本發(fā)明涉及一種轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)，尤其是應(yīng)用于造紙工業(yè)的轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在，來(lái)自不同來(lái)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(jī)100進(jìn)行間歇處理。此類攪拌機(jī)主要包括筒體101和螺旋狀轉(zhuǎn)子102，見(jiàn)圖1。染色過(guò)程可能會(huì)耗費(fèi)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，例如30分鐘以上，因?yàn)樵谶@個(gè)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(guò)程都是連續(xù)的，因此一臺(tái)此類攪拌機(jī)并不足以保證整個(gè)工藝過(guò)程的連續(xù)運(yùn)行。通常，需要至少2-3臺(tái)設(shè)備來(lái)確保整個(gè)工藝過(guò)程的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

因此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種能夠連續(xù)工作并且節(jié)約能耗的染色機(jī)來(lái)取代目前普遍使用的間歇式攪拌機(jī)。單獨(dú)一臺(tái)這種染色機(jī)就能夠滿足整個(gè)工藝過(guò)程的需要。

上述技術(shù)問(wèn)題通過(guò)一種根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)加以解決，該轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)包括：底座；轉(zhuǎn)鼓，該轉(zhuǎn)鼓呈圓筒形(但是任意多邊形形狀也都是可以考慮的)，在轉(zhuǎn)鼓的前端設(shè)有供料口，待染色漿料能通過(guò)供料口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓；驅(qū)動(dòng)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置安裝在底座上，且被設(shè)計(jì)為適于驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)鼓繞轉(zhuǎn)鼓的軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；其中，在轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁上設(shè)有用于在轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)時(shí)混合旋轉(zhuǎn)筒體內(nèi)的漿料的若干攪拌部件。

本發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)的設(shè)計(jì)思想在于，以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)鼓和布設(shè)在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部的攪拌部件的共同作用實(shí)現(xiàn)了染料/色料與漿料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的連續(xù)攪拌混合。待染色漿料與染料能持續(xù)供入轉(zhuǎn)鼓內(nèi)，而已染色漿料則能持續(xù)地從轉(zhuǎn)鼓尾端排出。

相比現(xiàn)有技術(shù)下的間歇式攪拌機(jī)，連續(xù)運(yùn)行提供了更高的設(shè)備可用度。根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)的運(yùn)行僅需單獨(dú)一臺(tái)設(shè)備，因而相對(duì)于需要間歇裝料、卸料的多臺(tái)設(shè)備輪替的技術(shù)方案，在控制上更加簡(jiǎn)單，設(shè)備的可靠性也更高。同時(shí)，由于轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)內(nèi)部中不再有作為旋轉(zhuǎn)部件的攪拌裝置，因而產(chǎn)生了顯著的節(jié)能效應(yīng)(>50％)。另外，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且沒(méi)有磨損部件，因而更換部件的設(shè)備維護(hù)時(shí)間也被減到最小。

在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)的一種優(yōu)選實(shí)施形式中，所述底座具有角度調(diào)節(jié)裝置。角度調(diào)節(jié)裝置適于將轉(zhuǎn)鼓設(shè)置為與水平面成不同角度，從而適應(yīng)不同成分的漿料。

根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施形式，攪拌部件是從轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁向轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)部突伸的提升板，其中，提升板平行于轉(zhuǎn)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(shí)施形式的一種變型中，提升板的突伸方向并不平行于轉(zhuǎn)鼓的軸線布置，而是與轉(zhuǎn)鼓的徑向方向所成角度在正負(fù)30度的角度范圍內(nèi)。在上述實(shí)施形式及變型中，各提升板與轉(zhuǎn)鼓的徑向方向所成角度可以是一致的，也可以各自成一個(gè)在上述角度范圍內(nèi)的不同角度。

在根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)的一種優(yōu)選實(shí)施形式中，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)鼓尾端移動(dòng)。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(zhuǎn)鼓尾端移動(dòng)。

