转鼓染色机的制作方法

本发明涉及一种转鼓染色机，尤其是应用于造纸工业的转鼓染色机。

背景技术：

现在，来自不同来源的纤维材料的浆料的染色/上色通常在8-12％的浓度下以高浓度间歇式搅拌机100进行间歇处理。此类搅拌机主要包括筒体101和螺旋状转子102，见图1。染色过程可能会耗费相当长的时间，例如30分钟以上，因为在这个浓度下的混合并不是非常高效，而且是非常耗能的。由于在染色工艺前后的工艺过程都是连续的，因此一台此类搅拌机并不足以保证整个工艺过程的连续运行。通常，需要至少2-3台设备来确保整个工艺过程的稳定安全运行。

技术实现要素：

因此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种能够连续工作并且节约能耗的染色机来取代目前普遍使用的间歇式搅拌机。单独一台这种染色机就能够满足整个工艺过程的需要。

上述技术问题通过一种根据本发明的转鼓染色机加以解决，该转鼓染色机包括：底座；转鼓，该转鼓呈圆筒形(但是任意多边形形状也都是可以考虑的)，在转鼓的前端设有供料口，待染色浆料能通过供料口进入转鼓；驱动装置，该驱动装置安装在底座上，且被设计为适于驱动转鼓绕转鼓的轴线做旋转运动；其中，在转鼓的内壁上设有用于在转鼓旋转时混合旋转筒体内的浆料的若干搅拌部件。

本发明的转鼓染色机的设计思想在于，以连续旋转的转鼓和布设在转鼓内部的搅拌部件的共同作用实现了染料/色料与浆料在转鼓内的连续搅拌混合。待染色浆料与染料能持续供入转鼓内，而已染色浆料则能持续地从转鼓尾端排出。

相比现有技术下的间歇式搅拌机，连续运行提供了更高的设备可用度。根据本发明的转鼓染色机的运行仅需单独一台设备，因而相对于需要间歇装料、卸料的多台设备轮替的技术方案，在控制上更加简单，设备的可靠性也更高。同时，由于转鼓染色机内部中不再有作为旋转部件的搅拌装置，因而产生了显著的节能效应(>50％)。另外，由于结构简单并且没有磨损部件，因而更换部件的设备维护时间也被减到最小。

在根据本发明的转鼓染色机的一种优选实施形式中，所述底座具有角度调节装置。角度调节装置适于将转鼓设置为与水平面成不同角度，从而适应不同成分的浆料。

根据本发明的一种实施形式，搅拌部件是从转鼓的内壁向转鼓的内部突伸的提升板，其中，提升板平行于转鼓的轴线布置。浆料被提升板提升至高处并随后在自重作用下抛落。在这种实施形式的一种变型中，提升板的突伸方向并不平行于转鼓的轴线布置，而是与转鼓的径向方向所成角度在正负30度的角度范围内。在上述实施形式及变型中，各提升板与转鼓的径向方向所成角度可以是一致的，也可以各自成一个在上述角度范围内的不同角度。

在根据本发明的转鼓染色机的一种优选实施形式中，转鼓以前端高于尾端的方式倾斜地布置在所述底座上，这样浆料可以在自重作用下缓慢向转鼓尾端移动。但是这种倾斜布置不是必需的，浆料亦可以在搅拌部件的作用下向转鼓尾端移动。

根据本发明的一种实施形式，搅拌部件不是上述提升板，而是从转鼓的内壁向转鼓的内部突伸的三维形状体。当然，在这种实施形式的一种变型中，搅拌部件亦可以既包括从转鼓的内壁向转鼓的内部突伸的提升板的上述各种变型又包括从转鼓的内壁向转鼓的内部突伸的三维形状体的各种变型。上述三维形状体可以是截球体、正四面体、正方体、长方体、六棱柱、圆柱体、圆锥、三棱锥、三棱柱等任何可能的三维形状体，其高度在转鼓直径的5-35％之间，优选为15-25％之间。

这些三维形状体的数目和高度在转鼓的长度上可以是均匀一致的，亦可以根据在转鼓各段内进行搅拌的实际需要设计成在从转鼓前端至尾端有不同分布的形式，例如，可以使三维形状体从转鼓的前端向尾端高度逐渐减小而数量则逐渐增加。

根据本发明的一种实施形式，搅拌部件沿转鼓的长度方向分为若干组，各组搅拌部件在转鼓的周向上交错地布置。这种交错布置的优点在于，阻拦了浆料在转鼓内部直接向尾端移动的路线，从而有利于浆料在转鼓内部更充分地与染料/色料进行混合。

