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热风伴随、穿透式高效籽棉清理机

时间:2019-10-06 10:41来源:未知 作者:admin 点击:
热风伴随、穿透式高效籽棉清理机._中职中专_职业教育_教育专区。热风伴随、穿透式高效籽棉清理机. 热风伴随、穿透式高效籽棉烘干清理机的设计 王泽武 【郑州棉麻工程技术设计研究所,河南 郑州 450004】 摘要:若机采棉生产线中的籽棉清理机具有烘干功能。籽

  热风伴随、穿透式高效籽棉清理机._中职中专_职业教育_教育专区。热风伴随、穿透式高效籽棉清理机.

  热风伴随、穿透式高效籽棉烘干清理机的设计 王泽武 【郑州棉麻工程技术设计研究所,河南 郑州 450004】 摘要:若机采棉生产线中的籽棉清理机具有烘干功能。籽棉在清理时烘干,烘干时清理,使籽棉能 在开松、翻滚时受热均匀并及早落杂;烘干、开松、清理互相促进达到事半功倍的效果,这样效率 会超过顺序配置烘干机+清理机的效果,达到高效的可能。在生产线中减少刺辊对籽棉的打击次数 是减少纤维长度的变短、损伤,减少索丝、疵点、短纤维含量,保持棉纤维原生品质的主要手段。 若机采棉生产线中的籽棉清理机具同时具有烘干和清理的高效功能,在生产线中可减少普通倾斜式 籽棉清理机的配置,减少刺钉辊筒的数量以降低对籽棉纤维质量的不良影响。 关键词:烘干 清理 热风穿透 机采棉 高效 设计 1 问题的提出 机采棉比手采棉具有高效、低成本、六和助手九龙图库。高收益的显著优势。机采棉和手采 棉生产线的最主要工艺区别是对籽棉和皮棉增加了烘干和清理的次数,在过 度干燥的情况下还需要增加加湿工艺。目前,新疆发展机采棉生产的势头强 劲,机采棉加工技术也在新疆棉区得到迅速推广。 在初步掌握机采棉加工技术后,对机采棉籽棉如何保持棉纤维原生品质 成为棉花加工关键技术瓶颈。保持棉纤维原生品质要通过对棉花加工过程中 影响棉纤维原生品质的关键环节进行研究,减少棉纤维损伤、疵点和短纤维 率,降低棉花中的杂质含量,有效保护棉花资源,最大限度地提高棉花资源 的使用价值和经济效益。保持棉纤维原生品质最终需通过对棉花加工过程中 影响棉纤维原生品质的籽棉干燥、籽棉清理、轧花、皮棉清理环节进行系统 1 研究开发和技术创新,通过实现棉花精细化加工,减少加工过程对棉纤维原 生品质的损伤,提高棉花加工质量,降低纺织用棉成本。 机采棉的含杂量与含水率远大于手摘棉,在籽棉纤维品质上也稍逊色于 手摘棉。由于机采棉的这些特点,人们认识到机采棉的籽棉烘干和清理工艺 的合理与否,设备本身性能的优劣及配置的合理与否,将直接影响到棉纤维 原生品质。对机采籽棉的烘干与清理工艺的研究与相应新型设备的开发也将 是目前任重道远且急迫的任务。 2 目前机采棉的烘干与清理工艺 2.1 目前机采棉的烘干工艺 9 15 16 14 17 18 1 2 3 5 6 8 10 11 12 7 13 4 图 1 机采棉轧花工艺流程图阀 7.提 1.通大气阀 2.重杂物分离器 3.籽棉分离器 4. 籽棉自控箱 5.搁板增热式烘干机 6.倾斜 式籽棉清理机 7.提净式籽棉清铃机 8.搁板增热式烘干机 9.倾斜式籽棉清理机 10.倾斜回 收式籽棉清理机 11.配棉绞龙 12.轧花机 13.气流式皮清机 14.锯齿式皮棉清理机 15.集棉 机 16.皮棉滑道 17.打包机 18.