根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施形式，攪拌部件不是上述提升板，而是從轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁向轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)部突伸的三維形狀體。當(dāng)然，在這種實(shí)施形式的一種變型中，攪拌部件亦可以既包括從轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁向轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)部突伸的提升板的上述各種變型又包括從轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)壁向轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)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(zhǎng)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(zhuǎn)鼓直徑的5-35％之間，優(yōu)選為15-25％之間。

這些三維形狀體的數(shù)目和高度在轉(zhuǎn)鼓的長(zhǎng)度上可以是均勻一致的，亦可以根據(jù)在轉(zhuǎn)鼓各段內(nèi)進(jìn)行攪拌的實(shí)際需要設(shè)計(jì)成在從轉(zhuǎn)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(zhuǎn)鼓的前端向尾端高度逐漸減小而數(shù)量則逐漸增加。

根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施形式，攪拌部件沿轉(zhuǎn)鼓的長(zhǎng)度方向分為若干組，各組攪拌部件在轉(zhuǎn)鼓的周向上交錯(cuò)地布置。這種交錯(cuò)布置的優(yōu)點(diǎn)在于，阻攔了漿料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部直接向尾端移動(dòng)的路線，從而有利于漿料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部更充分地與染料/色料進(jìn)行混合。

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

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

原則上，任何能夠使?jié){料通過(guò)的擋板開(kāi)口形狀都是可行的。例如，擋板開(kāi)口可以呈不規(guī)則形狀或圓角三角形形狀。

如果需要進(jìn)一步以高濃度處理，則將經(jīng)轉(zhuǎn)鼓充分混合的已染色漿料以實(shí)際濃度直接從轉(zhuǎn)鼓的尾端排出，以供后續(xù)設(shè)備使用。

但如果需要，亦可以對(duì)已染色漿料進(jìn)行稀釋。在根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施形式中，轉(zhuǎn)鼓在靠近尾端的區(qū)域設(shè)有多孔部分，并且該轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)還具有稀釋水供給裝置和漿池，該稀釋水供給裝置被設(shè)計(jì)用于向轉(zhuǎn)鼓內(nèi)部提供稀釋水，而該漿池布置在轉(zhuǎn)鼓的多孔部分下方并用于接收經(jīng)由多孔部分流動(dòng)到轉(zhuǎn)鼓之外的經(jīng)過(guò)稀釋的已染色漿料。在此，稀釋水供給裝置布置在轉(zhuǎn)鼓的外部并將稀釋水經(jīng)由多孔部分供入轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)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(zhuǎn)鼓尾端的內(nèi)部的位置。在后一種情況下，稀釋水不必經(jīng)由多孔部分供入轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)部。

替代的是，在根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施形式中，該轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)具有與轉(zhuǎn)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(nèi)之后被單獨(dú)進(jìn)行稀釋。

優(yōu)選的是，驅(qū)動(dòng)裝置為具有齒輪馬達(dá)的摩擦驅(qū)動(dòng)器。但是，亦可采用矢圈驅(qū)動(dòng)器。

附圖說(shuō)明

圖1示意地示出了現(xiàn)有技術(shù)下的高濃度間歇式攪拌機(jī)100；

圖2a示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)的側(cè)視圖，其中，以具有齒輪馬達(dá)的摩擦驅(qū)動(dòng)器作為轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)的驅(qū)動(dòng)裝置；

圖2b示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施形式的轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)的側(cè)視圖；

圖3示意地示出了根據(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)的軸向橫截面，其中可見(jiàn)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)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(jù)本發(fā)明的轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)的轉(zhuǎn)鼓的內(nèi)部構(gòu)造，其中可見(jiàn)擋板開(kāi)口交錯(cuò)地布置；

圖5a至圖5d為轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)的不同軸向位置處的剖面圖，示出了擋板的形狀及擋板開(kāi)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(shí)施方式

