染色装置的制作方法

本发明涉及染色装置，特别是用于纺织样品的染色装置，该染色装置尤其是可以用于旨在测试和/或控制染浴对纺织材料的作用的称为“实验室”的操作领域。

为了执行该程序，过去使用的染色机包括可取出的独立染杯(pot)，允许手动制备染浴，并在将该染浴和待染色样品插入所述染杯中之后将这些染杯重新定位在容纳有加热介质的染槽中，使该加热介质达到染色程序所需的期望温度。然后使封闭的染杯经历移动，以允许样品的有效染色。

de513285c和us2002/144524a1公开了用于测试染浴对纺织材料的作用的染色装置。手动取出染杯、补充样品、制备连续染料的操作使操作者与加热介质接触，并最终使该加热介质散发(exhalation)到机器外部以及工作环境中。

由于对这种热介质的使用引入了限制性规定，因此这种实验室机器的制造商开始使用不产生类似问题的红外辐射加热装置。然而，在这些机器中也出现各个染杯之间的温度性能不一致的测试。

工业实践已经表明，使用热载流体的染色系统相反比基于使用辐射加热装置的系统保证了均匀的热染色并得到更好的结果，这是由于在整个染色过程中所有染杯与该热载流体直接接触。

因此，本发明的主要目的是提出一种染色系统，该染色系统允许克服所述缺点，并且同时定性地优化染色工艺的步骤，也提供了使整个工艺自动化的可能性。

因此，提出了一种根据权利要求1所述的染色装置，该染色装置基本上设置有罐，所述罐具有能打开和能关闭的盖，所述罐适于容纳染色液体和纺织样品，所述罐与主体成一体，所述主体限定热流体容纳于其中的封闭容积，使得罐总是浸在该流体中，所述主体能够移动，例如以转动运动的方式移动，用于搅动染浴。本发明的其他特征是从属权利要求的主题。

本发明提供的优点是可以在所有的染色杯上提供均匀的工作温度，染色杯恒定地浸在热载流体中，还能够提供诸如导热油之类的流体或具有低热惯性的流体的使用，但是在任何情况下都避免该流体与操作者的接触以及该流体的蒸汽的可能散发以及对工作环境造成污染。也可以通过仅染色杯浸入其中的流体的一个点进行直接监视来监视工艺温度。此外，可以利用可编程系统来加热和冷却热载流体。此外，在染色过程中，可以以可变且受控的摇动速率来摇动染浴和纺织样品。另外，可以将染色装置与用于制备和投加染浴的自动化装置、与用于通过使用可移除的样品保持筐来装载/卸载纺织样品的自动化装置以及与用于将染浴和洗涤浴从每个染色杯中卸载的自动化装置和与用于根据编程的染色配方向染色杯供水的自动化装置相关联。而且，根据本发明的染色装置从结构角度来看相对简单，并且相对于其提供的优点来说也不昂贵。

本领域技术人员基于以下描述和附图将会最好地理解本发明的这些和其他优点和特征，附图是通过示例提供的，而不应被视为限制意义，其中：

图1是设置有四个根据本发明的染色装置的设备的示意性平面图；

图2至图8示意性地表示了关于将样品保持筐定位到根据本发明的染色装置的染色杯中的顺序；

图9a和图9b是图2至图8所示机器的两个立体图；

图10和图1a是图2至图9所示的机器的两个立体图，其中特别示出了用于锁定和解锁染色杯的盖的机构的一些细节；

图12是图2至图11所示机器的立体图，其中染色杯的盖处于升高位置；

图13至图15特别示出了用于打开和关闭染色杯的盖的装置；

图16a至图16e示意性地示出了处于搅动阶段的前述附图的设备；

图17a和图17b是前述附图中所示的设备在两种不同操作配置下的两个示意性纵剖视图。

图18类似于图17a，但示出了热载流体。

图1示出了在ep1174535中详细描述的用于自动化制备和投加染料的设备(a)。这种设备旨在用于在纺织工业的所谓“实验室”中生产染浴，以测试染料在待染色材料上的作用，然后在工业生产中使用这些染料。该设备特别包括平台(1)和运载架(2)，在平台上在预定位置(p)处可以放置用于固体、液体或粉末状化学品的若干容器。运载架可以根据给定的工作程序在平台(1)上移动，并且支撑具有用于拾取和操纵容器的夹具(5)的机器人装置。平台(1)设置有侧引导件(3)，支撑运载架(2)的横向构件(4)在侧引导件上移动。如箭头“f”和“g”示意性地示出的，运载架(2)在横向构件(4)上以及横向构件在引导件(3)上的组合和编程化的移动确定了运载架(2)与上述任何一位置(p)相对应的定位。夹具(5)从平台(1)竖直移开以及朝向平台(1)竖直移动。所引用的文献中描述了用于制备染浴的工艺。

