一种旋转式超临界流体对喷染色器及对喷染色工艺制造技术

本发明专利技术涉及纺织品染色装备领域，尤其涉及一种旋转式超临界流体对喷染色器及对喷染色工艺，该对喷染色器由喷染转子、喷染定子、输流旋转接头组件、回流旋转接头组件、放布组件、卷布组件、传动组件、支撑轴承组件、定子支座、管子、阀门构成。应用本发明专利技术，待染织物在喷染转子和喷染定子之间的缝隙中作螺旋运动，无染料或溶有一种或一种以上染料的超临界流体在沿轴向缝隙的分区中从正反两面喷在织物的两面，织物不受张力、变形小、无损伤；织物在旋转式超临界流体对喷染色器的运动通道内，与无染料或溶有染料的超临界流体始终动态接触，无染色死区，匀染性好，配色方便；采用迷宫密封结构，密封效果更为优良，工艺流程简便，生产效率高。

A rotating supercritical fluid counter jet dyeing machine and counter jet dyeing process

【技术实现步骤摘要】
一种旋转式超临界流体对喷染色器及对喷染色工艺一、
本专利技术涉及纺织品染色装备领域，尤其涉及一种旋转式超临界流体对喷染色器及对喷染色工艺。二、
技术介绍
随着社会经济高速发展，人们对环境的要求越来越高。近年来我国纺织业废水年排放量仍占当年工业废水总量的10％左右。纺织业废水对环境的影响严重制约印染工艺的发展，超临界流体染色技术使用超临界状态下的流体代替水作为染料载体，多余的染料和超临界流体均可循环使用，零排放无污染，可从根源上解决纺织业对环境的影响。超临界流体染色技术具有能耗低、效率高、操作简单、织物无需烘干和纤维受损小等优点，具有良好的工业前景。现有超临界流体染色装置都必须要有一台或数台高温、高压染色釜，设备制作成本高，虽然层板包扎等技术的运用会大幅降低装置制造成本，但依然是超临界流体染色技术推广应用主要制约因素之一。目前国内外报道的各类超临界流体染色装置均为间歇染色装置，批量装卸织物与连续化生产之间存在一个不可逾越的鸿沟，是阻碍超临界流体染色技术工业化的另一主要制约因素。在间歇染色设备内织物处于静止状态，即使采用交替变换超临界流体流向等方法，也难以保证织物着色的均匀性。中国国家知识产权局专利局在2011年11月23日授权一项公告号为CN101798735B，名称为“超临界流体喷染装置”的专利技术专利，该装置吸取了超临界流体喷涂技术与传统喷染技术的优点，克服现有超临界流体染色装置必须使用高压染色器的缺点，但该装置是将超临界流体直接喷射于未加任何屏蔽的织物上，具有射流压降快、覆盖半径小、结构不紧凑等缺点，而且织物极易被高压射流损坏。随后，中国国家知识产权局专利局先后于2015年9月30日和2016年01月20日授权一项公告号为CN103866515B，名称为“一种超临界流体喷染用喷射器”和公告号为CN103981661B，名称为“一种新型超临界流体喷染用喷射器”的专利技术专利，分别采用了多孔结构和鼠笼结构染布器，被染布绕在多孔结构或者鼠笼结构的空心辊子上并随着辊子的转动而持续运动，超临界流体喷向空心辊子完成染色。多孔结构染布器解决了织物在超临界流体喷染时的支撑问题，但织物与辊间没有相对运动，易造成绕在辊上无孔区域处的织物染色不佳；鼠笼结构染布器则解决了织物的支撑与织物和辊间无相对运动的问题。上述专利均采用织物的单面喷染，既造成织物两面的染色存在色差，又会使织物在高速射流作用下因变形过大而被损坏，影响最终上染效果。中国国家知识产权局专利局于2017年06月23日授权了一项公告号为CN105200686B，名为“超临界流体对喷染色设备”的专利技术专利，在织物两侧同时喷射超临界流体染液，消除了在高压射流作用下织物内部所产生的张力，保证了织物两面着色均匀。该专利虽因采用平板结构的逐级气封装置而实现了连续性染色，但密封结构的密封效果仍然较差。三、
