一種智能化超臨界二氧化碳流體無水染整系統及其方法與流程

2023-06-24 02:42:21 2

本發明涉及一種智能化超臨界二氧化碳流體無水染整系統及其方法，屬於紡織染整領域。

背景技術：

近年來，超臨界流體技術從基礎理論研究到實際應用方面都得到顯著的提高和拓展，已深入到超臨界流體染色、萃取、化學反應、清洗技術等諸多領域。作為主要溫室氣體的二氧化碳，是最為常用的超臨界流體，其臨界溫度和壓力都較為溫和，分別為31.1℃和7.38MPa，且具有無毒、分子極性弱、具有四級矩結構等特點。

但是，目前為止，還未見一種具有打樣功能的智能化超臨界二氧化碳流體系統，可以為超臨界二氧化碳流體染色提供工藝參考，從而為該項技術的工業化應用提供保障。

技術實現要素：

本發明通過智能終端和傳動機構自動完成紡織品的染色打樣，解決了上述問題，為多種紡織品的超臨界二氧化碳無水染色工業化生產提供工藝數據支撐。

本發明提供了一種智能化超臨界二氧化碳流體無水染整系統，所述系統包括伺服計量泵、機器臂、染整單元；

所述伺服計量泵與機械臂的入口連接，所述機械臂內設有流體注入單元與染料整理劑注入單元，所述機械臂的出口與染整單元可分離式連接。

本發明所述染料整理劑注入單元優選為包括至少一個染料整理劑室。

本發明所述染整單元優選為包括至少一個染整罐；

所述染整罐由頂部到底部依次設有頂部密封蓋、高壓密封蓋、多孔分隔板、氣固分離膜片、底部活動密封蓋，所述頂部密封蓋與高壓密封蓋之間設有流體通道，所述高壓密封蓋與多孔分隔板之間設有密封裝置，所述密封裝置與流體通道連接。

本發明所述高壓密封蓋與多孔分隔板之間形成染料室，所述多孔分隔板與氣固分離膜片之間形成紡織品室。

本發明所述流體通道優選為多孔結構，其孔徑為0.05mm。

本發明所述密封裝置優選為包括活塞、彈簧；

所述活塞的一端與流體通道連接、另一端與彈簧連接。

本發明所述系統優選為包括二氧化碳儲罐、冷凝器、伺服高壓泵、換熱器、伺服計量泵、機器臂、染整單元、可加熱支架、變頻電動機、分離釜；

所述二氧化碳儲罐依次通過冷凝器、伺服高壓泵、換熱器、伺服計量泵與機械臂的入口連接，所述機械臂的出口與染整單元可分離式連接，所述染整單元的出口通過分離釜返回二氧化碳儲罐；

所述染整單元通過可加熱支架與變頻電動機連接。

本發明另一目的為提供上述系統的智能化超臨界二氧化碳流體無水染整方法，所述方法為：將二氧化碳冷凝至液態輸送，再加熱至超臨界狀態進入機械臂，將機械臂切換至染料整理劑注入單元，完成染料或整理劑向染整單元注入後再切換至流體注入單元，完成超臨界二氧化碳流體向染整單元注入後，分離機器臂與染整單元，將染整單元正、反向旋轉染色，染色結束後利用分離釜分離二氧化碳與染料或整理劑，分離後的二氧化碳冷凝後返回二氧化碳儲罐。

本發明有益效果為：

①本發明所述智能化超臨界二氧化碳流體無水染整系統實現了超臨界二氧化碳流體對紡織品的全自動智能化打樣生產，為超臨界二氧化碳流體染整技術的工業化生產提供工藝技術指導；

②本發明所述智能化超臨界二氧化碳流體無水染整系統採用伺服高壓泵和伺服計量泵，實現二氧化碳流體、染料或整理劑向染整單元的適時定量注入；

③本發明所述智能化超臨界二氧化碳流體無水染整系統具有流體注入單元與染料整理劑注入單元組成的雙通道機械臂結構，實現水平與垂直的雙向移動，另外，染料整理劑注入單元包括至少一個染料整理劑室，實現不同染料或整理劑的定量配比注入。

附圖說明

本發明附圖2幅，

圖1為實施例1所述智能化超臨界二氧化碳流體無水染整系統的結構示意圖；

圖2為實施例1所述染整罐的結構示意圖；

其中，1、二氧化碳儲罐，2、冷凝器，3、伺服高壓泵，4、換熱器，5、伺服計量泵，6、機器臂，61、流體注入單元，62、染料整理劑注入單元，7、染整單元，71、頂部密封蓋，72、高壓密封蓋，73、多孔分隔板，74、氣固分離膜片，75、底部活動密封蓋，76、流體通道，771、活塞，772、彈簧，8、可加熱支架，9、變頻電動機，10、分離釜。

具體實施方式

下述非限制性實施例可以使本領域的普通技術人員更全面地理解本發明，但不以任何方式限制本發明。

實施例1

一種智能化超臨界二氧化碳流體無水染整系統，所述系統包括二氧化碳儲罐1、冷凝器2、伺服高壓泵3、換熱器4、伺服計量泵5、機器臂6、染整單元7、可加熱支架8、變頻電動機9、分離釜10；

所述二氧化碳儲罐1依次通過冷凝器2、伺服高壓泵3、換熱器4、伺服計量泵5與機械臂6的入口連接，所述機械臂6內設有流體注入單元61與染料整理劑注入單元62，所述機械臂6的出口與染整單元7可分離式連接，所述染整單元7的出口通過分離釜10返回二氧化碳儲罐1，所述染整單元7通過可加熱支架8與變頻電動機9連接；

所述染料整理劑注入單元62包括多個染料整理劑室；

所述染整單元7包括三個染整罐，所述染整罐由頂部到底部依次設有頂部密封蓋71、高壓密封蓋72、多孔分隔板73、氣固分離膜片74、底部活動密封蓋75，所述頂部密封蓋71與高壓密封蓋72之間設有孔徑為0.05mm的多孔流體通道76，所述高壓密封蓋72與多孔分隔板73之間設有活塞771與彈簧772，所述活塞771的一端與流體通道76連接、另一端與彈簧772連接，所述高壓密封蓋72與多孔分隔板73之間形成染料室，所述多孔分隔板73與氣固分離膜片74之間形成紡織品室。

實施例2

一種利用實施例1所述系統的智能化超臨界二氧化碳流體無水染整方法，所述方法為：將染料整理劑置於染料整理劑注入單元62內，將紡織品置於紡織品室內，將二氧化碳冷凝至液態輸送，再加熱至超臨界狀態進入機械臂6，染整前，將機械臂6切換至染料整理劑注入單元62，機械臂6的注入器壓下活塞771，染料整理劑進入染料室，完成染料或整理劑向染整單元7注入後再切換至流體注入單元61，在伺服高壓泵3和伺服計量泵5的作用下，完成超臨界二氧化碳流體向染整單元7注入後，分離機械臂6與染整單元7，活塞771復位，以封閉流體通道76，所述頂部密封蓋71與高壓密封蓋72通過電磁鐵實現二次密封，同時，頂部密封蓋71與高壓密封蓋72通過高壓密封圈保證密封有效性，染整單元7正、反向旋轉實現紡織品染色或整理，染整結束後利用分離釜10分離二氧化碳與染料或整理劑，分離後的二氧化碳冷凝後返回二氧化碳儲罐1。