根据图1所示的实例，在平台(1)的延伸部上放置有四个根据本发明的染色装置(t)，以利用设备(a)的容量来自动地(即，根据编程的染色配方)制备染浴，并且由于侧引导件(3)的适当伸长，还利用由运载架(2)提供的可能性来使夹具(5)也在平台(1)的延伸部上移动。

然而，应当理解，每个根据本发明的染色装置(t)都可以位于不同于设备(a)的位置，尽管放弃了将染色装置(t)与生产由该装置(t)使用的染浴的设备(a)相组合的优点以及利用机器人夹具(5)的优点。

还应当理解，根据本发明的染色装置(t)可以与用于制备染浴的任何其他类型的设备相关联。

而且，在根据本发明的染色装置(t)中，可以通过手动操作代替自动操作来装载和卸载纺织样品和染浴。

简化至其基本结构并参考附图，根据本发明的染色装置(t)包括：

-固定的箱形结构(6)；

-箱形主体(7)，该箱形主体适于界定在顶部、底部和侧面封闭的容积(v7)，能够向上打开的染色室(8)整体地插入于所述容积中，并且预定量的热载流体(ft)可以供应于该主体(7)中：每个所述室是限定染色杯(8)的罐，染色杯设置有用于封闭/打开该染色杯的上侧的相应的盖(9)，并且适于容纳可移除的样品保持筐(10)；

-移动装置(mm)，该移动装置适于使所述主体(7)围绕水平轴线(x-x)交替地顺时针和逆时针转动，以实现插入每个筐(10)中的纺织样品以及相应染色杯(8)中的染浴的摇动(shaking，晃动)；

-用于将筐(10)从停放或等待位置(p10)运送到任何一个所述染色杯(8)的自动装置。

在图1的配置中，筐(10)的停放位置(p10)设置在平台(1)的也定位有染色装置(t)的延伸部上。在这种配置中，用于移动筐(10)的装置由与运载架(2)相关联的夹具装置(5)构成。

染色杯(8)的上部突出到主体(7)的上侧之外，因此有利于盖(9)的移动。

在实践中，染色杯(8)是容纳热载流体(ft)的主体(7)的一体部分，即，染色杯(8)的外壁有助于与主体(7)的壁协作地限定和界定所述容积(v7)。

所述移动装置(mm)包括电动机(11)，该电动机固定在固定结构(6)的竖直壁(61)上并且其输出轴(12)通过皮带和滑轮传动装置(13、14、15)与从主体(7)的侧面突出并穿过设置在固定结构(6)的相应侧边中的相应孔的轴(70)连接。在图2中，轴(70)的轴线是轴线(x-x)。所述传动装置(13、14、15)位于结构(6)的外部。电动机(11)使主体(7)围绕轴线(x-x)交替地顺时针和逆时针转动。以这种方式，可以对定位在主体(7)的相应杯(8)中的每个筐(10)中容纳的染浴和材料进行搅动。图16a至16e示出了在从初始位置(图16a)开始的所述转动期间主体(7)的不同位置，在初始位置中，主体(7)被定位成使得染色杯(8)竖直定向。与运载架(2)相关联的夹具(5)设置有能展开的附件或“夹爪(finger，指状物)”(22)，其可以插入筐(10)的上侧，并且如上所述，可以竖直移动至平台(1)以及从平台(1)竖直移开。为此，夹具(5)连接于具有被限制在运载架(2)上的竖直轴(23)的致动器。

每个染色装置(t)包括用于打开、关闭和锁定盖(9)的装置。

在所提出的实例中，在每个盖(9)的顶部上设置有彼此延伸的两个臂(90、91)。臂(90)相对于盖(9)沿着后方扩展，而另一个臂(91)相对于该盖沿着前方扩展。后臂(90)衔接在水平轴(92)上，该水平轴在主体(7)的壁的外部并平行于该壁地定位在固定结构(6)内部。在所述轴(92)上施加有与链轮(94)啮合的扇形齿轮(93)。链轮配备有适于与相应的电动机(96)的输出轴接合的中心动力输出件(95)，而该电动机安装在通过致动器(98)平行于固定结构(6)的壁(61)移动的滑动件(97)上，在固定结构的该壁上在相对侧还固定有搅动装置(mm)的电动机(11)。滑动件(97)、致动器(98)和电动机(96)位于固定结构(6)的外部，并且电动机(96)的轴可与链轮(94)的穿过设置在结构(6)的侧壁(62)上的孔(99)的pto(95)接合。链轮(94)位于放置在底部并平行于轴(92)的轴的端部上，该轴在相对侧上具有与由(92)承载的第二扇形齿轮(930)啮合的第二链轮(940)。第二扇形齿轮(930)和第二链轮(940)在图18中示出。在图13中，双箭头“f9”表示滑动件(97)和电动机(96)的移动。另外，在图13中，电动机(96)的轴未接合，而在图14和图15中，该轴插入动力输出件(95)中，即，该轴处于接合位置。在图14中，扇形齿轮(93)的角位置对应于盖(9)的关闭位置，而在图15中扇形齿轮(93)处于盖(9)的打开位置中。在实践中，当工作程序规定要打开或关闭盖(9)时，致动器(98)确定电动机(96)的运动(f9)，以使该电动机的轴接合在链轮(94)的动力输出件(95)中。

