一种可降解纤维染色设备

技术领域

本发明涉及纤维生产设备领域，特别与一种可降解纤维染色设备相关。

背景技术

近年来，化学纤维已成为人们日常生活、工农业生产中必不可少且用量巨大的化工产品。传统的化学纤维主要以石油基高分子作为原料，对不可再生资源石油的依赖性较大，且传统的化学纤维的废弃物通常不易降解，给生态环境但来了负担，因此，人们研发出了可降解的纤维材料。生物可降解纤维作为21世纪发展的重要的功能性纤维，具有比一般纤维更广泛的用途，而且对保护环境具有重要意义。作为量大应用面广的纤维，人们试图减少它对环境的污染，要求它在使用寿命完成后可以生物降解，回到大自然中。因此可生物降解纤维已成为当今世界各国研究的热点。

为提高纤维材料外观性能，需要根据加工需要进行染色。传统的染色技术多采用浸染方法，将纤维浸渍于染料中，通过染缸循环或超纤运动，将纤维反复浸渍在染液中，使之不断相对运动，使染料逐渐上染纤维，该过程浸泡时间长，且染液多为静止状态，染液中比重较大的成分易沉降在染料池底部，导致染色不均匀；染色过程中染料的自动渗入纤维内部，该过程耗时较长，影响纤维的染色效率；染色完成的纤维收卷时需要频繁移更换收卷辊，反复移动收卷辊夹持装置，导致设备稳定性降低，需要检修和维护，生产成本高。

发明内容

针对相关现有技术存在的问题，本发明提供一种可降解纤维染色设备，染色时将纤维内部的气泡排出，便于染料的渗入，缩短浸泡时间，染色过程中搅拌叶驱动染色液向上流动，使不同深度的染色液充分混合，防止染色不均匀，收卷辊安装时将方形块插设于凹槽内，并将限位块装配于凹槽，无需移动收卷架，设备稳定性高，且收卷辊更换方便，提高工作效率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术：

一种可降解纤维染色设备，包括：

染色池，染色池底部两端转动连接有分料辊，分料辊沿轴向阵列有多个分料槽，分料辊下方设有挤压辊，挤压辊两端转动连接染色池，挤压辊轴向阵列有多个挤压环，挤压环与分料槽匹配，分料辊与挤压辊反向同速旋转；

搅拌机构，设于染色池底部中心，包括转动连接染色池的搅拌轴，搅拌轴顶端连接有多个搅拌叶，搅拌叶底端向搅拌叶转动方向倾斜，搅拌叶上均匀开设有多个水平的穿孔；

导向机构，设于染色池顶部两端，包括导向辊，导向辊两端转动连接染色池，导向辊沿轴向阵列有多个导向槽，导向槽与分料槽匹配；

烘干机构，设于染色池出料端，用于对染色的纤维进行快速烘干；

收卷机构，设于烘干机构出料端，包括可升降的转移辊和收卷架，转移辊设于烘干机构和收卷架之间，收卷架设有一对，收卷架之间设有收卷辊，收卷辊两端设有方形块，收卷架顶端开设有呈优弧的卡槽，卡槽内转动连接有圆形的转轴，转轴沿轴向开设有贯穿的凹槽，凹槽底端与方形块匹配，凹槽内插设有限位块，限位块沿转轴轴向移动，限位块边缘为与转轴所在圆重合的弧形，当方形块装配于凹槽时，限位块底边与方形块贴合。

进一步地，染色池底端均匀设有多个支脚，支脚底端连接有转运台，染色池底部连通有进液管和取液管。

进一步地，搅拌轴与染色池连接处设有密封圈，搅拌轴底端连接有搅拌电，搅拌电机固定于转运台。

进一步地，染色池内壁开设有两对竖直的插槽，插槽内插设有纤维梳，纤维梳底端阵列有多个梳齿，梳齿与分料槽位于同一水平面，染色池顶部配合有盖板，盖板底端连接有插杆，插杆与插槽配合，盖板中心开设有视窗。

进一步地，分料辊与挤压辊通过齿轮啮合，两齿轮之间通过皮带连接，其中一个齿轮连接有驱动电机。

进一步地，两齿轮之间设有张紧机构，用于张紧皮带，张紧机构包括与皮带配合的张紧轮，张紧轮转动连接有张紧架，张紧架顶端连接有一对导向柱，导向柱套设有弹簧，弹簧上方设有压紧板，压紧板套设于导向柱，压紧板上方设有固定板，固定板套设于导向柱，固定板固定于染色池外壁，固定板螺纹连接有调节螺杆，调节螺杆底端转动连接压紧板。

