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

в подвижных подшипниках, что позволяет .придавать им наклонное положение в различные стороны той же плоскости, в которой лежат нижние ролики. Ролики устанавливают параллельно, если на ткани нет перекоса. Если на ткани, движущейся снизу вверх, есть диаго­ нальный перекос АС (рис. 40, б), то для его исправления верхний ролик необходимо наклонить по отношению к нижнему так, чтобы он вызвал встречный перекос путем увеличения натяжения кромки

Рис. 40. Схема взаимодействия перекосных роликов

СВЕ, что вызовет ускорение ее движения по отношению к кромке AD. Действительно, правая кромка пройдет путь СЕ за то же время, что и левая кромка путь AD. Как следует из рисунка, СЕ AD ; тогда уточная нить АС через некоторое время т займет горизонталь­ ное положение DE. Из сказанного можно заключить, что точка С должна пройти путь / + h со скоростью v1 — v + Ли.

Время, необходимое для исправления перекоса, можно рассчи­

Таким образом, время для исправления перекосов следует выби­ рать в зависимости от величины перекоса h и заправочной длины ткани I с учетом скорости движения ткани, увеличение которой тре­ бует сокращения этого времени. Эффективность работы перекосного ролика характеризуется коэффициентом передачи

тГе. отношением удлинения пути h движения кромки (или сере­ дины ткани при действии дугового ролика) в зоне правки к величине перемещения ролика / (или стреле прогиба при исправлении дуго­ вого перекоса). Для одной пары роликов коэффициент передачи

180° (для набегающего и сбегающего полотен). Чем больше пар ро­ ликов, тем выше должен быть коэффициент передачи. Следует учи­ тывать, что величина перекоса не может превышать величины уработки ткани по основе, происходящей за счет изгибания нитей при их взаимном переплетении. В противном случае вместо распрямле­ ния нитей при вытяжке ткани произойдет их растяжение или разрыв. Как известно, уработка рассчитывается (в %) по отношению к длине исходной нити основы и составляет для большинства тканей 5—8%.

Зная величину уработки обрабатываемых тканей, можно вычислить заправочную длину I по максимально возможному перекосу, а по заправочной длине и расстоянию между роликами Н можно найти не бходимое количество петель

Теория процесса исправления дуговых перекосов аналогична только что рассмотрен! ой, ибо дуговой перекос может быть рассмот­ рен как частный случай линейного. Исправление дугового перекоса возможно с помощью дуговых тканерасправителей с поворачиваю­ щейся осью. Поворотом оси, меняя' положение дуги относительно плоскости движения ткани, можно увеличивать или уменьшать длину пути отдельных участков полотна (кромок или средней части полотна). Это хорошо можно понять на примере выпрямителя бара­ банного типа, получившего название «беличьего колеса», которое представляет собой барабан, состоящий обычно из восьми дуговых ширителей, расположенных по окружности дисков. Каждая ось ширителя может поворачиваться таким образом, что все дуги будут повернуты на периферию, образуя выпуклую бочкообразную поверх­ ность, или внутрь барабана, образуя вогнутую поверхность, как это схематически показано на рис. 41. Промежуточное положение между ними составляет цилиндрическая поверхность барабана. Поворот ширителей осуществляется специальной червячной передачей,управ­ ляемой кнопочным пуском. Комбинированные ширители позволяют исправлять также и комбинированные перекосы, сочетающие эле­ менты линейного и дугового перекосов. На рис. 41 показаны неко­ торые возможные варианты перекосов и соответствующие им поло­ жения механизмов для их исправления при условиии, что ткань движется снизу вверх:

1 — диагональный опережающий перекос возникает на левой кромке: выдвигается правый конец ролика, путь правой кромки увеличивается, натяжение и скорость движения ее растут;

72 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ ТКАНИ

2 — дуговой перекос с отстающей серединой: дуговые ширители ставятся на выпуклое (бочкообразное) положение, скорость ткани в середине возрастает;

3 — дуговой перекос с опережающей серединой: дуговые ширители ставятся на вогнутое положение;

перекос на правой кромке и дуговой перекос с отстающей серединой: выдвигается левый конец ролика, дуговые ширители ставятся на выпуклое положение.

Механизмы для исправления утка могут иметь кнопочное или автоматическое управление.

В СССР освоен выпуск автоматических у таж вок марок УП-120 и УП-180 для исправления диагональных, дуговых и комбинирован­ ных перекосов уточных нитей в хлопчатобумажных и вискозно­ штапельных тканях полотняного, саржевого, сатинового и других видов переплетений. Установка может включаться в состав поточных линий, работающих со скоростью до 125 м/мин, причем точность устранения перекоса соответственно составляет ± 2 и ± 3 см.

