一种移动式的超临界流体无水染整试验杯的制作方法

本发明涉及压力容器及纺织染整设备制造技术领域，尤其涉及一种移动式的超临界流体无水染整试验杯。

背景技术：

传统纺织品的印染加工生产，不但其工艺流程长，而且工序多，产品的质量往往受多种因素的综合影响，又特别是纺织品的颜色加工。因而，在纺织品的印染加工，通常需要经过打小样、放中样、试生产和生产等环节。而其中打小样等试验环节，是获得生产配方及工艺参数的基础和前提。因此，研发高效、可靠、适用的小样试验设备系统，对大生产具有非常重要的作用。

通常，纺织品的印染加工生产，其工序多、工艺流程长，产品质量往往受到多种复杂因素的综合影响，尤其在纺织品的颜色加工阶段。因而，纺织品的印染加工，通常需要经过打小样、放中样、试生产和生产等环节。其中，打小样是获得生产工艺基础配方的前提。因此，研发高效、可靠、适用的小样打样设备系统，对超临界流体无水染整技术的应用、推广和产业化都具有非常重要的作用。

近年来，由于生态环保及淡水资源短缺等原因，以超临界CO₂等流体为介质的无水染整技术，得到了行业的广泛关注和重视。以其代替传统水浴对纺织品进行染整加工，可从源头上彻底消除传统印染加工所带来的能耗高、环境污染严重等困扰。因而，研发超临界流体无水装备系统，对纺织印染行业的可持续化发展，以及生态环境保护等都具有重要的社会和现实意义。其中设计、开发发高效、可靠、适用的小样试验设备系统，对超临界流体无水染整技术的推广应用和产业化都具有非常突出的推动作用。

但从目前公开的文献报道和实际应用看，现有的超临界流体染整试样装置或其设备系统，通常只有一个固定式的染整试样加工单元，一个对应的加压系统，以及在染整试样单元下游配置一套分离回收系统，以实现对加工介质和残留染化料的分离回收。因而，这类试样系统一般一次只能对一个样品进行试样 加工，而且每次试样结束后还须对系统进行清洗，才能进行下一次打样试验，尤其在进行纺织品的颜色试样加工时，系统的彻底清洗就显得十分重要。然而，现有的多数试样装置系统或其加工单元，其清洗过程繁琐，且不易洗净。同时，这类染整试样系统配置的加压和分离回收系统，其闲置率高，不能得到有效充分利用。因而，目前这些现有超临界流体染整试样系统的效率低，远远不能满足实际生产对小样试样的大量需求，从而也大大影响并延缓了超临界流体无水染整技术的产业化推广和实际应用。

有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种移动式的超临界流体无水染整试验杯，使其更具有产业上的利用价值。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种有操作简便、试样效率高、可靠、便于清洗、经济实用、应用范围广的移动式的超临界流体无水染整试验杯。

本发明提出的一种移动式的超临界流体无水染整试验杯，包括高压试验杯筒体、高压试验杯密封盖、高压流体导流管、第一高压管道、第二高压管道、第一高压截止阀和第二高压截止阀，其特征在于：

所述高压试验杯筒体的内侧底部呈下凹的圆弧形，所述高压试验杯密封盖移动盖设在所述高压试验杯筒体的上端杯口处，所述高压试验杯密封盖上间隔设有介质进口和介质出口；

所述第一高压管道的一端连接在所述介质进口处并位于所述高压试验杯密封盖的上方，所述第一高压管道的另一端供外部气源或罐充系统连接，所述第一高压截止阀安装在所述第一高压管道上；

所述第二高压管道的一端连接在所述介质出口处并位于所述高压试验杯密封盖的上方，所述第二高压管道与所述高压试验杯筒体连通，所述第二高压管道的另一端供外部分离回收系统连接，所述第二高压截止阀安装在所述第二高压管道上；

所述高压流体导流管与所述第一高压管道连接并位于所述高压试验杯密封盖的下方，所述高压流体导流管竖直悬挂在所述高压试验杯筒体中；

还包括无线压力温度一体化传感器和安全阀，所述无线压力温度一体化传感器安装在所述第一高压管道或第二高压管道上，所述安全阀安装在所述第一高压管道或第二高压管道上。

进一步的，所述无线压力温度一体化传感器和安全阀均安装在所述第二高压管道上，所述第二高压管道上安装有四通接头，所述四通接头位于所述介质出口与所述第二高压截止阀之间，所述无线压力温度一体化传感器和安全阀分别安装在所述四通接头两个相对的接口处。

进一步的，所述无线压力温度一体化传感器和安全阀均安装在所述第一高压管道上，所述第一高压管道上安装有四通接头，所述四通接头位于所述介质进口与所述第一高压截止阀之间，所述无线压力温度一体化传感器和安全阀分别安装在所述四通接头两个相对的接口处。

进一步的，所述无线压力温度一体化传感器安装在所述第一高压管道上，所述安全阀安装在所述第二高压管道上，所述第一高压管道上安装有第一三通接头，所述第一三通接头位于所述介质进口与所述第一高压截止阀之间，所述无线压力温度一体化传感器安装在所述第一三通接头的中间接口处，所述第二高压管道上安装有第二三通接头，所述第二三通接头位于所介质出口与所述第二高压截止阀之间，所述安全阀安装在所述第二三通接头的中间接口处。

