СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ОБОРУДОВАНИЯ СЕПАРАТОР-ОЧИСТИТЕЛЬ И АНАЛИЗ ЕГО ПРИВОДНЫХ МЕХАНИЗМОВ

АННОТАЦИЯ

В статье представлена классификация нового сепаратора-очистителя, принцип и эффективность работы, анализ передаточных механизмов, приводящих его в движение. В новом устройстве, наряду с сепаратором, размещены симметрично в вертикальной плоскости барабан со сваями и сетчатой поверхностью с вакуумным клапаном, позволяющим очищать его от примесей, и обоснована его эффективность.

ABSTRACT

The article presents a classification of a new separator-cleaner, the principle and efficiency of work, an analysis of the transmission mechanisms that set it in motion. In the new device, along with the separator, a drum with piles and a mesh surface with a vacuum valve is placed symmetrically in a vertical plane, allowing it to be cleaned of impurities, and its effectiveness is substantiated.

Ключевые слова: очиститель, сепаратор, пневмотранспорт, лента, вакуумн-клапан, наклонный шибер, сетчатая поверхность, частота, угловая скорость.

Keywords: cleaner, separator, pneumatic transport, tape, vacuum valve, inclined gate, mesh surface, frequency, angular velocity.

Введение. В технологическом процессе предварительной обработки хлопка-сырца необходимо применять в производстве эффективные конструкции пневмотранспортных устройств , совершенствовать технологические процессы путем проведения глубоких научных исследований . Анализ направления включает в себя ряд действенных предложений [1, 2].

 В результате увеличивается расстояние между транспортными средствами внутри предприятия . В зависимости от объема подготовки промежуточная длина может составлять 200 м и более. Для передачи хлопка-сырца от удалённых хлопкоочистительных заводов в производство установлено дополнительное, серийное, ретрансляционное пневмоустройство блочного типа  [3, 4].

Однако использование передвижной ретрансляционной установки малоэффективно, так как трубы обычно прокладываются временно нерегулярно. В результате радиус действия ретрансмиссионного пневмоустройства составляет 80 метров, что приводит к увеличению количества устройств и увеличению потребляемой мощности [5, 6].

При решении задач совершенствования пневмотранспортных устройств весьма эффективным является рассмотрение работ, посвящённых изучению влияния пневмотранспорта на качество хлопка-сырца. При этом сохранение природных свойств хлопка-сырца является важной задачей [7, 8] .

Одним из основных требований к технологической системе хлопкоочистительных предприятий является сохранение его природных свойств при транспортировке хлопка-волокна.

Поэтому многие исследователи, изучавшие пневмотранспорт семенного хлопчатника, сосредоточили свое внимание на изучении повреждения семян. Так как это влияет на качество готового продукта, в результате приводит к ухудшению прядильных свойств волокна, а при пересадке семенного материала снижает энергию роста и всхожесть семян [9, 10].

Повреждение семян увеличивается с увеличением влажности посевного хлопка, увеличивая количество проходов через машину, а также увеличивая скорость потока воздуха и уменьшая концентрацию аэромикса . Трубы повреждены на изгибах и разделителях. Установлено, что количество тканых и сложнотканых волокон увеличивается примерно в 2 раза. В системе пневмотранспорта дефекты волокон образуются в точках поворота, трубах и сепараторах, особенно при перемещении влажного хлопка-сырца . Волокна хлопка повреждены в изгибах пневматической трубки и в сепараторе. Одним из основных звеньев пневмотранспортного устройства является сепаратор. Эффективность устройства пневмотранспорта хлопка-сырца во многом зависит от показателей работы сепаратора. Основные требования к сепаратору заключаются в отделении хлопка-сырца от воздушного потока с сохранением его естественных параметров и обеспечении бесперебойной работы пневмоустройства с минимальными потерями давления [11, 12].

Основная часть. Исходя из вышеизложенных мыслей и соображений, в результате анализа проделанной работы в полевых условиях была разработана и запущена в производство конструкция сепараторно-очистного устройства новой конструкции.

В качестве устройства, аналогичного предлагаемому устройству, используется сепараторное устройство СС-15, устанавливаемое в технологическом процессе хлопкоочистительных предприятий, предназначенное для отделения хлопкового сырья от воздушного потока при транспортировке [13]. Это устройство состоит из входного патрубка, сетчатой поверхности, сетчатого фильтра, вакуумного клапана и короткого всасывающего патрубка. При работе этого устройства за счет подсоса воздуха с помощью вентилятора хлопковое сырье поступает в камеру сепарации из входного патрубка и под действием его инерции хлопок падает к вакуумному клапану. Подвижная часть хлопка, близкая к поверхности сетки, прилипает к поверхности сетки, а хлопки, прилипшие к поверхности сетки, отделяются ситом и отправляются вниз к вакуумному клапану. Воздушный поток проходит через сетчатую поверхность и движется по короткому всасывающему патрубку непосредственно к вентилятору. Вакуумный клапан не пропускает воздух извне в рабочую камеру, и в результате его вращательного движения вокруг своей оси куски хлопка, попадающие на его верхнюю часть, постепенно удаляются из рабочей камеры и транспортируются на следующий технологический процесс .

