Результаты испытаний вертикальной технологии очистки хлопка

Test results of vertical cotton cleaning technology
Цитировать:
Усманов Х.С. Результаты испытаний вертикальной технологии очистки хлопка // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. 12(81). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11049 (дата обращения: 21.06.2021).
Прочитать статью:

 

АННОТАЦИЯ

В результате практических исследований вертикальной технологии очистки хлопка-сырца получены результаты улучшения качественных показателей хлопковой продукции: волокна, пряжи и нити.

ABSTRACT

As a result of practical research on the vertical technology of cleaning raw cotton, the results of improving the quality indicators of cotton products: fiber, yarn and thread were obtained.

 

Ключевые слова: очистка хлопка, мелкие сорные примеси, очиститель мелкого сора, колковый барабан. 

Keywords: raw cleaning, small weed impurities, small weed impurities cleaner, spike drum.

 

Введение. В последние годы, в связи с переходом на машинную уборку хлопка-сырца, особое внимание в технологии первичной обработки уделяется вопросам очистки хлопка-сырца. Необходимо отметить, что ранее в этом направлении были проведены ряд крупных научно-исследовательских работ учеными АО «Paxtasanoat ilmiy markazi» и Ташкентского института текстильной и легкой промышленности. Итогом этих исследований явилось создание в конце прошлого столетия высокопроизводительной поточной линии УХК, которая уже третий десяток лет обеспечивает очистку хлопка от мелких и крупных сорных примесей.

Достоинствами поточной линии УХК являются ее высокая производитнльность по хлопко-сырцу (до 7 т/час), последовательность транспортирвки хлопка-сырца по секциям очистки и удобство в обслуживании оборудования (рис.1). Наряду с преимуществами этой поточной линии, в ее работе существует ряд проблем, над решением которых необходимо провести теоретические и прикладные исследования.

 

1- УХК. 01. - питающие валики начальной секции; 2- УХК. 02.- две промежуточные секции: 3- УХК. 03. - заключительная секция.

Рисунок 1. Схема агрегата очистителя хлопка-сырца УХК

 

Результаты исследований. В ходе практических исследований разработан хлопкоочистительный агрегат [1], который состоит из питателя 1, под которым в вертикальной плоскости, по ходу процесса, установлена секция очистки хлопка-сырца от мелкого сора 2 с колковыми барабанами 3 и сетчатыми поверхностями 4, сорные шнеки 5.  Под секцией очистки 2 расположена секция очистки хлопка-сырца от крупного сора 6, содержащая основной пильчатый барабан 7 и регенерационный пильчатый барабан 8, с притирочными щетками 9 и колосниковыми решетками 10, съемный щеточный барабан 11 и сорный шнек 12. Секции очистки соединены между собой патрубком 13. Для отвода очищенного хлопка-сырца в агрегате смонтирован выходной патрубок 14, соединенный с выходным патрубком 15. В патрубке 13, между очистителями секциями 2 и 6, установлен на оси 16 поворотный козырек 17. В работе, хлопок-сырец из питателя 1 подается в секцию очистки от мелкого сора 2, где очищается на колковых барабанах 3 с сетчатыми поверхностями 4. Установка смежных барабанов 4 со смещением в горизонтальной плоскости и противоположным направлением их вращения позволит увеличить до 210о угол охвата сетчатой поверхностью 4 колкового барабана 3, что приведет к резкому повышению очистительного эффекта ( в прототипе - 40% ), а  зигзагообразное   последовательное перемещение  потока  хлопка-сырца обеспечит высокую надежность агрегата в эксплуатации (рис.2). Далее, хлопок-сырец по патрубку 13 подается в секцию крупного сора 6, где очищается от крупного сора на основном пильчатом барабане 7 с колосниковыми решетками 10. Сорные примеси вместе с частицами хлопка-сырца выпадают между колосниками 10 и подаются на регенерационный барабан 8, где частицы хлопка-сырца очищаются от сора. Съемный щеточный барабан 11 снимает очищенный хлопок-сырец с поверхности барабанов 7 и 8 и направляет поток хлопка-сырца в выходной патрубок 14.