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有超临界流体对喷染色器存在的缺陷，提供一种旋转式超临界流体对喷染色器及对喷染色工艺。本专利技术安装在旋转式超临界流体对喷染色系统，旋转式超临界流体对喷染色器的入口与旋转式超临界流体对喷染色系统的染料溶解子系统的出口相连接，或者对应与超临界流体生成子系统的出口和染料溶解子系统的出口相连接，旋转式超临界流体对喷染色器的出口直接或者通过对应的流体压回子系统，与染料分离子系统的入口相连接，或者与染料分离子系统的入口和杂质分离子系统入口相对应连接，其技术方案为由喷染转子、喷染定子、输流旋转接头组件、回流旋转接头组件、放布组件、卷布组件、传动组件、支撑轴承组件、定子支座、管子、阀门构成。所述的喷染转子为空心轴结构，以下将无染料或溶有染料的超临界流体简称为流体，自空心轴的一端至空心轴的另一端的结构，依次设置为输流旋转接头组件装配轴段、传动轴颈、支撑轴承轴颈A、进布轴颈、起始转子迷宫密封槽、流体1转子回流槽A、流体1转子喷流槽、流体1转子回流槽B、流体1转子迷宫密封槽、流体2转子回流槽A、……、流体n转子喷流槽、流体n转子回流槽B、流体n转子迷宫密封槽、出布轴颈、支撑轴承轴颈B、回流旋转接头组件装配轴段；n为喷染转子喷出的无染料或溶有染料的超临界流体种类数；其中：输流旋转接头组件装配轴段，自轴端部朝向轴中部，依次由固定螺纹、推力轴承轴颈A、流体n密封环面、流体n输送孔、流体n-1密封环面、……、流体1密封环面、流体1输送孔、起始密封环面、推力轴承轴颈B构成；起始转子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置起始转子泄流孔；流体1转子回流槽A的槽底部设置流体1转子回流孔A，流体1转子喷流槽的槽底部设置流体1转子喷流孔，流体1转子回流槽B的槽底部设置流体1转子回流孔B，流体1转子迷宫密封槽的中间槽的槽底部设置流体1转子泄流孔；流体2转子回流槽A的槽底部设置流体2转子回流孔A，……，流体n转子喷流槽的槽底部设置流体n转子喷流孔，流体n转子回流槽B的槽底部设置流体n转子回流孔B，流体n转子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置流体n转子泄流孔；流体1转子回流槽A、流体1转子喷流槽、流体1转子回流槽B、流体2转子回流槽A、……、流体n转子喷流槽、流体n转子回流槽B，分别对应包裹有流体1转子多孔圆筒、流体2转子多孔圆筒、…、流体n转子多孔圆筒，并与对应的转子回流槽A、转子喷流槽和转子回流槽B的槽壁固定连接；流体1转子多孔圆筒、流体2转子多孔圆筒、……、流体n转子多孔圆筒的外直径，与起始转子迷宫密封槽、流体1转子迷宫密封槽、……、流体n转子迷宫密封槽的外直径相同；回流旋转接头组件装配轴段，自轴端部朝向轴中部，依次由固定螺纹、推力轴承轴颈A、起始密封环面A、起始泄放孔、起始密封环面B、流体1回收孔、流体1回收密封环面、流体1泄放孔、流体1泄放密封环面、……、流体n-1泄放密封环面、流体n回收孔、流体n回收密封环面、流体n泄放孔、流体n泄放密封环面、推力轴承轴颈B构成。