进一步的，所述无线压力温度一体化传感器安装在所述第二高压管道上，所述安全阀安装在所述第一高压管道上，所述第一高压管道上安装有第一三通接头，所述第一三通接头位于所述介质进口与所述第一高压截止阀之间，所述安全阀安装在所述第一三通接头的中间接口处，所述第二高压管道上安装有第二三通接头，所述第二三通接头位于所介质出口与所述第二高压截止阀之间，所述无线压力温度一体化传感器安装在所述第二三通接头的中间接口处。

进一步的，所述高压流体导流管的上端通过螺纹与高压试验杯密封盖上的第一高压管道连接，所述高压流体导流管的下端距离所述高压试验杯筒体底部的距离为0.1-5cm。

进一步的，所述介质进口和介质出口以所述高压试验杯密封盖的轴心线为中心对称设置。

借由上述方案，本发明至少具有以下优点：本发明既可将高压试验杯与超临界流体增压罐充和分离回收系统进行连接，实现加工介质的罐充和结束后介质的分离回收；同时也可与上述系统进行分离断开，从而将传统的超临界流体固定染整打样单元变为了一种可移动式的试验杯，实现了将多个试验杯分别或同时进行介质罐充，然后集中同时进行升温试验加工的目的。从而大大提高了高压超临界流体无水染整打样加工效率，以及其介质增压罐充和分离回收系统的利用效率，有效适应了纺织品无水染整实际生产对打样的大量需求。

更为重要的是，本发明将介质进口、出口及其对应截止阀，以及无线压力温度一体化传感器和安全阀集中设置在高压试验杯密封盖上同侧，有利于降低高压试验杯筒体的设计和加工难度，也更便于将其进行集中升温试样加工。而设置在高压试验杯密封盖上另一侧、悬于试验杯内的高压流体导流管，则可借助罐充介质的流速和压力，实现对杯底染料等化学品的搅拌助溶，而在清洗阶段也可有效实现对底部染料等化学品的吹扫或抽吸，提高清洗效率。同时，试验杯上设置的无线压力温度一体化传感器可将试验杯中介质压力、温度实时传输到外置接受系统，实现对试验杯中介质压力、温度的纪录和实时监控。试验杯上设置的安全阀可有效保证高压条件下试验杯的使用安全。从而克服了现有固定式超临界流体染整试样装置或其设备系统利用效率低、清洗繁琐、不能满足实际生产对打样需求等缺点。

因而，本发明技术可显著提高超临界流体无水染整生产的试样效率，并具有设备系统操作简便、试样效率高、可靠、便于清洗、经济实用、应用范围广等优点。对从源头上解决纺织印染行业污染物的产生和排放，实现纺织印染行业的生态、绿色化清洁生产，具有非常广阔的应用前景和重要的实际意义。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1为本发明实施例一中移动式的超临界流体无水染整试验杯的结构示意图；

图2为本发明实施例二中移动式的超临界流体无水染整试验杯的结构示意图；

图3为本发明实施例三中移动式的超临界流体无水染整试验杯的结构示意图；

图4为本发明实施例四中移动式的超临界流体无水染整试验杯的结构示意图；

其中：1-第一高压截止阀；2-无线压力温度一体化传感器；3-安全阀；4-高压试验杯密封盖；5-第二高压截止阀；6-高压试验杯筒体；7-高压流体导流管；8-第一高压管道；9-第二高压管道；10-介质进口；11-介质出口；12-四通接头；13-第一三通接头；14-第二三通接头。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例一：

如图1所示，一种移动式的超临界流体无水染整试验杯，包括高压试验杯筒体6、高压试验杯密封盖4、高压流体导流管7、第一高压管道8、第二高压管道9、第一高压截止阀1和第二高压截止阀5，所述高压试验杯筒体的内侧底部呈下凹的圆弧形，所述高压试验杯密封盖移动盖设在所述高压试验杯筒体的上端杯口处，所述高压试验杯密封盖上间隔设有介质进口10和介质出口11；

可移动的高压试验杯密封盖实现对杯内介质的高压密封。

所述第一高压管道的一端连接在所述介质进口处并位于所述高压试验杯密封盖的上方，所述第一高压管道的另一端供外部气源或罐充系统连接，所述第一高压截止阀安装在所述第一高压管道上；

第一高压截止阀可实现对试验杯的介质罐充，以及与气源或罐充系统的分离断开。

所述第二高压管道的一端连接在所述介质出口处并位于所述高压试验杯密封盖的上方，所述第二高压管道与所述高压试验杯筒体连通，所述第二高压管道的另一端供外部分离回收系统连接，所述第二高压截止阀安装在所述第二高 压管道上；