根据本发明的一种实施形式，在转鼓内部除了布置搅拌部件来混合待染色浆料之外，在转鼓的长度上的若干位置处还分别布置有向转鼓内部突伸的挡板，挡板以自身的高度阻拦浆料直接向转鼓尾端的移动，并围成使浆料能够溢过的挡板开口。挡板起到了阻挡浆料过快地向转鼓尾端移动的作用。因而，在所处理的浆料的浓度较低、流动性较好的情况下，挡板起到了至关重要的阻挡作用，延长了浆料在转鼓内停留的时间。在这种实施形式的一种变型中，各挡板开口的形状取向交错地布置，以便使各挡板开口在转鼓的轴向横截面上的投影彼此错开，从而使浆料被更充分地混合。

与提升板类似，挡板的高度方向与转鼓的轴向横截面所成角度亦可在一定的角度范围内变化。除了在垂直于转鼓轴线的轴向横截面内向内部突伸的形式之外，挡板的高度方向的取向也可以相对于转鼓轴线的轴向横截面在正负25度的角度范围内变化。

原则上，任何能够使浆料通过的挡板开口形状都是可行的。例如，挡板开口可以呈不规则形状或圆角三角形形状。

如果需要进一步以高浓度处理，则将经转鼓充分混合的已染色浆料以实际浓度直接从转鼓的尾端排出，以供后续设备使用。

但如果需要，亦可以对已染色浆料进行稀释。在根据本发明的一种实施形式中，转鼓在靠近尾端的区域设有多孔部分，并且该转鼓染色机还具有稀释水供给装置和浆池，该稀释水供给装置被设计用于向转鼓内部提供稀释水，而该浆池布置在转鼓的多孔部分下方并用于接收经由多孔部分流动到转鼓之外的经过稀释的已染色浆料。在此，稀释水供给装置布置在转鼓的外部并将稀释水经由多孔部分供入转鼓的内部。另外，亦可以考虑将稀释水装置布置在可以直接喷淋到转鼓尾端的内部的位置。在后一种情况下，稀释水不必经由多孔部分供入转鼓的内部。

替代的是，在根据本发明的一种实施形式中，该转鼓染色机具有与转鼓的尾端相邻接地布置的稀释腔室。已染色浆料在排放到稀释腔室内之后被单独进行稀释。

优选的是，驱动装置为具有齿轮马达的摩擦驱动器。但是，亦可采用矢圈驱动器。

附图说明

图1示意地示出了现有技术下的高浓度间歇式搅拌机100；

图2a示意地示出了根据本发明的转鼓染色机的侧视图，其中，以具有齿轮马达的摩擦驱动器作为转鼓染色机的驱动装置；

图2b示意地示出了根据本发明的另一种实施形式的转鼓染色机的侧视图；

图3示意地示出了根据本发明的转鼓染色机的轴向横截面，其中可见转鼓内壁上作为搅拌部件布置的提升板和三维形状体；

图4示意地示出了根据本发明的转鼓染色机的转鼓的内部构造，其中可见挡板开口交错地布置；

图5a至图5d为转鼓染色机的不同轴向位置处的剖面图，示出了挡板的形状及挡板开口的取向；

图6示意性地示出了提升板的锯齿形形状。

具体实施方式

替代于使用多台高浓度搅拌机的技术方案，采用连续供料的转鼓4来将染料/色料混合到浓度在8-12％的范围内的浆料内，但该浓度甚至可以更高，例如高达20％及以上。

如图2所示，在本发明的第一实施例中，转鼓染色机1的主体部分为圆筒形(实际上可以考虑任意的多边形形状)的转鼓4，在转鼓4的前端设有供料口，待染色浆料能通过供料口进入转鼓4。转鼓4(在频率转换器的控制下)通过安装在底座2上的驱动装置以5-20转/分的速度绕转鼓4的轴线做旋转运动，并能够为运行及清洁和维护的目的而在两个旋转方向上运行。转鼓4以前端高于尾端的方式倾斜地布置在底座2上，具有一个约1度的倾斜角度，这使得浆料在混合过程中缓慢地向前运动。这一倾斜角度以及由这一倾斜角度造成的浆料在转鼓4内的滞留时间可以通过底座2的角度调节装置3自动或手动地调节。

取决于染色工艺和所用浆料需要的强度，转鼓4内部部件可以不同，亦可以更换。典型地，在转鼓4的内壁上设有若干角度/定向平行于转鼓4的轴线布置、从转鼓4的内壁向转鼓4的内部突伸的提升板6，该提升板6被设计用于在转鼓4旋转时将旋转筒体内的浆料提升至高处并随后抛落。图3示出了提升板6在背向转鼓4的旋转方向一侧的任选的加强结构。在此实施例中，提升板6还具有任选的锯齿形轮廓外形，如图6所示。