所述的喷染定子为圆筒结构，自圆筒内腔的一端至圆筒内腔另一端的结构，依次设置起始定子迷宫密封槽、流体1定子回流槽A、流体1定子喷流槽、流体1定子回流槽B、流体1定子迷宫密封槽、流体2定子回流槽A、流体2定子喷流槽、……、流体n定子喷流槽、流体n定子回流槽B、流体n定子迷宫密封槽，喷染定子外圆柱面设置定子支座A装配位和定子支座B装配位；n为喷染定子喷出的无染料或溶有染料的超临界流体种类数；其中：起始定子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置起始定子泄流孔；流体1定子回流槽A的槽底部设置流体1定子回流孔A，流体1定子喷流槽的槽底部设置流体1定子喷流孔，流体1定子回流槽B的槽底部设置流体1定子回流孔B，流体1定子迷宫密封槽的中间槽的槽底部设置流体1定子泄流孔；流体2定子回流槽A的槽底部设置流体2定子回流孔A，……，流体n定子喷流槽的槽底部设置流体n定子喷流孔，流体n定子回流槽B的槽底部设置流体n定子回流孔B，流体n定子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置流体n定子泄流孔；流体1定子回流槽A、流体1定子喷流槽和流体1定子回流槽B，流体2定子回流槽A、流体2定子喷流槽、……、流体n定子喷流槽和流体n定子回流槽本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋转式超临界流体对喷染色器，安装在旋转式超临界流体对喷染色系统，其入口与旋转式超临界流体对喷染色系统的染料溶解子系统的出口相连接，或者对应与超临界流体生成子系统的出口和染料溶解子系统的出口相连接，其出口直接或者通过对应的流体压回子系统，与染料分离子系统的入口相连接，或者与染料分离子系统的入口和杂质分离子系统入口相对应连接，其特征在于由喷染转子、喷染定子、输流旋转接头组件、回流旋转接头组件、放布组件、卷布组件、传动组件、支撑轴承组件、定子支座、管子、阀门构成；/n所述的喷染转子为空心轴结构，以下将无染料或溶有染料的超临界流体简称为流体，自空心轴的一端至空心轴的另一端的结构，依次设置为输流旋转接头组件装配轴段、传动轴颈、支撑轴承轴颈A、进布轴颈、起始转子迷宫密封槽、流体1转子回流槽A、流体1转子喷流槽、流体1转子回流槽B、流体1转子迷宫密封槽、流体2转子回流槽A、……、流体n转子喷流槽、流体n转子回流槽B、流体n转子迷宫密封槽、出布轴颈、支撑轴承轴颈B、回流旋转接头组件装配轴段；n为喷染转子喷出的无染料或溶有染料的超临界流体种类数；其中：/n输流旋转接头组件装配轴段，自轴端部朝向轴中部，依次由固定螺纹、推力轴承轴颈A、流体n密封环面、流体n输送孔、流体n-1密封环面、……、流体1密封环面、流体1输送孔、起始密封环面、推力轴承轴颈B构成；/n起始转子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置起始转子泄流孔；流体1转子回流槽A的槽底部设置流体1转子回流孔A，流体1转子喷流槽的槽底部设置流体1转子喷流孔，流体1转子回流槽B的槽底部设置流体1转子回流孔B，流体1转子迷宫密封槽的中间槽的槽底部设置流体1转子泄流孔；流体2转子回流槽A的槽底部设置流体2转子回流孔A，……，流体n转子喷流槽的槽底部设置流体n转子喷流孔，流体n转子回流槽B的槽底部设置流体n转子回流孔B，流体n转子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置流体n转子泄流孔；/n流体1转子回流槽A、流体1转子喷流槽、流体1转子回流槽B、流体2转子回流槽A、……、流体n转子喷流槽、流体n转子回流槽B，分别对应包裹有流体1转子多孔圆筒、流体2转子多孔圆筒、…、流体n转子多孔圆筒，并与对应的转子回流槽A、转子喷流槽和转子回流槽B的槽壁固定连接；流体1转子多孔圆筒、流体2转子多孔圆筒、……、流体n转子多孔圆筒的外直径，与起始转子迷宫密封槽、流体1转子迷宫密封槽、……、流体n转子迷宫密封槽的外直径相同；/n回流旋转接头组件装配轴段，自轴端部朝向轴中部，依次由固定螺纹、推力轴承轴