轉鼓染色機的制作方法

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本發明涉及一種轉鼓染色機，尤其是應用于造紙工業的轉鼓染色機。

背景技術：

現在，來自不同來源的纖維材料的漿料的染色/上色通常在8-12％的濃度下以高濃度間歇式攪拌機100進行間歇處理。此類攪拌機主要包括筒體101和螺旋狀轉子102，見圖1。染色過程可能會耗費相當長的時間，例如30分鐘以上，因為在這個濃度下的混合并不是非常高效，而且是非常耗能的。由于在染色工藝前后的工藝過程都是連續的，因此一臺此類攪拌機并不足以保證整個工藝過程的連續運行。通常，需要至少2-3臺設備來確保整個工藝過程的穩定安全運行。

技術實現要素：

因此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種能夠連續工作并且節約能耗的染色機來取代目前普遍使用的間歇式攪拌機。單獨一臺這種染色機就能夠滿足整個工藝過程的需要。

上述技術問題通過一種根據本發明的轉鼓染色機加以解決，該轉鼓染色機包括：底座；轉鼓，該轉鼓呈圓筒形(但是任意多邊形形狀也都是可以考慮的)，在轉鼓的前端設有供料口，待染色漿料能通過供料口進入轉鼓；驅動裝置，該驅動裝置安裝在底座上，且被設計為適于驅動轉鼓繞轉鼓的軸線做旋轉運動；其中，在轉鼓的內壁上設有用于在轉鼓旋轉時混合旋轉筒體內的漿料的若干攪拌部件。

本發明的轉鼓染色機的設計思想在于，以連續旋轉的轉鼓和布設在轉鼓內部的攪拌部件的共同作用實現了染料/色料與漿料在轉鼓內的連續攪拌混合。待染色漿料與染料能持續供入轉鼓內，而已染色漿料則能持續地從轉鼓尾端排出。

相比現有技術下的間歇式攪拌機，連續運行提供了更高的設備可用度。根據本發明的轉鼓染色機的運行僅需單獨一臺設備，因而相對于需要間歇裝料、卸料的多臺設備輪替的技術方案，在控制上更加簡單，設備的可靠性也更高。同時，由于轉鼓染色機內部中不再有作為旋轉部件的攪拌裝置，因而產生了顯著的節能效應(>50％)。另外，由于結構簡單并且沒有磨損部件，因而更換部件的設備維護時間也被減到最小。

在根據本發明的轉鼓染色機的一種優選實施形式中，所述底座具有角度調節裝置。角度調節裝置適于將轉鼓設置為與水平面成不同角度，從而適應不同成分的漿料。

根據本發明的一種實施形式，攪拌部件是從轉鼓的內壁向轉鼓的內部突伸的提升板，其中，提升板平行于轉鼓的軸線布置。漿料被提升板提升至高處并隨后在自重作用下拋落。在這種實施形式的一種變型中，提升板的突伸方向并不平行于轉鼓的軸線布置，而是與轉鼓的徑向方向所成角度在正負30度的角度范圍內。在上述實施形式及變型中，各提升板與轉鼓的徑向方向所成角度可以是一致的，也可以各自成一個在上述角度范圍內的不同角度。

在根據本發明的轉鼓染色機的一種優選實施形式中，轉鼓以前端高于尾端的方式傾斜地布置在所述底座上，這樣漿料可以在自重作用下緩慢向轉鼓尾端移動。但是這種傾斜布置不是必需的，漿料亦可以在攪拌部件的作用下向轉鼓尾端移動。

根據本發明的一種實施形式，攪拌部件不是上述提升板，而是從轉鼓的內壁向轉鼓的內部突伸的三維形狀體。當然，在這種實施形式的一種變型中，攪拌部件亦可以既包括從轉鼓的內壁向轉鼓的內部突伸的提升板的上述各種變型又包括從轉鼓的內壁向轉鼓的內部突伸的三維形狀體的各種變型。上述三維形狀體可以是截球體、正四面體、正方體、長方體、六棱柱、圓柱體、圓錐、三棱錐、三棱柱等任何可能的三維形狀體，其高度在轉鼓直徑的5-35％之間，優選為15-25％之間。

這些三維形狀體的數目和高度在轉鼓的長度上可以是均勻一致的，亦可以根據在轉鼓各段內進行攪拌的實際需要設計成在從轉鼓前端至尾端有不同分布的形式，例如，可以使三維形狀體從轉鼓的前端向尾端高度逐漸減小而數量則逐漸增加。

根據本發明的一種實施形式，攪拌部件沿轉鼓的長度方向分為若干組，各組攪拌部件在轉鼓的周向上交錯地布置。這種交錯布置的優點在于，阻攔了漿料在轉鼓內部直接向尾端移動的路線，從而有利于漿料在轉鼓內部更充分地與染料/色料進行混合。

