книги из ГПНТБ / Бельцов, В. М. Технологическое оборудование отделочных фабрик текстильной промышленности учебник

132 О Б О Р У Д ОВ А Н ИЕ ДЛЯ П Р ОМ Ы В КИ И ПОД ГОТОВ КИ к К РА Ш Е Н И Ю

как с его помощью можно осуществлять поточные, непрерывные и эффективные способы стирки белья. Это позволит отказаться от периодических способов стирки, имеющих еще широкое применение.

В этой связи представляет интерес предложенное автором устрой­ ство 1 для непрерывной жидкостной обработки текстильных мате­ риалов (рис. 76). Машина смонтирована в коробе 1, в котором распо­ ложены перфорированные барабаны 10, вращающиеся в разные сто­ роны, и сопла 8, подающие моющую жидкость на проходящий мате­ риал 9. Все барабаны или часть их для создания механического воз-

Рис. 76. Устройство для непрерывной жидкостной обработки текстильных материалов

действия на материал могут иметь рифленую поверхность 3. Короб разделен перфорированными перегородками на отдельные секции 13 по количеству барабанов. Барабаны подключены к вакуум-отсосу 2 трубопроводами 6. Внутри каждого барабана, со стороны свободной от материала части перфорации, расположены ограждающие непо­ движные заслонки 4, разделяющие барабан на две части: 7 — с раз­ режением воздуха и 5 — с нормальным давлением воздуха. Сопла 8 соединены трубопроводами 12 с циркуляционными насосами 14. На входе и выходе короба установлены транспортеры 11 к 16 для подачи загрязненного и приема промытого материала, который пред­ варительно частично обезвоживается отжимными валами 15. Тек­ стильный материал 9 с транспортера 11 поступает на нижнюю часть 7 первого барабана и промывается под действием струй жидкости, вытекающих из сопел 8, и прососа жидкости через толщу материала, создаваемого разрежением внутри барабана. При этом материал при­ жимается к поверхности барабана и при его вращении перемещается к следующему барабану. При повороте барабана на 180° действие

1 См. авт. свид. № 210081, кл. 8d, 9/70, МПК D06f, 1967\г.

струй воды и вакуума на первом барабане прекращается, материал свободно прижимается к верхней части 7 второго барабана, и про­ цесс повторяется. Каждая секция может содержать свой моющий раствор, а число секций выбирается в зависимости от назначения машины. Моющее действие машины довольно высокое, а длитель­ ность обработки на одном барабане занимает несколько секунд. Агрегирование таких машин с сушильными установками непрерыв­ ного действия позволит получить полностью законченный цикл мо­ крой обработки текстильных изделий самой разнообразной струк­ туры.

Довольно значительная группа шелковых тканей успешно рас­ шлихтовывается, отбеливается и промывается на оборудовании хлопчатобумажных красильно-отделочных фабрик. Это, главным об­ разом, ткани из штапельного вискозного волокна. Однако при мок­ рых обработках ткани не получают достаточно высокой релаксацион­ ной усадки, что компенсируется последующей малоусадочной от­ делкой. В этой связи можно указать на агрегат АОП для отварки и беления вискозно-штапельных тканей. В его состав входят: про­ питочная коробка, запарная машина сапожкового типа ЗВА-2, мо­ дернизированная для укладки ткани врасправку, жгутовая про­ мывная машина ЖМ-260-Л и кареточный укладчик. Скорость дви­ жения ткани — 80— 120 м/мин, качество обработки вполне удовле­ творительное. Агрегат успешно работает на Московской первой сит­ ценабивной фабрике. Также успешно на хлопчатобумажном комби­ нате «Трехгорная мануфактура» им. Ф. Э. Дзержинского работает отбельная линия АО-120-1. Она представляет собой проходной про­ мывной агрегат ящичного типа, оборудованный ребристыми направ­ ляющими роликами и отжимными устройствами. В состав агрегата входят пухоочистительная машина, три ванны для пропитки ткани рабочим раствором, запарной компенсатор сапожкового типа спе­ циальной конструкции для укладки ткани врасправку, четыре ванны для промывки и сушильно-барабанная машина. В агрегате преду­ смотрена обработка с минимальным натяжением полотен, так как скорости машин регулируются плавно в зависимости от натяжения ткани. Проектная скорость движения ткани в линии составляет

50— 150 м/мин при к. п. в. 0,8—0,85; длина агрегата 39,6 м.

