風(fēng)選式籽棉異性纖維清理原理的分析

郭志軍

摘要：

皮棉中的異性纖維含量一直是棉紡和印染企業(yè)最為關(guān)心的質(zhì)量指標(biāo)，它直接關(guān)系到生產(chǎn)成本的高低和產(chǎn)品質(zhì)量的好壞。本文探討了風(fēng)選式籽棉異性纖維清理的方法和原理，比較了兩類風(fēng)選式籽棉異性纖維清理機(jī)的工作原理和存在問題以及解決措施。

關(guān)鍵詞：異性纖維；風(fēng)選；清理原理

1 引言

異性纖維是指混入棉花中的非棉纖維和非本色棉纖維，如化學(xué)纖維、毛發(fā)、絲、麻、塑料膜、塑料繩、染色線（繩、布?jí)K）等，俗稱“三絲”。由于異性纖維具有與棉花纖維相似的機(jī)械特性，在紡紗生產(chǎn)中一般很難被清除掉而極易拉斷、粉碎成更細(xì)更短的細(xì)小異性纖維，或被打碎成纖維狀細(xì)小疵點(diǎn)，形成紗疵。這不僅對(duì)紡紗過程有影響，對(duì)成紗質(zhì)量的影響也很大，而且織成布后布面會(huì)有色花疵點(diǎn)，經(jīng)印染后，這一影響更為突出，導(dǎo)致坯布染色不勻，嚴(yán)重困擾了紡織印染企業(yè)的生產(chǎn)，給棉紡企業(yè)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

因此，軋花廠進(jìn)一步提高對(duì)異性纖維清除率，特別是細(xì)小異性纖維的清除效率，把皮棉異性纖維含量控制在標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)，對(duì)每個(gè)棉花加工企業(yè)都顯得尤為重要。下面，筆者就風(fēng)選式籽棉異性纖維清理原理與同行們探討。

2 異性纖維清理方法

異性纖維清除是棉花行業(yè)普遍關(guān)注的問題。由于各地區(qū)的情況不同，因此解決的方式也不盡相同。目前，異性纖維清除的方法主要有兩種，一是籽棉付軋前清除；二是軋后清除。我國(guó)普遍采用軋前清除的方法，主要是采用人工挑揀和異性纖維清理機(jī)清除相結(jié)合的方法。異性纖維清理機(jī)可與手摘棉和機(jī)采棉加工生產(chǎn)線配套。在軋花工藝中推廣機(jī)械式清理異性纖維技術(shù)，設(shè)備投入成本不高，清理效果明顯，符合我國(guó)國(guó)情。通過機(jī)械清理的方式完全可以解決異性纖維混入棉花的難題。

目前，市場(chǎng)上有多種類型的異性纖維清理設(shè)備。各棉花加工企業(yè)使用的清理設(shè)備，多是采用組合式清理機(jī)構(gòu)，即機(jī)械刺釘輥筒纏繞長(zhǎng)異性纖維和風(fēng)選清理細(xì)小異性纖維的辦法，以達(dá)到清理各類異性纖維的目的。

新疆石河子141團(tuán)軋花廠高度重視異性纖維清理工作，2015—2016年兩年間，每條軋花生產(chǎn)線都裝配了兩臺(tái)異性纖維清理機(jī)，共計(jì)4條軋花生產(chǎn)線裝配了8臺(tái)異性纖維三絲清理機(jī)。其中，江蘇南通華生風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的6MQY-15籽棉異性纖維重雜清理機(jī)4臺(tái)，河北邯鄲金獅棉機(jī)廠生產(chǎn)的第三代MQYM15A棉花異性纖維棉葉清理機(jī)4臺(tái)，經(jīng)過兩個(gè)軋季的使用，清理異性纖維的效果十分明顯。