第二高压截止阀可实现对试验杯内的介质进行解压输出，以及与分离回收系统的分离断开。

所述高压流体导流管与所述第一高压管道连接并位于所述高压试验杯密封盖的下方，所述高压流体导流管竖直悬挂在所述高压试验杯筒体中；

还包括无线压力温度一体化传感器2和安全阀3，所述无线压力温度一体化传感器和安全阀均安装在所述第二高压管道上，所述第二高压管道上安装有四通接头12，所述四通接头位于所述介质出口与所述第二高压截止阀之间，所述无线压力温度一体化传感器和安全阀分别安装在所述四通接头两个相对的接口处。

无线压力温度一体化传感器可实现对试验杯内介质气压的远程传输，安全阀则可实现当杯内压力超过安全压力时进行紧急泄压。

所述高压流体导流管的上端通过螺纹与高压试验杯密封盖上的第一高压管道连接，所述高压流体导流管的下端距离所述高压试验杯筒体底部的距离为0.1-5cm。

所述介质进口和介质出口以所述高压试验杯密封盖的轴心线为中心对称设置。

在对试验杯进行介质罐充时可实现对杯底染料等化学品的搅拌助溶，在试验杯清洗阶段也可有效实现对底部染料等化学品的吹扫，提高清洗效率。

当然无线压力温度一体化传感器和安全阀的安装位置并不局限于实施例一中所述，还可安装在其它位置，以下实施例给出了无线压力温度一体化传感器和安全阀的其它安装位置。

实施例二：

如图2所示，所述无线压力温度一体化传感器和安全阀均安装在所述第一高压管道上，所述第一高压管道上安装有四通接头12，所述四通接头位于所述介质进口与所述第一高压截止阀之间，所述无线压力温度一体化传感器和安全阀分别安装在所述四通接头两个相对的接口处。

实施例三：

如图3所示，所述无线压力温度一体化传感器安装在所述第一高压管道上，所述安全阀安装在所述第二高压管道上，所述第一高压管道上安装有第一三通接头13，所述第一三通接头位于所述介质进口与所述第一高压截止阀之间，所述无线压力温度一体化传感器安装在所述第一三通接头的中间接口处，所述第二高压管道上安装有第二三通接头14，所述第二三通接头位于所介质出口与所述第二高压截止阀之间，所述安全阀安装在所述第二三通接头的中间接口处。

实施例四：

如图4所示，所述无线压力温度一体化传感器安装在所述第二高压管道上，所述安全阀安装在所述第一高压管道上，所述第一高压管道上安装有第一三通接头13，所述第一三通接头位于所述介质进口与所述第一高压截止阀之间，所述安全阀安装在所述第一三通接头的中间接口处，所述第二高压管道上安装有第二三通接头14，所述第二三通接头位于所介质出口与所述第二高压截止阀之间，所述无线压力温度一体化传感器安装在所述第二三通接头的中间接口处。

本发明的一种移动式的超临界流体无水染整试验杯工作时，首先将需进行超临界流体无水染整试样处理的定量纺织制品和定量染化料，置于高压试验杯筒体6内。用高压试验杯密封盖4密封高压试验杯筒体，并对其他部件进行相应连接或组装。然后关闭第二高压截止阀5，将与第一高压截止阀1连接的第一高压管道与加工介质气源或介质罐充系统连通，并开启第一高压截止阀1对试验杯系统进行定量介质罐充。罐充完成后关闭第一高压截止阀1，并将试验杯系统与罐充系统进行分离。重复上述操作，将需打样处理的系列试验杯进行介质罐充。然后将准备好的待升温打样的试验杯集中置于加热系统或其他升温浴中，并按照预定升温程序和打样条件进行集中打样处理。

打样结束后，可分别或同时将各试验杯通过第二高压截止阀5外侧端的第二高压管道接入专用的分离回收系统，对染色介质进行分离回收。同时，根据实际打样需求，试验杯也可通过第一高压截止阀1连接的第一高压管道与加工介质气源或介质罐充系统连通，以利用干净流体介质和杯内高压流体导流管7对试验杯内打样品上的浮色或其他残留染化料，以及杯内残留的染化料进行吹扫、清洗。清洗的介质及残留染化料通过高压试验杯密封盖4上介质出口11再 经上述分离回收系统进行处理。此外，必要时也可将第一高压截止阀1连接的第一高压管道与专用的分离回收系统连接，将第二高压截止阀5外侧端的第二高压管道与加工介质气源或介质罐充系统连通，从而利用杯内高压流体导流管7和干净流体介质对试验杯内打样品上的浮色或其他残留染化料，以及杯内残留的染化料进行抽吸、清洗，提供某些试样的清洗效率。

通常情况下，分离回收或/和清洗结束后，首先使各试验杯上设置的第一高压截止阀1处于关闭状态，然后利用分离回收系统配置的气体泵对各试验杯内介质进行充分回收和降压。当无线压力温度一体化传感器2显示的压力等于或小于大气压时，分离回收系统的气体泵停止工作。然后将与试验杯连接的专用加工介质气源或介质罐充系统，以及分离回收系统分别断开分离。最后打开高压试验杯密封盖4，取出打样样品，完成无水染整的打样试验。重复上述操作，可继续实现下一轮的超临界流体无水染整的试样打样。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。