книги из ГПНТБ / Крашение хлопчатобумажной пряжи для пестроткачества в аппаратах Д. Б. Гринблат.1960 - 13 Мб

рессивер). Кроме того, к дополнительному резервуару подведена паровая труба. Перед тем как опустить барабан с пряжей в бар­ ку аппарата, пряжу пропаривают. Для этого открывают паровой вентиль, при помощи которого пар через резервуар аппарата по­ дается в бобины от центра к периферии.

.По окончании пропаривания барабан погружают в красиль­

ный раствор и начинают крашение. Открывая вакуумный кран,

в дополнительном резервуаре создают разрежение, и красиль­ ный раствор просасывается из барки через пряжу (от периферии к центру) в резервуар аппарата.

Закрыв вакуумный вентиль и открыв вентиль сжатого возду­

ха (или паровой), из дополнительного резервуара прокачивают

пряжу отжимают (через резервуар) сжатым воздухом, промы­ вают водой (от центра к периферии) и вновь отжимают паром и сжатым воздухом.

7.ЗАКРЫТЫЕ АППАРАТЫ ДЛЯ КРАШЕНИЯ ПРЯЖИ В БОБИНАХ

ИНА КРАСИЛЬНЫХ БАРАБАНАХ

Аппараты выпускают: для крашения бобин—однорезервуар­ ные или для крашения бобин и основ (универсальные)—одно- и двухрезервуарные, «близнецы», на которых можно красить пряжу прямыми, сернистыми, кубовыми и холодными красите­ лями.

Однорезервуарные аппараты различают по размерам и си­ стемам кареток.

Аппараты, рассчитанные на 20—40 кг пряжи, имеют каретку для насадки бобин, верхняя часть которой служит крышкой кра­ сильного резервуара. Каретку устанавливают на конус в центре резервуара аппарата. Зажимным винтом в центре каретки за­ тягивают сальник, герметически закрывая место насадки карет­

ки на конус аппарата.

Циркуляция красильного раствора осуществляется насосом, соединенным чаще всего клиноременной передачей с электродви­

гателем. Она обычно бывает двухсторонней: от центра к перифе­

рии и от периферии к центру. Направление циркуляции раство­ ра изменяют при помощи клинкетов и так называемой переход­ ной коробки или специального приспособления типа четыреххо­ дового крана.

Работают аппараты при давлении циркулирующего раствора,

равном 2—3 атм.

89

Для восполнения возможных утечек раствора и сохранения

постоянства давления служит дополнительный бачок. Измене­ ние уровня раствора в дополнительном бачке в зависимости от загрузки аппарата пряжей фиксируется указателем уровня, что позволяет судить о количестве добавляемого раствора красите­ лей.

Модуль ванны этих аппаратов колеблется в пределах 1 : 12— 1:20.

В красильных резервуарах, как правило, установлены зме­ евики глухого и острого пара для подогревания раствора или пропаривания пряжи.

Избыток влаги из пряжи после крашения удаляют при ваку­ уме или под действием сжатого воздуха. Комплектно с аппара­ тами выпускают центрифуги для отжима пряжи в бобинах на каретках или на красильных барабанах.

При крашении пряжи в двухрезервуарном аппарате (рис. 43) представляется возможным отключать один резервуар.

Каретки с бобинами или красильные барабаны с основой

ставят на резиновые прокладки, запрессованные в дно красиль­ ных резервуаров. После их установки ствол красильного бара­ бана или каретки закрывают специальными тарелками, зажи­

мающимися винтом-

Крышка аппарата, герметически закрывающая красильный резервуар, имеет противовес, лючок для взятия проб и кран для выпуска воздуха, скопившегося в аппарате в процессе работы.

Аппараты обслуживаются тельфером грузоподъемностью

500 кг.

Закрытые аппараты выполнены из кислотоупорного чугуна или нержавеющей стали.

90

VIII. АППАРАТЫ ДЛЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО КРАШЕНИЯ

В настоящее время за рубежом для крашения шерсти, ка­ прона и других синтетических волокон все более широкое рас­ пространение получают аппараты, работающие при температуре

выше 100°, так называемые аппараты для высокотемпературного крашения. Эти же аппараты с успехом применяют для краше­ ния хлопчатобумажной пряжи сернистыми, прямыми и кубовыми красителями илй пряжи из смеси синтетических волокон и хлопка.

Синтетические волокна обладают большой гидрофобностью и плохо набухают в водной среде даже при 100°. Только при тем­

пературе 120° происходит достаточное набухание синтетических

волокон и быстрое проникание красителя в глубь волокна.

Крашение природных волокон при высокой температуре со­ провождается быстрым возрастанием скорости диффузии краси­ теля в волокно, что дает возможность сократить продолжитель­ ность процесса крашения в несколько раз.