棉包输送系统 由于机采棉的含杂量与含水率远大于手采棉,机采棉加工工艺中的籽棉 烘干环节是非常关键的。轧花过程中对籽棉的回潮率非常敏感,回潮率的增 大会导致轧花困难,产量降低。应用烘干,就是为了控制付轧籽棉的回潮率。 烘干过的棉花加工成皮棉后外观形态非常好,色泽、手感等主观因素表现较 2 好,较易升级。但过度的烘干会使棉纤维低水分,在纤维体积、比重、摩擦 系数、导电性、弹性、强度、色泽等方面也会发生一系列变化。这些变化均 可直接或间接影响轧花工艺的正常运行和皮棉质量。 如图 1 是目前最广泛应用的机采棉轧花工艺流程, 籽棉经通大气阀 1、 重 杂物分离器 2、 籽棉分离器 3 和籽棉自控箱 4 进入脉冲-隔板增热式烘干机 5 进行第一道烘干。由于机采籽棉中的杂质与水分含量较大,杂质与纤维通过 水的作用粘结力较强,将籽棉尽早的烘干利于清理杂质。被初步烘干的籽棉 进入倾斜式籽棉清理机 6、 提净式籽棉清铃机 7 进行清理, 烘干气体带走籽棉 中的部分水分通过尘笼脱离籽棉排入沙克龙。货场籽棉在垛位的不同位置, 或放置的时间长短等多种原因导致长时间进入生产线的籽棉含水量差异较 大。在进行初步烘干后,籽棉含水量长片段虽还是类似进口的上下浮动,但 上下波动幅度趋于平缓。头道的烘干还达不到轧花机所适合的 7%--9%的水 分,此时籽棉被第二次烘干,通过二次烘干使籽棉长片段含水均匀,通过进 一步清理后稳定的喂给轧花机 12。 烘干时间越长、烘干温度越高,烘干效率就越高。但是,现有籽棉干燥系 统(如图 1)烘干时间越长,系统风运路程越长,风运阻力也就越大;同时塔 体表面积增大,散热就越多,结果是耗费电能及热能也越多,成本增大。若 减少烘干时间并达到烘干的效果则只有提高烘干的温度,现有籽棉干燥系统 工作温度高时(大于 120℃)会损伤甚至破坏棉纤维原生蜡质层,导致棉花 可纺性差。 所以研究保持蜡质层不被破坏的中低温 (85℃~100℃) 干燥技术及新型 烘干设备是当务之急。 3 2.2 目前机采棉的清理工艺 如图 1,很明显,机采棉比手采棉增加了籽棉预清理系统。一般的是增加了 倾斜式籽棉清理机 6 和提净式籽棉清铃机 7 的应用。 倾斜式籽棉清理机 6 与手采 棉中的倾斜式籽棉清理机是完全一样的;针对机采棉铃壳较多的情况,在籽棉预 处理系统中特设了提净式籽棉清铃机。近几年,各种自动喂花机、清异纤机也加 入了机采棉的工艺流程。这些自动喂花机、清异纤机也大都兼具对籽棉的开松与 清理功能。 机采棉的成熟度不如手采棉,纤维强度也低于手采棉。而机采棉在生产 线中又经过了远多于手采棉的刺钉辊的反复打击、搓揉和齿条辊的多次强力 钩拉,这个过程造成了棉纤维干体的损伤及纤维长度的变短,同时索丝、疵 点和短纤维率也大量增加,严重影响了棉纤维原生的品质。减少机采棉加工 过程对棉纤维原生品质的损伤,实现棉花精细化加工,提高棉花加工质量, 实现最大限度地提高棉花资源的使用价值和经济效益,也要求我们对机采棉 的清理进行研究,并设计出新型高效的适合机采棉的清理设备。 3 热风伴随、穿透式高效籽棉烘干清理机的设计 3.1 设计思路 若机采棉生产线中的籽棉清理机具有烘干功能。籽棉在清理时烘干, 烘干时清理,使籽棉能在开松、翻滚时受热均匀并及早落杂;烘干、开松、 清理互相促进达到事半功倍的效果, 这样效率会超过顺序配置烘干机+清理 机的效果,达到高效的可能。在生产线中减少刺辊对籽棉的打击次数是减 少纤维长度的变短、损伤,减少索丝、疵点、短纤维含量,保持棉纤维原 生品质的主要手段。