3 風(fēng)選清理細(xì)小異性纖維原理

風(fēng)選清理是當(dāng)前清理細(xì)小異性纖維方法中較理想的一種，其原理是利用異性纖維與籽棉的密度和重量的差異，其所需風(fēng)力輸送速度的不同從而進(jìn)行有效的風(fēng)力清選，特別是針對(duì)細(xì)小異性纖維的清理效果更佳，其清理效能在85%以上。風(fēng)選清理又可分為正壓式風(fēng)選清理和負(fù)壓式風(fēng)選清理兩種。

通過對(duì)兩個(gè)廠家清理設(shè)備連續(xù)兩年的使用觀察，筆者認(rèn)為：在風(fēng)力清理細(xì)小異性纖維中，細(xì)小異性纖維的排出通道是否暢通，決定了細(xì)小異性纖維清理效果的高低。因?yàn)?，?xì)小異性纖維混入籽棉被包裹纏繞，沒有可排出的通道（所謂通道即每朵籽棉與籽棉之間的間隙），就無法使高速氣流與細(xì)小異性纖維直接接觸后實(shí)現(xiàn)與籽棉的分離。那么，如何打開細(xì)小異性纖維的排出通道，使每朵籽棉與籽棉之間產(chǎn)生間隙，然后讓有一定速度的氣流能夠順利找到細(xì)小異性纖維，通過充分接觸，實(shí)現(xiàn)細(xì)小異性纖維與籽棉的分離，并將細(xì)小異性纖維排出清理機(jī)構(gòu)，這個(gè)過程能否順利實(shí)現(xiàn)決定了清理效果的高低。

要打開細(xì)小異性纖維排出通道的關(guān)鍵點(diǎn)：

一是看籽棉開松的效果，開松效果好，籽棉松散不易糾纏在一起，每朵籽棉與籽棉之間易產(chǎn)生間隙，細(xì)小異性纖維排出通道就易被打開。

二是看籽棉在清理箱體內(nèi)停留時(shí)間的長(zhǎng)短，停留時(shí)間長(zhǎng)，籽棉與有一定速度氣流接觸機(jī)會(huì)就多，細(xì)小異性纖維被找到并排出的機(jī)會(huì)就增加。

三是看籽棉在清理箱體內(nèi)的形態(tài)，如果籽棉是拋物線式自由落體，則與氣流的接觸面就少，混入籽棉中的細(xì)小異性纖維不易被有一定速度氣流找到；如果籽棉是跳動(dòng)翻轉(zhuǎn)的，則籽棉跳動(dòng)翻轉(zhuǎn)的次數(shù)越多，氣流與籽棉的接觸面就多，混入籽棉中的細(xì)小異性纖維就容易被有一定速度氣流找到。

四是看籽棉在清理箱體內(nèi)的沸騰（所謂沸騰就是指籽棉在清理箱體內(nèi)跳動(dòng)翻轉(zhuǎn)）高度，籽棉沸騰的高度高，每朵籽棉與籽棉之間形成的間隙大，細(xì)小異性纖維排出通道就順暢。

以上4個(gè)條件構(gòu)成了細(xì)小異性纖維的排出通道，這樣更有利于籽棉與籽棉之間產(chǎn)生空隙，有利于有一定速度的氣流找到細(xì)小異性纖維，從而形成有效的細(xì)小異性纖維排出通道。

4 異性纖維清理機(jī)的工作原理

以江蘇南通華生風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的6MQY-15籽棉異性纖維清理機(jī)和河北邯鄲金獅棉機(jī)廠生產(chǎn)的第三代MQYM15A棉花異性纖維棉葉清理機(jī)為例，分析其工作原理及存在的問題和解決措施。

4.1 6MQY-15籽棉異性纖維清理機(jī)

