本发明涉及特别适用于在使用粉末染料时准备染色配方的自动化过程的开发和采用该过程的装置。 众所周知,在印染厂中,将要在工业上大规模使用的新配方要先在实验室进行分析,在实验室中,将以后在工业上要大规模染色的衣料的试样要先放在小尺寸的染色装置中进行染色。
试样的染色必须使用配方,在这些配方中,所使用的染料量与要染色的衣料量成比例。
这些配方的准备通常是由实验室的染色化学家用手来完成的,他一般是从粉末染料开始配制,这是一个花费非常昂贵地过程,因为每一个配方的准备时间很长。
如果考虑到在有些实验室中需要准备大量的配方,那末就容易理解,为什么配制溶液所需的时间会构成专业劳动高昂的代价了。
手工准备这些配方的另一个不方便的地方还在于,由于部分操作者的错误而可能引起的风险。
为了消除这些不方便之处,已经建造了一些自动化工厂,这些工厂是由许多装盛不同的染液的容器组成的。
从上述的每一个容器中都伸出一根管子,将染液输往混合容器。控制装置将不同容器中的染液按正确的顺序投放,因此可实现程序配方。
虽然,从某种观点来说,上述众所周知的装置解决了明显减少在制备配方过程中发生错误的可能性,但另一方面,又带来了另一种不方便,即在每一个容器中溶液是经常改变的。事实上,溶液从其制备开始,十天后就需要更换,因为老化现象会改变溶液的性质,因此这就不但在制备溶液方面,而且在将制备好的溶液加入装置方面,造成实验室专业操作人员时间的浪费。
本发明的主要目的是创造一个自动化过程,用以准备用于印染厂的配方並创造一个应用本过程的装置,这种装置可从粉末染料开始,不需要在这些染料完全用完之前更换染料,这样可使实验室专业操作人员不致浪费时间。
本发明的另一个目的是创造一个实行上述过程的装置,其性能是几乎全部自动化的,因此,操作者的任务只是控制,或加料和卸料,而不需要经常在场。
所有这些目的和以后将要更好地说明的其他事项都可以由自动化过程来达到,这个自动化过程是用于准备在印染厂中使用的,利用粉末染料的配方的,该过程根据权利要求书依次包括下列各阶段:
- 第一阶段,把需要装盛预先确定的配方的染料的空容器从贮存的仓库中拉出;
- 配料和将每一个容器装满已配方的粉末染料的阶段,同时,在此阶段要称量装有染料的容器;
- 将充满染料的容器贮存在装满了容器仓库的阶段;
- 通过加水和搅拌检测器在容器中溶解和混合染料的阶段;
- 清洗检测器阶段;
在这个自动化过程中,通过加水与搅拌检测器进行的染料溶解与混合阶段和最后的清洗检测器阶段在后续的一个阶段中还会进行,在这个阶段中,另一组容器要充满已配好方的染料。
根据权利要求书,允许使用所述过程的装置包括:
- 贮存空容器的贮存库,配料桶最好是可以水平移动的;
- 配料和空配料桶加料站,它包括许多装有染料的漏斗,每一个漏斗具有一个阿基米得螺杆和一个可在空配料桶内分配染料用量的搅拌器,它还具有一个带有摩擦离合器的驱动件,用以旋转螺杆和搅拌器;
- 充满所配方染料的配料桶的称量站;
- 贮存装有所配方的染料的配料桶的贮存库;
- 许多检测器,每一个检测器都放入装有染料的配料桶中,用于加合水和搅拌染料;
- 清洗检测器的槽;
- 移动配料桶的部件;
所述移动部件完成将空配料桶从仓库中拉出,将每一个空配料桶放在称量站上和向空配料桶分配染料的漏斗下,将装有所配方染料的配料桶从称量站移走和最后将装有染料的配料桶存放在其仓库中的作业。
这样,根据本发明,创造了一种装置,可将在配制配方时发生的人为错误消除。而且,更有利的是,使用粉末染料不需要周期性地更换染料,可以节约劳务费用。另一方面,该装置的生产率较高,因为在同样的时间内,它比操作人员能制备出更大量的配方,另一个优点是可以使准备配方的过程自动化,因为采用所述过程的装置可以用计算机控制,並且,例如,可以在夜间继续工作,因为它除了装配料桶备件和卸配料桶备件外,不需要操作人员帮助。以后,从下面给出的详细说明可以清楚地知道本发明的适用范围。然而,应当了解,当指出本发明的最佳实施例时,详细的说明和特例只是用阐述的方式给出,因为对于本专业的熟练者来说,从这个详尽的说明和附图中将会很清楚地了解在本发明的精神与范围内,各种变化和改造方案,附图如下:
图1表示本发明装置的正视图;
图2表示贮存空的配料桶的仓库的轴侧投影图及安放在它前面的移动小车;
图3表示供给染料的漏斗的一部分,它具有许多摩擦轮的部件,将旋转运动传递给阿基米得螺杆和每一个漏斗的搅拌器;
