过回收装置回收，经过冷凝和净化处理， 回流到二氧化碳贮罐中，进行循环利用。如图2所示，一种布料表面处理设备，其包括工作室8、高压喷射装置、传动装置、 回收装置、仪表控制装置和压力补偿装置；所述高压喷射装置包括二氧化碳贮罐1、二氧化碳高压柱塞泵4、预热器6、预热器温度计27、二氧化碳贮罐压力仪表(第一压力仪表)2、第二压力仪表、第一连接管道、电磁阀门3、超压连锁停机安全保护装置5和喷射头11 ；所述二氧化碳高压柱塞泵4 一端通过第一连接管道与所述二氧化碳贮罐1连接，另一端与所述预热器6的一端通过第一连接管道连接，所述预热器6的另一端通过第一连接管道与所述喷射头11连接；在所述二氧化碳高压柱塞泵4和所述二氧化碳贮罐1之间设有电磁阀门3 ； 在所述二氧化碳贮罐1上安装有二氧化碳贮罐压力仪表(第一压力仪表)2，在所述二氧化碳高压柱塞泵4上安装有第二压力仪表，在所述预热器6上安装有预热器温度计27和预热器压力仪表7 ；在所述二氧化碳高压柱塞泵4连接所述预热器6的出口处安装有超压连锁停机安全保护装置5;所述传动装置包括滚筒、前罗拉12、后罗拉M、前罗拉电机四、前罗拉减速器30、后罗拉电机31和后罗拉减速器32 ；所述前罗拉12和后罗拉M分别设置在所述滚筒的两边；所述滚筒包括滚筒内胆15、金属丝网13、滚筒套筒14和塑料密封件17，金属丝网13包括细金属丝网和粗金属丝网，滚筒内胆15在滚筒的最内层，在所述滚筒内胆15 与所述高压喷射装置的喷射头11对应的位置上开有与喷射头喷射范围相同的超临界二氧化碳回收孔16，密封件17安装在滚筒内胆超临界二氧化碳回收孔的两侧，滚筒套筒套14在滚筒内胆15外与塑料密封件17顶部紧密接触，粗金属丝网包覆在滚筒套14筒外侧，细金属丝网包覆在粗金属丝网外侧；所述回收装置包括超临界二氧化碳回收室18、回流泵23、 冷凝器21、减压阀20、第二连接管道沈、超临界二氧化碳回收室压力仪表19和净化器；所述冷凝器21与所述二氧化碳回收室18通过第二连接管道沈连接，在所述冷凝器21和所述超临界二氧化碳回收室18之间设置有减压阀20，所述压力仪表19设置在所述超临界二氧化碳回收室18上，在所述冷凝器21上设置有冷凝器温度计22，所述回流泵23与所述冷凝器21通过第二连接管道沈连接；所述压力补偿装置包括增压泵、第三连接管道和压力仪表；所述压力补偿装置的增压泵25通过第三连接管道连接在所述工作室的外部；所述仪表控制装置包括控制指示装置、操作台、PLC控制器和计算机；所述控制指示部件包括控制按钮、工作指示灯、报警灯、报警蜂鸣器，控制指示装置安装在操作台上，在所述工作室8中设置有工作室加热器观，用于改变所述工作室的温度。所述工作室8长度为2. 5m，宽度为2m，高度为1. 9m，在所述工作室的前面设有用于更换布料的进出口。所述工作室压力表10的型号为无锡市特种压力表有限公司生产的 Y-100ZB型压力表，测量精度为士 1.6%，测量范围为0 lOMPa。所述二氧化碳贮罐1为由内外容器组成的双层容器，采用卧式结构，材料为 16MnDR，尺寸为Φ 2000X22，容积为15m3，筒体高度为4030mm，设计压力为2. 4MPa，最高工作压力为2. 2MPa，设计温度为_40°C，操作温度为_30°C，二氧化碳贮罐带有安全阀，所述安全阀的起跳压力为2. 3MPa，充满率为80%。所述二氧化碳高压柱塞泵4的柱塞直径为43mm，工作压力为16MPa，型号为无锡市锦浩泵业生产的3WP40三柱塞高压泵。所述预热器6为盘管式的电加热器，功率为6KW。所述电磁阀门3为宁波东钱湖旅游度假区顺控电磁阀有限公司生产的 SK223232-G型电磁阀，工作压力为0. 05 20MPa。所述喷射头包括三部分，分别为喷射头主体、过滤网和喷射板，在喷射板上设有喷射孔，喷射板为一长方形金属薄片，厚度为1. 