一種超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，包括通過高壓主管道依次連接的超臨界流體介質儲存器、截止閥、介質過濾器，以及至少兩條及以上相互獨立、同時與介質過濾器連接的罐充支路，各罐充支路均包括通過高壓支路管道依次沿介質前進方向連接的增壓泵、超臨界流體高壓質量流量計、高壓球閥和染色單元。本發明通過采用質量計量模式的、相互獨立的、多支路罐充系統，可有效實現同時對多個獨立染色單元進行準確定量介質罐充，以及不同染色單元的不同介質質量的差別化罐充，從而克服了傳統方法的不可靠性、不準確性，以及使用效率低等缺點，同時也使染色操作過程變得簡便和科學可行。
【專利說明】
一種超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統
技術領域
[0001]本發明屬于壓力容器及紡織染整設備制造技術領域，尤其涉及一種超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統。
【背景技術】
[0002]超臨界CO2流體是一種環保、安全、綠色的流體介質。以其代替傳統水浴對紡織品進行前處理、染色或后整理加工，從源頭上徹底實現紡織品的綠色、環保、生態化生產，同時還具有節能等優點。因此，以超臨界CO2流體為代表的超臨界流體無水染整技術及其裝備系統的研發，是對傳統紡織印染行業的一次技術革命，對實現行業的可持續化發展和保護生態環境等都具有重要意義。
[0003]近年來隨著技術的發展，紡織品的超臨界CO2無水染色技術已開始進入到商業化階段。其適用裝備系統也得到了大力發展，如先后出現了超臨界CO2流體的立式或臥式經軸染色，以及雙軸模式的卷染和繩狀等加工模式。
[0004]其中，“一種采用超臨界流體進行連續化染色的生產系統及其生產工藝”(CN101024922A)的中國發明專利報道了一種集成式染色釜及系統，包括相互連通的超臨界流體供應裝置、染色循環裝置及超臨界流體回收裝置，其中染色循環裝置包括至少兩個集成式染料染色釜，集成式染料染色釜使得在同一釜中能夠同時完成染料的溶解，并能在超臨界流體壓力為10-45Mpa、溫度為100-180°C條件下完成織物的染色加工。
[0005]“以超臨界流體處理紡織基質的方法與裝置”(CN1200153A)的中國發明專利中，介紹了一種用于包裝成紗筒或卷裝環形織物染色的立式經軸高壓染色釜及系統，并可對加工溫度和時間進行控制調節，可在恒定的壓力如280巴和升高的處理溫度條件下進行染色。
[0006]在公開號為CN101824716A的中國發明專利“一種用超臨界二氧化碳流體對織物染色的裝置及方法”中，公開了由內外兩層構成的特制無縫經軸，并在卷繞織物最外層套裝無縫編織圓筒網狀包布，在超臨界二氧化碳流體壓力為1MPa?30Mpa、溫度為90 °C?140 °C條件下，采用流體循環與流體靜態相間的染色工藝，以實現對超臨界二氧化碳流體中匹染織物的均勻染色加工。在公開號為CN102747566A的中國發明專利“一種以超臨界二氧化碳流體為介質的織物繩狀染色機及染色方法”中，公開了將提布輪系統設置在染色缸內，并通過導布索的牽引作用共同帶動繩狀織物進行有序循環運動，并合理控制染色流體循環流量、織物循環速度、染色溫度和壓力等工藝參數，以實現對超臨界二氧化碳流體介質中的繩狀織物匹染。此外，在公開號為CN101760914A的中國發明專利“超臨界染色機”中，也公開了含染色循環系統、進布系統、分離回收系統等組成的織物繩狀匹染染色機，對織物實現松式無張力狀態的無水染色加工。
[0007]然而，上述公開的各類超臨界流體無水染色等加工裝備系統，一般都是在一定溫度條件下通過調節系統中介質壓力來控制染料的溶解、上染行為，從而實現對紡織品的染色等加工。換而言之，目前這些裝備系統都是在一定目標染色溫度時，以系統壓力的高低來間接控制所需染色介質的多少。但在實際操作過程中，尤其在對系統增壓的過程中，通常不能準確實現一次增壓進入系統的介質，在系統升溫到目標染色溫度時正好達到所需染色壓力或所需染色介質的量。因而，通常在結合前期經驗的基礎上，并在系統溫度達到或即將達到染色溫度時，繼續對系統進行多次增壓或減壓的方式來實現。很明顯，這種對系統介質的罐充或增壓模式，具有很大的不可靠性和不準確性，不但使染色過程的操作變得復雜和繁瑣，而且更為重要的是在多次調壓過程中可使染色工藝條件發生波動和變化，尤其是調壓時易引起染色溫度和時間的改變，從而使產品的缸差變大，重演性變得難以控制。也從而顯著影響到無水染色產品的正品率和其產業化生產的應用推廣。此外，目前一般的超臨界流體無水染色機的增壓或罐充系統，都是與固定染缸一一對應的，其使用效率低，不適合產業化生產、尤其是商業化仿色打樣等高效率和差別化需求。
