《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》是四川省絲綢科學研究院、四川省絲綢工程技術研究中心於2014年1月7日申請的專利，該專利的公布號為CN103668474A，授權公布日為2014年3月26日，發明人是王建平、陳祥平、丁忠建、劉季平、沈仲衡、楊祖鳳、段春穩、吳興貴。
《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》公開了繭腔不含水的煮繭裝置及煮繭工藝，裝置包括：主罐、多個系統管路、多個電磁閥、輔罐、真空泵、系統管路上的蒸汽進口和液態水進口。煮繭工藝，包括如下步驟：滲透、蒸煮、調整、保護，滲透和蒸煮步驟之間增加單獨的繭腔出水步驟，使得繭腔出水和蒸煮分開成為獨立的兩個步驟，繭腔出水步驟利用對煮繭的主罐抽真空減壓的方式使繭腔出水；蠶繭繭腔的真空減壓吐水過程中保持溫度不變。繭腔內能夠達到完全不含液態水，避免了蒸汽熱量不能均勻傳導、蠶繭的繭層受熱不均勻等技術問題。
2020年7月14日，《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
（概述圖為《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》摘要附圖）
基本介紹
- 中文名：繭腔不含水的煮繭裝置及工藝
- 申請人：四川省絲綢科學研究院、四川省絲綢工程技術研究中心
- 申請日：2014年1月7日
- 申請號：2014100055517
- 公布號：CN103668474A
- 公布日：2014年3月26日
- 發明人：王建平、陳祥平、丁忠建、劉季平、沈仲衡、楊祖鳳、段春穩、吳興貴
- 地址：四川省成都市金牛區金仙橋路18號
- Int. Cl.：D01B7/00(2006.01)I
- 代理機構：成都行之專利代理事務所
- 代理人：謝敏
- 類別：發明專利
專利背景,發明內容,專利目的,技術方案,有益效果,附圖說明,技術領域,權利要求,實施方式,榮譽表彰,
專利背景
2014年之前的煮繭設備以“真空滲透機+不鏽鋼循環煮繭機”為標準配置，蠶繭在真空滲透機內完成繭腔吸水，然後在循環煮繭機的吐水部和蒸煮部進行蠶繭的吐水和蒸煮工藝。
2014年前煮繭工藝均有蒸煮步驟，該步驟的主要作用是使繭腔吐水和煮熟繭層，由於2014年前循環煮繭機的結構限制，在此步驟中同時完成蠶繭的吐水和繭層的煮熟存在著明顯的缺陷；蠶繭的吐水過程是利用蒸汽和繭腔內部液態水之間的溫差，促使繭腔內部的液態水排出，此時蒸汽也在對繭腔排水的蠶繭進行蒸煮；繭腔吐水和蠶繭蒸煮同時進行的過程中，因蠶繭繭層的絲膠急速膨潤，阻礙了液態水排出繭腔，造成蠶繭吐水不充分，繭腔內還有殘留水存在。殘留水會吸收蒸汽的部分熱量，在有水部位的溫度就會低於無水的部位，造成蒸汽的熱量不能均勻傳導，導致蠶繭的繭層受熱不均勻，從而影響了繭層均勻、適度的煮熟，導致煮繭質量和原料消耗的不穩定。如果繭腔內有液態水存在，蠶繭在加熱的過程中還把熱量傳遞到繭腔內的蠶蛹，導致蠶蛹分解出蛹酸和蛹色素，對生絲質量和色澤造成不良影響。
