Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория процессов, технология производства и оборудование подготовки смесей, холстообразование. Учебно-методическое пособие.pdf
обрываются, и увеличивается срок службы гарнитуры рабочих
органов чесальных машин. В процессе трепания из шерсти выделяется
значительное количество загрязнений в виде пыли, песка, репья. Чем
больше обеспылена шерсть в процессе трепания и очищена от сорных
примесей, тем меньше загрязняются рабочие органы чесальных
машин, повышается производительность чесальных аппаратов и
улучшается качество вырабатываемой продукции.
Эффективность разрыхления и трепания оценивают степенью
разрыхления шерсти и уменьшения массы клочков, степенью
обеспыливания и очистки шерсти от сорных примесей,
производительностью машины.
В настоящее время в нашей стране применяется
разрыхлительно-трепальный агрегат APT-120-III (рис. 2), который
служит для трепания преимущественно тонкой и полутонкой шерсти.
Агрегат APT-120-III состоит из питающего устройства, трепальной
машины и двух конденсоров и выпускается в двух модификациях,
которые отличаются друг от друга питающим устройством. В состав
агрегата первой модификации входят: кипный питатель КП-120-Ш,
двухбарабанная трепальная машина непрерывного действия, два
быстроходных конденсора КБ-3. Шерсть на нем перерабатывают
непосредственно из кипы. Кипный питатель КП-120-Ш равномерно и
непрерывно подает волокнистый материал и кипы в первый
конденсор, а также осуществляет первоначальное разрыхление
волокна.
другие мелкие примеси.
выполняет в агрегате основную работу по разрыхлению и
обеспыливанию шерсти.
механизированной разработки и разрыхления спрессованного в кипы
волокна, а также питания технологического оборудования,
установленного после него. Кипу тельфером или автопогрузчиком
устанавливают на загрузочное устройство 1 (рис. 1), и подают на
питающую решетку 2, которая в свою очередь подает кипу к
быстровращающемуся игольчатому валику 3. Валик отделяет от кипы
слои волокна и равномерно загружает их в нижний бункер 4. Клочки
волокна из нижнего бункера захватываются игольчатой решеткой 7 и
подаются вверх, к разравнивающему гребню 5. Качающийся гребень
иглами разрыхляет часть волокнистой массы, а излишки сбрасывает в
Быстроходный конденсор удаляет из шерсти пыль, песок и
Двухбарабанная трепальная машина
Кипный питатель КП-120-Ш предназначен для
11
бункер. Оставшееся на иглах решетки волокно подается к верхнему
разравнивающему гребню 6, где происходит повторное разрыхление и
уравнивание волокнистой массы на игольчатой решетке.
Разработанные волокна снимаются с игл решетки лопастями
быстровращающейся сбрасывающей крыльчатки 8. Клочки волокна
протаскиваются лопастями по колосниковой решетке 9 и подаются в
пневмопровод 10, соединенный с быстроходным конденсером КБ-3
(II).
После конденсера волокна направляются на разработку в
двухбарабанную трепальную машину непрерывного действия ТН-120-
Ш, которая предназначена для разрыхления и очистки от сора и пыли
шерстяного волокна.
Волокно снимается съемным валиком с сетчатого барабана 11
конденсера II и сбрасывается в бункер питания 12 трепальной
машины. Уплотняющие валики 13 равномерным слоем подают шерсть
по наклонной плоскости 23 в узел питания, в котором слой шерсти
гладким валиком 22 подается на питающий столик 21. По столику
волокно, под действием колкового валика 14, продвигается в зону
главного барабана, где происходит первое интенсивное разрыхление и
трепание шерсти, находящейся в зажатом состоянии. Первый
колковый барабан 15 за счет ударного воздействия колков на
волокнистую массу, зажатую между столиком и колковым валиком,
выхватывает из бородки клочки волокна.
Клочки шерсти подхватываются колками барабана и
протаскиваются с большой скоростью по колосниковой решетке 20.
