ИННОВАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ МНОГОСТУПЕНЧАТОЙ ОЧИСТКИ ХЛОПКОВОГО ВОЛОКНА

АННОТАЦИЯ

Разработанная технология позволяет значительно повысить эффективность очистки волокна до 36,15% по сравнению с 25-30% у традиционных одноступенчатых волокноочистителей. Экспериментальные данные показывают снижение расхода воздуха в 2,5 раза и уменьшение потерь чистого волокна в отходах. Предложенная технология обеспечивает улучшение качества волокна, экономию энергоресурсов и более эффективное сохранение природных свойств хлопка.

ABSTRACT

The article presents the research results of an innovative cotton fiber cleaning technology using a multi-stage fiber cleaning unit with adjustable cleaning frequency. The developed technology significantly increases the fiber cleaning efficiency to 36.15% compared to 25-30% in traditional single-stage fiber cleaners. Experimental data show a 2.5-fold reduction in air consumption and a decrease in pure fiber loss in waste. The proposed technology ensures improved fiber quality, energy savings, and more effective preservation of the natural properties of cotton.

Ключевые слова: хлопок, волокно, волокноочиститель, рабочая камера, очистительный эффект, засоренность, влажность, порок, сор, волокнистые отходы.

Keywords: cotton, fiber, fiber cleaner, working chamber, cleaning effect, clogging, humidity, defect, litter, fibrous waste.

Введение. В связи с увеличением объема трудно очищаемых селекционных сортов хлопка и увеличением доли хлопка, собираемого машинами, перед хлопкоочистительной промышленностью ставятся первоочередные задачи - создание и внедрение новых технологий, машин и материалов, которые превосходят лучшие отечественные и мировые аналоги [1].

В настоящий момент, решение данной задачи осуществляется путем совершенствования всех звеньев технологического процесса первичной обработки хлопка, начиная от заготовки хлопка и кончая прессованием волокна, и в том числе ведутся работы по улучшению качества волокна путем совершенствования процесса волокно очистки.

К сожалению, иностранный опыт в области волокноочистки малополезен, поскольку за рубежом, в основном, применяются волокноочистители с зажимными рабочими органами, которые ухудшают его природные свойства (длину, крепость и т. д.).

На основании этого за рубежом двукратная и более чем двукратная очистка волокна на волокноочистителях с зажимными органами и с питающими столиками считается нецелесообразной и более того – вредной [2].

Ранее проведенными исследованиями установлено, что увеличением кратности очистки хлопка-сырца на пильчатых секциях более чем в четыре перехода нельзя добиться улучшения качества волокна, так как с увеличением кратности очистки наблюдается интенсивное образование наиболее вредных пороков волокна - битых семян и кожицы с волокном.

Наиболее благоприятным участком для перспективных поисков в технологической цепочке хлопкозавода является волокноочистка. Если на сегодняшний день при очистке хлопка-сырца достигнут очистительный эффект уже порядка 95% и выше, то при очистке волокна на применяемых в настоящее время хлопкозаводах однобарабанных волокноочистителей, он находится на уровне 20-25%. Следовательно, стремление к резкому увеличению очистительной способности волокноочистительных машин имеют реальную основу [4-6].

Все вышеизложенное послужило основанием для проведения научных исследований по созданию более эффективного многоступенчатого волокноочистителя прямоточного типа. Разработке такого волокноочистителя и посвящена данная работа.

Учитывая, выше изложенное в настоящей работе проведены исследования поточной линии очистки волокна.

Экспериментальная часть. С целью осуществления регулирования кратности очистки волокна в зависимости от исходного содержания пороков и засоренности в волокне, сохранения физико-механических показателей и уменьшения потерь волокна в процессе волокноочистки, повышения очистительного эффекта и экономии электроэнергии был разработан новый волокноочистительный агрегат (рис.1.) с регулируемой кратностью очистки волокна.

1- питатель джина, 2- джин, 3- соединительные патрубки, 4- двухцилиндровый волокноочиститель, 5- волокноотвод, 6- волокноочиститель с питающим столиком, 7- сетчатый барабан, 8- пильный цилиндр, 9 -щеточный барабан,10-общебатарейный конденсор, 11- прессовая установка.

Рисунок 1. Схема компоновки стендовой установки по очистке хлопкового волокна

Для удовлетворения современных высоких требований текстильной промышленности к качеству хлопкового волокна возникла острая необходимость во внедрении в производство первичной обработки хлопка инновационных технологий, которые не только способствовали бы улучшению качества волокна, но также позволили бы осуществить существенную экономию энергоресурсов, улучшение условий труда и охраны окружающей среды.

Технологический процесс состоит из нового джина с новой рабочей камерой и механическим съемом волокна 2, нового двухцилиндрового волокноочистителя 4, нового волокноочистителя с узлом для расчесывания волокна 6 и пресса 11.

Технологические исследования экспериментальной установки проводились в четырех вариантах волокноочистки:

- двухцилиндровоый волокноочиститель с одним пильным цилиндром;

-  двухцилиндровоый волокноочиститель с двумя пильными цилиндрами;

- двухцилиндровоый волокноочиститель с одним пильным цилиндром и волокноочистителем с питающим столиком;

- двухцилиндровоый волокноочиститель с двумя пильными цилиндрами и и волокноочистителем с питающим столиком.

В результате испытаний двухцилиндрового волокноочистителя прямоточного типа установлено, что расход воздуха снижается в 2,5 раза, а содержание чистого волокна в отходах составляет 24,57% против 30,5% у существующего одноцилиндрового волокноочистителя. Очистительный эффект двухцилиндрового волокноочистителя составил 36,15% против 25-30% у одноступенчатого волокноочистителя.

