ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ПРАКТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РЕГЕНЕРАЦИИ И ОЧИСТКИ ПОПАВШЕГО В ОТХОДЫ ХЛОПКА

АННОТАЦИЯ

В статье проанализировано современное состояние регенерации и очистки хлопковых отходов, его деформация при уходе хлопка в отходы в процессе очистки, а также теоретически и практически изучено количество и структура отходов, выделенных из секции пильчатого барабана. Разработан усовершенствованный вариант УXK, где сор, попадающий из четырех колковых барабанов, находящихся в секции пильчатого барабана, отделяется и удаляется из очистителя отдельно. Полученные результаты показали, что качество волокна улучшается при удалении примесей, выделенных в колковых барабанах, раздельно от пильчатого барабана.

ABSTRACT

The article analyzes the current state of regeneration and purification of cotton waste, its deformation when cotton goes into waste during the cleaning process, and theoretically and practically studies the amount and structure of waste isolated from the saw drum section. An improved version of the UKHK has been developed, where the debris coming from the four peg drums located in the saw drum section is separated and removed from the cleaner separately. The results obtained have shown that the fiber quality is improved by removing the impurities released in the peg drums separately from the saw drum.

Ключевые слова: хлопок, очистка, мелкие сорные примеси, крупные сорные примеси, раздельное удаление сора, очистительный агрегат.

Keywords: Cotton, cleaning, small debris, large debris, separate debris removal, cleaning unit.

Введение. В мировой практике ведущие позиции занимает разработка и внедрение энерго и ресурсосберегающих техник и технологий на основе широкомасштабных научно-исследовательских работ по совершенствованию техники и технологии первичной переработки хлопка.

В связи с этим, повышение эффективности работы существующего оборудования является одним из направлений исследовательской деятельности. Исходя из этих позиций, особый интерес представляет усовершенствование очистительного оборудования на хлопкоочистительных заводах, в частности, агрегатов УХК, где одновременно производиться очистка хлопка от мелких и крупных сорных примесей [1]. Известно, что разделение хлопка на летучки происходит под действием внешних сил, создающих сложные условия напряжения. С целью выяснения этого вопроса, аналитически анализированы механизмы расщепления двусемянного куска хлопка на односемянный, под действием растягивающей силы, возникающей в них деформации, а также определены связи между нормальным напряжением и деформацией хлопка.

Результаты исследований. Анализ показал, что для расчета нормальных напряжений и растягивающих деформаций в пучке хлопка, необходимо определить площадь поперечного сечения и диаметры взаимно соединенных волокон в пучке (рис. 1), а также длину максимального удлинения.

Образуемые нормальное напряжениеи деформация в волокнах определялись по формулам, приведенным ниже

                                                                           (1)

и

                                                                    (2)

где G- внешняя сила; - площадь поперечного сечения пучка взаимно зацепившихся волокон между семенами; L₀ и L₁ – первоначальная длина пучка волокон до и после влияния силы G- соответственно, мм. [2].

Рисунок 1. Схема взаимного соединения двух семян

Помимо общей площади волокон в пучке S_ил, имеются площадь несцепленных и оборванных волокон S_u и площадь зазора S_в, которые не участвуют в удлинении. В связи с чем, реальное значение площади в пучке волокон находят следующим образом.

                                                         (3)

Общая площадь пучка волокон имеет форму окружности, которая  определяется с помощью формулы =0,785 d²  (где d- диаметр пучка волокон).

Если принять S_u=q₁S₀   и   S_в=q₂S_um 

Тогда

                                                        (4)

и  

                                                       (5)

Где q₁- доля площади несцепленных и оборванных волокон относительно общей площади волокон , q₂- доля площади зазора в пучке волокон относительно площади S_um. В целях определения растяжения и деформации, отбирали образцы с расстоянием между семенами в куске хлопка L=15-20-25-30 мм и исследовали деформацию растяжения под действием различных нагрузок.

Для этого 10 образцов хлопка подвешивали на размерном штативе, на дно клали камни разного веса и измеряли изменение расстояния между семенами. Результаты эксперимента представлены в табл. 1. Результаты показали, что длина разрыва семян, взаимно соединенных волокнами за счет механического воздействия, не зависит от начального расстояния между семенами и составляет 37-38 мм. По мере увеличения расстояния между семенами наблюдается уменьшение силы и величины деформации растяжения. В частности, при расстоянии между семенами =15 мм =1,57 мм, а при =30 мм =0,28.

При диаметре пучка волокна в образце хлопка равном 6 мм, его общая площадь составляет м², а площадь сцепленных волокон составляет м², и его доля составляет 22,5 %. Диаметр пучка волокон до разрыва составляет от 2,3 до 3,2 мм, и для его разрыва не требуется большого усилия. По мере увеличения разрыва повышается попадание частиц хлопка в отход. 