Большинство прямых красителей пригодно для крашения при высоких температурах (при отсутствии щелочи). Если в красиль­ ный раствор добавить сульфат аммония (как буфер), то можно красить даже теми красителями, которые разлагаются при тем­ пературе выше 100°.

Сернистые красители при высоких температурах не разлага­ ются. При высоких температурах сокращается время крашения

сернистыми красителями, которое может составлять ’/6 часть

времени, затрачиваемого при обычном методе крашения.

Кубовыми красителями (при высоких температурах) следует окрашивать пряжу высоких номеров, круток и большого числа сложений, т. е. ту, которая трудно прокрашивается при обычных способах крашения. Некоторые кубовые красители имеют лейкосоединения, устойчивые при температуре от 100 до 125° Теми же красителями, лейкосоединения которых неустойчивы при высоких температурах, следует красить ц присутствии ингибиторов: глю­ козы, декстрина, хлоратов, солей кобальта.

Для уменьшения расхода гидросульфита рекомендуется при­ менять триэтаноламин с нитритом натрия [24]- Как правило, на­ чинать крашение следует при высокой температуре с последую­ щим охлаждением раствора. При температуре около 120° умень­ шается адсорбция красителя в силу большого теплового движе­ ния частиц его, а скорость диффузии очень сильно возрастает, благодаря чему обеспечивается ровнота окраски. Высокая тем­ пература, как правило, не оказывает заметного влияния на окра­ шиваемое волокно.

Принцип работы аппаратов для высокотемпературного кра­

шения (см. стр. 93) состоит в том, что в аппарате создается ста-

92

тйчёское давление выше атмосферного, благодаря чему точка кипения раствора поднимается выше 100°.

Манометр, установленный на обычном закрытом аппарате, показывает не статическое давление, а сопротивление окраши­ ваемого материала,, т. е. динамический напор. Для повышения

точки кипения раствора необходимо, чтобы статическое давление

в аппарате равномерно распределялось во всех его частях и да­ вило на циркулирующий раствор, повышая точку кипения по­ следнего, и чтобы оно не зависело от давления циркуляционного

насоса.

Циркуляционный насос аппарата работает надежно, если во

всасывающем трубопроводе, где создается разрежение, не про­ исходит испарение — образование паровых пузырей. Таким об­ разом, в аппаратах для высокотемпературного крашения пере­ гретый красильный раствор может нормально циркулировать

лишь при условии, если точка кипения его выше, чем темпера­ тура крашения.

В современных аппаратах высокотемпературного крашения

статическое давление возникает в специальном дополнительном

(буферном) бачке, где за счет испарения создается избыточное давление — «давящая подушка», создающая статическое давле­ ние в аппарате. В некоторых конструкциях аппаратов для этого применяют добавочный насос высокого давления и гидравличе­ ский аккумулятор или же в аппарат под давлением вводят

инертный газ (азот)-

Так как быстрый нагрев и быстрое охлаждение имеют боль­ шое значение при высокотемпературном крашении, аппараты для работы перегретым красильным раствором снабжаются по­ догревателем, при помощи которого красильный раствор быстро подогревается. При пуске в паровое пространство подогревателя холодной воды можно быстро охладить красильный раствор и

весь аппарат. Чем больше поверхность нагрева подогревателя,

тем скорее можно провести процесс крашения, так как красиль­ ный раствор быстрее нагреется и быстрее охладится.

Принцип устройства большинства аппаратов для высокотем­

пературного крашения заключается в том, что в циркуляционной системе аппарата дросселируется возвратное движение раствора,

в связи с чем в аппарате повышается общее давление. В специ­ альном герметически закрытом дополнительном бачке создается

избыточное давление — «давящая подушка», которая обеспечи­ вает постоянное статическое давление на циркулирующий рас­ твор, необходимое для получения температуры выше 100°.

Рассмотрим конструкцию аппарата системы Кранца для вы­ сокотемпературного крашения (рис. 44). Этот центрифугальный аппарат 1 выполнен из нержавеющей стали V4A Supra Qualitet. Он имеет герметически закрывающуюся крышку 2 со специаль­ ным запорным устройством, с помощью которого можно открыть

93

крышку только лрй уравновешиваний статического давления внутри аппарата и наружного давления, т. е. при 1 атм.

Корзина для загрузки волокна или пряжи 3 состоит из внут­ ренней цилиндрической гильзы 4 и внешнего дырчатого цилинд­ ра 5. Ее помещают на конус резервуара аппарата 7 и закры­ вают специальной крышкой с винтом 6.