颈A、起始密封环面A、起始泄放孔、起始密封环面B、流体1回收孔、流体1回收密封环面、流体1泄放孔、流体1泄放密封环面、……、流体n-1泄放密封环面、流体n回收孔、流体n回收密封环面、流体n泄放孔、流体n泄放密封环面、推力轴承轴颈B构成；/n所述的喷染定子为圆筒结构，自圆筒内腔的一端至圆筒内腔另一端的结构，依次设置起始定子迷宫密封槽、流体1定子回流槽A、流体1定子喷流槽、流体1定子回流槽B、流体1定子迷宫密封槽、流体2定子回流槽A、流体2定子喷流槽、……、流体n定子喷流槽、流体n定子回流槽B、流体n定子迷宫密封槽，喷染定子外圆柱面设置定子支座A装配位和定子支座B装配位；n为喷染定子喷出的无染料或溶有染料的超临界流体种类数；其中：/n起始定子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置起始定子泄流孔；流体1定子回流槽A的槽底部设置流体1定子回流孔A，流体1定子喷流槽的槽底部设置流体1定子喷流孔，流体1定子回流槽B的槽底部设置流体1定子回流孔B，流体1定子迷宫密封槽的中间槽的槽底部设置流体1定子泄流孔；流体2定子回流槽A的槽底部设置流体2定子回流孔A，……，流体n定子喷流槽的槽底部设置流体n定子喷流孔，流体n定子回流槽B的槽底部设置流体n定子回流孔B，流体n定子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置流体n定子泄流孔；/n流体1定子回流槽A、流体1定子喷流槽和流体1定子回流槽B，流体2定子回流槽A、流体2定子喷流槽、……、流体n定子喷流槽和流体n定子回流槽B，分别对应镶嵌有流体1定子多孔圆筒、流体2定子多孔圆筒、…、流体n定子多孔圆筒，并与对应流体的定子回流槽A、定子喷流槽和定子回流槽B的槽壁固定连接；流体1定子多孔圆筒、流体2定子多孔圆筒、……、流体n定子多孔圆筒的内直径，与起始定子迷宫密封槽、流体1定子迷宫密封槽、……、流体n定子迷宫密封槽的内直径相同；流体1定子多孔圆筒、流体2定子多孔圆筒、……、流体n定子多孔圆筒的内圆与流体1转子多孔圆筒、流体2转子多孔圆筒、……、流体n转子多孔圆筒的外圆之间，以及起始定子迷宫密封槽、流体1定子迷宫密封槽、……、流体n定子迷宫密封槽的内圆与对应的起始转子迷宫密封槽、流体1转子迷宫密封槽、……、流体n转子迷宫密封槽的外圆之间，...

【技术特征摘要】
1.一种旋转式超临界流体对喷染色器，安装在旋转式超临界流体对喷染色系统，其入口与旋转式超临界流体对喷染色系统的染料溶解子系统的出口相连接，或者对应与超临界流体生成子系统的出口和染料溶解子系统的出口相连接，其出口直接或者通过对应的流体压回子系统，与染料分离子系统的入口相连接，或者与染料分离子系统的入口和杂质分离子系统入口相对应连接，其特征在于由喷染转子、喷染定子、输流旋转接头组件、回流旋转接头组件、放布组件、卷布组件、传动组件、支撑轴承组件、定子支座、管子、阀门构成；
所述的喷染转子为空心轴结构，以下将无染料或溶有染料的超临界流体简称为流体，自空心轴的一端至空心轴的另一端的结构，依次设置为输流旋转接头组件装配轴段、传动轴颈、支撑轴承轴颈A、进布轴颈、起始转子迷宫密封槽、流体1转子回流槽A、流体1转子喷流槽、流体1转子回流槽B、流体1转子迷宫密封槽、流体2转子回流槽A、……、流体n转子喷流槽、流体n转子回流槽B、流体n转子迷宫密封槽、出布轴颈、支撑轴承轴颈B、回流旋转接头组件装配轴段；n为喷染转子喷出的无染料或溶有染料的超临界流体种类数；其中：
输流旋转接头组件装配轴段，自轴端部朝向轴中部，依次由固定螺纹、推力轴承轴颈A、流体n密封环面、流体n输送孔、流体n-1密封环面、……、流体1密封环面、流体1输送孔、起始密封环面、推力轴承轴颈B构成；