行業內對循環煮繭機的吐水和蒸煮工藝也進行了許多探索，為了蠶繭的吐水更充分，在吐水過程中把蒸汽的溫度提高或延長蒸汽的加熱時間，但使得蠶繭的煮熟過度，增加了絲條大、中纇節等，出現質量問題；例如公開號為CN101638809的中國發明專利，公開了一種煮繭工藝及其裝置，該發明提供的煮繭機的蒸煮部，長度為15.5籠，分成2~5個區段分別設定加熱器和增壓裝置；在蒸煮部各區段的底部，分別開有排水口，連線排水管（12）；增壓裝置由U形管（13） 的一端與排水管連線，另一端接高度為250毫米~1000毫米的直管（14）構成。通過增壓裝置，可有效提高蒸煮部的壓力，使蒸煮部最高溫度提高。該發明利用提高蒸煮溫度的辦法，雖然可以使蒸煮後的蠶繭中內層的落緒率有所減少，但還是無法完全清除蠶繭內部液態水，煮熟的均勻度提高有限，同時由於溫度的升高，煮熟過度，增加了出現絲條大、中纇節等問題的機率。
如降低溫度或減少加熱時間，煮熟不充分，產生浮繭、花斑繭，影響到繅折，增加原料消耗。循環煮繭機還存在蒸汽泄漏、原料適應性差、機體龐大、傳動結構複雜、易損件多且耗材成本高、維修量大等問題。
發明內容
專利目的
《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》提供一種繭腔不含水的煮繭裝置及工藝，解決了2014年之前技術中存在的繭腔吐水和蠶繭蒸煮同時進行、煮繭過程中繭腔排水不充分、蒸煮不均勻等問題。
技術方案
《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》採用以下技術方案：
一種繭腔不含水的煮繭裝置，包括：主罐、多個系統管路、多個電磁閥、輔罐、真空泵和系統管路上的蒸汽進口、液態水進口，主罐上部有一根上進排氣管、主罐的下部有一根下進排氣管；上進排氣管通過系統管路A與真空泵連線，上進排氣管和真空泵之間的系統管路A上安裝有電磁閥F，連線上進排氣管和蒸汽進口的系統管路B上安裝有電磁閥A， 連線下進排氣管和蒸汽進口的系統管路C上安裝有電磁閥B，連線輔罐和下進排氣管的系統管路D上安裝有電磁閥D，連線輔罐與系統管路A的系統管路E上安裝有電磁閥C。
《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》提供的煮繭工藝包括如下步驟：滲透、蒸煮、調整、保護，滲透和蒸煮步驟之間增加單獨的繭腔出水步驟，使得繭腔出水和蒸煮成為兩個獨立步驟，繭腔出水步驟利用對煮繭的主罐抽真空減壓的方式使繭腔出水；避免了繭腔在吐水過程中蠶繭被加熱。
蠶繭繭腔的減壓吐水過程中保持溫度不變，保證了繭層絲膠的適度膨潤，避免了絲膠膨潤異常的問題。經過減壓吐水後，繭腔不含液態水，絲膠的適度膨潤，加速了蒸汽熱量傳導，使蠶繭的內外層受熱迅速、均勻。
作為優選，上述的蒸煮步驟為負壓蒸煮，即在主罐中一方面進蒸汽進行蒸煮，同時抽真空使主罐內形成一定的負壓。
作為優選，上述的負壓蒸煮是先通過主罐的上進排氣管進蒸汽，同時下進排氣管抽真空；達到一定的時間後，更換為由下進排氣管進蒸汽，上進排氣管抽真空；並且以此類推，直至完成負壓蒸煮步驟。上、下排氣管輪流進蒸汽，能夠使蒸汽在整個主罐內的熱量均勻傳導，大大提高了蠶繭的均勻煮熟度；在蒸汽進入的同時，真空泵的負壓輔助，加速了蒸汽的流動，把溫度較低的蒸汽吸走，使主罐內的蒸汽溫度基本一致，保證了蠶繭蒸煮的均勻性。