[0008]有鑒于上述的缺陷，本設計人，積極加以研究創新，以期創設一種新型結構的超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，使其更具有產業上的利用價值。

【發明內容】

[0009]為解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，為質量計量模式的多管路定量介質罐充系統，可實現對超臨界流體無水染色機多個獨立的染色單元同時進行一次性準確罐充增壓或差別化罐充增壓，并具有效率高、操作簡便、對染色工藝條件無影響、產品缸差小、重演性好、穩定可靠、適應范圍廣等優點。
[0010]本發明的超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，包括通過高壓主管道依次連接的超臨界流體介質儲存器、截止閥、介質過濾器，以及至少兩條及以上相互獨立、同時與所述介質過濾器連接的罐充支路，各所述罐充支路均包括通過高壓支路管道依次沿介質前進方向連接的增壓栗、超臨界流體高壓質量流量計、高壓球閥和染色單元，其中
[0011]-所述超臨界流體介質儲存器具有介質進口和介質出口，所述介質進口與氣源連接，所述介質出口通過所述高壓主管道與所述截止閥連接；
[0012]-各所述增壓栗的進口端均與所述高壓主管道連通以連接所述介質過濾器、出口端分別與各所述超臨界流體高壓質量流量計連通，并分別由各所述超臨界流體高壓質量流量計控制其啟停；
[0013]-各所述超臨界流體高壓質量流量計的進口端通過所述高壓支路管道分別與各所述增壓栗連通、出口端通過所述高壓支路管道分別與各所述高壓球閥連通，各所述超臨界流體高壓質量流量計還分別與各所述增壓栗聯動控制連接，并通過對流經的超臨界流體質量、密度和溫度的測量、傳輸，以及對所需流體質量的預定設置等聯動控制信號控制各所述增壓栗的啟停；
[0014]-各所述高壓球閥的一端通過所述高壓支路管道分別與各所述超臨界流體高壓質量流量計連通，另一端分別與各染色單元連接，以分別對各染色單元所需染色介質的定量罐充。
[0015]進一步的，所述氣源通過高壓管道、截止閥并經冷凝器處理后進入所述超臨界流體介質儲存器。
[0016]進一步的，所述介質進口設置在距所述超臨界流體介質儲存器頂部10-50cm處，所述介質出口設置在距所述超臨界流體介質儲存器底部5-50cm處。
[0017]進一步的，所述超臨界流體高壓質量流量計適用壓力為0_70MPa、溫度為-50°C-150。。。
[0018]進一步的，所述增壓栗為氣體增壓栗、液體增壓栗、高壓柱塞栗、隔膜栗中的一種。
[0019]進一步的，各所述染色單元還可通過高壓主管道同時與分離回收裝置連接，所述分離回收裝置通過截止閥與所述冷凝器連接。
[0020]進一步的，用以通入所述氣源的截止閥與跟所述分離回收裝置連接的截止閥通過高壓三通管道與所述冷凝器連接。
[0021]進一步的，所述染色單元為固定的高壓染缸或移動式的高壓處理容器。
[0022]借由上述方案，本發明至少具有以下優點:
[0023]由于采用了質量計量模式的、相互獨立的、多支路罐充系統，可有效實現同時對多個獨立染色單元進行準確定量介質罐充，以及不同染色單元的不同介質質量的差別化罐充，從而克服了傳統方法的不可靠性、不準確性，以及使用效率低等缺點，同時也使染色操作過程變得簡便和科學可行;此外，采用本發明的罐充系統，可避免現有及傳統方法在多次調壓過程中對染色工藝條件所造成的波動和變化，也從而可有效減輕或減少缸差，提高產品的重演性;同時，本發明也適應于超臨界流體無水染色的產業化生產，特別是商業化仿色打樣等高效率和差別化準確罐充需求。因而，本發明可顯著提高超臨界流體無水染色的生產加工效率和無水染色產品的正品率，對從源頭上解決紡織印染行業污染物的產生和排放，實現紡織印染行業的節能降耗減排、清潔生產，具有非常廣闊的應用前景和重要的實際意義。
[0024]上述說明僅是本發明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發明的技術手段，并可依照說明書的內容予以實施，以下以本發明的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明實施例提供的超臨界流體染色機工作原理示意圖。