起始转子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置起始转子泄流孔；流体1转子回流槽A的槽底部设置流体1转子回流孔A，流体1转子喷流槽的槽底部设置流体1转子喷流孔，流体1转子回流槽B的槽底部设置流体1转子回流孔B，流体1转子迷宫密封槽的中间槽的槽底部设置流体1转子泄流孔；流体2转子回流槽A的槽底部设置流体2转子回流孔A，……，流体n转子喷流槽的槽底部设置流体n转子喷流孔，流体n转子回流槽B的槽底部设置流体n转子回流孔B，流体n转子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置流体n转子泄流孔；
流体1转子回流槽A、流体1转子喷流槽、流体1转子回流槽B、流体2转子回流槽A、……、流体n转子喷流槽、流体n转子回流槽B，分别对应包裹有流体1转子多孔圆筒、流体2转子多孔圆筒、…、流体n转子多孔圆筒，并与对应的转子回流槽A、转子喷流槽和转子回流槽B的槽壁固定连接；流体1转子多孔圆筒、流体2转子多孔圆筒、……、流体n转子多孔圆筒的外直径，与起始转子迷宫密封槽、流体1转子迷宫密封槽、……、流体n转子迷宫密封槽的外直径相同；
回流旋转接头组件装配轴段，自轴端部朝向轴中部，依次由固定螺纹、推力轴承轴颈A、起始密封环面A、起始泄放孔、起始密封环面B、流体1回收孔、流体1回收密封环面、流体1泄放孔、流体1泄放密封环面、……、流体n-1泄放密封环面、流体n回收孔、流体n回收密封环面、流体n泄放孔、流体n泄放密封环面、推力轴承轴颈B构成；
所述的喷染定子为圆筒结构，自圆筒内腔的一端至圆筒内腔另一端的结构，依次设置起始定子迷宫密封槽、流体1定子回流槽A、流体1定子喷流槽、流体1定子回流槽B、流体1定子迷宫密封槽、流体2定子回流槽A、流体2定子喷流槽、……、流体n定子喷流槽、流体n定子回流槽B、流体n定子迷宫密封槽，喷染定子外圆柱面设置定子支座A装配位和定子支座B装配位；n为喷染定子喷出的无染料或溶有染料的超临界流体种类数；其中：
起始定子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置起始定子泄流孔；流体1定子回流槽A的槽底部设置流体1定子回流孔A，流体1定子喷流槽的槽底部设置流体1定子喷流孔，流体1定子回流槽B的槽底部设置流体1定子回流孔B，流体1定子迷宫密封槽的中间槽的槽底部设置流体1定子泄流孔；流体2定子回流槽A的槽底部设置流体2定子回流孔A，……，流体n定子喷流槽的槽底部设置流体n定子喷流孔，流体n定子回流槽B的槽底部设置流体n定子回流孔B，流体n定子迷宫密封槽的外侧槽的槽底部设置流体n定子泄流孔；
流体1定子回流槽A、流体1定子喷流槽和流体1定子回流槽B，流体2定子回流槽A、流体2定子喷流槽、……、流体n定子喷流槽和流体n定子回流槽B，分别对应镶嵌有流体1定子多孔圆筒、流体2定子多孔圆筒、…、流体n定子多孔圆筒，并与对应流体的定子回流槽A、定子喷流槽和定子回流槽B的槽壁固定连接；流体1定子多孔圆筒、流体2定子多孔圆筒、……、流体n定子多孔圆筒的内直径，与起始定子迷宫密封槽、流体1定子迷宫密封槽、……、流体n定子迷宫密封槽的内直径相同；流体1定子多孔圆筒、流体2定子多孔圆筒、……、流体n定子多孔圆筒的内圆与流体1转子多孔圆筒、流体2转子多孔圆筒、……、流体n转子多孔圆筒的外圆之间，以及起始定子迷宫密封槽、流体1定子迷宫密封槽、……、流体n定子迷宫密封槽的内圆与对应的起始转子迷宫密封槽、流体1转子迷宫密封槽、……、流体n转子迷宫密封槽的外圆之间，对应形成织物运动、清洗或喷染或漂洗，以及迷宫密封需要的环形间隙；