£г Линия АРО-120 предназначена для расшлихтовки и отбелки тка­ ней из вискозного филаментного или штапельного волокна врас­ правку. Она имеет малогабаритную запарную машину сапожкового типа, рассчитанную на обработку тканей в течение 5—20 мин. В со­ став линии входят пропиточная плюсовка, запарная машина и про­ мывной проходной агрегат, состоящий из семи паропромывных ванн ящичного типа с гидравлическими затворами и отжимными валами. Ткань выбирается из агрегата тканеукладчиком или сушильной ма­ шиной. Скорость движения ткани в такой линии составляет 20— 90 м/мин при к. п. в., равном 0,9.

Г ЛАВ А IV

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО ОБЕЗВОЖИВАНИЯ И СУШКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

§ 1. СВЯЗЬ ВЛАГИ С волокном

Красильно-отделочное производство характеризуется большим количеством влажно-тепловых обработок, после которых необходимо удалять излишнюю влагу механическим способом или сушкой. Ме­ ханическое удаление влаги обходится значительно дешевле сушки, так как оно почти в 40 раз требует меньшего расхода энергии и при­ мерно в пять раз дешевле сушки на сушильных барабанах. Если учи­ тывать, что волокнистый материал в зависимости от его природы и вида изделия способен удерживать до 350% влаги, то становится понятной значительная экономическая роль частичного удаления влаги механическим путем перед сушкой. Для правильного построе­ ния процессов отжима и сушки следует учитывать факторы связи влаги с волокном. Волокнистый материал представляет собой ка- пилярно-пористое тело, микроструктура которого состоит из аморф­ ных и кристаллических участков. Все это определяет многообразие видов связи волокна и влаги.

Как было показано П. А. Ребиндером, между влагой и материа­ лом устанавливаются следующие формы связи: х и м и ч е с к а я , ф и з и к о - х и м и ч е с к а я и ф и з и к о - м е х а н и ч е с к а я . ' Химически связанная влага удерживается материалом очень проч­ но, и обычной сушкой она не удаляется. Наиболее легко удаляется механически связанная влага; различают влагу м а к р о к а п и л ­ л я р о в и влагу м и к р о к а п и л л я р о в . Влага макрокапил­ ляров удаляется не только сушкой, но и механическими способами. Физико-химическая связь влаги с волокном может включать два

из этих видов влаги удалить практически нельзя. При рассмотрении связи влаги с текстильными волокнами обычно выделяют три вида влаги: гигроскопическую, капиллярную и грубокапиллярную. Г и - г р о с к о п и ч е с к а я в л а г а сорбируется волокном из окру­ жающего воздуха и прочно удерживается волокном; ее удаление воз­ можно при сильном пересушивании волокнистого материала, которое нежелательно, так как волокно становится жестким, хрупким и ча­ стично утрачивает .свойства смачивания.

К а п и л л я р н о й называют влагу, содержащуюся в порах набухшего волокна, поэтому она содержит осмотически-связанную влагу. В зависимости от природы волокна ее содержание может быть

до 40%, и удалять ее нужно сушкой. Г р у б о к а п и л л я р н а я влага свободно обволакивает волокно или находится в капиллярах между волокнами и нитями. Эту влагу в значительном количестве можно удалить механическим способом. Попытки снижения влаж­ ности механическим способом до уровня влаги набухания могут при­ вести к повреждению волокнистого материала. В технических рас­ четах влажностью ткани называют массу влаги, приходящуюся на единицу массы абсолютно сухого волокна. Если обозначить через GM— массу влажной ткани, a Gac — массу абсолютно сухого во­ локна, то влажность W будет равна

^ас

Впрактике используется также понятие «степень отжима», котооре иногда отождествляют с понятием влажности ткани. Но эти понятия не тождественны, потому что степенью отжима W0TX назы­

Влажность и отжим численно не равны. Так, например, если до пропитки воздушно-сухая ткань имела влажность W 1у а после про­ питки — W2, то между влажностью и степенью отжима существует соотношение

Из формулы следует, что №2> Ц70ТЖ. Однако в технических рас­ четах обычно предпочитают пользоваться параметром влажности, а не отжима, что вносит некоторую погрешность в расчеты. Еще более усложняется зависимость между влажностью и степенью отжима при пропитке тканей химическими растворами. Чем выше влага набухания, тем труднее ее удалять механическим способом, поэтому нельзя, например, ткань из вискозного волокна отжимать до та­ кой же степени, как хлопчатобумажную. Степень отжима, в свою очередь, зависит от способа механического удаления влаги, который выбирается с учетом свойств волокнистого материала и вида изделий.