盖(9)的前臂(91)可以通过水平闩锁(100)锁定于主体(7)，该水平闩锁通常由于一系列弹簧(101)所施加的作用而关闭。固定在固定结构(6)的所述侧壁(62)上的具有水平轴线的致动器(102)旨在作用于所述闩锁(100)上。当盖(9)必须解锁时，致动器(102)克服弹簧(101)的阻力而推动闩锁(100)，这释放盖(9)的前臂(91)，以这种方式允许操作电动机(96)。当臂(91)自由时，如前所述，盖(9)可以由电动机(96)转动，以便使该盖处于染色杯(8)的关闭或打开位置。在图10中，闩锁(100)已经将盖(9)释放并且弹簧(101)在致动器(102)的作用下被压缩。在图11中，闩锁(100)将盖(9)锁定，弹簧(101)伸长并且致动器(102)不作用。在图12中，盖(9)处于升高或打开位置。

在固定结构(6)的下方放置有排出歧管(63)，该排出歧管设置有上部管状入口(64)并能够与存在于每个染色杯(8)下面的相应的排放阀(80)相互作用。本身已知的阀(80)通常是关闭的，并且当排出歧管的管状入口(64)插入染色杯(8)的排出口时，阀(80)打开。排出歧管(63)连接于具有两个竖直致动器(65)的相应移动组，所述两个竖直致动器允许沿着结构本身外部的两个竖直引导件(66)将该排出歧管从结构(6)移开以及移动到结构(6)。该结构在相应的底部(67)上具有供歧管(63)的管状入口(64)穿过的孔，只有当主体(7)在染色杯处于竖直位置中的情况下静止时，即，当染色杯(8)处于允许移除筐(10)的位置时，才将歧管(63)升高。在图17b中，当工作循环完成时，歧管(63)升高，并且相应的管状入口(64)插入染色杯(8)的排出口中，以允许排出染浴。

在主体(7)中布置有用于调节热流体(ft)的温度的装置，该装置具有可用于流体的加热的一个或多个电阻(r7)和冷却水在其中循环的一个或多个盘管(c7)。图17a中的附图标记“s7”表示pt100型控制探针。

图2至图8示出了可能的操作循环：

-预先通过使用设备(a)，形成用于要使用的每个染色杯(8)的染浴；

-运载架(2)与其位置已知在停放区(p10)上的筐(10)对应地运载夹具(5)，并且使夹具(5)下降并将其“夹爪”(22)引入到所选的筐(10)中；

-随后，将夹具(5)的“夹爪”(22)展开，从而从内侧接合所选的筐(10)的上部，并且将夹具(5)升高，从而确定将该筐(10)升高；

-然后，运载架(2)将筐(10)运载到所选的染色装置(t)的染色杯(8)中；

-当在所选的染色装置(t)中已经接收到如上所的述其中容纳有纺织样品的筐(10)时，将染色装置(t)的盖(9)关闭并锁定；

-此时，热载流体(ft)的加热阶段开始，并且将用于移动主体(7)的装置(mm)启用预定时间；

-根据所选择的工作程序，恒定地或以预定的时间间隔控制热载流体(ft)的温度；

-在所述预定时间之后，中断主体(7)的移动并将主体(7)定位成使得盖(9)朝上；

-然后，将染浴从染色杯(8)中排出，并将盖(9)解锁并打开；

-随后，运载架(2)与每个筐(10)相对应地运载夹具(5)，以将这些筐从染色杯(8)中取出，并将这些筐重新定位在停放区(p10)的相应起点处或重新定位在其他预定点处。

容纳热载流体(ft)的密封主体(7)的使用以及染色杯(8)与密封主体(7)成一体(即不可移动)的事实避免了对工作环境的任何可能的污染。因此，所选择的热流体可以是任何类型的。另外，如上所披露的，可以将染色装置与用于制备染浴的自动设备进行组合，具有增加染色循环的自动化水平的进一步优点。

在实践中，所有的构造细节都可以以与所描述和示出的各个元件有关的任何等同方式进行改变，从而不脱离所要求保护的方案的范围，从而保持在本专利授予的保护范围内。