图4表示从图3的摩擦轮部件后部看的侧视图;
图5用示意图表示图3和图4表示的摩擦离合器的内部运动链;
图6表示贮存装满了的配料桶的仓库的轴侧投影图;
图7表示图6的仓库並带有加水和搅拌检测器的与清洗检测器用的槽的视图;
图8表示可动平台的回转装置,装有染料的漏斗排列在平台上;
图9表示末端有挤出器的阿基米得螺杆的轴侧投影图;
图10表示与图9一样的螺杆;
图11表示一个配料桶,它放在装料漏斗和称量秤之间,漏斗在它上面,秤在它下面,装料和称量是在向配料桶中倾倒染料阶段的前一阶段进行的;
图12代表在装染料和称染料过程中的图11所示的配料桶。
从图1可看出,本发明的装置整体用1表示,它包含一个存放空容器21的贮存支架2,一个配料和向空容器21中装染料的站台3,染料是放在漏斗31之内的,它还包括一个在容器41装满染料后存放它的贮存支架4。配料和装染料站台还有一个摩擦离合器箱5,它带动混合和从漏斗31中收集染料的装置旋转,此时在漏斗31下面正好是称量站6。在贮存支架2、4和配料与装染料站台3的前面有一移动部件7,它包括一个移动小车71,可在轨道72上纵向滑动,其作用是将空容器21从贮存支架2上移走,将它们放在称量站6上,处于装染料的漏斗31下面,当这些容器21装满染料和称量过之后,将它们放置在存放它们的贮存支架4上。为了简化说明,空容器21在装满之后用数字41表示。由图2可看出,存放空容器的贮存支架2由框架22组成,在其上有两根传送带23,它们与皮带轮24相连接,皮带轮由马达29驱动。传送带23是许多平板26的末端25的支承,平板26彼此侧面挨着,並在同一平面上,如图1所示;每一块平板上都有许多孔27,每一个孔都是空容器21的插孔,容器21就是配料桶,如图2所示。
所述的平板26侧面靠着侧面放置,並以其末端25支承在传送带23上,直至完全把存放空配料桶21的贮存支架2的框架22上的空间28遮满为止。
从图3和图8可看出,配料和装染料的站台3包括许多漏斗31,它们侧面靠侧面,围绕着园形平台32安放,平台则由机架33支承安放在地面上。园形平台32由电机35驱动围绕垂直轴线34回转,电机35通过运动装置36带动小齿轮37,它与附着在平台32上的推力座38的齿啮合。
这样,从图1可以看出,放置在平台32上的每一个漏斗31能够垂直地处于称量站6之上,该称量站由秤61和称量平板62组成,这是由于平台本身回转运动的结果。
从图6和图7可看出,存放装满了的配料桶的贮存支架4的形状与存放空配料桶21的贮存支架2的形状相同,因为它也是由框架42组成,在其上安装有传送带43,传送带与皮带轮44相连接,传送带由此接受马达149驱动的运动。
在这个贮存支架4中,传送带43也具有支承平板46的末端45的作用,平板46上有孔47,装有粉末染料的配料桶4就放在这些孔中。
与存放空配料桶21的贮存支架2相反,存放装满的配料桶的贮存支架4有垂直杆48,它们正面与支承框架42相连接,用作为支承检测器141,搅拌器和装满水的槽143的上框架49的垂直滑动导向,检测器141是轴向钻有孔的,以便插入水中,搅拌器用作混合在装满了的配料桶41中的染料,槽143的作用是在检测器141已经从配料桶41移开和其中的染料已经溶解之后清洗检测器141。
上框架49和下框架142可以在垂直方向运动,以便使检测器141浸入槽143的水中。
为了溶解配料桶41中的染料,也可通过安置在检测器141旁边的管子掺水,在这种情况下,检测器並不轴向钻孔,其作用只是利用搅拌器146使染料溶解。
已经说过,在贮存支架2、4和配料与装染料站台3的前面有轨道72,这从图1和图2中可看到,它的作用是为移动小车71的轮子73的水平滑动运动提供支承,小车是属于放在贮存支架2中的空配料桶21的移动部件7的。由图1和图2可看出,移动小车71通过连接装置74与传动皮带75相连接,传动皮带75接受皮带轮76的运动,因此,当皮带轮76回转时,就使皮带76和与皮带连接的移动小车71向着皮带75的右端或左端作水平运动。移动小车71在其顶部有一架子77,它由具有垂直轴线的活塞78带动在垂直方向运动,架子77支承着活塞79,其轴线是水平安置的,活塞79的活塞杆171的末端有一叉子172,用于夹持和提升支承空配料桶21的平板26。还可看到,架子77的垂直滑动运动是由导向油缸173导向的,而在其水平运动中,叉子172是由导向油缸174导向的。
