АНАЛИЗ ОЧИСТИТЕЛЬНЫХ АГРЕГАТОВ ХЛОПКА И ПОИСК ИННОВАЦИОННЫХ РЕШЕНИЙ ПО ИХ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ

АННОТАЦИЯ

В статье приведен анализ зарубежных и отечественных конструкций хлопкочистительных агрегатов. Выявлены их недостатки, которые были учтены при разработке очистительного агрегата вертикального принципа действия. В результате исследований достигнут обхват колкового барабана сетчатой поверхностью на 210^о, при этом достигнуты положительные результаты как по энерго и ресурсосбережению, так и по сохранению природных качестенных показателей продукции хлопка – волокна и семян.

Однако также выявлены ряд недостатков вертикального очистительного агрегата, в том числе: возврат  части хлопка при его очистке на предыдущий колковый барабан, нехватка объема для очищаемого хлопка в пространстве между колковыми рядами колкового барабана, несовершенство конструкции сетчатой поверхности. Поиску решения этих недостатков будут посвящены дальнейшие исследования авторов статьи.

ABSTRACT

The article presents an analysis of foreign and domestic designs of cotton cleaning units. Their shortcomings are revealed, which were taken into account when developing a cleaning unit of the vertical principle of operation. As a result of the research, the coverage of the peg drum with a mesh surface of 210o was achieved, while positive results were achieved both in energy and resource conservation, and in preserving the natural quality indicators of cotton products - fiber and seeds. However, a number of shortcomings of the vertical cleaning unit were also revealed, including: the return of part of the cotton during its cleaning to the previous peg drum, lack of volume for the cleaned cotton in the space between the peg rows of the peg drum, imperfection of the mesh surface design. Further research by the authors of the article will be devoted to finding a solution to these shortcomings.

Ключевые слова: Хлопок, очистка, очистительный агрегат, природные качественные показатели, волокно, семена, колковый барабан, сетчатая поверхность.

Keywords: Cotton, cleaning, cleaning unit, natural quality indicators, fiber, seeds, picking drum, mesh surface.

Введение. Прогнозируется, что мировое производство хлопка будет расти 1,5% в год и достигнет почти 30 млн. тонн к 2029 году». В связи с усилением конкуренции на мировом хлопковом рынке между хлопкосеющими странами, выращивание новых селекций хлопка и их районирование, уменьшение производственных расходов и улучшение качества на основе совершенствования технологий по очистке хлопка являются актуальным.

В частности, уделяется особое внимание разработке высокопроизводительных, энергосберегающих технологий, сохраняющие природные показатели качества волокна и новое оборудование очистки хлопка от сорных примесей, для достижения оптимизации технологии очистки хлопка от сорных примесей [1].  

За счет внедрения современных технологий  в текстильную промышленность республики с целью глубокой переработки хлопокового волокна и пряжи ожидается повышение экспортного потенциала отрасли к концу 2025 году до отметки 7 млрд, долларов США.

Результаты исследований. Хлопкоочистительные агрегаты - это машины, совмещающие функции очистителей хлопка от мелкого и крупного сора.       Очиститпельный агрегат марки Iмpact Cleaner – 96’’и 120’’ (Рис.1). Два ряда барабанов создает зигзагообразное движе­ние хлопка; при этом происходит интенсивное выделение крупных и мелких сорных примесей. Недостатком хлопкоочистительного агрегата является его невысокий очистительный эффект и сложность в обслуживании.

Очистительный агрегат хлопка марки МQZТ –2400 китайского производства (Рис.2). В отечественной промышленности этот очиститель не нашел широкого по причине ненадежной работы при переработке низких сортов хлопка.

Отечественными учеными (рис. 3) разработан очистительный агрегат, который может стыковаться между собой, образуя поточные линии очистки хлопка. Причиной того, что данная конструкция очистителя не получила распространения в промышленности является сложность его обслуживания и профилактики.

В ходе дальнейших исследований был создан комбинированный очиститель хлопка (рис.4) аксиального действия.

Эти конструкции агрегатов не нашли   широкого  применения,  так   как   они довольно громоздки и частое возникновение забойных ситуаций (особенно при переработка влажного хлопка) не позволило внедрить их на хлопкоочистительных заводах.

В настоящее время на заводах для очистки хлопка используется комбинированная установка очистителей хлопка марки УХК (рис.5). Хлопкоочистительный агрегат УХК эксплуатируется на хлопкозаводах более 30 лет, при этом отличается высокой металлоемкостью и энергоемкостью конструкции (масса - более 20 тонн, 20 метров в длину, общая энергоемкость агрегата в зависимости от комплектации до 98 kW).

