[发明专利]一种旋转式超临界流体对喷染色器及对喷染色工艺

权利要求书

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、直至流体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、直至流体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，直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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，直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体1输送环槽的外壁对应设置流体n入口、流体n-1入口、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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、直至流体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；

各构成件喷染转子、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、管子和阀门之间的装配关系为：

(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；直至用流体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；直至先用流体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；直至用流体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，直至在流体n定子喷流孔上安装流体n定子输送阀；其次，用连通流体1定子回流孔A与流体1定子回流孔B的管子连通流体1定子回流孔A与流体1定子回流孔B后，再在该管子上安装流体1定子回收阀；直至用连通流体n定子回流孔A与流体n定子回流孔B的管子连通流体n定子回流孔A与流体n定子回流孔B后，再在该管子上安装流体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，直至在流体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、直至流体n定子输送阀的入口，为对应于喷染定子的超临界流体对喷染色器的各流体入口；流体1定子回收阀、直至流体n定子回收阀，以及流体1定子泄放阀、直至流体n定子泄放阀的出口，为对应于喷染定子的超临界流体对喷染色器的各流体出口；

(3)在输流旋转接头组件旋转套外壁的流体1入口、直至流体n-1入口、流体n入口上，对应安装流体1转子输送阀、直至流体n-1转子输送阀、流体n转子输送阀；流体1转子输送阀、直至流体n转子输送阀的入口为对应于喷染转子的超临界流体对喷染色器的各流体入口；

(4)在回流旋转接头组件旋转套外壁的起始泄放出口、流体1回收出口、流体1泄放出口、直至流体n回收出口、流体n泄放出口上，对应安装起始转子泄放阀、流体1转子回收阀、流体1转子泄放阀、直至流体n转子回收阀、流体n转子泄放阀；流体1转子回收阀、直至流体n转子回收阀，和流体1转子泄放阀、直至流体n转子泄放阀的出口，为对应于喷染转子的超临界流体对喷染色器的各流体出口；

(5)将定子支座A和定子支座B，支撑轴承组件A的轴承座和支撑轴承组件B的轴承座，以及动力设备，分别固定安装于机座的相应位置；

(6)先将喷染定子沿其起始定子迷宫密封槽、流体1定子多孔圆筒、流体1定子迷宫密封槽、流体2定子多孔圆筒、直至流体n定子多孔圆筒、流体n定子迷宫密封槽，与喷染转子的起始转子迷宫密封槽、流体1转子多孔圆筒、流体1转子迷宫密封槽、流体2转子多孔圆筒、直至流体n转子多孔圆筒、流体n转子迷宫密封槽相匹配的方向，套装在喷染转子上；然后，分别将定子支座A装配位和定子支座B装配位，安装于定子支座A和定子支座B上；再在喷染转子的传动轴颈上安装传动组件，即传动键和传动轮；再进一步将支撑轴承组件A 的轴承和支撑轴承组件B的轴承，分别安装在喷染转子的支撑轴承轴颈A和支撑轴承轴颈B上，然后将两轴承分别对应安装进支撑轴承组件A和支撑轴承组件B的轴承座里，并加装轴承盖；调整定子支座A、定子支座B、支撑轴承组件A和支撑轴承组件B，使喷染转子与喷染定子同轴，并且环向间隙均匀；动力设备的传动轮通过带传动或链传动或齿轮传动或蜗杆传动，传动给传动组件的传动轮；

(7)在输流旋转接头组件的流体1输送环槽、直至流体n-1输送环槽、流体n输送环槽的槽壁的密封槽内，对应装入相应的密封件，并将输流旋转接头组件的推力轴承A、旋转套、推力轴承B，沿着推力轴承A的紧环、滚珠架和松环，旋转套的流体n输送环槽、流体n-1输送环槽、直至流体1输送环槽，推力轴承B的松环、滚珠架和紧环，与喷染转子的输流旋转接头组件装配轴段的推力轴承轴颈A、流体n密封环面、流体n输送孔、流体n-1密封环面、直至流体1密封环面、流体1输送孔、起始密封环面、推力轴承轴颈B相一致的方向，依次装入输流旋转接头组件装配轴段，将输流旋转接头组件的固定螺母旋入输流旋转接头组件装配轴段的固定螺纹，并背紧；

(8)在回流旋转接头组件的起始泄放环槽、流体1回收环槽、流体1泄放环槽、直至流体n回收环槽、流体n泄放环槽的槽壁的密封槽内，对应装入相应的密封件，并将回流旋转接头组件的推力轴承A、旋转套、推力轴承B，沿着推力轴承A的紧环、滚珠架和松环，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、直至流体n-1泄放环槽、流体n回收环槽、流体n泄放环槽，推力轴承B的松环、滚珠架和紧环，与喷染转子的回流旋转接头组件装配轴段的推力轴承轴颈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、直至流体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相一致的方向，依次装入回流旋转接头组件装配轴段，将回流旋转接头组件的固定螺母，旋入回流旋转接头组件装配轴段的固定螺纹，并背紧；