Путем многократного ударного воздействия колков и
колосников на клочки, находящиеся в свободном состоянии, шерсть
подвергается интенсивному трепанию и разрыхлению. Сор,
отделяющийся от шерсти, выпадает через колосники в камеру для
отходов. В зоне взаимодействия колковых барабанов 15 и 17
происходит интенсивное разрыхление и трепание волокна,
находящегося в свободном состоянии, за счет ударного воздействия
на клочки колков барабана 17. Волокно, не снятое с колков барабана
15, подводится к колковой планке 16, снимается ее колками и
попадает на колки барабана 17. Последний этап трепания
осуществляется между колковым барабаном 17 и колосниковой
решеткой 19, после чего волокно снимается с барабана 17 отбойным
ножом 18 и потоком воздуха подается в пневмосистему.
12
Рис. 2. Технологическая схема разрыхлительно-трепального агрегата APT-120-Ш
13
Сорные примеси через колосниковую решетку 9 попадают в
бункер 25 и удаляются пневмосистемой 24.
На агрегате второй модификации вместо кипного питателя
установлен автопитатель АПМ-120-Ш1, и рассчитан такой агрегат на
переработку шерсти, освобожденной от тары.
Кроме российских агрегатов, широкое применение получили
также линии очистки хлопка фирмы Trützschler (рис. 3), которые
выполняют очистку волокна от пыли и посторонних примесей, а
также осуществляют защиту от металлических и тяжелых включений.
В состав такой линии входят:
- автоматический кипоразрыхлитель BLENDOMAT BO-A;
- разрыхлитель угаров BO-R;
- многофункциональный сепаратор SP-MF, осуществляющий
защиту и первичную очистку от пыли;
- предварительный очиститель CL-P, который производит
бережную очистку сырья от грубых загрязнений;
- универсальный смеситель MX-U, служащий для гомогенизации
волокон;
- чиститель CLEANOMAT CL-U, предназначенный для более
эффективного разрыхления хлопка;
- сепаратор посторонних включений SP-FPU, позволяющий
отделять все посторонние примеси от волокон.
Такая линия очистки позволяет очищать все виды хлопковых
волокон, от коротких до очень длинных, без потери их качества.
Линия очистки снабжена чувствительными сенсорами и
интеллектуальным программным обеспечением.
В качестве первой ступени очистки используется
предварительный очиститель модели CL-P, схема которого
представлена на рис. 4.
С помощью быстроходного конденсора BR-CO 1, волокна
хлопка подаются в очиститель, затем протаскиваются двумя
колковыми барабанами 2, расположенными над колосниковыми
решетками 3. После протаскивания через барабаны волокна подаются
по пневмопроводу к следующей машине. Сорные примеси с помощью
валика 4 подаются в пневмопровод для отходов.
После предварительной очистки волокон от грубых примесей
осуществляется процесс гомогенизации волокон в универсальном
смесителе MX-U, представленном на рис. 5.
14
Рис. 3. Схема линии очистки хлопка фирмы Trützschler
Эта смесовая машина камерного типа, где количество камер
варьируется в зависимости от массы перерабатываемого волокна.
Смесовые камеры 1 имеют перфорированные стенки 2. Заполнение
камер машины волокном начинается с последней камеры, и
поочередно заполняются все остальные. Попадание волокна в
соответствующие камеры обеспечивают заслонки 4, и они же
предотвращают его перемещение к последующим камерам.
Для регулирования заполнения камер служат фотоэлементы 5.
Как только камеры заполняются, выпускные валики 6 начинают
выбирать волокна из камер, и с помощью разрыхлительных валиков 7
волокна смешиваются в пневмопроводе 3. Для окончательного
разрыхления и очистки волокон используются разрыхлители типа
CLEANOMAT, схема которого представлена на рис. 6.
15
Рис. 4. Схема предварительного
Рис. 5. Технологическая схема смесовой машины MX-U6
очистителя модели CL-P
Разрыхлитель
Cleanomat CL-C4 имеет
четыре пильчатых барабана
1, в зоне действия, каждого
из которых, используются
узлы для очистки волокна.