替代于使用多臺(tái)高濃度攪拌機(jī)的技術(shù)方案，采用連續(xù)供料的轉(zhuǎn)鼓4來(lái)將染料/色料混合到濃度在8-12％的范圍內(nèi)的漿料內(nèi)，但該濃度甚至可以更高，例如高達(dá)20％及以上。

如圖2所示，在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)1的主體部分為圓筒形(實(shí)際上可以考慮任意的多邊形形狀)的轉(zhuǎn)鼓4，在轉(zhuǎn)鼓4的前端設(shè)有供料口，待染色漿料能通過(guò)供料口進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓4。轉(zhuǎn)鼓4(在頻率轉(zhuǎn)換器的控制下)通過(guò)安裝在底座2上的驅(qū)動(dòng)裝置以5-20轉(zhuǎn)/分的速度繞轉(zhuǎn)鼓4的軸線做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并能夠?yàn)檫\(yùn)行及清潔和維護(hù)的目的而在兩個(gè)旋轉(zhuǎn)方向上運(yùn)行。轉(zhuǎn)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(gè)約1度的傾斜角度，這使得漿料在混合過(guò)程中緩慢地向前運(yùn)動(dòng)。這一傾斜角度以及由這一傾斜角度造成的漿料在轉(zhuǎn)鼓4內(nèi)的滯留時(shí)間可以通過(guò)底座2的角度調(diào)節(jié)裝置3自動(dòng)或手動(dòng)地調(diào)節(jié)。

取決于染色工藝和所用漿料需要的強(qiáng)度，轉(zhuǎn)鼓4內(nèi)部部件可以不同，亦可以更換。典型地，在轉(zhuǎn)鼓4的內(nèi)壁上設(shè)有若干角度/定向平行于轉(zhuǎn)鼓4的軸線布置、從轉(zhuǎn)鼓4的內(nèi)壁向轉(zhuǎn)鼓4的內(nèi)部突伸的提升板6，該提升板6被設(shè)計(jì)用于在轉(zhuǎn)鼓4旋轉(zhuǎn)時(shí)將旋轉(zhuǎn)筒體內(nèi)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(zhuǎn)鼓4的旋轉(zhuǎn)方向一側(cè)的任選的加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。在此實(shí)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(zhuǎn)鼓4內(nèi)部除了布置提升板6來(lái)提升、拋落待染色漿料之外，在轉(zhuǎn)鼓4的長(zhǎng)度上的若干位置處還可能分別布置有向轉(zhuǎn)鼓4內(nèi)部突伸的擋板8，擋板8以自身的高度阻攔漿料直接向轉(zhuǎn)鼓4尾端的移動(dòng)，并圍成使?jié){料能夠溢過(guò)的擋板開(kāi)口9。這些擋板8通常與轉(zhuǎn)鼓4軸線成直角，也即在轉(zhuǎn)鼓4的軸向橫截面內(nèi)。擋板8起到了阻擋漿料過(guò)快地向轉(zhuǎn)鼓4尾端移動(dòng)的作用，并且也以其高度限定了轉(zhuǎn)鼓4的填充水平。更高的填充水平意味著(漿料)更長(zhǎng)的滯留時(shí)間。

此擋板8的能夠使?jié){料通過(guò)的開(kāi)口區(qū)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(kāi)口9任選地呈不規(guī)則形狀，取向交錯(cuò)地布置，以便使各擋板開(kāi)口9在轉(zhuǎn)鼓4的軸向橫截面上的投影彼此錯(cuò)開(kāi)，從而使?jié){料被更充分地混合。而提升板6則沿轉(zhuǎn)鼓4的長(zhǎng)度方向分為若干組，各組提升板6在轉(zhuǎn)鼓4的周向上可能交錯(cuò)地布置。圖5a至圖5d為轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)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(kāi)口9的取向。