Под дном корзины установлены трубы 7 для подогрева кра­ сильного раствора, в которые поступает пар через вентиль 8.

Рис. 44. Схема аппарата для высокотемператур­ ного крашения фирмы Кранц

Красильный раствор подается насосом 9 от центра к перифе­

рии и от периферии к центру. Раствор, циркулирующий‘от цент­ ра к периферии, идет по трубопроводу 10 насоса через поворот­ ный клапан 11 переключателя ходов 12 в трубопровод/.?, пода­ ющий раствор в центр корзины. Обратно в насос 9 раствор по­

ступает по двухсторонним всасывающим патрубкам 15, 16 насо­ са и трубопроводу 14. С помощью поворотного клапана 11 пере­ ключателя ходов 12 можно менять направление-циркуляции. По­ воротом клапана 11 раствор подается по трубопроводу 14, а от­ сасывается по трубопроводу 13.

Для ускорения крашения, т. е. для крашения при температу­ ре выше 100°, на всасывающей стороне насоса устанавливают

дополнительный бачок 17, в котором создается повышенное дав­ ление за счет образовавшегося пространства повышенного дав-

94

ления 18. Это пространство создается в результате образования пара в системе аппарата при подогреве раствора на 100° и вы­ ше. Образовавшийся пар поступает в дополнительный бачок 77 через отводную трубку 19, соединяющую красильный резервуар с дополнительным бачком.

При подогревании раствора с помощью подогревательных труб 7 пар собирается под крышкой 2 резервуара 1 и по отвод­

ной трубке поступает в дополнительный бачок.

Одновременно по трубке 19 некоторое количество раствора (в результате циркуляции) также поступает в дополнительный бачок 17. Благодаря этому в дополнительном бачке сохраняется постоянный объем пространства повышенного давления 18 с со­ ответствующей (при данном давлении) температурой раствора.

Возможные излишки раствора, поступающего в дополнитель­ ный 'бачок, уходят по трубке 20, возвращаясь в циркулирующий раствор через всасывающую трубу насоса 9.

Таким образом происходит дополнительная циркуляция рас­ твора по трубке 19 в дополнительный бачок 77, являющаяся частью основной циркуляции.

С повышением температуры раствора повышается количест­ во пара, поступающего в дополнительный бачок, благодаря че­ му повышается давление в пространстве повышенного давле­ ния 18.

Обычно аппарат работает при статическом давлении 2— 2,5 атм. При 2 атм максимальная температура достигает 130°.

Красители или химикаты в случае необходимости могут быть добавлены в аппарат без его останова. Это обеспечивается бла­ годаря конструктивным особенностям аппарата следующим об­ разом.

Пространство повышенного давления 18 с помощью трубы 27

через вентиль 28 соединено с дозирующим бачком 22. В дозиру­ ющий бачок краситель через воронку 23 поступает по трубе 27

в сборник 24, который соединяется трубкой 25 с трубопроводом

10 насоса аппарата. Другая трубка 26 соединяет сборник с труб­ кой 20 дополнительного бачка. Последняя в свою очередь со­ единена с двухсторонним всасывающим трубопроводом (па­ трубками 15, 16). В результате разности давлений между всасы­ вающей и нагнетающей сторонами насоса 9 в трубках сборника

25 и 26 образуется небольшой циркуляционный круг, в кото­ ром достаточно хорошо перемешивается добавленный краситель, поступающий в общую систему циркуляции. Количество добав­ ляемого красителя можно регулировать.

По окончании крашения в некоторых системах аппаратов производится охлаждение окрашиваемого материала и аппара­ та с помощью специальной охладительной трубы или путем пу­ ска холодной воды в паровое пространство подогревателя.

Аппарат такого типа можно применять и для крашения пря­ жи в бобинах крестовой мотки. В этом' случае вместо корзины

95

в аппарат вставляется обычная каретка с насаженными на стер­ жни бобинами. Когда давление в аппарате возрастает больше, чем нужно, излишек пара из пространства повышенного давле­ ния выпускается вентилем 8 в подогреватель аппарата 7 через трубу 30.

При наполнении аппарата раствором находящийся в аппа­

рате воздух выпускают с помощью вентиля 29.

Принципиальные схемы аппаратов высокотемпературного крашения разных фирм мало чем отличаются друг от друга

Рис. 45. Схема высокотемпературного красильного аппарата типа АДК-150-Ш

(итальянские фирмы Меццера, Ильма, швейцарская Шооль, не­ мецкие фирмы Кранца, Тисса и др.).