若机采棉生产线中的籽棉清理机具同时具有烘干和清 4 理的高效功能,在生产线中可减少普通倾斜式籽棉清理机的配置,减少刺 钉辊筒的数量以降低对籽棉纤维质量的不良影响。 3.2 总体结构及工作原理: 图 2 总体结构示意图 1.进棉口 2.卸料器 3.热风进口 4.可调余热出口 5.分流板 6.外检修门 7.落杂箱 8. 外箱体及保温层 9.内检修门 10.扶梯 11.刺钉辊筒 12.格条漏底 13.落杂斜板 14.光电 限位 15.排杂绞龙 16. 排杂闭风器 17.杂质出口 18.支架 19.储棉箱 20.给棉罗拉 21. 落棉斗 22.同步带轮 23.同步带 24.外箱体及保温层 25.安全罩壳 26.刺钉辊电机 27. 观察清堵门 28.排杂绞龙减速机 29.籽棉出管 5 图 3 本机在流程中的应用示意图 1.通大气阀 2.重杂物分离器 3.籽棉分离器 4. 籽棉自控箱 5.搁板增热式烘干机 6.倾斜 式籽棉清理机 7.提净式籽棉清铃机 8. 热风伴随、穿透式高效籽棉烘干清理机 9. 籽棉分 离器 10. 籽棉分离器 11.配棉绞龙 12.轧花机 13.气流式皮清机 14.锯齿式皮棉清理机 15. 集棉机 16.皮棉滑道 17.打包机 18.棉包输送系统 籽棉经进棉口 1 被吸入卸料器 2 中完成气纤分离。籽棉下落至本机, 被分流板 5 分成两路喂给刺钉辊筒 11,在刺钉辊筒 11 与格条漏底 12 的 相互作用下对籽棉进行清理。每个刺钉辊筒 11 和格条漏底 12 是一个清理 单元,一个清理单元清理完成后会将籽棉抛射向下一个清理单元;热风从 热风进口 3(2 处)进入本机,对籽棉进行伴随烘干,在清理单元将籽棉抛射 向下一个清理单元时,热风对籽棉流进行穿透烘干。清理单元和热风反复 作用,经过多次反复加强烘干和清理的效果;杂质从格条漏底 12 漏出,通 过落杂斜板 13 滑入落杂箱 7 中,通过排杂绞龙 15 、排杂闭风器 16 经杂 质出口 17 排出本机。在清理时会有部分热气通过格条漏底 12 进入落杂箱 7,落杂箱 7 的外箱体覆有保温层 8,其实落杂箱 7 兼具了落杂箱和保温箱 的作用。保温气体在落杂箱 7 中形成动态的保温层,保温气体通过可调余 热出口 4 排出本机。 6 经多次伴随、穿透式烘干及多组清理单元清理后,籽棉落入本机下方 的储棉箱 19 内。储棉箱 19 暂时储存一定量的籽棉,通过给棉罗拉 20 起 到均匀喂给下台机的目的。 同时储存箱 19 中的一定量的籽棉也起到闭风的 作用,籽棉在储存箱 19 中可继续被烘干。 籽棉在完成清理和烘干后随热气进入落棉斗 21,在落棉斗 21 处被后 方的风机负压抽吸至下台卸料器,在下台卸料器尘笼处含水热气与籽棉彻 底分离,烘干工作结束。 3.3 本机设计特点分析 3.3.1 本机综合了隔板式烘干机和倾斜式清理机的原理,使籽棉能在一台设备 中既烘干又清理,完成 2 台不同设备的功能。 3.3.2 根据烘干理论,烘干气流与物料的速差越大则烘干效果越好。传统的烘 干机对籽棉是全程伴随式,在输送物料的同时进行烘干,速差很小。本机中 清理时,籽棉运行速度 9~ 11 米/秒,进热风速度按 16 米/秒时有近 5 米/秒的 伴随速差。同时热风还不断对籽棉流进行穿透式烘干,进行穿透式烘干时速 差理论上接近热风速度 16 米/秒;相同温度下烘干时间越长烘干效率就越高。 传统的烘干机需要用热风运送籽棉,需要较高的风速,风速低时会造成籽棉 在机体内的堵车。