5mm，宽度为25mm。喷射板上的喷射孔优选为双排排列，喷射孔优选采用圆柱形结构，喷射孔的出口直径为0. Imm,喷射孔密度为30孔/ cm。整个喷射头采用的材质优选为高级不锈钢。所述超临界二氧化碳回收室压力表19为无锡市特种压力仪表有限公司生产的 Y-100ZB型压力表，测量精度为士 1.6%，测量范围为0 16MPa。所述减压阀20采用上海减压阀门厂生产的YQTS-711双极二氧化碳减压阀，最大输入压力为15MPa。所述变频器为三菱E540型变频器，功率为0. 75KW，所述回流泵23的功率为220W。 所述冷凝器21内部为盘管型结构，盘管内介质为冷剂乙二醇。
所述前罗拉电机四和后罗拉电机31采用YVP-H80M2型电机，功率为750W。在工作前，通过增压泵25将工作室8中的气压升高到8MPa，通过工作室加热器28 将工作室8的温度提升到40°C，液态二氧化碳贮存在二氧化碳贮罐1中，通过二氧化碳贮罐压力表2用于显示二氧化碳贮罐1的压力，开始工作时，通过PLC控制电磁阀门3打开， 液态二氧化碳经过二氧化碳高压柱塞泵4，加压到16MPa，在二氧化碳高压柱塞泵4后设有超压连锁停机安全保护装置5，当压力超过设定值时，控制整个系统停止运行，液态二氧化碳通过第一连接管道进入到预热器6进行预热，将液态二氧化碳的温度提升到50°C，预热器压力仪表7用于显示预热器6的压力，预热器温度计27用于显示预热器6的温度，经过预热器6预热的液态二氧化碳转变为超临界二氧化碳，经由喷射头11喷出，牛仔布通过前罗拉12和后罗拉M带动，喷射头11位于滚筒上方，金属丝网13起到支撑作用，滚筒套筒 14与滚筒内胆15之间设有密封件17，密封件17固定在滚筒内胆15上，与滚筒套筒14紧密接触，经由喷射头11喷出的超临界二氧化碳作用在牛仔布后，通过超临界二氧化碳回收孔16进入超临界二氧化碳回收室18，超临界二氧化碳回收室压力表19用于显示超临界二氧化碳回收室18的压力，回收的超临界二氧化碳经过减压阀20减压后进入冷凝室21，通过减压后的超临界二氧化碳的压力约为2MPa，冷凝室温度计22用于显示冷凝室21的温度，在冷凝室21中超临界二氧化碳的温度降低到20°C左右，通过回流泵23，回流到二氧化碳贮罐 1中。所有上述的首要实施这一知识产权，并没有设定限制其他形式的实施这种新产品和/或新方法。本领域技术人员将利用这一重要信息，上述内容修改，以实现类似的执行情况。但是，所有修改或改造基于本发明新产品属于保留的权利。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。
权利要求
1.一种布料表面处理设备，其特征在于，包括工作室、高压喷射装置、传动装置、回收装置、仪表控制装置和压力补偿装置；所述工作室用于在其中进行布料表面处理； 所述高压喷射设备用于提供超临界二氧化碳； 所述传动装置用于传输带处理的布料； 所述回收装置用于回收使用过的超临界二氧化碳； 所述压力补偿装置用于调整工作室内的压力； 所述高压喷射装置和所述传动装置均位于所述工作室内；仪表控制装置用于控制高压喷射装置、传动装置、回收装置和压力补偿装置的运行，实现布料表面的处理过程。
2.如权利要求1所述的布料表面处理设备，其特征在于所述高压喷射装置包括二氧化碳贮罐、二氧化碳高压柱塞泵、预热器、预热器温度计、预热器压力仪表、二氧化碳贮罐压力仪表、第二压力仪表、第一连接管道、电磁阀门、超压连锁停机安全保护装置和喷射头；所述二氧化碳贮罐用于存储液态形式的二氧化碳；所述二氧化碳高压柱塞泵用于对液态二氧化碳施加压力达到超临界二氧化碳所需要的压力；所述预热器用于对压力达到超临界二氧化碳所需压力的液态形式的二氧化碳进行加热，使液态二氧化碳的温度达到超临界二氧化碳所需要的温度； 所述预热器温度计用于检测预热器的加热温度；所述二氧化碳贮罐压力仪表(第一压力仪表)用于检测二氧化碳贮罐中的压力； 所述第二压力仪表用于检测二氧化碳高压柱塞泵的压力； 所述预热器压力仪表用于检测预热器内的压力；所述第一连接管道用于连接二氧化碳贮罐和二氧化碳高压柱塞泵、二氧化碳高压柱塞泵和预热器、预热器和喷射头。