Таблица 1

Влияние промежуточного расстояния между семенами в частице хлопка 

Продолжение табл. 1

Исходя из проведенных исследований был изменен поток очистки УXK.

В усовершенствованном варианте УXK сор, попадающий из 4-х колковых барабанов, находящихся в секции пильчатого барабана, отделяется и удаляется из очистителя с помощью отдельных желобов. Сорные примеси, отделенные от колковых барабанов, можно удалить из очистителя двумя различными способами.

В первом, мелкие соры, выпадающие из каждой секции, удаляются из очистителя с помощью воздуха, при использовании существующей аспирационной системы. (рис. 2). Во втором варианте, под пильчатыми барабанами устанавливается ленточный конвейер для отвода сора, а сорные примеси, выходящие из всех колковых барабанов, выводится с помощью воронкообразных желобов [3]. Рекомендуемый вариант очистки апробирован на хлопкоочистительных предприятиях. Для этого, в существующем варианте и установкой жестянным листом ограждения на секциях пильчатых барабанов, сорные примеси спускалась отдельно от пильчатого и колкового барабанов.

Вариант 1

    Вариант 2

1-питающий валик; 2-1ХК (колковый очиститель); 3-пильчатая секция УXK; 4- бункер для сора; 5- труба для сора; 6- магистральная труба для подачи сора; 7- окно контроля. 8- ленточный транспортёр; 9- пневматическая труба; 

Рисунок 2. Предлагаемая технология очистки хлопка

Результаты экспериментов приведены в табл. 2 и 3. Их анализ показал следующее. Установлено, что отсутствие добавления примесей, поступающих из колковых барабанов в хлопковые примеси, отделяемые от пильчатых барабанов, оказывает существенное влияние на структурного состава отходов. В существующем варианте процент хлопка в отходах составил 51,14 %, а процент крупного сора - 31,53 %, в то время как в рекомендуемом варианте - 58,86 % и 34,4 % соответственно, то есть в существующем и рекомендуемом вариантах в хлопке содержалось 48,86 % и 41,14 % примесей.

Таблица 2.

Структурный состав примесей, отделенных на секциях пильчатого барабана (Порлок ½ ручной сборки, засоренность 8,5 % влажность 7,8 %)

Таблица 3.

Пороки и сорные примеси в волокнах, полученных из регенерированного хлопка

Выводы. Количество волокнистой и безволокнистой мелкой примеси составляет 13,90 % и 3,43 % в существующем варианте и 5,74 % и 1,40 % в рекомендуемом соответственно, что обусловлено тем, что волокнистые отходы, образующиеся в колковом барабане, не смешиваются с отходами выделившимися в пильчатом барабане.

Структурный состав хлопка, выходящего из регенератора, существенно изменился, а процентное содержание мелких и крупных примесей в структуре составило 15,26 % и 22,65 % в существующем варианте и 10,24 % и 18,34 % в рекомендуемом. Установлено, что при повторной очистке регенерированного хлопка в очистительном комплексе УXK, содержание примесей хлопка в лотке джина в существующем варианте составило 7,52 %, а в рекомендованном – 6,4 %, а количество крупного сора оказалось больше и очистительный эффект не достаточный. Количество при первичной обработке пороков и сорных примесей в волокне, полученным из основного хлопка в действующих и в рекомендуемых вариантах составляет 2,8 % (I сорт “Ўрта” класс) и 2,4 % (I сорт “Яхши” класс) соответственно, а пороки и сорные примеси в волокне, полученнем при переработке регенерированного хлопка, составляют 11,4 % в действующем варианте и 9,6 % в рекомендуемом, получена нестандартной волокна (табл. 3).

Все полученные результаты показали, что качество волокна улучшается при удалении примесей, выделенных в колковых барабанах, раздельно от пильчатого барабана.

Список литературы:

1. Бурнашев Р.З., Сучков В.М. Влияние массы на уход летучек в очистителе крупного сора «Мехнат». Хлопковая промышленность, №3, 1987, с. 9-10.
2. А.П Парпиев.,  Х.С.Усмонов., Б.Н.Кузиев. //Анализ удлинения летучек хлопка и потери сили цепления между летучками под действием механических воздействий, Universum 2022 Выпуск: 5(98) Москва C.19-23.
3. А.П.Парпиев., М.Эргашов., Б.Н.Кузиев. Теоретическое обоснование устранения дефектов, возникаюших в оборудовании для очистки хлопка. // Проблемы механики. Научный журнал. Ташкент. №1, 2023, с.118-120