Последние разработки очистительных агрегатов позволили создать инновационный агрегат [2-6] вертикального принципа действия (рис. 6.), где из-за сокращения количество зон встречных зон между колковыми барабанами с 12 до 0 в предлагаемом варианте, выделение волокнистых отходов с сорными примесями уменьшилось до 0,87 кг/час или на 52%. Занимаемый объем агрегата составил 33,6 м³, что на 238% меньше объема занимаемого УХК. Производственная площадь под очистительное оборудование составила в предлагаемом варианте 216 м², что меньше существующей на 350%. Уменьшились расходы электроэнергии на освещение и эксплуатационные расходы на очистку хлопка (табл.1.).

На основании полученных результатов построены гистограммы изменения содержания засоренности хлопка (рис.7) и поврежденности семян (рис.8) при очистке хлопка по существующей и предлагаемой технологии очистки хлопка. Сравнительная гистограмма засоренности хлопка при очистке его по существующей (горизонтальной) и предлагаемой (вертикальной) технологии очистки хлопка показывает, что за счет увеличения дуги очистки от мелкого сора при очистке I – сорта I – класса и I – сорта II – класса засоренность уменьшилась на 0,17% и 0,41% соответственно.

Изучение сравнительной гистограммы поврежденности семян при очистке хлопка по существующей и предлагаемой технологии очистки хлопка показывает, что за счет уменьшения ударных воздействий на хлопок при его очистке от мелкого сора, поврежденность семян снизилась при очистке I – сорта I – класса на 0,4% и I – сорта II – класса на 0,9%.

Таблица 1.

Сравнительные показатели существующей и предлагаемой технологий

Несмотря на полученные положительные показатели в новом вертикальном очистительном агрегате [4] имеются следующие недостатки:

1. В секции очистки хлопка от мелких сорных примесей нехватка объема для очищаемого хлопка между рядами колков, установленных на колковых барабанах, так как в ходе испытаний выявлено, что происходит возврат определенного количества хлопка на предыдущий колковый барабан.
2. Необходимость разработки усовершенствованной конструкции колкового барабана для полноценного захвата поступающего хлопка с заданной производительностью.
3. Обоснование новых размеров и профиля колосников колкового барабана, обеспечивающих оптимальный очистительный эффект хлопкоочистительного агрегата. 

Рисунок 7. Сравнительная гистограмма засоренности хлопка при очистке его по существующей (горизонтальной) и предлагаемой (вертикальной) технологии очистки

Рисунок 8. Сравнительная гистограмма поврежденности семян при очистке хлопка по существующей (горизонтальной) и предлагаемой  (вертикальной) технологии очистки

5. Для повышения эффективности очистки хлопка есть необходимость в совершенствовании конструкции сетчатой поверхности.

Выводы: Проведенный анализ разработанных зарубежных и отечественных хлопкоочистительных агрегатов повзоляет сделать вывод о том, что недостаточно изучены вопросы сопряженности по производительности конструкций колковых барабанов при использовании их на вертикальных очистителях. Также требует более детального изучения конструкции сетчатой поверхности, используемой на вертикальных очистителях хлопка от мелких сорных примесей. Устранению этих недостатков и совершенствованию конструкций узлов очистки хлопка от мелких сорных примесей будут посвящены дальнейшие исследования авторов статьи.

Список литературы:

1. Усманов Х.С. Инновационная технология очистки хлопка // Монография, 2024. LAPLAMBERT ACADEMIC PUBLISHING, Mauritius. с-6.
2. Усманов Х.С. Основы усовершенствованной технологии очистки хлопка от сорных примесей.: Дис. ... док. техн. наук. – Ташкент, 2022 г., - с.22-41.
3. Усманов Х.С., Махмудов Ю.А., Юсупов И.И. Вертикальная технология очистки хлопка International Conference “Europe, science and we” Publishing House "Education and Science" Praha, Czech Republic, Deceмber, 2020, pp.10-13, DOI: http://doi.org/10.37057/CH_6
4. Усманов Х.С., Махмудов Ю.А., Тангиров А.Э., Юсупов И.И., Абдукаххоров Ж.Д. Агрегат для очистки хлопка-сырца высоких сортов Universuм: технические науки. Выпуск:3(84) Март 2021 Часть 2, с.62-68, DOI: 10.32743/UniTech.2021.84.3-2.
5. Усмaнoв Х.С., Мapдoнoв Б.М., Сиpoжиддинoв Ф.Н.. Мoдeлиpoвaниe пpoцeссa oчистки хлoпкa-сыpцa пoд дeйствиeм вepтикaльнo paспoлoжeнных кoлкoвых бapaбaнoв // Пpoблeмы мeхaники. -2019. -№1. -С. 27-32. (05.00.00; №6)
6. Усмaнoв Х.С., Мapдoнoв Б.М., Сиpoжиддинoв Ф.Н., Кapимoв A.A., Тaнгиpoв A. Исслeдoвaниe измeнeния сoдepжaния сopных пpимeсeй в paзличных сopтaх хлoпкa-сыpцa // Monografia. Pokonferencyjna science, research, development #13, volume 02. Berlin. 30-31.01.2019 г. 124-129 c.