进一步地，烘干机构包括烘干腔，烘干腔两端插设有竖直的调节板，调节板开设有供纤维穿过的条形槽，烘干腔两侧螺纹连接有锁紧螺钉，用于固定调节板。

进一步地，转移辊两端转动连接有支撑杆，支撑杆套设有固定环，固定环插设有限位销，限位销用于固定支撑杆插设于固定环的位置。

进一步地，限位块两端开设有圆形的竖向槽，限位块两端壁水平向内形成有优弧槽，竖向槽的中轴线与优弧槽的中轴线重合，优弧槽位于限位块端壁的开口长度小于优弧槽所在圆的直径，优弧槽内设有优弧块，竖向槽内设有竖向杆，竖向杆与优弧块连接，竖向杆顶端开设有十字槽，转轴内壁对称开设有水平的劣弧槽，当限位块装配于转轴时，优弧槽与劣弧槽配合形成完整的圆形，收卷架两侧设有可拆卸的弧形挡板，用于限制转轴水平移动，其中一个转轴连接有收卷电机，收卷辊两端均套设有收样板。

进一步地，转运台底部设有多对万向轮和升降杆，升降杆底端移动于万向轮底端所在平面上下方。

本发明有益效果：

1、染色时将纤维内部的气泡排出，便于染料的渗入，缩短浸泡时间，染色过程中搅拌叶驱动染色液向上流动，使不同深度的染色液充分混合，防止染色不均匀，收卷辊安装时将方形块插设于凹槽内，并将限位块装配于凹槽，无需移动收卷架，设备稳定性高，且收卷辊更换方便，提高工作效率。

2、分料辊与挤压辊反向同速旋转时驱动纤维移动，降低对纤维表面的摩擦，防止纤维断裂，搅拌叶上均匀开设有的穿孔可进一步提高染色液混合效果，染色完成的纤维通过导向辊转移至烘干机构内，利用导向槽保持纤维呈多束，避免纤维拧结为一束，提高烘干效果，收卷时利用转移辊调节纤维高度，保证纤维从烘干机构中心穿过，避免纤维接触烘干机构侧壁，导致纤维摩擦断裂。

3、利用纤维梳可对纤维进一步分散，增大纤维与燃料的接触面积，提高染色效率，同时防止纤维拧结，便于成品收卷和使用，两齿轮之间通过皮带连接，保证两组分料辊与挤压辊之间转速相同，防止对纤维产生牵引力。

4、通过张紧机构对皮带进行张紧，保持两齿轮转速相同，张紧过程中张紧轮与皮带配合，压紧板挤压弹簧，使皮带处于张紧状态，防止张紧轮与皮带脱离，保证张紧效果。

5、纤维进入烘干腔后，通过调节烘干腔两端的调节板，对烘干腔两端进行阻挡，减少热量损失，提高烘干效率。

6、限位块插入转轴时，通过竖向杆驱动优弧块转动，当优弧块旋转至与劣弧槽配合时可限制限位块沿转轴轴向移动，避免转轴转动受阻，当优弧块移动出劣弧槽时，限位块可沿转轴轴向移动，便于方形块与凹槽快速安装和拆卸，利于收卷辊更换。

附图说明

图1为本发明结构示意图一。

图2为本发明分料辊结构示意图。

图3为本发明搅拌机构结构示意图。

图4为本发明导向辊结构示意图。

图5为本发明收卷机构结构示意图。

图6为本发明收卷辊结构示意图。

图7为本发明收卷架结构示意图。

图8为本发明卡槽结构示意图。

图9为本发明转轴结构示意图。

图10为本发明结构示意图二。

图11为本发明染色池结构示意图。

图12为本发明张紧机构结构示意图。

图13为本发明烘干机构结构示意图。

图14为本发明收卷机构结构示意图。

图15为本发明限位块结构示意图。

图16为本发明优弧块结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明的实施方式进行详细说明，但本发明所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，或是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1~9所示，一种可降解纤维染色设备，包括染色池1，设于染色池1底部中心的搅拌机构2，设于染色池1顶部两端的导向机构3，设于染色池1出料端的烘干机构4，以及设于烘干机构4出料端的收卷机构5。

