一种全模式染色机的换向机构及控制方法与流程

本发明涉及染整机械技术领域，具体涉及一种全模式染色机的换向机构及控制方法。

背景技术：

纺织工业是我国国民经济的重要产业，长期以来，纺织工业为国民经济的发展、解决人民穿衣、出口创汇等方面作出了重大贡献，而作为连接桥梁的染整行业无疑在这个行业中有着重要的地位。染整行业是纺织品深加工、精加工和提附加值的关键，是纺织纤维、原纱、胚布加工成进入消费品市场的最终产品之间的纽带，起着推动产品共同发展的重要作用。

传统染色设备不但对染色对象具有种种限制，而且浴比大、耗电量大、用染化料助剂多、工艺时间长等致命缺点。针对传统染色设备工艺落后、耗能大、耗水大、废液排放大等致命缺点，有必要开发一种新型染色工业设备，克服上述提到的各种缺点。

超低浴比高温高压全模式纱线染色机，可实现一机全模式染色（超低浴比单向循环染色模式、低浴比双向循环染色模式），实现全球领先的超宽的适用纱线范围，轻松覆盖长纤、短纤、人造丝、粘胶、高弹性、高密度等高难度纱线品种。不但能有效替换目前染整行业内的中浴比的纱线染色机等主流设备，还可以替代一些必须使用传统大浴比染色设备才能保证物理指标及染色质量如还原染色的设备。本设备结构紧凑、操作简单，大大地减少了设备的占地面积及减轻生产员工的劳动强度，该设备具有浴比低、节水节电、减少排放，自动化程度高，染色工艺效率高、质量好，稳定性高，运行安全可靠等特点。节能减排效果显著，实现节能降耗，环保低碳，在染整装备行业将起到示范和带动作用，引领行业发展方向。

技术实现要素：

为了进一步实现一台染色设备实现多种染色工艺的目的，并且实现节能、节水、减排的目的，提出了一种用于全模式染色机的换向机构及其控制方法。

本发明提供一种全模式染色机的换向机构，其至少通过如下技术方案之一实现。

一种全模式染色机的换向机构，其包括换向阀芯、气动执行器、位置传感器、分流腔壳、分水板、气动三通球阀、外腔进水管、排水管、内腔进水管、外流腔和内流腔；

所述的换向阀芯包括主轴、外泵体、u型槽、上盖板、后封板和前封板；u型槽的顶端与上盖板内壁连接，u型槽、后封板、前封板和上盖板形成了一个具有两个开口的换向腔体，包括了正流口和前流口，正流口与u型槽的开口连接；所述前流口是一个圆形孔；上盖板是一个圆柱面的一部分，该圆柱面与前流口的圆孔同轴；上盖板上设有侧流口；所述测流口的大小、形状与正流口完全一致，且两者处于同一个圆柱面上；所述上盖板与u型槽之间有间隙，形成了侧流腔，该侧流腔与侧流口连通；

所述主轴与气动执行器连接，接受来自气动执行器的动力获得旋转运动，从而驱动换向阀芯绕轴线旋转；位置传感器安装在气动执行器上，监测换向阀芯的旋转角度，并将位置信号传递给中央控制器；气动执行器、位置传感器和中央控制器构成了一个闭环控制回路；

外泵体是横放的圆柱管状结构，其上设置有开口；外泵体与换向阀芯同轴安装，且换向阀芯能在外泵体中自由旋转；外泵体上设置的所述开口与分流腔体连通；分流板将分流腔体隔开为两个腔体，分别为外流腔和内流腔；外腔进水管与外流腔连通，内腔进水管与内流腔连通；气动三通球阀与外腔进水管和内腔进水管连接，并与进水管连接；中央控制器控制气动三通球阀，进而控制外部进水进入外腔进水管或者内腔进水管；排水管与外泵体连接，并与外泵体和u型槽外侧壁之间形成的腔体连通。

进一步地，所述换向阀芯上的前流口与泵的入液口连通，使得u型槽中的流体能进入泵以获得动力；外泵体与u型槽外侧壁之间的腔体与泵的出液口连接，接收已经获得动力的流体。

进一步地，染色机的中央控制器控制气动执行器，气动执行器驱动换向阀芯旋转，实现下列三种连通形式：

连通形式一：当换向阀芯上的正流口与外流腔连通，此时侧流口与内流腔连通；这种连接状态下，外流腔的回流液进通过u型槽进入泵中获得动力，获得动力后的流体进入外泵体与u型槽之间的腔体，继而进入内流腔；

连通形式二：当换向阀芯上的正流口对准内流腔并连通时，此时侧流口与外流腔连通；这种连接状态下，内流腔的回流液通过u型槽进入泵中获得动力，获得动力后的流体进入外泵体与u型槽之间的腔体，继而进入外流腔；