(9)首先，将放布组件的支架，固定安装于机座的相应位置，然后将放布组件的放布辊辊轴安装轴承，再将轴承安装于支架上，放布辊的位置与喷染转子的进布轴颈相对应；其次，先将卷布组件的支架，固定安装于机座的相应位置，再将卷布组件的卷布辊辊轴安装轴承，并将轴承安装于支架上，最后将托架固定于支架的相应位置，驱动设备固定安装于托架上，驱动设备输出轴通过联轴器或者带轮和带或者链轮和链条或者齿轮或者涡轮蜗杆，传动给卷布辊辊轴，卷布辊的位置与喷染转子的出布轴颈相对应；最后，调整放布辊和卷布辊方向，满足织物呈螺旋状进出喷染转子与喷染定子之间的环隙要求，及螺旋状运动的织物沿轴向行进方向无重叠和空隙的要求。

2.应用权利要求1所述的一种旋转式超临界流体对喷染色器实施的染色工艺，其特征为：

工艺实施前的准备工作，应用各构成件喷染转子、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、管子和阀门，并装配，构建旋转式超临界流体对喷染色系统：

将超临界流体媒质存储子系统的出口与超临界流体生成子系统的入口相连接；将超临界流体生成子系统的出口与染料溶解子系统的入口相连接；根据染色工艺要求，将超临界流体生成子系统的出口，或者染料溶解子系统的出口，对应与流体1转子输送阀、直至流体n转子输送阀的入口，以及流体1定子输送阀、直至流体n定子输送阀的入口相连接；将起始转子泄放阀、流体1转子回收阀、流体1转子泄放阀、流体2转子回收阀、直至流体n转子回收阀、流体n转子泄放阀的出口，以及起始定子泄放阀、流体1定子回收阀、流体1定子泄放阀、流体2定子回收阀、直至流体n定子回收阀、流体n定子泄放阀的出口，直接或者通过对应的流体压回子系统，对应与杂质分离子系统或染料分离子系统的入口相连接；染料分离子系统的出口，或者杂质分离子系统的出口，分别与超临界流体媒质存储子系统入口相连接，构成了旋转式超临界流体对喷染色系统；

应用上述旋转式超临界流体对喷染色系统实施的对喷染色工艺步骤如下：

(1)动力设备的传动轮，通过带传动或链传动或齿轮传动或蜗杆传动，传动于喷染转子传动组件的传动轮，驱动喷染转子转动；织物在放布组件的放布辊上被放下后经喷染转子的进布轴颈进入喷染转子与喷染定子之间的环隙，随着喷染转子的转动螺旋前进，在喷染转子的出布轴颈脱开喷染转子与喷染定子之间的环隙，并被缠绕到卷布组件的卷布辊上；

(2)从超临界流体生成子系统或者染料溶解子系统输送过来的总种类数为n的无染料超临界流体或者溶有染料超临界流体，分别依次同步进入流体1转子输送阀及流体1输送管、直至流体n转子输送阀及流体n输送管，和流体1定子输送阀、直至流体n定子输送阀，经流体1转子喷流槽及包裹该槽的流体1转子多孔圆筒、直至流体n转子喷流槽及包裹该槽的流体n转子多孔圆筒，和流体1定子喷流槽及镶嵌该槽的流体1定子多孔圆筒、直至流体n喷流槽及镶嵌该槽的流体n定子多孔圆筒，喷在喷染转子和喷染定子之间环隙的织物的双面上，完成对织物的清洗或者染色或者漂洗；

(3)完成对织物的清洗，或者染色，或者漂洗的无染料超临界流体或者溶有染料超临界流体，经过所对应的流体1转子多孔圆筒进入其所包裹的流体1转子回流槽A和流体1转子回流槽B、直至流体n转子多孔圆筒进入其所包裹的流体n转子回流槽A和流体n转子回流槽B，和经过所对应的流体1定子多孔圆筒进入其所镶嵌的流体1定子回流槽A和流体1定子回流槽B、直至流体n定子多孔圆筒进入其所镶嵌的流体n定子回流槽A和流体n定子回流槽B，然后分别经流体1回收管和流体1转子回收阀、直至流体n回收管和流体n转子回收阀，以及流体1定子回收阀、直至流体n定子回收阀，直接或通过对应的流体压回子系统，进入相应的杂质分离子系统或者染料分离子系统；

(4)流体1经起始转子泄流孔和起始定子泄流孔泄出，增加了流体1经过定子迷宫密封槽和转子迷宫密封槽向大气泄漏时的阻力，形成了旋转式超临界流体对喷染色器一端的流体1与大气之间的迷宫密封；流体1或流体2经流体1转子泄流孔和流体1定子泄流孔泄出，增加了流体1或流体2经过流体1定子迷宫密封槽和流体1转子迷宫密封槽互相混合的阻力，形成了流体1与流体2之间的迷宫密封；直至流体n经流体n转子泄流孔和流体n定子泄流孔泄出，增加了流体n经过流体n定子迷宫密封槽和流体n转子迷宫密封槽向大气泄漏时的阻力，形成了旋转式超临界流体对喷染色器另一端的流体n与大气之间的迷宫密封；泄流的流体1、直至流体n，分别对应经过起始泄放管及起始转子泄放阀、流体1泄放管及流体1转子泄放阀、直至流体n泄放管及流体n转子泄放阀，和起始定子泄放阀、流体1定子泄放阀、直至流体n定子泄放阀，直接或通过对应的流体压回子系统，流入杂质分离子系统或者染料分离子系统进行分离。