特呂茨施勒預(yù)清棉機CL-X在新疆機采棉上的應(yīng)用

特呂茨施勒紡織機械（上海）有限公司 袁德柱/文

1 引言

新疆棉花在全國棉花應(yīng)用的比重在逐年增加。根據(jù)中棉行協(xié)數(shù)據(jù)，2021年新疆棉產(chǎn)量占全國棉花產(chǎn)量比重達(dá)將達(dá)到89%以上，其中，機采棉比重約86%。新疆機采棉已成為國內(nèi)棉紡廠原料的主要來源。雖然新疆機采棉使用了特殊的育種技術(shù)，在生長中使用了特別方法，從而使棉花的成熟期盡可能的一致。但是，在實際收采后，同傳統(tǒng)手摘棉相比，未成熟纖維、葉屑、不孕籽、籽屑等雜質(zhì)要明顯增多，其可紡性要明顯遜色于手摘棉。對于短流程清花線來說，有效的去除這些雜質(zhì)越來越困難。

特呂茨施勒作為全球領(lǐng)先的纖維準(zhǔn)備工序設(shè)備制造商，擁有成熟的加工機采棉技術(shù)和經(jīng)驗。針對新疆機采棉的特點，推出了顛覆傳統(tǒng)的門架式抓包機BO-P，BO-P抓臂的工作寬度從傳統(tǒng)1.7米和2.3米增加到2.9米和3.5米。在相同的產(chǎn)量下，相比自動往復(fù)式抓棉機，門架式抓棉機BO-P棉束尺寸減小一倍；由于工作幅寬大幅度增加，棉包橫向排包數(shù)量最多可增至6包，棉束混勻效果提升25%～50%。今年特呂茨施勒又推出了一款針對機采棉的高效預(yù)清棉機CL-X。為后道高效清除雜質(zhì)和未成熟纖維提供有力的保證。

2 CL-X預(yù)清棉機其結(jié)構(gòu)特點

CL-X是在上一代雙軸流預(yù)清棉機CL-P基礎(chǔ)上針對機采棉全新研發(fā)的一款高效預(yù)清棉機（見圖1和圖2）。在提高清潔效率，保護纖維，自動化及智能化等各方面進(jìn)行全面地優(yōu)化設(shè)計，可以說CL-X是一款智能型預(yù)清棉機。

2.1 CL-X產(chǎn)量高達(dá)1600公斤/小時

傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉采用凝棉器喂棉，棉束由風(fēng)機輸送至凝棉器，凝棉器風(fēng)機需要排出幾乎全部由風(fēng)機送來的風(fēng)量，棉束經(jīng)過凝棉器后呈自由落體狀態(tài)喂入雙軸流開松羅拉，由于凝棉器是通過塵籠轉(zhuǎn)動輸送棉束，因此，產(chǎn)量受到較大限制，高產(chǎn)時容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象；如果棉束轉(zhuǎn)移不順暢，棉束易被反復(fù)搓揉，從而容易產(chǎn)生棉結(jié)。另外，凝棉器故障率也比較高，紡紗廠對于凝棉器都很頭痛。CL-X取消凝棉器，采用集排風(fēng)和除微塵功能為一體的空氣分離器，實現(xiàn)無障礙喂棉。空氣分離器是一個豎直上下放置的長方體，兩側(cè)布滿網(wǎng)眼孔，棉流自上而下通過空氣分離器后沿切線方向進(jìn)入開松羅拉。在排風(fēng)負(fù)壓作用下，棉束反復(fù)撞擊兩側(cè)網(wǎng)眼板，因此，棉束中微塵隨棉束在下降過程中從兩側(cè)網(wǎng)眼孔被有效的排出，同時，部分氣流由濾塵風(fēng)機吸走。取消凝棉器后，采用空氣分離器喂棉為高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

2.2 CL-X清潔區(qū)域長度增加一倍

相比傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機CL-P，CL-X在結(jié)構(gòu)上做了很大優(yōu)化。兩個打手位置由原來同一空間水平設(shè)置改為兩個獨立空間呈錯開放置。棉流先進(jìn)入第一開松羅拉室，沿軸向呈螺旋形通過第一打手后，再進(jìn)入第二開松羅拉室沿軸向呈螺旋形經(jīng)過第二打手，CL-X塵棒清潔區(qū)域軸向長度由1.3米增加到2.6米。棉束在旋轉(zhuǎn)過程被圓棒打手被逐步開松，在離心力的作用下，棉束和雜質(zhì)被拋向塵棒區(qū)域，由于雜質(zhì)重量大，體積小，棉束表面葉屑等雜質(zhì)被塵棒有效剝離掉，在離心力的作用下被排出。