 

 

Рисунок 2. Схема и общий вид вертикального хлопкоочистительного агрегата 

 1 – питатель; 2 – секция очистки хлопка-сырца от мелкого сора;  3 – колковый барабан; 4 – сетчатая поверхность; 5, 12 – сорный щнек: 6 – секция очистки хлопка-сырца от крупного сора; 7, 8 – пильчатый барабан; 9 – притирочная щетка; 10 – колосник; 11 – щеточный барабан;  13,14,15 – патрубок; 16 – ось; 17 – планка.

 

Поворотный козырек 17 установленный в патрубке 13 позволит изменять траекторию движения потока хлопка-сырца между секциями 2 и 6. Траектория изменяется в зависимости от исходной засоренности материала  путем перекрытия канала для прохода в патрубке 13 и направлением потока хлопка-сырца после очистки от мелкого сора в выходной патрубок 15 и далее, за счет отсоса, в общий патрубок 14. Сорные примеси выводятся из хлопкоочистительного агрегата сорными шнеками 5 и 12.

Разработанный хлопкоочистительный агрегат содержит установленные, по ходу процесса  питатель, секцию очистки хлопка-сырца от мелкого сора с последовательно расположенными колковыми барабанами с сетчатыми поверхностями, секцию очистки от крупного сора с основным и регенерационным пильчатыми барабанами с колосниковыми решетками, и выходной патрубок. Этот очиститель хлопка-сырца отличается от существующих эксплуатируемых очистителей тем, что секции очистки установлены в вертикальной плоскости, где смежные колковые барабаны размещены в два параллельных вертикальных ряда со смещением горизонтальных осей, причем направление вращения смежных барабанов в рядах противоположное, а между секциями очистки смонтирован поворотный козырек соединенный с выходным патрубком. Вертикальный хлопкоочистительный агрегат комплектуется в батарейной и может совмещаться гибридно в поточной компоновках.

В существующей технологии первичной обработки хлопка-сырца при трансортировке пневмотранспортом из бунтовых площадок хлопка-сырца до сушильно-очистительного цеха применяются стационарные перевалки, где, в связи с длинными дистанциями транспортировки перерабатываемого сырца и для обеспечения полноценного напора в трубопроводе осуществляется отделение хлопка от воздуха и повторная подача на следующий трубопровод.

Размеры стационарной перевалки составляют 12х6 метров, где устанавливается сепаратор СС-15А и циклон для очистки запыленного воздуха. На хлопкоочистительных заводах республики использовалась практика частичной предочистки хлопка-сырца после сепаратора на двух очистителях крупного сора ЧХ-3М2 или на очистителе мелкого сора 6А-12М. Однако эти технологические решения носили локальный характер и не обеспечивали должного очистительного эфффекта.

Предлагаемый вариант технологии очистки хлопка-сырца 1 и 2 сорта, I и  II класса работает следующим образом: из зоны заготовки хлопок-сырец поступает в 1 сепаратор СС-15А, где отделяется от воздуха, и подается на очистители хлопка-сырца с вертикальными секциями очистки от мелкого и крупного сора 2. Ленточным сборным транспортером очищенный хлопок-сырец подается наклонным транспортёром для джинирования в джинный цех. На примере АО "Челак пахта тозалаш", где в сезоне 2018-2019 года хлопок-сырец заготовленный хлопок-сырец 1 сорта 1 класса составил 4114290 кг с исходными характеристиками по средней засоренности 3,01% и влажности 8,16%, а также хлопок 1 сорта и 2 класса составляет 3061120 кг со средней засоренностью 6,42% и влажностью 8,67%, что составляет от общего заготовленного хлопка в сезоне 2018-19 года 9731290 кг, то есть 31,3%.

Весь этот объем хлопка-сырца можно, без его сушки, очистить на двух очистителях хлопка-сырца с вертикальными секциями очистки от мелкого и крупного сора, установленными на стационарной перевалке (рис.3). 

1.Сепаратор СС-15А; 2. Очиститель хлопка-сырца с вертикальными секциями очистки от мелкого сора; 3.Наклонный траспортер.