Некоторые аппараты конструируются без дополнительного

бачка с пространством повышенного давления. Вместо него применяют дополнительный насос или различные поршневые приспособления, с помощью которых повышается внутреннее давление (25]-

В ближайшее время отечественной промышленностью должен быть выпущен аппарат для высокотемпературного крашения шерстяного волокна и пряжи. Предполагается, что в этом аппа­

рате можно будет окрашивать волокна и пряжу других видов,

в том числе и хлопчатобумажную пряжу.

Аппарат (рис. 45) представляет собой красильный резервуар емкостью 2100 л с герметически закрывающейся крышкой.

96

В резервуар вставляется корзина для загрузки волокна, име­ ющая ложное перфорированное съемное дно.

Для крашения .пряжи в мотках вместо перфорированного диа в корзину может вставляться секционная каретка с мотками или каретка с бобинами.

Красильный резервуар аппарата соединяется с заготовитель­ ным баком объемом 3000 л.

На дне заготовительного бака помещен змеевик для предва­

рительного подогрева раствора красителя до 90°.

Соединенный с красильным резервуаром буферный бачок обеспечивает повышенное давление в системе аппарата и тем

самым возможность подогревания раствора выше 100°. В буфер­ ном бачке создается пространство .повышенного давления,'гак как сам бачок представляет собой пустотелый цилиндрический,

герметически закрытый сосуд высотой 1320 мм и диаметром

560 мм.

Красильный раствор из заготовительного бака при помощи вакуум-насоса засасывается в красильный резервуар.

При достижении определенного уровня красильного раствора в буферном бачке начинает работать циркуляционный насос. Ва­ куум-насос, наполнивший резервуар аппарата красильным рас­ твором, выключается из работы.

Циркуляционный насос обеспечивает двухстороннюю цирку­

ляцию раствора через окрашиваемый материал в красильном резервуаре и через трубчатый подогреватель, который нагревает

поступивший раствор до 115—125°.

Подогреватель представляет собой цилиндр диаметром

916 мм и высотой 2600 мм, в нем установлены трубки, по кото­ рым циркулирует подогреваемый раствор красителя.

Наличие дополнйтельного бачка позволяет производить до­ бавки раствора красителя в процессе крашения.

■Система аппарата и окрашенный материал охлаждаются во­ дой, которая подается в паровое пространство подогревателя

через 15—20 мин. после окончания процесса крашения.

■После того как раствор охладится до 70°, его перекачивают

вспециальный бак и производят промывку окрашиваемого мате­ риала горячей водой, перекачиваемой циркуляционным насосом

врезервуар аппарата из заготовительного бака. После горячей промывки возможна холодная промывка водой из водопроводной системы.

Весь процесс крашения осуществляется автоматически по за­

данной программе, устанавливаемой на пульте управления.

Процесс крашения в этом аппарате по сравнению с обычным сокращается примерно в три раза при улучшении качества кра­ шения.

Расчетное время полного цикла крашения—2 часа 20 мин. [26].

IX. КРАШЕНИЕ ШТАПЕЛЬНОЙ ПРЯЖИ В БОБИНАХ И НА КРАСИЛЬНЫХ БАРАБАНАХ

Крашение штапельной пряжи в бобинах и навоях связано со

значительными трудностями.

Вискозное, штапельное волокно, которое в настоящее время широко используется в пестроткачестве, очень сильно набухает при замочке и в мокром виде теряет до 50% первоначальной прочности. В местах, где перекрещиваются нити на бобине, в

результате набухания штапельного волокна может получиться точечный непрскрас, так называемая стрельчатость.

Неравномерная десульфурация вискозы и неоднородность во­ локна разных партий также отрицательно влияют на качество крашения. Значительные трудности при крашении штапельной пряжи возникают в связи с повышенным сродством штапельно­ го волокна к красителям. В результате высокой скорости накра­ шивания штапельных волокон происходит поверхностное осаж­ дение красителя, что в свою очередь приводит к понижению

прочности окраски.

Все это необходимо учитывать при разработке режимов кра­ шения штапельной пряжи-

Для получения удовлетворительных результатов при краше­

нии на аппаратах штапельной пряжи, предназначенной для из­ готовления пестроткани, необходимо особо жесткие требования

предъявлять к качеству намотки. Параметры намотки бобины из штапельной пряжи должны быть на 20—30% ниже, чем у бо­ бины из хлопчатобумажной пряжи, окрашиваемой на одном и том же аппарате. Плотность намотки следует поддерживать порядка 0,36—0,38 г/см3. При большем, чем у хлопка, удельном

весе вискозного волокна и указанной плотности намотки бо­ бины из штапельной пряжи обеспечиваются хорошие результа­ ты крашения. Для крашения следует выбирать бобины с такой намоткой, при которой их можно легко смять рукой.

Основа из штапельной пряжи, предназначенная для кра­ шения, должна наматываться на красильный барабан на маши­

93