待染色的漿料被供入轉(zhuǎn)鼓4內(nèi)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?jǐn)嚢璨⒕徛蜣D(zhuǎn)鼓4尾端移動(dòng)，直至漿料充分染色后被從尾端排出。

在根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例中，與上述第一實(shí)施例不同之處在于，除提升板6之外，在轉(zhuǎn)鼓4內(nèi)壁上也布設(shè)有多個(gè)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(shí)施例的各種變化中，三維形狀體7的數(shù)目和高度在轉(zhuǎn)鼓4的長(zhǎng)度上可以是均勻一致的，亦可以是不同的，例如從轉(zhuǎn)鼓4的前端向尾端高度逐漸減小而數(shù)量則逐漸增加。

在根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例中，與上述第一實(shí)施例不同之處在于，替代于提升板6，完全采用布設(shè)在轉(zhuǎn)鼓4內(nèi)壁上的多個(gè)正四面體(實(shí)際上多種三維形狀體和棱柱都是可能的)來(lái)提供攪拌功能。三維形狀體7的數(shù)目和高度可以在轉(zhuǎn)鼓4的從供料側(cè)到排放側(cè)的不同區(qū)域內(nèi)不同。

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

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

在根據(jù)本發(fā)明的上述各實(shí)施例中，如圖2a所示，經(jīng)轉(zhuǎn)鼓4充分混合的已染色漿料以實(shí)際濃度直接從轉(zhuǎn)鼓4的尾端排出，以供后續(xù)設(shè)備進(jìn)一步以高濃度處理。

圖2b示出了對(duì)已染色漿料進(jìn)行稀釋的情形。在本發(fā)明的第七實(shí)施例中，轉(zhuǎn)鼓4在靠近尾端的區(qū)域設(shè)有多孔部分11；并且該轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)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(shè)計(jì)用于向轉(zhuǎn)鼓4內(nèi)部提供稀釋水；該漿池布置在轉(zhuǎn)鼓4的多孔部分11下方，被設(shè)計(jì)為適于接收經(jīng)由多孔部分11流動(dòng)到轉(zhuǎn)鼓4之外的經(jīng)過(guò)稀釋的已染色漿料。在此，稀釋水供給裝置12布置在轉(zhuǎn)鼓4的外部并將稀釋水經(jīng)由多孔部分11從外部供入轉(zhuǎn)鼓4的內(nèi)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(shí)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(zhuǎn)鼓4尾端的內(nèi)部的位置。此時(shí)，稀釋水并不經(jīng)由多孔部分11即可供入轉(zhuǎn)鼓4的內(nèi)部。

在本發(fā)明的第八實(shí)施例中，與上述各實(shí)施例不同之處在于，該轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)1具有與轉(zhuǎn)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(nèi)之后被單獨(dú)進(jìn)行稀釋。

在本發(fā)明的第九實(shí)施例中，與上述各實(shí)施例不同之處在于，驅(qū)動(dòng)裝置不是具有齒輪馬達(dá)的摩擦驅(qū)動(dòng)器，而是適于轉(zhuǎn)鼓4的矢圈驅(qū)動(dòng)器。

以上記載了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是本發(fā)明的精神和范圍不限于這里所公開(kāi)的具體內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)任意組合和擴(kuò)展上述各實(shí)施例而在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)做出更多的實(shí)施方式和應(yīng)用。本發(fā)明的精神和范圍不由具體實(shí)施例來(lái)限定，而由權(quán)利要求來(lái)限定。

附圖標(biāo)記列表

1轉(zhuǎn)鼓染色機(jī)

2底座

3角度調(diào)節(jié)裝置

4轉(zhuǎn)鼓

5攪拌部件

6提升板

7三維形狀體

8擋板

9擋板開(kāi)口

11多孔部分

12稀釋水供給裝置

13漿池

14罩蓋(覆蓋轉(zhuǎn)鼓的多孔部分，包含噴水管)

p漿料

dp已染色漿料

w稀釋水