Узлы состоят из
сороотбойных ножей 2,
чешущих сегментов 3,
гладких дефлекторов
(заслонок) 4 и каналов
пневмоочистки 5.
Повышение интенсивности
воздействия на волокно при
его прохождении через
машину обеспечивается
особенностью расположения зубьев на барабанах: на каждом
последующем барабане плотность расположения зубьев выше, чем на
предыдущем.
16
Рис. 6. Технологическая схема разрыхлителя Cleanomat CL-C4
1.4. Очистка шерсти от растительных примесей
В некоторых видах шерсти содержится значительное количество
сорных примесей, которые не удаляются из нее обычной мойкой.
Такая шерсть хуже поддается обработке в прядении или
холстообразовании. В шерсти встречаются различные растительные
примеси, которые трудно из нее удаляются, например, репейник.
Очистка шерсти от сорных растительных примесей
производится механическим (на машинах для очистки шерсти обезрепеивание) и химическим (карбонизация натуральной шерсти)
путями.
Обезрепеивание шерсти механическим путем производится на
машинах, которые часто включаются в цепь чесальных машин. По
принципу действия эти машины делятся на два типа: на машинах
первого типа репей выделяется целым, а на машинах второго типа раздробленным.
На машинах первого типа шерсть забивается в гребенчатую или
желобчатую поверхность рабочего органа машины, имеющего
размеры желобков меньше размера репейника. Репей остается на
поверхности этого органа, откуда сбивается специальным ножом или
билом. В этих машинах требуется только разрыхлить шерсть до
процесса удаления репья. На машинах второго типа репей
размельчается обычными плющильными валиками, после чего он
легко удаляется при последующем чесании. Этот способ позволяет
17
сократить количество волокна, уходящего с репьем. Недостатком
механического обезрепеивания шерсти является то, что при
воздействии ножей обезрепеивающих валиков волокна шерсти рвутся
и укорачиваются, вследствие этого получается много отходов.
Наиболее полную очистку шерсти от растительных примесей
обеспечивает химическое обезрепеивание или карбонизация. С
помощью карбонизации возможна очистка шерстяных отходов от
растительных и искусственных примесей в виде волокон и нитей.
Необходимость введения процесса карбонизации шерсти и шерстяных
отходов в технологию, обуславливается тем, что:
- некоторые растительные примеси слишком цепкие и в
процессах механической обработки шерсти полностью из нее не
удаляются, а при раздроблении они проникают в готовые изделия,
ухудшают их внешний вид и качественные показатели;
- процесс чесания волокон, при разработке лоскутов, ухудшается
из-за массовой мушковатости, вызванной наличием крутых концов
хлопчатобумажных и вискозных нитей;
- шерстяные и целлюлозные волокна окрашиваются по-разному,
и наличие в смеси шерсти и шерстяных отходов целлюлозных
примесей, приводит к неравномерной окраске изделий.
Цель карбонизации — удаление растительных примесей из
шерсти. Растительные примеси, встречающиеся в шерсти, состоят из
целлюлозы. Сущность карбонизации состоит в пропитывании
шерстяного сырья слабым раствором серной кислоты с последующей
термической обработкой. В результате такой обработки целлюлоза
превращается в хрупкую гидроцеллюлозу. Гидроцеллюлоза при
сжатии или раздавливании превращается в пыль, которая легко
удаляется при последующих механических воздействиях.
Только при соблюдении определенных условий серная кислота
оказывает незначительное влияние на шерсть. При повышении
концентрации серной кислоты, понижается крепость волокна шерсти.
Такая же зависимость наблюдается и при повышении температуры: с
повышение температуры, волокна обработанные раствором серной
кислоты одной и той же концентрации теряют свою прочность.
Последующую сушку проводят при температуре не более 90
о
С, во
избежание пожелтения шерсти и снижения ее мягкости и
эластичности. Карбонизация шерсти серной кислотой протекает без
затруднений при менее высокой температуре, в отличие от
карбонизации другими реагентами.