§ 2. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ МЕХАНИЧЕСКОГО УДАЛЕНИЯ ВЛАГИ

Для механического обезвоживания текстильного материала в кра­ сильно-отделочном производстве применяются машины непрерывного и периодического действия. Влага на этих машинах удаляется от­ жимом тканей между валами, центрифугированием с помощью ва­ куум-отсоса или сжатым воздухом. Широкое распространение по­ лучили отжимы текстильных материалов между валами, что можно объяснить сравнительно несложными конструкциями машин валко­

136 О Б О Р У Д ОВ А Н ИЕ Д Л Я О Б Е З В О Ж И В А Н И Я И СУШКИ

вого типа и непрерывностью их действия. Валковые отжимные ма­ шины могут применяться для обезвоживания тканей (жгутом или врасправку), чесаной ленты или Непряденого волокна. Отжимы тка­ ней жгутом между валами не обеспечивают ровноты влажности от­ жатой ткани по ширине полотна, так как жгут хорошо отжимается только в утолщенной его части и плохо по краям. Для устранения этого недостатка рекомендуется верхний вал отжимной пары изго­

чили широкое распростра­ нение для отжима хлопчатобумажных и льняных тканей перед сушкой или пропиткой. Эти отжимные машины имеют два, три и даже пять отжимных валов; чем больше валов, тем выше ровнота (но не степень) отжима. Отжимные машины бывают с пневматическими, гидравли­ ческими и рычажно-грузовыми прижимами. Последние устарели и теперь не выпускаются. В СССР выпускаются двухвальные отжим­ ные машины для ткани марки КВ с рабочими ширинами 1200, 1800 и 2200 мм как для индивидуальной работы, так и для работы в составе линий. На рис. 77, а показана технологическая схема от­ жимной машины для индивидуальной работы, в состав которой входят ванна, отжимные валы, выборочное устройство и жгуторасправитель. При работе в составе линии выборочное устройство снимается, модернизируется привод и вводятся механизмы для агрегирования каландра с другими ^машинами. Отбеленная ткань жгутом по коль­

цам поступает на жгуторасправитель и последовательно проводится через било 1, тканерасправители 2, текстильный лоцман 3, жгутоуловитель 4. Расправленное полотно выбирается вальяном 5 и по­ дается в ванну 6, в которой прополаскивается теплой водой, расправ­ ляется окончательно на червячных тканерасправителях 7 и посту­ пает в жало отжимных валов. Вал 8 имеет неподвижную ось враще­ ния, является приводным и имеет медную рубашку, а вал 9 — на­ борный джутовый—установлен на рычагах 10 (рис. 77, б), закреплен­ ных в рамах машины. Валы установлены в горизонтальной пло­ скости, а рычаги под действием пневматических механизмов повора­ чиваются, обеспечивая прижим или разведение валов.

Остаточная влажность ткани после отжима составляет 70—90%. На отжимных машинах предусмотрены автоматическое регулиро­ вание, контроль температуры в ванне, контроль давления сжатого воздуха в пневмосистеме, останов машины в случае обрыва ткани или прохождения нерасправленного жгута и др. Машины с рабочей шириной 2200 мм дают возможность устанавливать жгуторасправители в двух модификациях: для одного полотна с двумя билами или для двух полотен с двойным билом и двумя лоцманами. Скорость дви­ жения ткани достигает 100— 180 м/мин, а при агрегировании машин она соответствует технической характеристике линии.

{ Если при отжиме ткани врасправку различными способами еще удается получить довольно хорошую равномерность влажности, то при отжиме валами слоя непряденого волокна это осуществить прак­ тически невозможно вследствие неравномерности самого волокни­ стого слоя, степень отжима которого после прохождения валов может колебаться в одном слое от 75 до 225%.

Центрифуги

Для отжима влаги из волокна, пряжи и трикотажных изделий широко применяются центрифуги различных марок и типоразмеров. Как известно, удаление влаги основано на использовании центро­ бежной силы, развиваемой при вращении корзины с уложенным в нее влажным материалом. Известно, что центробежная сила F^6, действующая на вращающееся тело, равна (в Н)

корзины (ротора) в м/с; г — радиус корзины в м; п — число оборо­ тов в минуту.