Основным недостатком этого устройства является малый размер полезной сетчатой поверхности и низкая производительность. То есть производительность сепаратора напрямую зависит от размера его сетчатой поверхности и скорости извлечения прилипшего к нему хлопка [14-18].

В процессе работы сепаратора хлопок, поступающий из входного патрубка, ударяется о поверхность прямого отвода, скользит по его поверхности и под действием собственного веса попадает в вакуумный клапан. Благодаря тому, что поверхность направляющей покрыта резиной, удастся уменьшить силу удара. Основным недостатком этого сепаратора является то, что сила удара воздействует на кусок хлопка, вызывая повреждение хлопкового семени [19-21].

Сепаратор-очиститель оснащен вакуумным клапаном, позволяющим отделять хлопок от воздуха, а также очищать его от примесей. Ворсовый барабан и сетчатая поверхность расположены симметрично в вертикальной плоскости. Для увеличения полезной площяди сетчатой поверхности, отверстия выполнены размером 5х50 мм. Отверстия расположены под углом 45º в направлении вращения барабана с ворсами, а для увеличения подвижности хлопка под воздействием ворсов и более тщательной очистки расстояние между ворсами и сеткой поверхность 17-18 мм, V( _˚ ) 14-15 мм. Задачей вновь предлагаемого хлопкоочистительного устройства является быстрое и простое отделение хлопкового материала, поступающего в сепарирующую камеру, от воздушного потока и повышение эффективности очистки при снижении порчи семян [22].

.

Рисунок 1. Блок сепаратор-очиститель:

1. Входной патрубок, 2. Рабочая камера, 3. Сетчатый фильтр, 4. Сетчатая поверхность, 5. Патрубок выхода воздуха, 6. Вакуумный клапан, 7. Очиститель хлопка, 8. Патрубок выхода хлопка

В передаче хлопка на следующий процесс с сохранением натуральных показателей качества и очистке его от мелких примесей.

После поступления хлопка в вакуумный клапан из рабочей камеры очистительного сепаратора, для повышения эффективности очистки сепаратора он состоит из барабана с ворсами и сетчатой поверхностью, расположенной симметрично в вертикальной плоскости с вакуумным клапаном, а размер отверстий 5х50 мм для увеличения полезной площяди сетчатой поверхности, причем отверстия расположены под наклоном 45º в направлении вращения свайного барабана [23].

Принцип его работы следующий: хлопчатобумажный материал движется с потоком воздуха, поступает в рабочую камеру (2) через входной патрубок (1) в сепаратор и попадает в вакуумный клапан (6). Частицы хлопка, движущиеся вплотную к сетчатой поверхности (4), расположенной по обеим сторонам рабочей камеры, прилипают к их поверхностям. Камеру отделяют с помощью ватных тампонов (3), прикрепленных к сетчатой поверхности (4) с обеих сторон, и опускают на нее расположенный ниже вакуумный клапан (6). Воздушный поток проходит через сетчатую поверхность (4) и движется к вентилятору через короткий выходной патрубок (5). В результате вращения вокруг своей оси вакуумный клапан (6) не пропускает воздух извне в камеру, а пропускает хлопковый материал внутри рабочей камеры в камеру очистки. В этом случае барабан с ворсом захватывает хлопок по сетчатой поверхности, очищает его и подает на следующие технологические процессы.

Результаты эксперимента и их анализ. Ряд трудностей возникает при транспортировке сырья воздушным транспортом при подаче сырья к технологическим машинам первичной обработки хлопка. В этом случае хлопок смешивается с воздухом и передается в технологические машины в разной плотности, в которых технологические процессы осуществляются неравномерно, поднимается пыль, нарушается экологическая обстановка, выходят из строя машины и механизмы. Поэтому важно отделять хлопок от воздуха перед передачей его в технологические машины. В производстве для отделения хлопка от воздуха в системе пневмотранспортного устройства применяют сепараторы типа СС-15А и СХ [24].

Таблица 1.

Сепаратор СС-15А, значения изменения скорости вала 1 по производительности, е = 0

Таблица 2.

Сепаратор СС-15А, значения изменения частоты вращения вала 1 по производительности, е = 1

Таблица 3.

Сепаратор СС-15А, значения изменения скорости вала 1 по производительности, е = 2

Таблица 4.