3.如权利要求1或2所述的布料表面处理设备，其特征在于所述二氧化碳高压柱塞泵一端通过第一连接管道与所述二氧化碳贮罐连接，另一端与所述预热器的一端通过第一连接管道连接，所述预热器的另一端通过第一连接管道与所述喷射头连接；在所述二氧化碳高压柱塞泵和所述二氧化碳贮罐之间设有电磁阀门。
4.如权利要求1至3所述的布料表面处理设备，其特征在于所述传动装置包括滚筒、 罗拉、电机、变频器和减速器。
5.如权利要求4所述的布料表面处理设备，其特征在于所述滚筒包括滚筒内胆、金属丝网、滚筒套筒和塑料密封件，金属丝网包括细金属丝网和粗金属丝网，滚筒内胆在滚筒的最内层，在所述滚筒内胆与所述高压喷射装置的喷射头对应的位置上开有与喷射头喷射范围相同的超临界二氧化碳回收孔，塑料密封件安装在滚筒内胆超临界二氧化碳回收孔的两侧，滚筒套筒套在滚筒内胆外与塑料密封件顶部紧密接触，粗金属丝网包覆在滚筒套筒外侧，细金属丝网包覆在粗金属丝网外侧。
6.如权利要求1至5所述的布料表面处理设备，其特征在于所述回收装置包括超临界二氧化碳回收室、回流泵、冷凝器、减压阀、第二连接管道、超临界二氧化碳回收室压力仪表和净化器。
7.如权利要求1或6所述的布料表面处理设备，其特征在于所述压力补偿装置包括增压泵、第三连接管道和压力仪表。
8.如权利要求1至7所述的布料表面处理设备，其特征在于所述仪表控制装置包括控制指示部件、操作台、PLC控制器和计算机。
9.一种采用权利要求1至8任一项所述的布料表面处理设备进行布料表面处理的方法，其特征在于，包括第一步，所述工作室的压力达到工作所需要的压力；第二步，控制布料到达待表面处理的位置；第三步，将液态二氧化碳变为超临界二氧化碳，并喷射在布料表面进行表面处理；第四步，通过回收装置回收使用过的超临界二氧化碳并将其变为液态二氧化碳。
10.如权利要求9所述的布料表面处理的方法，其特征在于所述第三步中，通过PLC 控制器控制电磁阀打开，液态二氧化碳经过二氧化碳高压柱塞泵加压到16MPa以上，进一步优选为16MPa，经进入到预热器中加热到50°C以上，进一步优选为50°C，使液态二氧化碳变为超临界二氧化碳，经喷射头喷出到布料表面，布料在罗拉的作用下运动，使整个布料表面被处理。
全文摘要
本发明提供了一种布料表面处理设备，其特征在于，包括工作室、高压喷射装置、传动装置、回收装置、仪表控制装置和压力补偿装置；所述工作室用于在其中进行布料表面处理；所述高压喷射设备用于提供超临界二氧化碳；所述传动装置用于传输带处理的布料；所述回收装置用于回收使用过的超临界二氧化碳；所述压力补偿装置用于调整工作室内的压力；仪表控制装置用于高压喷射装置、传动装置、回收装置和压力补偿装置的运行，实现布料表面的处理过程。采用本发明的布料表面处理装置从源头上杜绝了废水的产生，减少了对水资源的浪费，经过处理后的布料表面，尤其是牛仔布表面，具有毛绒效果，并且有柔软的手感，有利于丰富牛仔布的品种。
文档编号D06B23/02GK102493135SQ20111038331
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月14日 优先权日2011年11月14日
发明者刘立, 姜宜宽, 宋承鑫, 宋桂玲, 梁菊红, 谈大勇 申请人:淄博兰雁集团有限责任公司