Из этого выражения следует, что центробежная сила в большей степени зависит от числа оборотов корзины, чем от ее радиуса или массы материала. Центробежные силы в центрифугах могут дости­ гать больших значений — до 500— 1000 кН, поэтому отжимаемые текстильные материалы подвергаются в них сильному сжатию,

которое может вызвать заломы на тканях. Что касается волокна, пря­ жи и трикотажных изделий, то они хорошо переносят нагрузки при центрифугировании, а степень влажности составляет 55—60% в за­ висимости от вида волокна. Основным рабочим органом центрифуги является корзина, которая может быть съемной или представлять собой постоянный ротор, т. е. несъемную корзину, что более без­ опасно при эксплуатации. Корзина центрифуги обычно приводится в движение короткозамкнутым электродвигателем, защищенным от действия влаги, растворов и паров.

Современные центрифуги, применяемые в текстильном произ­ водстве, по своей конструкции являются подвесными (маятниковыми) с нижним приводом. Подвесные центрифуги работают более устой­ чиво за счет смягчения вибрации и толчков, возникающих при вра­ щении корзины от неравномерной загрузки в нее волокнистого ма­ териала. Нижний привод может выполняться с ременной передачей на ось центрифуги или с электродвигателем, установленным непо­ средственно на ее оси. В последнем случае центрифуги занимают меньше места и имеют более высокий к. п. д. за счет сокращения времени на разгон и торможение. Потребление энергии электродви­ гателем центрифуги велико только в момент ее пуска и разгона кор­ зины, но уже через 2—3 мин резко снижается, составляя около 20% от начального, и весь последующий процесс отжима протекает при низком расходе электроэнергии. При торможении центрифуги дви­ гатель отключается. Таким образом, в работе центрифуги различаются три периода: разгон, отжим, торможение. Для обеспечения разгона двигатель должен обладать высоким пусковым моментом. Продол­

производится с помощью электромагнитного управления как более безопасного. Так как в центрифугах периодического действия зна­ чительная часть времени расходуется на загрузку и разгрузку кор­ зины, осуществляемые обычно вручную, то для сокращения этого времени используются различные средства малой механизации. На­ пример, при загрузке трикотажных полотен или тканей жгутом устанавливается тянульный баранчик. Лучше решается вопрос механизации загрузки для съемных корзин, которые загружаются и разгружаются вне центрифуги. Имея запас корзин, загружаемых в центрифугу тельфером или кран-балкой, можно простой центри­ фуги свести до минимума. Некоторые фирмы изготовляют разъем­ ные корзины, у которых дно отсоединяется от цилиндрической части, что позволяет доставлять отжатую паковку волокна или изделий к месту сушки без разгрузки их вручную.

В красильно-отделочном производстве получили распростране­ ние подвесные центрифуги Ц-120, Ц-150, ТВ-1200-ЗН и ТВ-1500-ЗН (трехколонные вертикальные), рассчитанные на загрузку 250—400 кг влажного волокнистого материала.

На выставке «Инлегмаш-70» была представлена современная филь­ трующая, маятниковая, кассетная центрифуга ФМК-1529К-1 (рис. 78) с верхней механизированной загрузкой и выгрузкой волокна в паковке, предназначенная для обезвоживания натуральных и хи-

Рис. 78. Фильтрующая маятниковая кассетная центрифуга ФМК

мических волокон. Центрифуга устанавливается на опорной плите 1, на которой монтируются три вертикальные стойки 2. Внутри каж­ дой стойки имеется подвесная стальная штанга 11, верхняя шаро­ образная часть которой опирается на сферическое гнездо стойки, а на нижнюю подвешивается станина 12 с прикрепленной к ней опо­ рой 5. Внутри опоры на шарикоподшипниках монтируется основной вал 6, на верхнем конце которого крепится конус-колокол 8, слу­ жащий для посадки корзины 9, имеющей перфорированную цилин­ дрическую стенку. Отжатая вода через перфорацию стекает в ниж­ нюю часть станины 12 и отводится через патрубок. Корпус 10 центри­ фуги также установлен на станине 12 и'закрывается крышкой 7, снабженной буферным механизмом 4, облегчающим подъем и закры­ вание крышки.

Машина снабжена электромеханической блокировкой, которая исключает возможность пуска при открытой крышке или открыва­ ние крышки при вращающейся корзине. На основном валу снизу крепится тормозной 13 и приводной 14 шкивы. Двигатель 3 мощ­ ностью 17 кВт установлен вертикально и передает движение валу