染整行业属高耗能、高耗水、高污染的机械装备制造行业。在当今能源紧张、水资源日益短缺、环境污染不断恶化的形势下,开发研制环保节能一体化的小浴比染整设备是当务之急。但由于国产染整设备的综合技术水平一般,如浴比大,耗水多、耗能大、自动控制系统差、织物上染率差、产品合格率低等缺陷,在与国外产品的竞争上处于劣势。本文首先分析了国内外染整设备的发展现状及染色技术的发展,然后提出了超低浴比染色技术。小浴比节能染整设备及其所采用的小浴比染色技术的出现,不仅弥补了传统染色出现色差、色斑等的不足,而且还提高了活性染料的直接性,减少对盐类的依存,降低盐类的消耗和污水助剂的含量。同时,小浴比染色所用水资源比原来大大减少,而且减少了染料的用量,达到节约能源,降低加热升温时间,提高染色效率和一次上染率,提升织物的染色效果。本文对小浴比技能染整设备的结构及其工作原理进行了详细的分析,并阐述了小浴比染色技术的工艺流程,为后面染色过程控制方法及织物上染原理做出了铺垫。其次,本文对染色过程中的染液循环进行了分析,提出了染色过程中的IN-OUT和OUT-IN的染液循环方式并给出了染液循环比流量及与纱线的交换频率等概念。对染整设备的循环系统进行了分析,设计出了基于小浴比的三级叶轮泵的主泵循环装置,并对其动力学原理及其实现做出了详尽的分析。在分析了染色清洁生产新工艺之后,本文在基于三级叶轮泵的基础上,设计出了超低浴比的染色技术。提出了脉流漂染的原理,改传统的恒流速染色为脉流染色,并且给出了不同工艺段的脉流漂染特性曲线。平稳上升或下降的脉流,大幅减少了因高压水流对纱线长时间的冲击而导致的纱线发毛甚至断纱的现象;也减少了由于染液与织物纤维交换接触不充分而导致的色花、层差等疵病的产生。染液采用脉动流速与纱锭接触获得脉动循环动力,同时也大大降低了染纱水浴比,较好地解决了传统染色机所存在的浴比大、能耗高、排污量大等问题。最后,在基于上述染色技术的情况下,对现场采回的数据进行了处理与分析,并分析了超低浴比染色新工艺的优点,并对影响其匀染性的因素做出了分析。