Г Л А В А III

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОМЫВКИ И ХИМИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ К КРАШЕНИЮ

§ 1. СПОСОБЫ И ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ПРОМЫВКИ И ПРОПИТКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

На процессы промывки отделочные фабрики расходуют очень много воды. Для хорошо развитой ситценабивной фабрики ее расход составляет до 275—325 л на 1кг ткани. До 15—20% тепловой и до 40% электрической энергии, потребляемой отделочным производством, расходуется на процессы промывки, суммарная стоимость которой превышает стоимость собственно беления или крашения.

Промывка — сложный физико-химический процесс, изучение которого активно начало .ь лишь в XX в. с появлением синтетичес­ ких моющих веществ. Одним из основоположников современной тео­ рии процесса промывки является советский ученый акад. П. А. Ре­ биндер, который из множества факторов, влияющих на процесс промывки, выделил главные: поверхностное натяжение, смачива­ ние, адсорбцию, эмульсирующую, пептизирующую и пенообразую­ щую способности. Он показал, что связанные с этими свойствами закономерности, проявляющиеся в процессах промывки, основыва­

текстильных материалов протекают в водных средах, но уже имеется известный опыт применения органических растворителей (трихлор­ этилена, перхлорэтилена). Органические растворители не вызывают набухания волокон и связанной с ним усадки, повышают эффекты различных видов отделок, уменьшают число технологических пере­ ходов, резко сокращают расход воды и исключают загрязнение сточ­ ных вод, что само по себе весьма существенно. Вопрос о выборе способа промывки решается с учетом свойств веществ, подлежащих удалению из волокнистого материала. Загрязнениями текстильных изделий в отделочном производстве становятся не только посторон­ ние вещества, сопутствующие натуральным или химическим волок­ нам или нанесенные в процессах прядения, ткачества или вязания, но и химические вещества, оставшиеся на волокне после обработки кислотами, щелочами, солями, красителями и т. п.

Загрязнения представляют собой гетерогенную смесь веществ с различными физико-химическими свойствами. В. Нивен предлагает классификацию, охватывающую подавляющее количество видов загрязнений.

74ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОМЫВКИ И ПОДГОТОВКИ К КРАШЕНИЮ

I.Водорастворимые и частично растворимые органические и неорганические соединения (сахар, крахмал, мука, щелочи, кис­ лоты, соли, растворимые красители и др.).

II. Водонерастворимые неорганические соединения (цемент, до­ рожная пыль, земляные пигменты, сажа, красящие пигменты — суспензии, силикаты и др.).

III. Водонерастворимые неполярные органические соединения (углеводороды, бензин, керосин, мазут, смазочные масла, асфальт, смолы, краски, лаки, растительные и животные жиры).

IV. Водонерастворимые полярные органические соединения, главным образом жирные кислоты.

В красильно-отделочном производстве встречаются все виды загрязнений, поэтому выбор способа промывки и средств ее интенси­ фикации необходимо делать с учетом их физико-химических свойств, а также свойств волокнистых материалов, подвергающихся промывке. Общеизвестно влияние на эффект промывки таких факторов, как нагревание моющих растворов, продолжительность их воздействия, использование при промывке острого пара, моющих поверхностно­ активных веществ (ПАВ), смена ванн и т. п.

Большая роль принадлежит механическим воздействиям мою­ щей жидкости на волокнистые материалы, которые могут быть весьма эффективны и гораздо экономичнее, чем затраты на моющие препараты, нагрев, расход большого количества воды и т. п. В связи с этим в технике промывки текстильных материалов большое'вни­ мание уделяется вопросам механической интенсификации промывки. К ним относятся: прополаскивание, динамический напор жидкости на ткань, действие отжимов, спрысков, бил, вакуум-прососа, продавливания жидкости сквозь ткань, вибраторов различных конструк­ ций, ванн активного действия и других механизмов. Большое влия­ ние на процессы промывки оказывает темпераутра ванны. Рассмот­ рим влияние некоторых способов интенсификации промывки.

Прополаскивание обеспечивает быструю и частую смену раствора. Хорошо отмываются при прополаскивании растворимые загрязне­ ния, например едкий натр и серная кислота, которые на 80—90% отмываются уже за 20 с, тогда как нерастворимые или труднорас­ творимые (суспензии, крахмал) за 100 с в этих же условиях отмыва­ ются всего на 20—25%.