[0026]圖中:1、超臨界流體介質儲存器，1-1、介質出口，1-2、介質進口，(2、9、10、12、13)、截止閥，3、介質過濾器，4、增壓栗，5、超臨界流體高壓質量流量計，5-1、質量流量計與增壓栗的聯動控制信號，6、球閥，7、染色單元，8、分離回收裝置，10-1、高壓三通管道，11、冷凝器，14、尚壓主管道，(ηι、η2、...，m—1、m, i = 2)、耀充支路。
【具體實施方式】
[0027]下面結合附圖和實施例，對本發明的【具體實施方式】作進一步詳細描述。以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
[0028]參見圖1，本發明一較佳實施例所述的一種超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，它包括通過高壓主管道14依次連接的超臨界流體介質儲存器1、截止閥2、介質過濾器3，以及至少兩條及以上相互獨立、同時與介質過濾器3連接的罐充支路，各罐充支路均包括通過高壓支路管道依次沿介質前進方向連接的增壓栗4、超臨界流體高壓質量流量計5、高壓球閥6和染色單元7。
[0029]相互獨立的罐充支路^…⑶—^心^^按序與高壓主管道^連通洛獨立罐充支路中的增壓栗4、超臨界流體高壓質量流量計5、高壓球閥6和染色單元7按序沿介質前進方向分別通過高壓支路管道相連。其中各增壓栗4的進口端均與高壓主管道14連通，出口端則分別與超臨界流體高壓質量流量計5相連;同時超臨界流體高壓質量流量計5的出口端通過高壓支路管道與高壓球閥6連通，而高壓球閥6通過高壓支路管道與染色單元7相連。其中超臨界流體高壓質量流量計5可直接實現對所在支路流經的超臨界流體質量、密度和溫度測量和顯示，并可實現對所需流體質量的預定設置，進而通過超臨界流體高壓質量流量計5與增壓栗4的聯動控制信號5-1對增壓栗4的啟停和流量實現聯動控制，以達到對各獨立染色單元7中超臨界流體介質的定量質量罐充。
[0030]高壓主管道14上的介質過濾器3與超臨界流體介質儲存器I的介質出口1-1相連。其中介質過濾器3，可實現和保證對待充介質的凈化和除雜處理。
[0031]相互獨立的罐充支路ηι、Π2、…、m-1、m(i32)，在其對應的超臨界流體高壓質量流量計5對增壓栗4的聯動控制下，可實現同時對多個獨立染色單元7進行準確定量介質罐充，以及不同染色單元7的不同介質質量的差別化罐充。
[0032]本發明的系統所需的介質氣源通過高壓三通管道10-1、截止閥10接入，并經冷凝器11處理后進入超臨界流體介質儲存器I備用。
[0033]各支路中高壓球閥6通過高壓支路管道一端與染色單元7連通，另一端與超臨界流體高壓質量流量計5相連，通過其開啟使超臨界流體介質儲存器I與染色單元7連通，從而實現對染色單元7所需染色介質的定量罐充。
[0034]各支路中增壓栗4可采用氣體增壓栗或液體增壓栗，或高壓柱塞栗、隔膜栗，其出口通過高壓支路管道與超臨界流體高壓質量流量計5連通。其啟停及流量受前方超臨界流體高壓質量流量計5的輸出信號控制，以實現對染色單元7的定量罐充。
[0035]超臨界流體介質儲存器I上設有介質出口1-1和介質進口 1-2，其中介質出口 1-1設置在距超臨界流體介質儲存器I底部5-50cm處，并通過高壓主管道14與截止閥2相連，同時截止閥2又與介質過濾器3相連，而介質進口 1-2設置在距超臨界流體介質儲存器I頂部10-50cm處，并通過高壓主管道與截止閥12、冷凝器11順序相連，以達到對介質氣源的接受、儲存和輸出等功能。
[0036]各相互獨立的染色單元7可以為固定的各類不同形式、不同形狀和不同容量的高壓染缸，也可是可移動式的紡織品染色、前處理或后整理處理高壓處理容器。其一端與高壓球閥6連接，另一端按需可或不與分離回收裝置8、截止閥9、冷凝器11順序相連。
[0037]本發明的超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統工作時，首先關閉截止閥9、13、2，并開啟截止閥10、12和冷凝器11，通過高壓三通管道10_1使介質氣源對超臨界流體介質儲存器I進行儲存介質的罐充，完成后關閉截止閥10，斷開氣源。將待罐充的各染色單元7通過高壓支路管道接入各罐充支路m、n2、…、32)，并分別與支路中高壓球閥6連接，同時分別在對應的超臨界流體高壓質量流量計5上預設染色所需介質的質量，然后開啟高壓主管道14中的截止閥2，并打開各支路中高壓球閥6，啟動各支路中超臨界流體高壓質量流量計5對各染色單元7進行染色介質的定量罐充；同時，各支路中超臨界流體高壓質量流量計5對所流經的介質溫度、密度、瞬時和累積流量進行監測和顯示，并將待充介質質量信息通過聯動控制信號5-1傳輸給對應的增壓栗4，以實現其啟停和流量的聯動控制，從而達到對各對應染色單元7所需超臨界流體介質的一次性準確定量罐充。當有染色單元7達到預定罐充介質質量時，其對應的增壓栗4自動停栗，然后關閉該支路中的高壓球閥6，完成對該染色單元7的定量罐充。