根據本發明的一種實施形式，在轉鼓內部除了布置攪拌部件來混合待染色漿料之外，在轉鼓的長度上的若干位置處還分別布置有向轉鼓內部突伸的擋板，擋板以自身的高度阻攔漿料直接向轉鼓尾端的移動，并圍成使漿料能夠溢過的擋板開口。擋板起到了阻擋漿料過快地向轉鼓尾端移動的作用。因而，在所處理的漿料的濃度較低、流動性較好的情況下，擋板起到了至關重要的阻擋作用，延長了漿料在轉鼓內停留的時間。在這種實施形式的一種變型中，各擋板開口的形狀取向交錯地布置，以便使各擋板開口在轉鼓的軸向橫截面上的投影彼此錯開，從而使漿料被更充分地混合。

與提升板類似，擋板的高度方向與轉鼓的軸向橫截面所成角度亦可在一定的角度范圍內變化。除了在垂直于轉鼓軸線的軸向橫截面內向內部突伸的形式之外，擋板的高度方向的取向也可以相對于轉鼓軸線的軸向橫截面在正負25度的角度范圍內變化。

原則上，任何能夠使漿料通過的擋板開口形狀都是可行的。例如，擋板開口可以呈不規則形狀或圓角三角形形狀。

如果需要進一步以高濃度處理，則將經轉鼓充分混合的已染色漿料以實際濃度直接從轉鼓的尾端排出，以供后續設備使用。

但如果需要，亦可以對已染色漿料進行稀釋。在根據本發明的一種實施形式中，轉鼓在靠近尾端的區域設有多孔部分，并且該轉鼓染色機還具有稀釋水供給裝置和漿池，該稀釋水供給裝置被設計用于向轉鼓內部提供稀釋水，而該漿池布置在轉鼓的多孔部分下方并用于接收經由多孔部分流動到轉鼓之外的經過稀釋的已染色漿料。在此，稀釋水供給裝置布置在轉鼓的外部并將稀釋水經由多孔部分供入轉鼓的內部。另外，亦可以考慮將稀釋水裝置布置在可以直接噴淋到轉鼓尾端的內部的位置。在后一種情況下，稀釋水不必經由多孔部分供入轉鼓的內部。

替代的是，在根據本發明的一種實施形式中，該轉鼓染色機具有與轉鼓的尾端相鄰接地布置的稀釋腔室。已染色漿料在排放到稀釋腔室內之后被單獨進行稀釋。

優選的是，驅動裝置為具有齒輪馬達的摩擦驅動器。但是，亦可采用矢圈驅動器。

附圖說明

圖1示意地示出了現有技術下的高濃度間歇式攪拌機100；

圖2a示意地示出了根據本發明的轉鼓染色機的側視圖，其中，以具有齒輪馬達的摩擦驅動器作為轉鼓染色機的驅動裝置；

圖2b示意地示出了根據本發明的另一種實施形式的轉鼓染色機的側視圖；

圖3示意地示出了根據本發明的轉鼓染色機的軸向橫截面，其中可見轉鼓內壁上作為攪拌部件布置的提升板和三維形狀體；

圖4示意地示出了根據本發明的轉鼓染色機的轉鼓的內部構造，其中可見擋板開口交錯地布置；

圖5a至圖5d為轉鼓染色機的不同軸向位置處的剖面圖，示出了擋板的形狀及擋板開口的取向；

圖6示意性地示出了提升板的鋸齒形形狀。

具體實施方式

替代于使用多臺高濃度攪拌機的技術方案，采用連續供料的轉鼓4來將染料/色料混合到濃度在8-12％的范圍內的漿料內，但該濃度甚至可以更高，例如高達20％及以上。

如圖2所示，在本發明的第一實施例中，轉鼓染色機1的主體部分為圓筒形(實際上可以考慮任意的多邊形形狀)的轉鼓4，在轉鼓4的前端設有供料口，待染色漿料能通過供料口進入轉鼓4。轉鼓4(在頻率轉換器的控制下)通過安裝在底座2上的驅動裝置以5-20轉/分的速度繞轉鼓4的軸線做旋轉運動，并能夠為運行及清潔和維護的目的而在兩個旋轉方向上運行。轉鼓4以前端高于尾端的方式傾斜地布置在底座2上，具有一個約1度的傾斜角度，這使得漿料在混合過程中緩慢地向前運動。這一傾斜角度以及由這一傾斜角度造成的漿料在轉鼓4內的滯留時間可以通過底座2的角度調節裝置3自動或手動地調節。

取決于染色工藝和所用漿料需要的強度，轉鼓4內部部件可以不同，亦可以更換。典型地，在轉鼓4的內壁上設有若干角度/定向平行于轉鼓4的軸線布置、從轉鼓4的內壁向轉鼓4的內部突伸的提升板6，該提升板6被設計用于在轉鼓4旋轉時將旋轉筒體內的漿料提升至高處并隨后拋落。圖3示出了提升板6在背向轉鼓4的旋轉方向一側的任選的加強結構。在此實施例中，提升板6還具有任選的鋸齒形輪廓外形，如圖6所示。