4.1.1 工作原理

該機(jī)采用正壓風(fēng)選清理方式，依據(jù)氣力輸送不同密度和重量物料所需的輸送風(fēng)速、風(fēng)壓不同，采用雙通道機(jī)械刺釘滾筒纏繞長(zhǎng)異性纖維，兩個(gè)刺釘滾筒機(jī)械開松并拋送籽棉至籽棉清理箱體內(nèi)，再用兩次正壓氣流，從清理箱體底部將籽棉吹起，使籽棉在清理箱體空間中被吹松散并跳動(dòng)翻轉(zhuǎn)沸騰的方法，從而打開細(xì)小異性纖維的排出通道，使高速氣流與細(xì)小異性纖維充分接觸，利用籽棉與異性纖維、重雜物的重量差異較大而所需的沉降速度、懸浮速度、輸送速度的不同進(jìn)行分層、分類風(fēng)選。籽棉在清理箱體內(nèi)的沸騰高度一般控制在2m～2.5m。

氣流和籽棉、異性纖維、輕雜、重雜等物料在清理箱體內(nèi)的運(yùn)行分為3層：下層是重雜排放區(qū)，可以將碎磚石、混凝土塊、金屬物、棉桃、僵瓣等重雜排放出機(jī)外；中層是籽棉清理輸送區(qū)，由氣流吹送跳動(dòng)翻轉(zhuǎn)沸騰，從而打開細(xì)小異性纖維的排出通道，使高速氣流與細(xì)小異性纖維充分接觸，把籽棉中混入的地膜殘片、化纖編織纖維、毛發(fā)、羽毛、色線、棉葉、不孕籽、塵土等輕雜，以及棉桃、僵瓣、碎磚石、混凝土塊、金屬物等重雜進(jìn)行分離，把清理后的籽棉輸送到下一道工序；上層是輕雜排放區(qū)，把籽棉中清理出來的地膜殘片、化纖編織纖維、毛發(fā)、羽毛、色線、棉葉、不孕籽、塵土等輕雜會(huì)同氣流排放到除塵旋風(fēng)器，達(dá)到對(duì)籽棉中的異性纖維和重雜進(jìn)行有效清理、分離的目的。

4.1.2 存在的問題及解決辦法

在使用過程中反映出的一些問題影響了清理效果和正常生產(chǎn)。一是當(dāng)籽棉的含水超過14%以上時(shí)就會(huì)影響清理效果，甚至造成堵車，影響正常生產(chǎn)。二是當(dāng)籽棉中重雜含量多時(shí)（鈴桃、棉稈、僵瓣、石子、碎磚等），重雜沉積在透風(fēng)網(wǎng)孔板上，將網(wǎng)孔堵塞，影響正常生產(chǎn)和清理效果。三是排塵管道易沉積堵塞。

解決措施。針對(duì)籽棉含水高的情況，可以采用提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓風(fēng)量的辦法，增強(qiáng)對(duì)籽棉的吹送能力，同時(shí)對(duì)風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)可采用變頻器控制，以達(dá)到在線不停機(jī)調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)風(fēng)量、風(fēng)壓的目的。另外，還可采用通過管道輸送熱風(fēng)烘干的辦法，達(dá)到降低籽棉含水、提高清理效果的目的。針對(duì)重雜沉積在透風(fēng)網(wǎng)孔板上的問題，可安裝重雜清理裝置，隨時(shí)清理沉積在透風(fēng)網(wǎng)孔板上的重雜，保證網(wǎng)孔通暢透風(fēng)。針對(duì)排塵管道易沉積堵塞問題，可以增加透風(fēng)網(wǎng)孔的孔徑，達(dá)到減少風(fēng)力阻力，增加風(fēng)量、風(fēng)壓的目的。

4.2 第三代MQYM15A棉花異性纖維棉葉清理機(jī)