染色池1底部两端转动连接有分料辊101，分料辊101沿轴向阵列有多个分料槽102，分料辊101下方设有挤压辊103，挤压辊103两端转动连接染色池1，挤压辊103轴向阵列有多个挤压环104，挤压环104与分料槽102匹配，分料辊101与挤压辊103反向同速旋转。

搅拌机构2包括转动连接染色池1的搅拌轴201，搅拌轴201顶端连接有多个搅拌叶202，搅拌叶202底端向搅拌叶202转动方向倾斜，搅拌叶202上均匀开设有多个水平的穿孔203，搅拌轴201与染色池1连接处设有密封圈204，搅拌轴201底端连接有搅拌电机205，搅拌电机205固定于转运台106。

导向机构3包括导向辊301，导向辊301两端转动连接染色池1，导向辊301沿轴向阵列有多个导向槽302，导向槽302与分料槽102匹配。

烘干机构4用于对染色的纤维进行快速烘干。

收卷机构5，设于烘干机构4出料端，包括可升降的转移辊501和收卷架502，转移辊501设于烘干机构4和收卷架502之间，收卷架502设有一对，收卷架502之间设有收卷辊503，收卷辊503两端设有方形块504，收卷架502顶端开设有呈优弧的卡槽505，卡槽505内转动连接有圆形的转轴506，转轴506沿轴向开设有贯穿的凹槽507，凹槽507底端与方形块504匹配，凹槽507内插设有限位块508，限位块508沿转轴506轴向移动，限位块508边缘为与转轴506所在圆重合的弧形，当方形块504装配于凹槽507时，限位块508底边与方形块504贴合。

染色时，将纤维分散放置于分料辊101沿轴向阵列的分料槽102内，挤压辊103轴向阵列的挤压环104与分料槽102配合时对纤维进行挤压，将纤维内部的气泡排出，便于染料的渗入，缩短浸泡时间，分料辊101与挤压辊103反向同速旋转时驱动纤维移动，且降低对纤维表面的摩擦，防止纤维断裂；染色过程中搅拌轴201带动搅拌叶202旋转，由于搅拌叶202底端向搅拌叶202转动方向倾斜，可驱动染色液向上流动，使不同深度的染色液充分混合，防止染液中比重较大的成分易沉降在染料池底部，导致染色不均匀，搅拌叶202上均匀开设有的穿孔203可进一步提高染色液混合效果，利用密封圈204加强搅拌轴201与染色池1连接处的密封效果，防止染色液漏液，通过搅拌电机205控制搅拌轴201转速，保证染料均匀，使其满足染色要求，染色完成的纤维通过另一组分料辊101与挤压辊103的挤压，将纤维表面未渗入的染料去除，防止染色液滴落至染色池1外部，改善工作环境，同时利于纤维的快速烘干；染色完成的纤维通过导向辊301转移至烘干机构4内，利用导向槽302保持纤维呈多束，避免纤维拧结为一束，提高烘干效果；收卷时，利用转移辊501调节纤维高度，保证纤维从烘干机构4中心穿过，避免纤维接触烘干机构4侧壁，导致纤维摩擦断裂，烘干后的纤维经转移辊501转移后缠绕在收卷辊503上，由收卷辊503为纤维移动提供动力，收卷辊503安装时，将收卷辊503两端的方形块504插设于转轴506沿轴向开设的凹槽507内，并将限位块508装配于凹槽507时，限位块508底边与方形块504贴合防止方形块504移动，限位块508边缘为与转轴506所在圆重合的弧形，满足方形块504随转轴506旋转的要求，转轴506驱动转移辊501旋转实现收卷过程，收卷辊503更换过程无需反复移动收卷架502，设备稳定性高，且收卷辊503更换方便，提高工作效率。

进一步地，如图10~11所示，染色池1底端均匀设有多个支脚105，支脚105底端连接有转运台106，染色池1底部连通有进液管107和取液管108，染色池1内壁开设有两对竖直的插槽109，插槽109内插设有纤维梳110，纤维梳110底端阵列有多个梳齿111，梳齿111与分料槽102位于同一水平面，染色池1顶部配合有盖板112，盖板112底端连接有插杆113，插杆113与插槽109配合，盖板112中心开设有视窗114，分料辊101与挤压辊103通过齿轮115啮合，两齿轮115之间通过皮带116连接，其中一个齿轮115连接有驱动电机117，转运台106底部设有多对万向轮118和升降杆119，升降杆119底端移动于万向轮118底端所在平面上下方。