Сепаратор СС-15А, значения изменения скорости вала 1 по производительности, е=3

Результаты экспериментальных измерений представлены в таблицах 1-4. Графы связи, полученные на основе обработки результатов, представлены на рисунках 2-4. Производительность сепаратора до 15 т/с. По мере увеличения производительности частота вращения вала разделительного кулачка уменьшается. В частности, при производительности 6 т/с частота вращения варьируется в пределах 132-138 об/мин. При производительности 14 т/с частота вращения вала разделительной камеры сепаратора колеблется в пределах 122-130 об/мин.

При этом коэффициент неравномерности угловой скорости вала увеличивается практически линейно с ростом нагрузки. ( см. рисунок 4 ). За счет увеличения эксцентриситета натяжного ролика ременной передачи в приводном механизме сепаратора увеличивается и коэффициент неравномерности угловой скорости вала камеры сепарации. При этом общий закон остаётся неизменным. При эксцентриситете натяжного ролика ременной передачи ε=1,0 мм, производительности 6 т/с частота вращения изменяется в пределах 135-141,5, а d находится в пределах 0,033-0,049. Анализ полученных результатов показывает, что при изменении нагрузки в диапазоне 6 т/с, при эксцентриситете е=0 изменение частоты вращения вакуумного клапана изменяется в диапазоне 82,1 - 84,3, а при величина эксцентриситета изменяется в диапазоне 3,0 мм 84,75-88,65 об/мин. Соответственно угловая скорость вала вакуумного клапана изменяется в пределах 0,020-0,033 при увеличении рабочего объема от 6 т/с до 14 т/с, при коэффициенте шероховатости е=0. Также при эксцентриситете натяжного ролика е=3,0 мм коэффициент неравномерности угловой скорости вакуумного клапана изменяется в пределах 0,34-0,45 [25, 26].

Желательно увеличить момент инерции вала вакуумного клапана, чтобы еще больше снизить коэффициент неравномерности угловой скорости вала вакуумного клапана . В этом случае рекомендуется значение эксцентриситета натяжного ролика ременной передачи принимать 2,5-3,0.

Заключение. Результаты эксперимента показали, что предлагаемый сепаратор-очиститель состоит из барабана с ворсом и сетчатой поверхностью, расположенной симметрично в вертикальной плоскости, с вакуумным клапаном для очистки его от примесей при извлечении хлопка из воздуха. , для увеличения полезной поверхности сетчатой поверхности размер отверстий 5х50 мм.то, что она подготовлена, отверстия расположены под наклоном 45º в сторону вращения барабана сваи, обуславливает максимальное сохранение качественные показатели поступающего хлопка и повышает эффективность очистки.

Кроме того, проведенный в статье анализ передаточных механизмов этой новой конструкции показывает, что неравномерное вращение ворсовых барабанов не только предотвращает застревание хлопка, но и повышает эффективность его очистки.

Список литературы:

1. Г.Ж.Жабборов, Т.У.Отамeтов, А.Х.Хамидов. Чигитли пахтани ишлаш тeхнологияси.- Тошкeнт: Ўқитувчи, 1987-йил. 98-100 бeтлар.
2. Марданов. В. Б идр Сепаратор для хлопка-сырца. А. С.  SU№ 1305206.   23.04.87 БЮЛ №15.
3. Мурадов.Р, Саримсаыов.О. Сепаратор для хлопка-сырца А.С. SU№ 1548284 07.03.90. БЮЛ №9.
4. “Ўзпахтасаноат” акциядорлик уюшмаси “Paxta tozalash IIChB” OAJ. Пахтани дастлабки ишлаш бўйича справочник. 2000й.
5. Shukhratov Sh, Milašius R, Gafurov K, Maksudov R, Gafurov J, Tojimirzaev S. Improvement in the Design and Methods of Calculation of Parameters of Vibration Multifaceted Gridirons  of Natural Fibre Cleaners.  FIBRES & TEXTILES in Eastern Europe  2021; 29, 5(149): 29-33.
6. Ш.Шухратов, И.Якубов, Р.Максудов, А.Джураев. Development of effective design and substantiation of parameters of the cotton cleaner from large little//НамМТИ илмий-техника журнали 2020 (4).
7. Sh. Shukhratov, R. Makhsudov, А. Djuraev, R. Milašius, I. Yakubov. Determination of Parameters of Grates on Rubber Brackets of Fiber Material Cleaners. International Journal of Engineering and Advanced Technology (IJEAT). ISSN: 2249 – 8958, Volume-9 Issue-2, December, 2019 pp. 4263-4270.
8. Shukhratov, Sh.; Milašius, R.; Gafurov, K.; Gafurov, J. Investigation of twist waves distribution along structurally nonuniform yarn // Autex research journal. Warsaw : Sciendo. ISSN 1470-9589. 2021, p. 1-5.
9. Djurayev, A., Maksudov, R. X., Shukhratov, S., & Tashpulatov, D. S. (2018). Improvement in design and methods of calculation the characteristics of vibrant diamond bars of cotton cleaners. International journal of advanced research in science, engineering and technology, 5(11), 397-401.
10. И.Якубов, Г.Исламова. Разработка ресурсосберегающей конструкции и методы расчета параметров составного кулирного клина трикотажной машины. НамМТИ илмий-техника журнали 2019 (4)
11. Shukhratov, Sh, et al. "Determination of parameters of grates on rubber brackets of fiber material cleaners." International Journal of Engineering and Advanced Technology 9.2 (2019).
12. Djurayev, A., R. Kh Maksudov, and Sh Sh. "Shukhratov. Improving the Design and Justification of the Parameters of the Saw Section of the Cotton Cleaning Unit." International Journal of Advanced Research in Science, Engineering and Technology 5.12 (2018): 7549-7555.
13. Shukhratov, S., & Milašius, R. (2019, August). Influence of parameters of gridirons on the cotton fibers cleaning and yarns quality. In Conference: Advanced materials and technologies: book of abstracts of 21st international conference-school (pp. 19-23).
14. Камолиддин Ибрагимович Ахмедов, Хосият Тухтаевна Нуруллаева, Ином Дониярович Якубов // Oпределение длины пластических зон и разрывной нагрузки упругой нити в другой среде // перспективы развития технологий обработки и оборудования в машиностроении // 2017.page27-30
15. Максудов, Р.Х., Ш.Ш.Шухратов, and А.Ж.Джураев. "Эффектив-ность использования новой пильчатой секции хлопкоочистительного агрегата." Современнии в науке и технике: Сборник научных трудов (2014): 425-426.
16. Shukhratov, Sh, G. Yusupkhodjaeva, and R. Milašius. "Research of methods to improve properties of blended fibres from waste of natural fibres." Advanced materials and technologies: 22nd international conference-school. 2020.
17. Inam Yakubov, Nigora Yakubova // development of effective design and substantiation of parameters of the cotton cleaner from large little //scientific collection «interconf» // 2022/7/8.№115, pр. 303-308
18. Ш.Шухратов, И.Якубов, Р.Максудов, А.Джураев. Толали материаллар тозалагичининг қайишқоқ таянчларга ўрнатилган колосниклар тебранишларининг таҳлили. ФарДУ илмий хабарлар 2019 (6)
19. Ином Даниярович Якубов // анализ устойчивости сетки при испытаниях на упругость очистителей волокна // Новости образования: исследование в XXI веке // 2022/11/1№4. pр. 141-147
20. Razzoqov Baxtiyor Xabibullaeyvich, Yakubov Inomjon Daniyarovich // Milliy oquv dasturi asosida innovatsion kasbga yonaltirish // ijodkor o'qituvchi // 2022/7/1.№20. pр. 86-89
21. Якубов Ином, Шухратов Шароф, Мурадов Рустам Новая конструкция рабочих агрегатов хлопкосепаратора и совершенствование приводных механизмов // Universum: технические науки. 2022. №7-2 (100).
22. Шухратов Шароф, Мирзаев Отабек Динамический анализ колебаний составного дискретизирующего барабанчика // Universum: технические науки. 2022. №9-3 (102).
23. Шухратов Шароф, Шухратова Юлдузхон, Рахмонжонов Хасанбой Применение творческих методов в непрерывном профессиональном образовании // Universum: психология и образование. 2022. №4 (94).
24. Якубов Ином Данияровоч, Шухратов Шароф Шухратович, Муродов Рустам Муродович // Пахта-тўқимачилик кластерларида ишлаб чиқариш самарадорлигини ошириш мақсадида янги сепаратор ишлаб чиқиш // Халқаро анжуман маърузалар тўплами // 2022/5/27. pр. 101-105
25. Якубов Ином, Мурадов Рустам, Шухратов Шароф // Принцип работы и эффективность хлопкосепаратора новой конструкции // Ishlab chiqarishning texnik, muhandislik va texnologik muammolarining innovatsion yechimlari mavzusidagi xalqaro miqyosdagi ilmiy-texnik anjumani materiallari to‘plami // 2022/10/28.№2. pр. 143-146
26. Якубов Иномжон, Саломова Машхура, Маматқулов Орифжон // Чигит шикастланишини камайтириш мақсадида сепаратор конструкциясини такомиллаштириш // Халқаро илмий-амалий конференсия материаллари тўплами // 2021/11/23 pр. 647-649.