装置的操作从存放空配料桶21的贮存支架2开始,在它前面是移动部件7的移动小车71。贮存支架2的空间28,在循环开始时完全被装有空配料桶21的平板26遮盖,而在图1上,仅仅为了说明问题起见,只表示了三块装有配料桶21的平板26。从图2可看出,当移动小车71处在贮存支架2前面时,通过驱动垂直运动的活塞78和水平运动的活塞79,叉子172将支承着空配料桶21的第一块平板26抬起,如图2所示。当水平活塞79退回之后和如图1所示,当驱动皮带轮76的马达174启动后,与装有空配料桶21的平板26相连接的移动部件7作水平运动,直至它带着第一个空配料桶21垂直地通过磅秤61的平板62之上为止,这可从图11的横截面图上看出。这样,第一个配料箱21的口29处在漏斗31的挤出器133之下,染料就从该处排出。移动小车71的架子77,由于活塞78的作用从这个位置下降,如图2所示。这样,空配料桶21的底121就座落在磅秤61的平板62的平面上,如图12所示。当配料桶21处在这个位置时,染料可从漏斗中倒出。还可看出,当配料桶21立放在磅秤61的平板62上时,它不与孔27的侧面接触,而配料桶21就插在该孔中,因此称量不受影响。
同时,因为占据空间121的平板26已经移走,所以空间121在贮存支架2上已空出,现在它可以被下一块平板26占据。
事实上,如图1所示,传感器122可检测出没有平板,于是它启动电机29,带动传送带23,带动另一块平板26来占据这个自由空间121。当传感器122再次检测出有平板时,它即使马达29停止。
为了排出染料,漏斗31备有螺杆134,它是水平安装的,如图5所示,在螺杆的一端有摩擦轮135,它由摩擦离合器5启动,这可从图3看出,並画在了图5和图4上。为了经常搅拌漏斗31中的染料,避免结块,在螺杆里面放有一个搅拌器136,搅拌器有两根垂直轴239,其上面伸出部分带有另一个离合器轮137,它由同一个摩擦离合器5带动。离合器有一垂直平板51,上摩擦轮57和下摩擦轮55在其上互相垂直安装,並由电机52通过运动链驱动,电机52固定在垂直平板51上,传动链由皮带轮53和54组成,它们通过链条56连接在一起,並通过角度传动的锥离合器轮58将运动传给上离合器轮57,又通过另一角度传动的锥离合器轮59和151将回转运动传给另一个摩擦轮55。摩擦轮55和57安装在板51上,这样它们可以与相应的摩擦轮135一起动作,摩擦轮135在螺杆134上,而137在搅拌器136上,搅拌器是属于某一个装染料的漏斗31的。应该看到,摩擦离合器5的摩擦轮55和57並不是经常与漏斗31的摩擦轮135和137接触的,因为,为了准备需要多于一种染料的配方,放置漏斗的平台32由马达35和推力座38驱动,使它带有所选染料的漏斗31在垂直方向与需要装料的配料桶21接触。因此,很重要的一点是使摩擦离合器5能与任何一个漏斗的摩擦轮接触和脱开。为达到这个目的,从图4中可看出,图4中的摩擦离合器是从马达52对面一侧看的,也就是从图3的对面一侧看的,垂直平板51支承着电机52,摩擦轮和所有运动传动件,同时在板51上还固定着导轨152,它可在导轨153上滑动,导轨153与板51连接,並在结构154上,结构154固定在回转平台32的支承机架33上,可使垂直平板51倾斜地上下运动,如箭头55所示,这样可以达到与任何一个漏斗31的摩擦轮接触或脱开。还可从图4看出,垂直平板51在固定结构154的倾斜导轨153上的倾斜运动是通过活塞155获得的。
从图9和图10可以看出,螺杆134是一个中心杆件39,适合于使染料从漏斗31排出,所述的中心杆件与齿轮135连接,中心杆件就是由摩擦轮驱动的。槽131在中心杆体39的外表面上作成完全的螺旋形。此外,螺杆134的中心杆件39轴向钻孔,並与园柱形芯轴233在外端连接,芯轴233与挤出器133构成一体,挤出器133用法兰固定在漏斗31上。图9中,螺杆134表示的是,中心杆件39轴向已经与挤出器133分离,目的是要表示园柱形芯轴233,中心杆件39是与芯轴相连接的,而在图10中,螺杆处于工作状态,其中心杆件39处在挤出器133的孔231的前面。