连通形式三：当侧流口对准内流腔并连通时，外流腔仅与外腔进水管连通；内流腔与内腔进水管连通，并与外泵体与u型槽之间的腔体连通。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明一种全模式染色机的换向机构及控制方法，利用自动控制的换向阀芯，实现染色机多种循环方式的自动切换，同时还可以实现循环式双向染色工艺。采用本发明的染色机，可实现一机全模式染色，包括超低浴比单向循环染色模式、低浴比双向循环染色模式；本发明结构紧凑、流道短，具有优异的能量效率。

附图说明

图1是本发明实例中一种全模式染色机的换向机构的结构示意图。

图2是本发明实例中一种全模式染色机的换向机构的简化结构图（移去部分零件）。

图3是本发明实例中一种全模式染色机的换向机构的简化结构的俯视图。

图4是图3的连通方式一c-c剖视图。

图5是图3的连通方式二c-c剖视图。

图6是图3的连通方式三c-c剖视图。

图7是实例中的一种全模式染色机的换向机构的换向阀芯结构图。

图8是实例中的一种全模式染色机的换向机构的换向阀芯的正视图。

图9是图8的a-a剖视图。

图中：1-气动执行器；2-位置传感器；3-分流腔壳；4-分水板；5-气动三通球阀；6-外腔进水管；7-排水管；8-内腔进水管；9-外流腔；10-内流腔；11-主轴；13-外泵体；14-u型槽；15-上盖板；16-正流口；17-后封板；18-前封板；19-侧流口；22-前流口；23-侧流腔。

具体实施方式

下面将结合实例和附图对本发明的具体实施作进一步说明，但本发明的实施不限于此。

如图1～图6所示，一种全模式染色机的换向机构，其包括换向阀芯、气动执行器1、位置传感器2、分流腔壳3、分水板4、气动三通球阀5、外腔进水管6、排水管7、内腔进水管8、外流腔9和内流腔10。

如图7~图9，所述的换向阀芯包括主轴11、外泵体13、u型槽14、上盖板15、后封板17和前封板18；u型槽14的顶端与上盖板15内壁连接，u型槽14、后封板17、前封板18和上盖板15形成了一个具有两个开口的换向腔体，包括了正流口16和前流口22，正流口16与u型槽14的开口连接；所述前流口22是一个圆形孔；上盖板15是一个圆柱面的一部分，该圆柱面与前流口22的圆孔同轴；上盖板15上设有侧流口19；所述测流口19的大小、形状与正流口16完全一致，且两者处于同一个圆柱面上；所述上盖板15与u型槽14之间有间隙，形成了侧流腔23，该侧流腔与侧流口19连通；

所述主轴11与气动执行器1连接，接受来自气动执行器的动力获得旋转运动，从而驱动换向阀芯绕轴线旋转；位置传感器2安装在气动执行器1上，监测换向阀芯的旋转角度，并将位置信号传递给中央控制器（图中略）；气动执行器1、位置传感器2和中央控制器（图中略）构成了一个闭环控制回路；

外泵体13是横放的圆柱管状结构，其上设置有开口；外泵体13与换向阀芯同轴安装，且换向阀芯能在外泵体13中自由旋转；外泵体13上设置的所述开口与分流腔体3连通；分流板4将分流腔体3隔开为两个腔体，分别为外流腔9和内流腔10；外腔进水管6与外流腔9连通，内腔进水管8与内流腔10连通；气动三通球阀5与外腔进水管6和内腔进水管8连接，并与进水管（图中略）连接；中央控制器（图中略）控制气动三通球阀5，进而控制外部进水进入外腔进水管6或者内腔进水管8；排水管7与外泵体13连接，并与外泵体13和u型槽14外侧壁之间形成的腔体连通。

作为一种实施例，所述换向阀芯上的前流口22与泵（图中略）的入液口连通，使得u型槽14中的流体能进入泵以获得动力；外泵体13与u型槽14外侧壁之间的腔体与泵的出液口连接，接收已经获得动力的流体。

作为一种实施例，染色机的中央控制器（图中略）控制气动执行器1，气动执行器1驱动换向阀芯旋转，实现下列三种连通形式：

连通形式一：当换向阀芯上的正流口16与外流腔9连通，此时侧流口19与内流腔10连通；这种连接状态下，外流腔9的回流液进通过u型槽14进入泵中获得动力，获得动力后的流体进入外泵体13与u型槽14之间的腔体，继而进入内流腔10，如图4；

连通形式二：当换向阀芯上的正流口16对准内流腔10并连通时，此时侧流口19与外流腔9连通；这种连接状态下，内流腔10的回流液通过u型槽14进入泵中获得动力，获得动力后的流体进入外泵体13与u型槽14之间的腔体，继而进入外流腔9，如图5；

连通形式三：当侧流口19对准内流腔10并连通时，外流腔9仅与外腔进水管6连通；内流腔10与内腔进水管8连通，并与外泵体13与u型槽14之间的腔体连通，如图6。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。