作為優選，對煮繭的主罐抽真空減壓促使繭腔吐水的具體步驟為：首先啟動真空泵抽取主罐內空氣，同時打開電磁閥C和電磁閥D，經過下進排氣管把蠶繭繭腔的水抽出主罐，流入輔罐，使得繭腔內無水，繭層濕潤；由於輔罐更靠近真空泵，所以輔罐的壓力低於主罐，主罐抽出的水能順利進入輔罐，而且輔罐的高度也比主罐的下進排氣管的位置低，保證了主罐內的液態水被完全排除，並且輔罐的水不會倒流回主罐，蠶繭的減壓吐水完成後，輔罐內的水可以經過電磁閥和輔罐下端的排污管排放到系統外，裝置完成蠶繭的減壓吐水過程。
作為優選，所述的負壓蒸煮步驟中通過上進、排氣管向主罐進蒸汽，同時下進排氣管抽真空具體為；上進蒸汽由蒸汽入口首先進入系統管路，電磁閥A打開、電磁閥B關閉，蒸汽經上進排氣管進入主罐，蒸汽至上而下對蠶繭加熱；在蒸汽開始加熱時，主罐和罐內的蠶繭溫度較低，蒸汽遇冷產生冷凝水，這不利於蠶繭煮熟的均勻性，所以此時將真空泵、電磁閥C、電磁閥D打開，輔罐和下進排氣管進入負壓狀態，在負壓的作用下，主罐內的冷凝水全部被抽入輔罐內，主罐的負壓蒸煮過程能保證蠶繭煮熟的均勻、適度。
作為優選，所述的負壓蒸煮步驟中通過下進、排氣管向主罐進蒸汽，同時上進排氣管抽真空具體過程為：下進蒸汽由蒸汽入口首先進入系統管路，電磁閥A關閉、電磁閥B打開，蒸汽經下進排氣管進入主罐，蒸汽由下至上對蠶繭加熱；由於主罐內的蠶繭已經過上進蒸汽的加熱，所以主罐內部的溫度已經較高，不會再出現冷凝水的現象，但為了保證蒸汽對蠶繭的均勻加熱，在裝置的設計上還是採用在上進排氣管增加負壓的輔助，同時把真空泵、電磁閥F打開，由上進排氣管的負壓作用，把溫度較低的蒸汽抽出主罐，這樣就保證了蒸汽在主罐內的溫度基本一致。
有益效果
《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》的有益效果是：
1、由於增加了減壓吐水步驟，在進入負壓蒸煮步驟時，繭腔內能夠達到完全不含液態水，避免了蒸汽熱量不能均勻傳導、蠶繭的繭層受熱不均勻等技術問題。
2、《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》的負壓蒸煮步驟，採用上、下進排氣管輪流進汽、抽真空的方式進行蒸煮，主罐內蒸汽溫度保持不變，保證蠶繭的蒸煮均勻適度。
3、《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》的減壓吐水是單獨進行的一個步驟，避免了繭腔吐水過程中蠶繭被加熱，使絲膠適度膨潤，有利於提高解舒。
4、《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》原料適應性強，提高了生絲質量，降低了蠶繭原料的消耗。
5、《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》提供的密閉的煮繭系統操作簡單，占地面積小，能耗用量減少，節能環保。
附圖說明
圖1為《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》的煮繭系統結構示意圖。
圖1
技術領域
《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》涉及煮繭裝置及工藝。
權利要求