螺杆134浸入装在漏斗31中的染料中,当螺杆旋转时,装在槽131中的染料就被槽131的边139推着,沿轴向方向138向着挤出器133的孔231前进,然后通过该孔再被推出去。在螺杆134的中心杆件39的前端棱边上的齿232保证在挤出器133的孔231的前面的区域234处经常有染料。正是这种通过摩擦部件5得到的螺杆134极其缓慢和可控制的转动综合起来才保证了在配料桶21内,即使染料量很小时也可得到正确的配料量,並保证得到实验室配方所需要的精确度。
当按程序规定的染料量已经加入到空配料桶21中並经磅秤61称量后,移动小车71的垂直活塞78将装满的配料桶41抬起,並且如图1所示,马达174将移动部件7移至右端,与此同时,移动部件携带着下一个空配料桶21垂直地移动至磅秤61上和同一个漏斗31的挤出器133之下,以前已经排出的同一种染料,作为配方的一个成份加入到这个空配料桶中,如此循环下去。
当在平板26的每一个配料桶21中倒入配方所需要的某种染料后,马达174驱动移动小车71至左端,並再次带着第一个配料桶21运动至磅秤61的平板62上。
与此同时,转动平台32的马达35送来另一个装有不同染料的漏斗31,其挤出器133正好垂直地位于配料桶21的口29之上,平台32上安放着许多漏斗31。配方需要的一种新染料加入到所有配料桶21中,过程继续下去,移动小车71往返运动至右端或左端,直至全部配料桶21中的每一个都装上述配方的染料为止。当放在平板26上的所有配料桶都装满后,马达174再次使移动部件7运动至右端,直至它位于贮存装满的配料桶41的贮存支架4前面为止。这时,启动移动小车71的垂直活塞78和水平活塞79,将装有盛满的配料桶41的平板46放到贮存装满的配料桶41的贮存支架4上。这时,马达174使其顺时针方向回转反转,从而驱动移动部件7返回至存放空配料桶21的贮存支架2前面,然后过程又从最初阶段开始,如上所述那样。
当移动小车71要开始一个新阶段,即从贮存支架2上移走要装料的空配料桶21时,如图7所示,有几个检测器141插入配料桶41中,这些配料桶这时已装有染料,並放在贮存支架4上。为此目的,支承检测器141的上框架49垂直下降,使与之连接的检测器141浸入配料桶中。检测器轴向钻有孔,通过软管144可供水,软管和供水设备相连。
检测器141及安装在其末端的混合器146由皮带145驱动旋转,皮带由马达260带动,这样装在配料桶41内的染料可以溶解。
很明显,溶解染料的水也可通过垂直放置和沿着每个检测器141连接的管子加入配料桶41中,所述管子由与之连接的供水设备供水,然后通过软管144加注水。
在溶解完毕后,上框架49抬起。马达149驱动传送带43,传送带支承着装有配料桶41的平板46,配料桶41这时已装有染料,这样,上框架49下面的空间148开放。通过提升支承着槽143的下框架142和降低支承检测器141的上支架49,检测器可通过上述空间插入槽143的水中,进行清洗,清洗完毕后,上框架49再次升高,下框架142降低,这样检测器141和槽143回到其起始位置。同时,移动小车7再开始将空配料桶21放到磅秤61的平板62上,使之处在挤出器133之下,挤出器从漏斗31中卸下粉末染料,循环按照刚才的说明重复下去。
装置的性能用电子计算机检验,计算机根据每一个漏斗31中装的染料的认识和组成所需配方的程序产生不同的单元,这些单元构成装置,並按照正确的顺序完成正确的运动以得到所述的配方。
从以上的叙述可以了解,通过本发明如何实现了所提出的全部目的。首先,当把粉末染料加入到漏斗31中时,可以使用粉末染料直至它们全部用完为止,因为这些染料不会随着时间变化而分解。因此可避免由于更换染料造成的时间浪费。此外,粉末染料在加入到漏斗中之前不需要作准备,因此不需要象在液体装置的情况时那样,浪费时间去准备液体配方。
还应注意到,所述装置可用计算机操纵,计算机可在厂商最不活跃的期间,例如晚上使该装置自动工作,除了需要人员在循环开始时装上空配料桶,在循环终了时卸下装满的配料桶之外,不需要人的参与。
本具体实施例只是用阐述一种可能的方案的办法给出的,在所述的实施例中,存放空配料桶21和装满的配料桶41的贮存支架2和4是放在配料和装料站台3的相对两侧的,站台3是以中心定位安放的。在另一个实施例中,这点就做不到了,因为空间的问题,存放配料桶的贮存支架是一个放在另一个的顶上的,而且安装在配料和装料站台3的旁边。
可以对本发明的一些元件进行改进,这不仅涉及驱动不同部件的方法,而且涉及它们的布局,所述的改进,例如部件或装置彼此之间不同的布局不超出本发明的范围。