Динамический напор слоев жидкости образуется в непосредствен­ ной близости к поверхности волокнистого материала, движущегося в моющем растворе. Чем выше скорость движения, тем выше динами­ ческий напор, способствующий вымыванию загрязнений. По этому вопросу в литературе имеются противоречивые данные. Некоторые ученые полагали, что увеличение скорости движения ткани в мою­ щем растворе приводит к снижению эффективности промывки, но такое положение оказалось справедливым только при условии, что длина заправки ткани в ванне остается неизменной. В этом случае уменьшается продолжительность промывки. При сохранении про­

движения ткани приводит к увеличению динамического напора и эффективность промывки растет.

Отжим — наиболее распространенный и сравнительно эффектив­ ный способ интенсификации промывки, ибо он способствует разру­ шению водяной пленки, возникающей на поверхности волокна. Часть загрязненной жидкости при отжиме выжимается из толщи текстильного материала, после чего он снова способен впитывать подобно губке чистый моющий раствор. При входе ткани или жгу-

Рис. 42. Влияние отжимов и полоскания на удаление загряз­ нений:

та в жало валов в толще ткани возникают мощные струи жидкости, направленные навстречу текстильному материалу, которые выносят загрязнения на поверхность волокнистого материала, что способ­ ствует смыванию их водой.

Внутритканевый поток жидкости возрастает с увеличением ско­ рости движения ткани, но до известного предела, так как увеличение скорости движения ткани ведет к уменьшению времени воздействия валов на ткань.

На рис. 42 показано влияние отжимов на удаление загрязнений при температуре 60 °С (а) и при 20 °С (б). На первый взгляд может показаться, что за счет отжимов легче всего: удаляются легкорастворймые вещества (кислота, щелочь). Но при внимательном рассмо­ трении графиков можно увидеть, что легкорастворимые вещества, хотя и легче отмываются, но в основном за счет прополаскивания. Еще до отжима было удалено 82—90% щелочи и кислоты, а лишь 10— 18% приходится на долю действия отжима, тогда как крахмал и суспензия сернистого красителя удалены за счет прополаскивания соответственно на 10 и 40%, и за счет отжиматжоло 30 и 20%, т. е. отжим оказался более эффективным, чем прополаскивание. Увели­ чение удельного давления непропорционально повышает эффектив­ ность. Например, рост его с 5 до 40 кН/м, т. е. в восемь раз, повышает эффективность всего на 14— 16%. Крахмал, суспензии легче выжима­ ются из толщи ткани мягкими покрытиями, которые хорошо запол­

76 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОМЫВКИ И ПОДГОТОВКИ К КРАШЕНИЮ

няют поры ткани в жале валов. Наоборот, растворимые загрязнения эффективнее удалять валами с жесткими покрытиями. При непрерыв­ ных способах промывки тканей рекомендуется устанавливать про­ межуточные отжимы с невысокими удельными давлениями, примерно от 2 до 10 кН/м. Некоторое повышение эффективности (2—14%) про­ мывки дают нагрузные ролики и подводные отжимы, как это показа­ но на рис. 43, а, б, но они усложняют конструкцию. Большое уве­ личение числа отжимов также оказывается малоэффективным. Например, при отмывке азотола оказалось, что две ванны с восемью

отжимами отмывают 98,5%, а три

струями как бы сочетается с подводным отжимом, ибо ткань, выходя из жала валов, будет всасывать не воздух, а воду. Спрыски бывают дырчатые и щелевые. В первые вода подается обычно от водопро­ водной сети (слабонапорные спрыски), вторые обычно обслуживаются центробежными насосами и требуют большого расхода воды. Эф­ фективность спрысков повышается при двустороннем их действии, в особенности если струи направлены не перпендикулярно, а наклонно по отношению к линии движения ткани. В этом случае хорошо смы­ ваются твердые частички суспензии (пигмент красителя), крупные механические частицы и крахмал. Для повышения эффекта действия

сумма площадей отверстий.

Била представляют собой быстровращающиеся лопасти, осуще­ ствляющие перемешивание или разбрызгивание моющего раствора. В этом случае интенсификация промывки ткани происходит за счет энергичного механического водзействия лопастей на воду, что повышает ее моющее действие. На современных машинах била уже не применяются, так как они недостаточно эффективны или требуют большого расхода энергии.

Вакуум-просос и продавливание жидкости сквозь ткань являются эффективными средствами интенсификации промывки за счет энер­

гичной циркуляции моющей жидкости (рис. 44, а, б). Рабочее раз­ режение вакуум-коробки должно составлять около 74 кН/м2, дав­ ление гидронапора — около 300 кН/м2. Продавливание конструктив­ но сложнее, так как требуется установка опорной плоскости для тка­ ни, чтобы ее не сносило потоком жидкости. Один из возможных вариантов прокачивания жидкости показан на рис. 44, в. Цепной ленточный перфорированный транспортер, между плоскостями которого забрано волокно, двигается над вакуум-коробкой, из кото­

полотен и других тканей с легко повреждающейся структурой. Этот способ пропитки и промывки довольно перспективен благодаря своей эффективности и конструктивной простоте.