1.一種繭腔不含水的煮繭裝置，包括：主罐（1）、多個系統管路、多個電磁閥（6、7、8、9、10、11、13）、輔罐（2）、真空泵（3）、系統管路上的蒸汽進口（12）和液態水進口（14），主罐（1）上部有一根上進排氣管（4）、主罐（1）的下部各有一根下進排氣管（5）；上進排氣管（4）通過系統管路A與真空泵（3）連線，上進排氣管（4）和真空泵（3）之間的系統管路A上安裝有電磁閥F（11），連線上進排氣管（4）和蒸汽進口（12）的系統管路B上安裝有電磁閥A（6）， 連線下進排氣管（5）和蒸汽進口（12）的系統管路C上安裝有電磁閥B（7），連線輔罐（2）和下進排氣管（5）的系統管路D上安裝有電磁閥D（9），連線輔罐（2）與系統管路A的系統管路E上安裝有電磁閥C（8）。
2.繭腔不含水的煮繭工藝，包括如下步驟：滲透、蒸煮、調整、保護，其特徵在於：所述的滲透和蒸煮步驟之間增加單獨的繭腔出水步驟，使得繭腔出水和蒸煮分開成為獨立的兩個步驟，繭腔出水步驟利用對煮繭的主罐抽真空減壓的方式使繭腔出水；蠶繭繭腔的真空減壓吐水過程中保持溫度不變。
3.根據權利要求2所述的工藝，其特徵在於：所述的蒸煮步驟為負壓蒸煮，即在主罐中一方面進蒸汽進行蒸煮，同時抽真空使主罐內形成負壓。
4.根據權利要求3所述的工藝，其特徵在於：所述的負壓蒸煮是先通過主罐的上排進氣管（4）進蒸汽，同時下進排氣管（5）抽真空；到達一定的時間後，更換為由下進排氣管（5）進蒸汽，上進排氣管（4）抽真空；並且以此類推，直至完成負壓蒸煮步驟。
5.根據權利要求2所述的工藝，其特徵在於：所述的對煮繭的主罐抽真空減壓的方式促使繭腔出水的具體步驟為：首先啟動真空泵（3）抽取主罐內空氣，同時打開電磁閥C（8）和電磁閥D（9），經過下進排氣管（5）把蠶繭繭腔的水抽出主罐（1），流入輔罐（2），使得繭腔內無水，繭層濕潤。
6.根據權利要求4所述的工藝，其特徵在於：所述的負壓蒸煮步驟中通過上排進氣管（4）向主罐進蒸汽，同時下進排氣管（5）抽真空具體為；上進蒸汽由蒸汽入口（12）首先進入系統管路，電磁閥A（6）打開、電磁閥B（7）關閉，蒸汽經上進排氣管（4）進入主罐（1），蒸汽至上而下對蠶繭加熱；此時將真空泵（3）、電磁閥C（8）、電磁閥D（9）打開，輔罐（2）和下進排氣管（5）進入負壓狀態，在負壓的作用下，主罐內的冷凝水全部被抽入輔罐內。
7.根據權利要求4所述的工藝，其特徵在於：所述的負壓蒸煮步驟中通過下進排氣管（5）向主罐進蒸汽，同時上進排氣管（4）抽真空具體過程為：下進蒸汽由蒸汽入口（12）首先進入系統管路，電磁閥A（6）關閉、電磁閥B（7）打開，蒸汽經下進排氣管（5）進入主罐（1），蒸汽由下至上對蠶繭加熱；同時把真空泵（3）、電磁閥F（11）打開，由上進排氣管（4）的負壓作用，把溫度較低的蒸汽抽出主罐。
實施方式
如圖1，《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》提供一種繭腔不含水的煮繭裝置，包括：主罐1、多個系統管路、多個電磁閥6、7、8、9、10、11、13、輔罐2、真空泵3和系統管路上的蒸汽進口12、液態水進口14，主罐1上部有一根上進排氣管4、主罐1的下部有一根下進、排氣管5；上進、排氣管4通過系統管路A與真空泵3連線，上進排氣管4和真空泵3之間的系統管路A上安裝有電磁閥F11，連線上進排氣管4和蒸汽進口12的系統管路B上安裝有電磁閥A6， 連線下進排氣管5和蒸汽進口12的系統管路C上安裝有電磁閥B7，連線輔罐2和下進排氣管5的系統管路D上安裝有電磁閥D9，連線輔罐2與系統管路A的系統管路E上安裝有電磁閥C8，輔罐2的位置比主罐1低。輔罐2下部還連線有系統管路F，通過電磁閥E10控制管路的開閉。