2.3優(yōu)化的棉流通道

每個開松羅拉兩側(cè)安裝10片導(dǎo)流板，棉束和氣流通過導(dǎo)流板被有效引導(dǎo)，棉束在每個開松羅拉軸向上呈螺旋形轉(zhuǎn)動7圈，兩個開松羅拉共轉(zhuǎn)動14圈，即棉束在不斷地受到打擊和開松過程中被兩組塵棒清潔14次。CL-X入口和出口各配備了一個流量控制器，監(jiān)控進(jìn)入和排出棉流流量變化，通過調(diào)節(jié)輸棉風(fēng)機轉(zhuǎn)速來應(yīng)對流量變化，確保進(jìn)入CL-X的棉束在恒定的流速下被高效地清潔。

2.4 塵棒的數(shù)量增加20%

在開松羅拉速度一定情況下，單次清潔效果主要取決于塵棒開口角度和塵棒數(shù)量。在塵棒開口角度一定情況下，塵棒數(shù)量越多，清潔效果越好。相比傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機CL-P，CL-X塵棒數(shù)量增加20%。塵棒開口角度設(shè)定采用推桿電機 (圖4)，開口角度可以在機器控制屏上無級設(shè)定，每個開松羅拉各帶有一組塵棒，每組塵棒開口角度可以單獨無級設(shè)定。相比傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機，塵棒角開口角度設(shè)定由簡單幾檔調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)為無級設(shè)定，可有效節(jié)約紗廠用棉。

圖4 推桿電機控制塵棒開口

2.5 有效的纖維保護

打手采用了圓棒結(jié)構(gòu)（圖3），8排打手分布在整個開松羅拉圓周上，每排6個打手，相鄰兩排打手成錯開排列，開松羅拉速度變頻控制。兩個開松羅拉速度相差10%，棉流剛進(jìn)入第一開松羅拉時，棉束較大，采用較小開松羅拉速度和較大塵棒開口角度；當(dāng)棉流進(jìn)入第二開松羅拉時，由于棉束尺寸進(jìn)一步減小，因此，采用稍高的開松羅拉速度和稍小塵棒開口角度；所以，棉流在整個軸向移動過程中，經(jīng)歷了兩個不同開松羅拉速度和塵棒開口角度清潔，我們稱之為遞進(jìn)式雙重清潔。由于是自由打擊且打擊點數(shù)量很少，對纖維作用柔和，纖維損傷明顯減少。

2.6 落棉感應(yīng)裝置WCT

實時視覺監(jiān)控已經(jīng)被特呂茨施勒廣泛運用在清花和梳棉上，比如：梳棉機棉結(jié)在線、精清棉機落棉在線監(jiān)測、梳棉機刺輥落棉在線監(jiān)控。通過光電傳感器實時監(jiān)測和軟件精確計算，可以簡單快速地完成機器最優(yōu)化設(shè)定。根據(jù)原料含雜狀態(tài)和用戶最終成紗品質(zhì)要求，用戶可以在控制屏上直接啟動落棉感應(yīng)裝置功能，機器經(jīng)過一段時間運行后，自動推薦三種優(yōu)化設(shè)定“經(jīng)濟型，平衡型和質(zhì)量型”，經(jīng)濟型即落雜較少，平衡型即落雜適中，質(zhì)量型即落雜較多。用戶可根據(jù)后道成紗質(zhì)量需求選擇其中一種設(shè)定；當(dāng)然，用戶也可以根據(jù)自己經(jīng)驗自行設(shè)定塵棒開口角度。在機器運行過程中，落棉感應(yīng)裝置實時監(jiān)測落棉狀況，如果突然出現(xiàn)落棉過大，機器就會發(fā)出警報。通過在紡紗廠實地測試，配備落棉感應(yīng)裝置后，落棉率可以降低0.4%，落棉感應(yīng)裝置不但提高了機器的效率，同時也提高了原料制成率。

2.7 同時生產(chǎn)兩個以上品種配棉

相比傳統(tǒng)雙軸流，CL-X產(chǎn)量可達(dá)1600公斤/小時，另外，CL-X的自動化程度明顯提高，打手速度采用了變頻控制，塵棒開口角度由電機通過程序控制。所以，通過程序控制，一臺CL-X可以同時紡最多3個不同含雜的配棉。CL-X根據(jù)不同含雜原棉自動切換相對應(yīng)工藝設(shè)置，即開松羅拉速度和兩組塵棒開口角度。當(dāng)抓包機生產(chǎn)兩種配棉時，從配棉1切換到配棉2前，抓包機將信號傳輸給CL-X，CL-X自動切換到所需要工藝設(shè)置。