Рисунок 3. Схема агрегата с вертикальными секциями очистки хлопка-сырца от мелкого сора и технологическая схема на стационарной перевалке

 

Это позволит значительно уменьшить расход электроэнергии в процессе очистки хлопка-сырца. В настоящее время при эксплуатируемом агрегате УХК расход составляет 64 кВт/час, а в предлагаемом варианте этот показатель равен 19 кВт/час, количество колковых барабанов сократилось с 20 до 8, металлоемкость сократилась на 60%. Кроме этого уменьшается расходы электроэнергии на освещение и общие эксплуатационные расходы на очистку хлопка-сырца (табл.1). При проведении производственных испытаний очистителя с вертикальными секциями очистки хлопка-сырца от мелкого сора было переработано 15 тонн хлопка-сырца селекционной разновидности Порлок-1, I - сорта 1 - класса и I - сорт 2 - класс ручного сбора. Начальные показатели качества хлопка-сырца были следующие: засоренность 2,98% и 6,42%, влажность 8,16% и 8,67% соответственно. Результаты испытаний очистителя с вертикальными секциями очистки хлопка-сырца от мелкого сора на стационарной перевалке приведены в таблице 2.

Таблица 1.

Технологические сравнительные показатели существующей и предлагаемой технологий очистки хлопка-сырца

 

 

 

 

Показатели

Варианты агрегатов

Эксплуатируе-

мыe 2 агрегата

УХК(3)+1ХК

Два вертикальных   хлопкоочистительных агрегата

1

Количество колково-планчатых    барабанов в машинах, штук

40

16

2

Производительность  машины, т/час

7

7

3

Площадь «живого сечения»

 сетчатой поверхности, м2

40 х 2 х 0,628 =

=50,2

16 х 2 x 1,54 =

= 49,2

4

Энергоемкость машин, кВт

128

38

5

Металлоемкость

 машин, тонн

40

16

6

Занимаемый объем

агрегата, м3

20х2х2= 80

2,4х3,5х2х2 =33,6

 

7

Площадь сушильно-

очистительного цеха, м2

42х18=756

12х18=216

 

8

Стоимость

 оборудования, тыс.сум

49900$СШАх

9449х2= 943010

182000х2 =364000

9

Количество зон встречных вращений смежных колково-планчатых барабанов

12

нет

10

Выделение коротких волокон при   очистке, кг/час

В среднем

1,81 и более

Не более 0,12

 

Анализ содержания волокнистых отходов в сорных примесях показывает, что их количество значительно уменьшается при очистке хлопка-сырца по предлагаемой (вертикальной) технологии очистки.

Таблица 2.

Результаты испытаний вертикального хлопкоочистительного агрегата

Показатели

Селекционный сорт, промышленный сорт, класс и вид сбора очищаемого хлопка-сырца

Порлок-1, I- сорт

1-класс, ручной сбор

Порлок-1, I- сорт

2-класс, ручной сбор

Сущест-вующая технология

Пред-лагаемая техноло-гия

Сущест-вующая технология

Пред-лагаемая техноло-гия

1. Начальные показатели, до очистки:

 

 

 - влажность, %

8,16

8,16

8,67

8,67

 - засоренность, %

2,98

2,98

6,42

6,42

 - поврежденность семян, %

0,2

0,2

0,3

0,3

 - содержание волокнистых отходов в сорных примесях, %

0,12

0,12

0,14

0,14

2. Показатели хлопка-сырца после очистки:

 

 

 - влажность, %

8,04

8,04

8,4

8,4

 - засоренность, %

0,88

0,71

1,1

0,69

 - поврежденность семян, %

1,1

0,7

1,8

0,9

 - содержание волокнистых отходов в сорных примесях, %

0,62

0,33

0,67

0,36

3. Технологические показатели очистителя:

 

 

 - понижение влажности, %

0,12

0,12

0,27

0,27

 - очистительный эффект, %

70.5

76,2

82,9

89,3

- прирост поврежденности

 семян, %

0,9

0,5

1,5

0,6

 - прирост содержание волокнистых отходов в сорных примесях, %

0,5

0,21

0,53

0,22

5. Качественные показатели семян после пильного джина 4ДП-130:

 

 

 

 

- механическая поврежденность семян после джинирования, %

2,8

2,2

3,8

2,9

- прирост поврежденности семян после джинирования, %

 

1,7

 

1,7

 

2,0

 

2,0

- прирост поврежденности семян, всего %

2,6

2,0

3,5

2,6

6. Качественные показатели волокна после волокноочистителя 1ВПУ:

 

 

 

 

 Содержание пороков и сорных примесей в волокне, %

 

2,0

 

1,8

 

2,5

 

2,2

 - сорт

I

I

I

1

 - класс

олий

олий

яхши

яхши

 