《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》還包括繭腔不含水的煮繭工藝，包括如下步驟：
步驟1：滲透：利用對煮繭的主罐抽真空減壓的方式使繭腔吸水。主罐1內放入乾蠶繭，主罐進入工作位置（圖1所示的狀態），真空泵3開啟，經由電磁閥F11、上進排氣管4，抽取主罐內的空氣；當主罐內的真空度達到工藝要求，電磁閥G13打開，常溫液態水14進入主罐，由於繭腔是負壓，所以水被吸入繭腔，繭腔內充滿常溫液態水後，滲透結束。
步驟2：減壓出水：利用對煮繭的主罐抽真空減壓的方式，使滲透進繭腔的常溫液態水完全排除。首先啟動真空泵3抽取主罐內空氣，同時打開電磁閥C8和電磁閥D9，經過下進排氣管5把蠶繭繭腔的水抽出主罐1，流入輔罐2，使得繭腔內無水，繭層濕潤；由於輔罐2更靠近真空泵3，所以輔罐的壓力低於主罐，主罐抽出的水就進入了輔罐，而且輔罐的高度也比主罐的下進排氣管的位置低，保證了主罐內的液態水被完全排除，並且輔罐的水不會倒流回主罐。蠶繭的減壓吐水完成後，輔罐內的水經過電磁閥E10和輔罐下端的排污管排放到系統外，裝置完成蠶繭的減壓吐水過程。
步驟3：負壓蒸煮；即在主罐中一方面進蒸汽進行蒸煮，同時抽真空使主罐內形成一定的負壓。負壓蒸煮是先通過主罐的上進排氣管4進蒸汽，同時下進排氣管5抽真空；到達一定的時間後，更換為由下進排氣管5進蒸汽，上進排氣管4抽真空；並且以此類推，直至完成負壓蒸煮步驟。
負壓蒸煮步驟中分為：上管路進蒸汽和下管路進蒸汽步驟，上管路進蒸汽：通過上進排氣管4向主罐進蒸汽，同時下進排氣管5抽真空具體為；上進蒸汽由蒸汽入口12首先進入系統管路，電磁閥A6打開、電磁閥B7關閉，蒸汽經上進排氣管4進入主罐1，蒸汽至上而下對蠶繭加熱；在蒸汽開始加熱時，主罐和罐內的蠶繭溫度較低，蒸汽遇冷產生冷凝水，這不利於蠶繭煮熟的均勻性，所以此時將真空泵3、電磁閥C8，電磁閥D9打開，輔罐2和下進排氣管5進入負壓狀態，在負壓的作用下，主罐內的冷凝水全部被抽入輔罐內，主罐的負壓蒸煮過程能保證蠶繭煮熟的均勻、適度。
下管路進蒸汽：上進蒸汽由蒸汽入口12首先進入系統管路，電磁閥A6關閉、電磁閥B7打開，蒸汽經下進排氣管5進入主罐1，蒸汽由下至上對蠶繭加熱；由於主罐內的蠶繭已經經過上進蒸汽的加熱，所以主罐內部的溫度已經較高，不會再出現冷凝水的現象，但為了保證蒸汽對蠶繭的均勻加熱，在裝置的設計上還是採用在上進排氣管增加負壓的輔助，同時把真空泵3、電磁閥F11打開，由上進排氣管4的負壓作用，把溫度較低的蒸汽抽出主罐，這樣就保證了蒸汽在主罐內的溫度基本一致，對蠶繭的蒸煮也就能夠均勻、適度。
步驟4：調整、保護再出繭。為了保證下道工序的正常進行，由液態水進口14對主罐1注入常溫液態水，使主罐1內的蠶繭溫度達到工藝要求；出繭後完成整個煮繭過程。
榮譽表彰
2020年7月14日，《繭腔不含水的煮繭裝置及工藝》獲得第二十一屆中國專利獎優秀獎。
