УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ КОНДЕНСОР ДЛЯ ВОЛОКНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

АННОТАЦИЯ

В данной статье проделан анализ работы конденсора волокнистого материала. Определено, что основным недостатком конденсора является высокое аэродинамическое сопротивление и высокая потребляемая мощность электродвигателя. Предложена усовершенствованная конструкция конденсора. В результате исследования определены рациональные параметры усовершенствованного конденсора

ABSTRACT

This article analyzes the operation of a fibrous material condenser. It is determined that the main disadvantage of the condenser is the high aerodynamic resistance and high power consumption of the electric motor. An improved design of the condenser is proposed. As a result of the study, the rational parameters of the improved condenser were determined

Ключевые слова: волокно, конденсор, конус, сетчатый барабан, воздух, давление, батарея, отсос воздуха.

Keywords: fiber, condenser, cone, mesh drum, air, pressure, battery, air suction.

Введение. Основной задачей конденсоров является отделение волокнистый материалов из потока воздуха.

В хлопкоочистительной промышленности для отделения волокнистых материалов из потока воздуха используют конденсоры КВ различной модификации для волокна 3КВ, 5КВ, 8КВ, для линта КЛ, а для вторичных материалов КВМ, КВВА. Все эти конденсоры работают по одному принципу, воздух, транспортирующий волокнистого материала по волокноотводу до конденсора, проходит через отверстия сетки внутрь барабана и отводится из конденсора, а материал с помощью дополнительного механизма снимается с сеточного барабана.

Рассмотрим конденсор волокна марки КВМ [1], включающий установленные в герметичном корпусе на вращающихся валах перфорированный барабан и вакуум-клапан. Основным недостатком этого конденсора является высокое аэродинамическое сопротивление перфорированного барабана отсасываемому из него вентилятором воздуху, что увеличивает потребляемую мощность электродвигателя вентилятора.

Большая часть мощности электродвигателя вентилятора расходуется на преодоление аэродинамического сопротивления, возникающего при движении воздуха через отверстия перфорации перфорированного барабана. Также существенная часть мощности электродвигателя вентилятора расходуется на изменение направления движения струй воздуха, всасываемых через отверстия перфорации внутрь барабана, которые первоначально направлены к его центру, а затем направление их движения поворачивает в сторону выходного отверстия, и они объединяются в общий поток воздуха.

Струи воздуха, при выходе из отверстий перфорации, имеют высокую скорость, направленную с завихрениями практически поперек направления движения объединенного из этих струй потока воздуха в барабане в направлении к его выходному отверстию. Такое пересечение направлений потоков струй воздуха из отверстий перфорации и их объединенного потока, само по себе создает сопротивление движению объединенного потока воздуха, причем сопротивлению по всей длине барабана. Кроме этого, при изменении направлений движения струй воздуха, усиливается их турбулентность и возрастает турбулентность объединенного потока воздуха, что создает дополнительное аэродинамическое сопротивление его движению. Это дополнительное сопротивление обусловлено увеличением сил трения завихрений воздуха в объединенном потоке отсасываемого воздуха о внутреннюю поверхность перфорированного барабана.

Экспериментальная часть. Для устранения вышеуказанных недостатков предложен конденсор (рис.1).

Конденсор имеет герметизированный корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями. В корпусе 1 расположены перфорированный барабан 4 с закрытым 5 и открытым 6 торцами, а также вакуум-клапан 7. Открытый торец 6 перфорированного барабана 4 соединен патрубком 12 с всасывающим отверстием вентилятора [2].

Рисунок 1. Схема усовершенствованного конденсора

На валу 8 перфорированного барабана 4 симметрично его оси вращения, установлен конус 9, вершина 10 которого расположена у закрытого торца 5 барабана 4, а основание 11 конуса расположено в открытом торце 6 барабана 4, причем на поверхности конуса 9 по винтовой линии от его вершины 10 до основания 11 расположен выпуклый сварной шов 13.

Работа предлагаемого конденсора осуществляется следующим образом. Разряжение воздуха, создаваемое в перфорированном барабане 4 вентилятором, распространяется в герметизированном корпусе 1 на входное отверстие 2, которое соединено с трубопроводом пневмотранспорта волокна. Транспортируемое воздухом волокно в корпусе 1 присасывается к отверстиям перфорации перфорированного барабана 4, а воздух отсасывается через отверстия перфорации в его внутреннюю полость и далее через отверстия 6, присоединенное патрубком 12 к всасывающему отверстию вентилятора. Присосанное к поверхности перфорированного барабана 4, волокно счищается с его поверхности вакуум-клапаном 7 и выводится из корпуса 1 конденсора через выгрузочное отверстие 3.