Это достигается за счет отсутствия противоточных движений хлопка-сырца при его очистке от мелкого сора. Содержание волокнистых отходов в сорных примесях снизилось при очистке I – сорта I – класса и II – класса на 0,29% и 0,31% соответственно. Засоренность хлопка-сырца при очистке его по существующей (горизонтальной) и предлагаемой (вертикальной) технологии очистки хлопка-сырца показывает, что при очистке I– сорта I и II– класса засоренность уменьшилась на 0,17% и 0,41% соответственно. Изучение поврежденности семян при очистке хлопка-сырца по существующей (горизонтальной) и предлагаемой (вертикальной) технологии очистки хлопка-сырца показывает, что поврежденность семян снизилось при очистке I – сорта I – класса на 0,4% и I – сорта II – класса на 0,9%.

Показатели качества хлопкового волокна в сортировке определенные с помощью измерительной системы Международной научно-арбитражной лаборатории “Textechno” (Германия) при АО “Paxtasanoat ilmiy markazi” приведены в таблице 3.

Таблица 3.

Сравнительные показатели качества хлопкового волокна

Наименование показателей

 

 

Обозначение и единица измерения

Сравнительные показатели

Сущест-вующая техно-

логия

Предла-гаемая техно-

логия

Изменение показателей

абс.

в %

1

Микронейр

(MIC)

3,97

4,04

+ 0,07

1,81

2

Зрелость

(MV)

1,05

1,08

+0,03

2,85

3

Линейная плотность

(LD), mtex

156,00

158,50

+2,50

1,60

4

Верхняя средняя длина

(UHM), mm

27,53

28,06

+0,53

1,93

5

Индекс коротких волокон

(SFI), %

11,34

10,72

-0,62

5,95

6

Индекс равномерности

по длине

(UI), %

81,47

81,22

-0,25

0,31

7

Средняя длина

(ML), %

22,43

22,69

+0,26

1,16

8

Абсолютная разрывная нагрузка

(STR Abs), cN/tex

12,65

13,38

+0,73

5,77

9

Удельная разрывная нагрузка

(HVI, STR), cN/tex

27,65

28,53

+0,88

3,18

10

Удлинение при обрыве

(E max), %

19,03

20,27

+1,24

6,52

11

Коэффициент белизны

(Rd), %

78,50

77,87

-0,63

0,81

12

Степень желтизны

(+b, %)

6,88

7,11

+0,23

3.34

13

Индекс пригодности к прядению

(SCI)

121,5

122,9

+1,4

1,15

14

Индекс качества волокна

(FQI)

82,0

86,4

+4,4

5,37

15

Расчетная прочность продукта

(CSP)

2301,0

2340,3

+39,3

1,71

 

Климатические условия при проведении экспериментов, согласно международных стандартов соответствовали: влажность 65±2%, температура воздуха 21±1o (рис.4). Из таблицы 3 видно, что качество волокна отвечает требованиям O’z Dst 604 [2].

 

   

Рисунок 4. Международная научно-арбитражная лаборатория “Textechno” при АО “Paxtasanoat ilmiy markazi ”

 

Выводы. При этом, показатели качества хлопкового волокна, полученного с применением нового очистителя хлопка-сырца статистически лучше, по сравнению с волокном, полученным с применением существующей стандартной технологии. Так, по показателю длины волокно перешло из 5 в премиальный 4 тип, содержание коротких волокон снизилось на 0,62 %, что обеспечит повышение выхода пряжи. Существенно улучшились показатели по прочности (разрывной нагрузке) волокон, что потенциально может обеспечить получение более прочной пряжи более высокого номера. Рост таких прогнозных параметров как индекс пригодности к прядению, индекс качества и расчетной прочности пряжи, подтверждают данное предположение.

 

Список литературы:

  1. Х.С. Усманов и другие Хлопкоочистительный агрегат Патент на полезную модель № FAP 01397 Агентства интеллектуальной собственности Республики Узбекистан от 26.06.2019.
  2. ГОСТ O’z DST 604:2016. Волокно хлопковое. Технические условия.
Информация об авторах

канд.техн.наук, Ташкентский институт текстильной и легкой промышленности, Узбекистан, г. Ташкент

Candidate of Technical Sciences, Tashkent Institute of Textile and Light Industry, Uzbekistan, Tashkent

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор), регистрационный номер ЭЛ №ФС77-54434 от 17.06.2013
Учредитель журнала - ООО «МЦНО»
Главный редактор - Ахметов Сайранбек Махсутович.
Top