在转鼓4内部除了布置提升板6来提升、抛落待染色浆料之外，在转鼓4的长度上的若干位置处还可能分别布置有向转鼓4内部突伸的挡板8，挡板8以自身的高度阻拦浆料直接向转鼓4尾端的移动，并围成使浆料能够溢过的挡板开口9。这些挡板8通常与转鼓4轴线成直角，也即在转鼓4的轴向横截面内。挡板8起到了阻挡浆料过快地向转鼓4尾端移动的作用，并且也以其高度限定了转鼓4的填充水平。更高的填充水平意味着(浆料)更长的滞留时间。

此挡板8的能够使浆料通过的开口区域的形状可能非常不同，但或多或少具有阻挡功能。如图4所示，挡板开口9任选地呈不规则形状，取向交错地布置，以便使各挡板开口9在转鼓4的轴向横截面上的投影彼此错开，从而使浆料被更充分地混合。而提升板6则沿转鼓4的长度方向分为若干组，各组提升板6在转鼓4的周向上可能交错地布置。图5a至图5d为转鼓染色机1的不同轴向位置处的剖面图，示出了挡板8的形状及挡板开口9的取向。

待染色的浆料被供入转鼓4内部后在提升板6的作用下并任选地在挡板8的共同作用下充分搅拌并缓慢向转鼓4尾端移动，直至浆料充分染色后被从尾端排出。

在根据本发明的第二实施例中，与上述第一实施例不同之处在于，除提升板6之外，在转鼓4内壁上也布设有多个用于提供搅拌功能的三维形状体、在此为正四面体，如图3中的剖面图所示。在本实施例的各种变化中，三维形状体7的数目和高度在转鼓4的长度上可以是均匀一致的，亦可以是不同的，例如从转鼓4的前端向尾端高度逐渐减小而数量则逐渐增加。

在根据本发明的第三实施例中，与上述第一实施例不同之处在于，替代于提升板6，完全采用布设在转鼓4内壁上的多个正四面体(实际上多种三维形状体和棱柱都是可能的)来提供搅拌功能。三维形状体7的数目和高度可以在转鼓4的从供料侧到排放侧的不同区域内不同。

在根据本发明的第五实施例中，与上述各实施例不同之处在于，提升板6的角度/定向不是平行于转鼓4的轴线，而是与转鼓4轴线成30度角。容易理解，在这一实施例的变化中，亦可以将提升板6的角度/定向设定在与转鼓4轴线成+/-10度、+/-20度等在+/-30度的角度范围内的任意角度。

在根据本发明的第六实施例中，与上述各实施例不同之处在于，挡板8的高度方向不是与转鼓4的轴向横截面成直角，而是与转鼓4的轴向横截面成25度角。容易理解，在这一实施例的变化中，亦可以将挡板8设定在与转鼓4的轴向横截面成+/-10度、+/-20度等在+/-25度的角度范围内的任意角度。

在根据本发明的上述各实施例中，如图2a所示，经转鼓4充分混合的已染色浆料以实际浓度直接从转鼓4的尾端排出，以供后续设备进一步以高浓度处理。

图2b示出了对已染色浆料进行稀释的情形。在本发明的第七实施例中，转鼓4在靠近尾端的区域设有多孔部分11；并且该转鼓染色机1还具有稀释水供给装置12和浆池13，该稀释水供给装置12被设计用于向转鼓4内部提供稀释水；该浆池布置在转鼓4的多孔部分11下方，被设计为适于接收经由多孔部分11流动到转鼓4之外的经过稀释的已染色浆料。在此，稀释水供给装置12布置在转鼓4的外部并将稀释水经由多孔部分11从外部供入转鼓4的内部，所述多孔部分11带有附加的清洁功能(防止堵塞)。另外，亦可以在一种本实施例的变化中考虑将稀释水装置布置在可以直接喷淋到转鼓4尾端的内部的位置。此时，稀释水并不经由多孔部分11即可供入转鼓4的内部。

在本发明的第八实施例中，与上述各实施例不同之处在于，该转鼓染色机1具有与转鼓4的尾端相邻接地布置的稀释腔室。已染色浆料在排放到稀释腔室内之后被单独进行稀释。

在本发明的第九实施例中，与上述各实施例不同之处在于，驱动装置不是具有齿轮马达的摩擦驱动器，而是适于转鼓4的矢圈驱动器。

以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导任意组合和扩展上述各实施例而在本发明的精神和范围内做出更多的实施方式和应用。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。

附图标记列表

1转鼓染色机

2底座

3角度调节装置

4转鼓

5搅拌部件

6提升板

7三维形状体

8挡板

9挡板开口

11多孔部分

12稀释水供给装置

13浆池

14罩盖(覆盖转鼓的多孔部分，包含喷水管)

p浆料

dp已染色浆料

w稀释水