[0038]對于固定式染色單元，罐充結束后則可按照預定的染色工藝，直接對各染色單元進行升溫并完成染色過程;而對移動式染色單元，則可將其與罐充支路斷開，然后將其移至合適的裝置中進行升溫染色；同時，各罐充支路則可重復上述過程繼續對其他待充染色單元進行定量罐充，以實現罐充增壓系統的高效利用。
[0039]此外，無論是各固定式染色單元或移動式染色單元，染色結束后都可按需與分離回收裝置8相連，以完成對染色介質和殘余染料的分離及回收利用，以及產品的染后處理等。
[0040]以上所述僅是本發明的優選實施方式，并不用于限制本發明，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變型，這些改進和變型也應視為本發明的保護范圍。
【主權項】
1.一種超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，其特征在于:包括通過高壓主管道依次連接的超臨界流體介質儲存器、截止閥、介質過濾器，以及至少兩條及以上相互獨立、同時與所述介質過濾器連接的罐充支路，各所述罐充支路均包括通過高壓支路管道依次沿介質前進方向連接的增壓栗、超臨界流體高壓質量流量計、高壓球閥和染色單元，其中 -所述超臨界流體介質儲存器具有介質進口和介質出口，所述介質進口與氣源連接，所述介質出口通過所述高壓主管道與所述截止閥連接； -各所述增壓栗的進口端均與所述高壓主管道連通以連接所述介質過濾器、出口端分別與各所述超臨界流體高壓質量流量計連通，并分別由各所述超臨界流體高壓質量流量計控制其啟停； -各所述超臨界流體高壓質量流量計的進口端通過所述高壓支路管道分別與各所述增壓栗連通、出口端通過所述高壓支路管道分別與各所述高壓球閥連通，各所述超臨界流體高壓質量流量計還分別與各所述增壓栗聯動控制連接，并通過對流經的超臨界流體質量、密度和溫度的測量、傳輸，以及對所需流體質量的預定設置等聯動控制信號控制各所述增壓栗的啟停； -各所述高壓球閥的一端通過所述高壓支路管道分別與各所述超臨界流體高壓質量流量計連通，另一端分別與各染色單元連接，以分別對各染色單元所需染色介質的定量罐充。2.根據權利要求1所述的超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，其特征在于:所述氣源通過高壓管道、截止閥并經冷凝器處理后進入所述超臨界流體介質儲存器。3.根據權利要求1或2所述的超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，其特征在于:所述介質進口設置在距所述超臨界流體介質儲存器頂部10-50cm處，所述介質出口設置在距所述超臨界流體介質儲存器底部5-50cm處。4.根據權利要求1所述的超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，其特征在于:所述超臨界流體高壓質量流量計適用壓力為0_70MPa、溫度為-50°C_150°C。5.根據權利要求1所述的超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，其特征在于:所述增壓栗為氣體增壓栗、液體增壓栗、高壓柱塞栗、隔膜栗中的一種。6.根據權利要求2所述的超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，其特征在于:各所述染色單元還可通過高壓主管道同時與分離回收裝置連接，所述分離回收裝置通過截止閥與所述冷凝器連接。7.根據權利要求6所述的超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，其特征在于:用以通入所述氣源的截止閥與跟所述分離回收裝置連接的截止閥通過高壓三通管道與所述冷凝器連接。8.根據權利要求7所述的超臨界流體無水染色機的多管路定量介質罐充系統，其特征在于:所述染色單元為固定的高壓染缸或移動式的高壓處理容器。
【文檔編號】D06B9/06GK105937109SQ201610368954
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年5月30日
【發明人】龍家杰
【申請人】南通紡織絲綢產業技術研究院, 蘇州大學