染色池1内的染色液通过进液管107补充，无需取下盖板112，降低染料别污染的风险，通过取液管108可随时对染料进行取样检测，保持染料成分和pH值在适当的范围，避免造成浪费，盖板112底端的插杆113与染色池1内壁开设的插槽109配合，便于盖板112安装和拆卸；利用纤维梳110可对纤维进一步分散，增大纤维与燃料的接触面积，提高染色效率，同时防止纤维拧结，便于成品收卷和使用；分料辊101与挤压辊103通过齿轮115啮合，且两齿轮115之间通过皮带116连接，保证两组分料辊101与挤压辊103之间转速相同，并通过驱动电机117控制分料辊101与收卷辊503转速相同，防止对纤维产生牵引力；染色时将升降杆119底端移动至万向轮118底端下方，由升降杆119对染色设备进行支撑，降低对万向轮118的压力，升降杆119底端移动至万向轮118底端上方时，利用万向轮118实现设备的转移，操作方便，降低工作强度。

进一步地，如图12所示，两齿轮115之间设有张紧机构6，用于张紧皮带116，张紧机构6包括与皮带116配合的张紧轮601，张紧轮601转动连接有张紧架602，张紧架602顶端连接有一对导向柱603，导向柱603套设有弹簧604，弹簧604上方设有压紧板605，压紧板605套设于导向柱603，压紧板605上方设有固定板606，固定板606套设于导向柱603，固定板606固定于染色池1外壁，固定板606螺纹连接有调节螺杆607，调节螺杆607底端转动连接压紧板605。

通过张紧机构6对皮带116进行张紧，保持两齿轮115转速相同，张紧过程中张紧轮601与皮带116配合，压紧板605挤压弹簧604，使皮带116处于张紧状态，通过旋转调节螺杆607改变固定板606与压紧板605之间的距离，进而调节压紧板605与张紧架602之间的距离，改变弹簧604作用力，导向柱603穿过固定板606，保持张紧轮601上下移动，防止张紧轮601与皮带116脱离，保证张紧效果。

进一步地，如图13所示，烘干机构4包括烘干腔401，烘干腔401两端插设有竖直的调节板402，调节板402开设有供纤维穿过的条形槽403，烘干腔401两侧螺纹连接有锁紧螺钉404，用于固定调节板402。

纤维进入烘干腔401后，通过调节烘干腔401两端的调节板402，使纤维穿过条形槽403，利用锁紧螺钉404将调节板402固定，调节板402可对烘干腔401两端进行阻挡，减少热量损失，提高烘干效率。

进一步地，如图14所示，转移辊501两端转动连接有支撑杆509，支撑杆509套设有固定环510，固定环510插设有限位销511，限位销511用于固定支撑杆509插设于固定环510的位置。

通过调节支撑杆509插设于固定环510的位置，并利用限位销511将支撑杆509固定，调节纤维移动路径，避免纤维与烘干腔401接触同时顺利转移至收卷辊503，保证纤维的传输。

进一步地，如图15~16所示，限位块508两端开设有圆形的竖向槽512，限位块508两端壁水平向内形成有优弧槽513，竖向槽512的中轴线与优弧槽513的中轴线重合，优弧槽513位于限位块508端壁的开口长度小于优弧槽513所在圆的直径，优弧槽513内设有优弧块514，竖向槽512内设有竖向杆515，竖向杆515与优弧块514连接，竖向杆515顶端开设有十字槽516，转轴506内壁对称开设有水平的劣弧槽517，当限位块508装配于转轴506时，优弧槽513与劣弧槽517配合形成完整的圆形，收卷架502两侧设有可拆卸的弧形挡板518，用于限制转轴506水平移动，其中一个转轴506连接有收卷电机519，收卷辊503两端均套设有收样板520。

限位块508插入转轴506时，通过十字槽516旋转竖向杆515，竖向杆515驱动优弧块514转动，当优弧块514旋转至与劣弧槽517配合时可限制限位块508沿转轴506轴向移动，避免转轴506转动受阻，当优弧块514移动出劣弧槽517时，限位块508可沿转轴506轴向移动，便于方形块504与凹槽507快速安装和拆卸，利于收卷辊503更换，利用收卷电机519控制收卷辊503转速，调节纤维移动速度，保证染色均匀，通过弧形挡板518可对转轴506进行纤维，保证转轴506在竖直平面旋转，提高传动效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。