所述的输流旋转接头组件，由旋转套、密封件、两副推力轴承和固定螺母组成，其中：
旋转套内腔为带有环槽的圆套结构，沿轴向自旋转套的一端至旋转套的另一端，依次设置流体n输送环槽、流体n-1输送环槽、……、流体2输送环槽、流体1输送环槽，其环状槽壁内孔对应于输流旋转接头组件装配轴段的流体n密封环面、流体n-1密封环面、……、流体2密封环面、流体1密封环面、起始密封环面相互间隙配合，并开有密封槽，密封槽内装有密封件，旋转套的流体n输送环槽、流体n-1输送环槽、……、流体1输送环槽的外壁对应设置流体n入口、流体n-1入口、……、流体1入口，旋转套两端面分别装有推力轴承；
两副推力轴承的紧环内孔，分别安装到输流旋转接头组件装配轴段的推力轴承轴颈A和推力轴承轴颈B上，配合关系为过渡配合；
固定螺母，与输流旋转接头组件装配轴段的固定螺纹相匹配；
所述的回流旋转接头组件，由旋转套、密封件、两副推力轴承和固定螺母组成，其中：
旋转套内腔为带有环槽的圆套结构，沿轴向自旋转套的一端至旋转套的另一端，依次设置起始泄放环槽、流体1回收环槽、流体1泄放环槽、流体2回收环槽、……、流体n-1泄放环槽、流体n回收环槽、流体n泄放环槽，其环状槽壁内孔对应于回流旋转接头组件装配轴段的起始密封环面A、起始密封环面B、流体1回收密封环面、流体1泄放密封环面、……、流体n-1泄放密封环面、流体n回收密封环面、流体n泄放密封环面互相间隙配合，并开有密封槽，密封槽内装有密封件，旋转套的起始泄放环槽、流体1回收环槽、流体1泄放环槽、流体2回收环槽、……、流体n-1泄放环槽、流体n回收环槽、流体n泄放环槽的外壁对应设置起始泄放出口、流体1回收出口、流体1泄放出口、流体2回收出口、……、流体n回收出口、流体n泄放出口；旋转套两端面分别装有推力轴承；
两副推力轴承的紧环内孔，分别安装到回流旋转接头组件装配轴段的推力轴承轴颈A和推力轴承轴颈B上，配合关系为过渡配合；
固定螺母，与回流旋转接头组件装配轴段的固定螺纹相匹配；
所述的传动组件由传动键和传动轮组成；
所述的支撑轴承组件由轴承、轴承座和轴承盖组成，轴承采用滚动轴承或者滑动轴承；
所述的放布组件由放布辊、支撑辊轴的轴承和支撑放布辊的支架组成；
所述的卷布组件由卷布辊、支撑辊轴的轴承、支撑卷布辊的支架、驱动卷布辊的驱动设备和安装驱动设备的托架组成；
本发明各构成件之间的装配关系为：
(1)在喷染转子的内腔，首先，用流体1输送管，连接流体1转子喷流孔与流体1输送孔；……；用流体n输送管，连接流体n转子喷流孔与流体n输送孔；其次，先用流体1回收管，连通流体1转子回流孔A与流体1回流孔B后，再连接流体1回收孔；……；先用流体n回收管，连通流体n回流孔A与流体n回流孔B后，再连接流体n回收孔；最后，用起始泄放管，连接起始转子泄流孔与起始泄放孔；用流体1泄放管，连接流体1转子泄流孔与流体1泄放孔；……；用流体n泄放管，连接流体n转子泄流孔与流体n泄放孔；
(2)在喷染定子外圆，首先，在流体1定子喷流孔上安装流体1定子输送阀，……，在流体n定子喷流孔上安装流体n定子输送阀；其次，用管子连通流体1定子回流孔A与流体1定子回流孔B后，再在管子上安装流体1定子回收阀；……；用管子连通流体n定子回流孔A与流体n定子回流孔B后，再在管子上安装流体n定子回收阀；最后，在起始定子泄流孔上安装起始泄放阀，在流体1定子泄流孔上安装流体1定子泄放阀，……，在流体n定子泄流孔上安装流体n定子泄放阀；流体1定子输送阀、……、流体n定子输送阀的入口，为对应于喷染定子的超临界流...

【专利技术属性】
技术研发人员：王威强，牛俊男，曲延鹏，孙发玉，袁淑英，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37