在轉鼓4內部除了布置提升板6來提升、拋落待染色漿料之外，在轉鼓4的長度上的若干位置處還可能分別布置有向轉鼓4內部突伸的擋板8，擋板8以自身的高度阻攔漿料直接向轉鼓4尾端的移動，并圍成使漿料能夠溢過的擋板開口9。這些擋板8通常與轉鼓4軸線成直角，也即在轉鼓4的軸向橫截面內。擋板8起到了阻擋漿料過快地向轉鼓4尾端移動的作用，并且也以其高度限定了轉鼓4的填充水平。更高的填充水平意味著(漿料)更長的滯留時間。

此擋板8的能夠使漿料通過的開口區域的形狀可能非常不同，但或多或少具有阻擋功能。如圖4所示，擋板開口9任選地呈不規則形狀，取向交錯地布置，以便使各擋板開口9在轉鼓4的軸向橫截面上的投影彼此錯開，從而使漿料被更充分地混合。而提升板6則沿轉鼓4的長度方向分為若干組，各組提升板6在轉鼓4的周向上可能交錯地布置。圖5a至圖5d為轉鼓染色機1的不同軸向位置處的剖面圖，示出了擋板8的形狀及擋板開口9的取向。

待染色的漿料被供入轉鼓4內部后在提升板6的作用下并任選地在擋板8的共同作用下充分攪拌并緩慢向轉鼓4尾端移動，直至漿料充分染色后被從尾端排出。

在根據本發明的第二實施例中，與上述第一實施例不同之處在于，除提升板6之外，在轉鼓4內壁上也布設有多個用于提供攪拌功能的三維形狀體、在此為正四面體，如圖3中的剖面圖所示。在本實施例的各種變化中，三維形狀體7的數目和高度在轉鼓4的長度上可以是均勻一致的，亦可以是不同的，例如從轉鼓4的前端向尾端高度逐漸減小而數量則逐漸增加。

在根據本發明的第三實施例中，與上述第一實施例不同之處在于，替代于提升板6，完全采用布設在轉鼓4內壁上的多個正四面體(實際上多種三維形狀體和棱柱都是可能的)來提供攪拌功能。三維形狀體7的數目和高度可以在轉鼓4的從供料側到排放側的不同區域內不同。

在根據本發明的第五實施例中，與上述各實施例不同之處在于，提升板6的角度/定向不是平行于轉鼓4的軸線，而是與轉鼓4軸線成30度角。容易理解，在這一實施例的變化中，亦可以將提升板6的角度/定向設定在與轉鼓4軸線成+/-10度、+/-20度等在+/-30度的角度范圍內的任意角度。

在根據本發明的第六實施例中，與上述各實施例不同之處在于，擋板8的高度方向不是與轉鼓4的軸向橫截面成直角，而是與轉鼓4的軸向橫截面成25度角。容易理解，在這一實施例的變化中，亦可以將擋板8設定在與轉鼓4的軸向橫截面成+/-10度、+/-20度等在+/-25度的角度范圍內的任意角度。

在根據本發明的上述各實施例中，如圖2a所示，經轉鼓4充分混合的已染色漿料以實際濃度直接從轉鼓4的尾端排出，以供后續設備進一步以高濃度處理。

圖2b示出了對已染色漿料進行稀釋的情形。在本發明的第七實施例中，轉鼓4在靠近尾端的區域設有多孔部分11；并且該轉鼓染色機1還具有稀釋水供給裝置12和漿池13，該稀釋水供給裝置12被設計用于向轉鼓4內部提供稀釋水；該漿池布置在轉鼓4的多孔部分11下方，被設計為適于接收經由多孔部分11流動到轉鼓4之外的經過稀釋的已染色漿料。在此，稀釋水供給裝置12布置在轉鼓4的外部并將稀釋水經由多孔部分11從外部供入轉鼓4的內部，所述多孔部分11帶有附加的清潔功能(防止堵塞)。另外，亦可以在一種本實施例的變化中考慮將稀釋水裝置布置在可以直接噴淋到轉鼓4尾端的內部的位置。此時，稀釋水并不經由多孔部分11即可供入轉鼓4的內部。

在本發明的第八實施例中，與上述各實施例不同之處在于，該轉鼓染色機1具有與轉鼓4的尾端相鄰接地布置的稀釋腔室。已染色漿料在排放到稀釋腔室內之后被單獨進行稀釋。

在本發明的第九實施例中，與上述各實施例不同之處在于，驅動裝置不是具有齒輪馬達的摩擦驅動器，而是適于轉鼓4的矢圈驅動器。

以上記載了本發明的優選實施例，但是本發明的精神和范圍不限于這里所公開的具體內容。本領域技術人員能夠根據本發明的教導任意組合和擴展上述各實施例而在本發明的精神和范圍內做出更多的實施方式和應用。本發明的精神和范圍不由具體實施例來限定，而由權利要求來限定。

附圖標記列表

1轉鼓染色機

2底座

3角度調節裝置

4轉鼓

5攪拌部件

6提升板

7三維形狀體

8擋板