本机内的籽棉靠机械拨转、抛射行进,速度较低,能使籽 棉以较长的时间留在机体内,利于烘干。所以本机的设计符合烘干原理,效 果较好。 籽棉在清理时不断翻滚、并被开松、被抛射,此时对籽棉烘干能使籽棉各 个部位受热均匀,达到较好的烘干效果;较好的烘干效果同时也促使杂质更 7 容易与籽棉脱离,达到比相同数量刺辊高得多的清理效果。本机内热风的风 向与落杂方向一致,利于杂质在刺辊与格条栅的作用下脱离籽棉,利于杂质 排向图 2 中的落杂箱 7。 3.3.3 传统籽棉烘干需要大的风量和风速来运送籽棉,这将需要较大的供热风 机,耗能较大。本机的烘干热风不进行风运籽棉的工作,所以选择较小的风 机即可满足工作,可大量节省电能。 由于本机设计结构合理,籽棉在机体内受热时间较长,烘干效果较强,为 了不“过烘”损伤甚至破坏棉纤维表面的原生蜡质层, 进热风的温度可比传统烘 干机相应降低。热风温度的降低也将大大节省热源的能耗。 3.3.4 本机采用中低温(85℃~100℃)烘干。中低温烘干不但能有效保持棉 纤维表面的原生蜡质层,而且能使生产线的水分变化幅度变小。能在在线测 水等辅助设备控制下使生产线 由于本机的设计能达到高效的目的,在生产线 所示流程中的搁板增热式烘干机 8 后的倾斜式籽棉清理机 9 和倾斜回收式籽 棉清理机可取消,以免造成对籽棉的过度开松。图 3 中的本机 8 后接籽棉分 离器 10,将籽棉通过配棉绞龙分配给轧花机 12。轧花机 12 的 U 形刺辊可代 替被取消的回收式清理机的回收功能。 在应用本机的流程中取消了两台传统籽棉清理机有以下优点: a.减少了刺钉辊的总数量, 直接减少了刺辊对籽棉的打击次数。 因为对籽棉打 击次数的减少是有效保持纤维长度、避免损伤,减少索丝、疵点,保持棉纤 维原生品质的主要手段。 b.减化了加工流程,节约了设备投资,减轻了工人的维修、操作的工作量,同 8 时能耗也大幅降低。 c.降低了基础、基建的投资成本。应用本机时轧花机上只需一层钢架平台放置 籽棉分离器和配棉绞龙即可,比传统的三层平台降低了成本,并使工人上下 方便。由于轧花机上方高度的降低,轧花厂房除打包机处的梁下 12 米的要求 外,其余梁下 9 米即可,比传统的厂房节省了基建的投资。 3.3.6 本机的设计具有防堵车功能。籽棉进入本机即被分流板 5 分成两路以降 低对第一、二组清理单元的冲击,利于第一、二组清理单元对籽棉的开松。 本机的格条漏底均可单独调节隔距。从上到下隔距逐步减小,逐步增加清理 力度,不易产生堵车现象。本机的传动采用同步带,在使用中避免了使用普 通三角皮带“打滑” 、 “丢转”导致的堵车现象。本机的传动速度从上至下渐快,利 于籽棉的转移,不易产生堵车现象。在本机的储棉箱 19 处设置有光电限位 14。当储棉箱内的储棉量到达光电限位 14 时,光电限位 14 传递信号打开通 大气阀 1,暂停吸入籽棉,防止储棉箱的堵车。 3.3.7 本机采用模块化设计,方便拆装。也可以根据清理、烘干的情况增加或 减少清理单元。 3.3.8 本机设计的落杂箱内有保温气体,落杂箱外又覆有保温层可有效防止热 量散失,最大程度的节约能源。 4 结束语 综上所述,把热风伴随、穿透式高效籽棉烘干清理机应用于机采棉轧花生 产线是提高效率、保持棉纤维原生品质的籽棉清理与烘干的有效方法。 9

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