Как показали результаты исследований (рис.2.), при очистке волокна массовая доля пороков и сорных примесей в волокне составляет после джина 5,29%, а после однобарабанного волокноочистителя 3,88%, при засоренности хлопка-сырца с лотка джина 1,36%.

Очистительный эффект однобарабанного волокноочистителя составил 26,6%. На хлопке-сырце такой же засоренности массовая доля пороков и сорных примесей составила после джина 4,87%, после двухбарабанного волокноочистителя 3,16%, а очистительный эффект составил 35,3%. Чистого волокна в отходах после однобарабанного волокноочистителя составило 33,7%, а после двухбарабанного волокноочистителя 24,5%. После двухбарабанного волокноочистителя для каждого пильного цилиндра отходы отбирались отдельно. Из под первого цилиндра процент чистого волокна в волокнистых отходах составил 37,22%, а из под второго пильного цилиндра - 11,93%, при этом масса отходов после первого пильного цилиндра составила 157,7 а после второго пильного цилиндра - 57,2 г. Давление воздуха при образовании отходов волокна при прохождении волокном первого цилиндра меньше, чем при прохождении волокна второго цилиндра. Поэтому волокнистость отходов после прохождения второго пильного цилиндра меньше.

1- двухцилиндровоый волокноочиститель с одним пильным цилиндром; 2- двухцилиндровоый волокноочиститель с двумя пильными цилиндрами; 3- двухцилиндровоый волокноочиститель с одним пильным цилиндром и волокноочистителем с питающим столиком; 4- двухцилиндровоый волокноочиститель с двумя пильными цилиндрами и и волокноочистителем с питающим столиком.

Рисунок  2. Очистительный эффект экспериментальной установки на четырех вариантах волокноочистки

При подключении секции волокноочистителя с узлом питания с однобарабанным волокноочистителем массовая доля пороков и сорных примесей составила: после джина 3,36%, после агрегата 2,51%, очистительный эффект 32,2%, содержание волокна в отходах 43,14%, при засоренности хлопка-сырца с лотка джина 0,81%. При работе двухбарабанного волокноочистителя и волокноочистителя с узлом питания массовая доля пороков и сорных примесей составила: после джина 4,867%, после агрегата 3,11%, очистительный эффект 36,10%, содержание волокна в отходах 35,05%. При такой же засоренности хлопка-сырца содержание волокна в отходах снижается с подключением второго пильного цилиндра. Очистительный эффект почти не изменился с подключением волокноочистителя с узлом питания по сравнению с двухбарабанным волокноочистителем, так как в этом случае при работе агрегата засоренность хлопка-сырца с лотка джина 1,36% против 0,81%. При сравнении фракционного состава волокна после агрегата результаты лучше, чем после однобарабанного и двухбарабанного волокноочистителей.

Крупный сор в волокне после однобарабанного волокноочистителя составил 1,507% против 0,836%, а в волокне после однобарабанного волокноочистиля + волокноочиститель с узлом питания, улюк 0,6% против 0,403%, битые семена 1,162% против 0,560, кожица с волокном 0,68% против 0,45%, мелкий сор 0,44% против 0,36%. Сравнение двухбарабанного волокноочистителя с двухбарабанным волокноочистителем + волокноочистителем с узлом питания показывает следующие результаты: крупный сор 0,892% против 1,024%, улюк 0,484% против 0,484%, битые семена 0,596% против 0,464%, кожица с волокном 1,054% против 0,625%, мелкий сор 0,64% против 0,513%.

Выводы. Исходя из полученных результатов разработанной инновационной технологии очистки хлопкового волокно, можно сделать следующие выводы: модернизация двухбарабанного прямоточного волокноочистителя позволяет снизить давление воздуха на выходе до нуля, что приводит к снижению расхода воздуха, повышению очистительного эффекта и снижению волокнистой массы в отходах на 35-40% по сравнению с однобарабанным волокноочистителем. При этом наличие клапана-переключателя позволяет регулировать кратность очистки волокна, в то же время очистка волокна на двух пильных цилиндрах более полно сохраняет природные свойства, а группа джин - волокноочистители с непосредственной подачей волокна является перспективной и поэтому следует продолжить исследования в этом направлении.

Список литературы:

1. Agzamov M. et al. Search for ways to increase yield and improve product quality in the process of saw ginning //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing, 2021. – Т. 939. – №. 1. – С. 012073.
2. Agzamov M. M., Olimov O. T., Urakov N. A. Research results of innovative cotton fiber cleaning technology //Textile Journal of Uzbekistan. – 2019. – Т. 7. – №. 1. – С. 12-16.
3. Agzamov M. et al. Search for ways to increase yield and improve product quality in the process of saw ginning //IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. – IOP Publishing, 2021. – Т. 939. – №. 1. – С. 012073.
4. Олимов О. Т., Махаммадиев З. О. Экспериментальные исследования по определению оптимального угла наклона передней грани зуба пилы пильного цилиндра прямоточного волокноочистителя //Современные материалы, техника и технология. – 2017. – С. 271-274.
5. Олимов О. Т., Махаммадиев З. О. Инновационный комплекс для многоступенчатой очистки хлопкового волокна //Современные инновации в науке и технике. – 2014. – С. 263-264.
6. Бабаджанов С. Х., Олимов О. Т., Махаммадиев З. О. Исследование взаимодействия паковки с мотальным барабанчиком //Юность и знания-гарантия успеха. – 2014. – С. 32-34.
7. Махаммадиев З. О., Олимов О. Т. Расчёт натяжения ровницы и длины участка в вертикальном канале рогульки //Современные материалы, техника и технология. – 2017. – С. 248-252.