Установленный внутри перфорированного барабана 4 на его валу 6, конус 9 обеспечивает увеличение скорости отсасываемого воздуха и уменьшение его турбулентности, чем достигается уменьшение аэродинамического сопротивления перфорированного барабана отсасываемому воздуху и соответствующее снижение потребляемой мощности электродвигателем вентилятора.

Установка внутри перфорированного барабана на валу, симметрично его оси вращения, конуса, вершина которого направлена к закрытому торцу барабана, а основание расположено у открытого торца барабана, обеспечивает равномерное уменьшение площади поперечного сечения зазора между внутренней поверхностью перфорированного барабана и поверхностью конуса в направлении от вершины конуса к его основанию.

По мере уменьшения этого зазора, а так как количество отсасываемого из барабана воздуха практически не изменяется, то в этом зазоре скорость воздуха в барабане по его длине в направлении от его закрытого торца к открытому торцу также равномерно возрастает.

В результате этого, во-первых, в барабане ускоряется поворот струй воздуха из отверстий перфорации в направлении к выходному отверстию и их соединение друг с другом в объединенный поток воздуха, а во-вторых, повышается скорость движения объединенного потока воздуха.  В результате увеличения скорости воздуха в потоке снижается его турбулентность, то есть снижается количество завихрений воздуха, что обеспечивает уменьшение суммарной силы их трения о внутреннюю поверхность перфорированного барабана и соответствующее снижение аэродинамического сопротивления барабана движению отсасываемого из него воздуха.

Расположение на поверхности конуса по винтовой линии, от его вершины до основания выпуклого сварного шва, обеспечивает, при контакте с ним примыкающих к конусу слоев объединенного потока воздуха, их направление вдоль винтовой линии. За счет этого достигается закручивание объединенного потока воздуха вокруг конуса и увеличение его скорости, и, соответственно, динамического давления на всех участках площади его поперечного сечения, в результате чего происходит уменьшение силы трения периферийных слоев потока воздуха по всей длине барабана, что соответственно уменьшает аэродинамическое сопротивление перфорированного барабана с установленным на его валу конусом.

Для изучения технологических параметров предложенной конструкции конденсора разработали лабораторный стенд (рис.2), где изучили угол заострения конуса и расположение на поверхности конуса выпуклого сварного шва по винтовой линии, от его вершины до основания.

Рисунок 2. Лабораторный стенд

Выводы. Исследование угла заострения конуса показал, что при их значение 10-15 градусов экономия электроэнергии составляет до 15%. При шаге 80-10 мм винтового линии сварного шва наблюдался стабилность скорости потока воздуха.

Список литературы:

1. Справочник по первичной обработке хлопка. Книга 1. Ташкент, «Мехнат», 1994. (стр.404)
2. Патент FAP №02093 Конденсор хлопкового волокна/ Хакимов Ш.Ш., Сайфуллаев С.С., Юлдашев Ж.А., Жураев Ж.Б. /01.07.2021//https://my.ima.uz/cert-v1/default/check-patent?check_id=66a6cf0c0aacc1604f6cb12f006a3255
3. Sayfullayev Sayyor Solikh ugli, & Khakimov Sherkul Shergozievich. (2022). Increase The Effectiveness of the Use of Secondary Material Resources of the Textile and Light Industry. Texas Journal of Multidisciplinary Studies, 9, 108–113. Retrieved from https://zienjournals.com/index.php/tjm/article/view/1936
4. Sayfullayev S.S., Hakimov Sh.Sh., Sayfullaev S.S., Advanced technology of secondary raw material processing // EPRA International Journal of Research and Development (IJRD) September -2020. Vol. 5, Issue 9.-P. 15578-15583. ISSN: 2455-7838. P-174. https://eprajournals.com/IJSR/article/3335/abstract
5. Makxammadiyev Z., & Khakimov S. (2022). Increase the service life of the roller gin working bodies. Deutsche Internationale Zeitschrift Für Zeitgenössische Wissenschaft, 33, 44–47. https://doi.org/10.5281/zenodo.6609088.
6. Makhammadiyev, Z., & Khakimov, S. (2021). The Productivity of The Roller Gin and Ways to Improve It. Texas Journal of Multidisciplinary Studies, 3, 126-129.