18
Технологический процесс карбонизации в растворах серной
кислоты включает следующие операции: пропитывание шерсти,
отжим кислованной шерсти, разрыхление влажной шерсти,
предварительную сушку (подсушку), термическую обработку,
удаление из карбонизированной шерсти целлюлозных примесей,
нейтрализацию и сушку шерсти.
Пропитка шерсти в кислоте производится вручную или
механическим способом. Шерсть пропитывается в растворе не менее 5
минут, для того чтобы растительные вещества хорошо пропитались
кислотой. Затем производится отжим излишка кислоты из шерсти, и
ее просушивание. При просушивании шерсти концентрация серной
кислоты повышается, а, следовательно, повышается степень
разрушения целлюлозы растительных примесей. После сушки шерсть
подвергают трепанию и выколачиванию. В результате карбонизации
растительные примеси становятся ломкими и хрупкими, и легко
удаляются в процессе трепания. После удаления растительных
примесей шерсть подвергают процессу нейтрализации для удаления
из нее оставшейся серной кислоты. Основная часть кислоты из шерсти
удаляется путем промывки ее холодной водой. Далее шерсть
промывают теплой водой с добавленной в нее содой, для того чтобы
удалить связанную кислоту. И третий этап нейтрализации
заключается в промывке шерсти чистой водой, для удаления из нее
остатков соды. После проведения нейтрализации шерсть подвергается
сушке при температуре 50
о
С, затем охлаждается. Потери в весе
шерсти после карбонизации колеблются в больших пределах.
1.5. Замасливание и эмульсирование волокнистых
материалов
Замасливание волокон осуществляется с целью обеспечения
нормального протекания последующих процессов и операций, в
особенности чесания. Целью замасливания шерсти является
уменьшение потенциального барьера макромолекул кератина шерсти,
уменьшение жесткости и электризуемости волокон, а также
повышение их гибкости и растяжимости. Это достигается, когда в
волокна шерсти вводятся молекулы воды и масел и происходят
19
процессы гидратации и сольватации. Гидратация – это реакция
адсорбции молекул воды волокном шерсти без изменения их
химического состава. Такая реакция обратима. Сольватация – это
реакция присоединения молекул масел к кератину шерсти.
В результате эмульсирования смесей уменьшается обрывность
волокон в чесании, их эластичность и пыление, снижается количество
отходов. Волокна замасливают эмульсиями, т.е. смесью тех или иных
маслянистых веществ с водой. С помощью эмульсии удается наиболее
равномерно распределять сравнительно небольшое количество масла
по всей поверхности волокон.
Замасливание влияет на многие технологические процессы, и
его эффективность выражается в следующем:
- в замасленном состоянии связанность волокон повышается, и
это способствует снижению выпадения коротких волокон под главные
барабаны прочесывателей чесальных машин;
- процесс кардочесания после замасливания протекает
нормально, потому что в связи с повышением электропроводности
замасленных волокон уменьшается их электризация;
- гарнитура чесальных машин защищена от коррозии;
- улучшается качество и равномерность прочеса;
- гибкость и растяжимость волокон при замасливании
повышаются, в результате чего снижается их повреждаемость и
обрывность и лучше сохраняется средняя длина замасленных волокон.
Для замасливания синтетических волокон часто применяют
составы, содержащие, кроме масла, еще небольшое количество
водорастворимых поверхностно-активных веществ, в том числе
эмульгаторов. Цель эмульсирования химических волокон заключается
в снижении их электризуемости. Такой эффект достигается за счет
создания на поверхности волокон эластичной пленки, повышающей
их электропроводность. При эмульсировании из состава эмульсий
выводят масло и вводят антистатические и различные другие
поверхностно-активные вещества, которые обеспечивают создание на
поверхности волокон антистатической пленки. Эта пленка
способствует уменьшению зарядов статического электричества в
процессе кардочесания.
Целью замасливания хлопкового волокна, является сохранение
природных воскообразных веществ в наружной оболочке волокна,
20