Вибраторы могут быть двух видов: одни вызывают вибрацию жидкости вблизи ткани (рис. 45, а—г), другие— вибрацию ткани

не разработаны объективные методики определения влияния сте­ пени вибрации (интенсивности излучения) на эффект промывки. Действие вибраторов основано на том, что они вызывают вибрацию жидкости, пульсирующие потоки которой воздействуют на менее подвижную поверхность ткани, осуществляя прокачивание жидкости сквозь нее. Если же колебание сообщается самой ткани, происходит прожим жидкости то с одной, то с другой стороны через ткань,

78 ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ ПРОМЫВКИ И ПОДГОТОВКИ к КРАШЕНИЮ

т. е. происходит сменяемость раствора, прилегающего к полотну. На рис. 45 представлены различные виброэлементы.

Т у р б и н а т о р фирмы «Беннингер» (Швейцария) вызывает вибрацию жидкости своими лопастями, совершающими качательное движение с частотой 2200—2500 кол./мин, т. е. 36—41 Гц, и амплиту­ дой, равной 2—3 мм. Опыты показывают, что оптимальный диапазон колебаний виброэлементов равен 20—50 Гц.

(Швеция) представляет собой ребристую плоскость 1, получающую колебательное движение от валика 2 с эксцентрично размещенной массой. Валик приводится во вращение от электродвигателя через ременную передачу. Установлено, что при колебании с частотой 23 Гц серная кислота отмывается в пятой ванне, а при 53 Гц— в треть­ ей, но дальнейшее увеличение числа колебаний малоэффективно. Без вибраторов кислота отмывается лишь в восьмой ванне.

В и б р о ц и л и н д р промывной машины японской фирмы «Дайва Кикай» имеет волнообразную поверхность с девятью высту­ пами и представляет собой ротор 1, который установлен внутри неподвижного перфорированного кожуха 2 так, что расстояние от выступов до стенки кожуха составляет всего 1,5 мм. Вокруг кожуха установлен сетчатый барабан 3, легко вращающийся на шариковых

поверхности. Все устройство находится в ванне с моющим раствором. Привод сообщает виброцилиндру вращение 340 об/мин и все его

1 конической формы с гофрированными металлическими стенками, который вставлен в ванну соответствующей формы. Совершая при помощи привода и эксцентрика 2 колебательное движение вверх и вниз, клин вызывает вибрацию жидкости, изменяет ее давление, чем усиливает моющее действие раствора.

В и б р о т е к с К ю с т е р с а представляет собой легкий сет­ чатый барабан, установленный в ванне и свободно вращающийся за счет движения ткани, охватывающей его почти на 360°. Барабан крепится на спицах, вал которых имеет эксцентричную посадку, в результате чего при вращении барабана создается колебательное движение, передаваемое ткани в радиальном направлении соответ­ ственно перемене фаз. При этом происходит волнообразное чередова­ ние продавливания жидкости изнутри наружу, и наоборот. Отме­ чается высокая эффективность промывки при частоте 1100 кол./мин.

Г р а н е н ы е т к а н е н а п р а в л я ю щ и е р о л и к и предложены Глуховским хлопчатобумажным комбинатом взамен цилиндрических. Грани делаются несколько закругленными, чтобы не вызывать повреждения ткани. При прохождении ткани по роликам полотну сообщается колебательное движение в ванне, что способ­ ствует обмену жидкости у поверхности полотна, а при ударе граней по полотну происходит легкий отжим. При диаметре ролика 70 мм

промывную машину, у которой сочетается действие колебательного движения ткани и колебания жидкости благодаря качательным дви­ жениям перфорированной стенки днища. Одна такая ванна при за­ грузке ткани длиной 40 м заменяет пять ванн с обычной заправкой.

При вибрации жидкости рекомендуется допускать интенсивность излучения не более 20 кВт/м2, ибо при более высокой мощности из­ лучения может возникнуть кавитация, вызывающая повреждение ткани. Не рекомендуется создавать вибрацию вязких жидкостей (аппретов, загусток), так как колебания в них быстро затухают. Вибрацию рекомендуется осуществлять в направлении, перпенди­ кулярном плоскости движения ткани; сама ткань в этом направлении не должна перемещаться, что регулируется ее натяжением. Слабое натяжение ткани приводит к «парусному» колебанию, снижающему колебание жидкости. При использовании вибраторов необходимо избегать возникновения резонанса колебаний, который приводит к значительному разрушительному действию, а при установке обо­ рудования следует использовать амортизирующие прокладки.