4.2.1 工作原理

該機(jī)采用負(fù)壓式風(fēng)選清理方式，該設(shè)備設(shè)計(jì)了多層次組合清理機(jī)構(gòu)，采用雙通道機(jī)械刺釘滾筒纏繞長(zhǎng)異性纖維，每個(gè)通道有4個(gè)刺釘滾筒纏繞，使該部件清理長(zhǎng)異性纖維效果好。在雙通道纏繞部件下面是4個(gè)刺釘滾筒清理機(jī)械，具有開松籽棉和清理棉葉等雜質(zhì)功能。該部件符合當(dāng)前機(jī)采棉加工工藝改進(jìn)完善理念，即加強(qiáng)籽棉的道數(shù)，減少皮棉清理機(jī)的清理道數(shù)，更好保護(hù)棉纖維的內(nèi)在品質(zhì)。通過4個(gè)刺釘滾筒清理機(jī)械拋送籽棉至籽棉清理箱體內(nèi)，拋送揚(yáng)起的高度一般控制在1.5m～2m。再用一次負(fù)壓氣流，從清理箱體底側(cè)部進(jìn)入清理箱體，具有一定速度的氣流將籽棉吹起，使籽棉在清理箱體的空間中跳動(dòng)翻轉(zhuǎn)沸騰，從而打開細(xì)小異性纖維的排出通道，使有一定速度的氣流與細(xì)小異性纖維充分接觸。利用籽棉與異性纖維重量差異較大而所需的沉降速度、懸浮速度、輸送速度的不同進(jìn)行分類、分層風(fēng)選。

氣流和籽棉、異性纖維、輕重雜、棉葉、灰塵等物料在清理箱體內(nèi)的運(yùn)行可分為三部分。上部是異性纖維、輕雜排放空間，通過氣流把籽棉中清理出來的地膜殘片、化纖編織纖維、毛發(fā)、羽毛、色線、棉葉、不孕籽、塵土等輕雜會(huì)同含塵氣流被塵籠轉(zhuǎn)網(wǎng)分離器捕捉分離至存儲(chǔ)箱內(nèi)。中部是籽棉清理空間，由負(fù)壓氣流吸送籽棉跳動(dòng)翻轉(zhuǎn)沸騰，從而打開細(xì)小異性纖維的排出通道，使有一定速度的氣流與細(xì)小異性纖維充分接觸，把籽棉中混入的地膜殘片、化纖編織纖維、毛發(fā)、羽毛、色線、棉葉、不孕籽、塵土等輕雜清理出來。下部是雜質(zhì)排出空間，清理干凈后的籽棉降落在排雜格條柵上滑落進(jìn)入閉風(fēng)器，棉葉棉稈、小石子、小碎磚瓦片、細(xì)沙土等雜質(zhì)通過排雜格條柵排出，落入排雜絞龍排出機(jī)體。通過以上三個(gè)部分的清理，實(shí)現(xiàn)對(duì)籽棉中的異性纖維進(jìn)行有效清理、分離的目的。

4.2.2 存在問題及解決辦法

該設(shè)備在使用過程中反映出的一些問題影響了清理效果和正常生產(chǎn)。一是四輥清葉機(jī)把籽棉拋射進(jìn)清理箱體內(nèi)的高度問題。高度低，籽棉在清理箱體內(nèi)停留短，沸騰效果差，影響細(xì)小異性纖維的清理效果；高度高，大量的小花頭被吸走，造成浪費(fèi)和加大人工挑揀工作量。二是沸騰箱內(nèi)的豎式排雜格條柵易卡棉稈、鈴殼等物，并大量掛棉花，易造成閉風(fēng)器堵塞。三是籽棉在沸騰箱內(nèi)的格條柵上的滑落。利用籽棉的重力和格條柵具有一定的角度、光潔度的共同作用往下滑落，當(dāng)籽棉含水過高時(shí)，使籽棉與格條柵之間的摩擦力增大，易造成籽棉不滑落而使清理箱體堵塞。

解決措施。針對(duì)高度問題，采用提高四輥清葉機(jī)最后一輥轉(zhuǎn)速的辦法，增加籽棉拋射高度。針對(duì)閉風(fēng)器堵塞問題，可以將排雜格條柵由豎向改成橫向安裝。針對(duì)籽棉滑落問題，當(dāng)籽棉水分過高造成籽棉不滑落時(shí)，可采用在格條柵上臨時(shí)鋪設(shè)鍍鋅鐵皮的辦法解決問題。

（作者單位：新疆兵團(tuán)第八師石河子141團(tuán)軋花廠）