3 CL-X預(yù)清棉機使用效果分析

3.1能耗更低

CL-X取消凝棉器，不僅不再有轉(zhuǎn)動凝棉器的動力消耗，而且濾塵的能耗明顯降低。因為棉流經(jīng)過空氣分離器后沿切線方向喂入雙開松羅拉，不需要象凝棉器那樣排除幾乎所有的風(fēng)量，棉束可以攜帶一定的風(fēng)量進(jìn)入雙開松羅拉，濾塵排風(fēng)量減少約30%。特呂研發(fā)人員通過大量模型測試，螺旋形棉流是一種非常節(jié)能棉流運動方式；開松羅拉變頻控制可實現(xiàn)無級調(diào)速，相比傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機CL-P, CL-X預(yù)清棉機單機產(chǎn)量提高，可產(chǎn)生顯著降低能耗的效應(yīng)。CL-X在1600kg/小時產(chǎn)量下，與兩臺傳統(tǒng)預(yù)清棉機CL-P相比，加工每公斤原料能耗節(jié)省可達(dá)66%（圖5）。電費按照0.7元/kw·h計算，每年電費可節(jié)省9.1萬人民幣。另外，當(dāng)多倉處于填滿狀態(tài)，CL-X沒有接收到多倉要棉信號時，CL-X開松羅拉速度可以自動降低轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)能耗節(jié)省。

3.2清潔效率大幅度提升

棉束被開松羅拉開松越充分，雜質(zhì)越容易暴露棉束表面。開松羅拉速度越高，開松效果越明顯，離心力也就越大。當(dāng)被開松棉束經(jīng)過塵棒區(qū)域時，暴露在棉束表面雜質(zhì)越容易被塵棒清除。最理想狀態(tài)是棉束每次經(jīng)過塵棒區(qū)域前被重新開松，棉束內(nèi)雜質(zhì)就越容易暴露在棉束表面。因此，清潔效率高低主要取決于開松羅拉速度和塵棒數(shù)量和塵棒開口角度。CL-X清潔區(qū)域長度達(dá)2.6米，棉束在整個長度內(nèi)被逐漸開松過程中呈螺旋形旋轉(zhuǎn)14圈，被兩組塵棒清潔14次；塵棒數(shù)量增加20%，因此，清潔效率大幅度提升。當(dāng)然，開松羅拉在開松過程中，雖然是自由打擊，也產(chǎn)生棉結(jié)和短絨，而且，開松羅拉速度越高，棉結(jié)增長就越多，短絨也隨之增加。用戶應(yīng)根據(jù)原料特征和后道實際需求和落棉感應(yīng)裝置推薦，選擇最佳的開松羅拉速度和塵棒開口角度，在除雜和保護纖維之間找到最佳點。

4 CL-X預(yù)清棉機工藝測試結(jié)果

以下是在一家國外用戶CL-X和傳統(tǒng)預(yù)清棉機CL-P對比數(shù)據(jù)，原料為含雜5.5%美棉，從圖6中可以看出，相比較傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機CL-P，清潔效率提升了近3倍

圖6 清潔效率提升3倍

以下是CL-X在中國國內(nèi)用戶的現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)，

原棉：100% 新疆機采棉， 原棉含雜率：2.5%

設(shè)備配置：1抓1線10臺梳棉機

CL-X產(chǎn)量： 550kg/h

測試數(shù)據(jù)如下：

測試項目 入口 出口含雜率 2.48% 1.73%棉結(jié) 268/g 350/g短絨含量 (12.7mm） 20.1% 19%

由于用戶對成紗質(zhì)量要求很高，CL-X采用了較高開松羅拉速度和大塵棒開口角度。通過表中數(shù)據(jù)計算： CL-X除雜率達(dá)到30%， 棉結(jié)增長率為30.5%，短絨增長率為-5%。從三項數(shù)據(jù)看出CL-X具有非常高的清潔效率和保護纖維能力。用戶生產(chǎn)的Ne30普梳賽絡(luò)紡紗，成紗質(zhì)量如下：

紗支 成紗條干CVm（%）-40%細(xì)節(jié)（個/km）-50%細(xì)節(jié)（個/km）+35%粗節(jié)（個/km）+50%粗節(jié)（個/km）+200%棉結(jié)（個/km）Ne32普梳賽絡(luò)紡 12.93 74 1 454 52 87

通過與Uster 2018指標(biāo)相比較，指標(biāo)基本在5%水平以內(nèi)。

5 結(jié)語

CL-X是一款非常適合新疆機采棉的預(yù)清棉機。長達(dá)2.6米的清潔區(qū)域長度，棉束在漸進(jìn)開松過程中被清潔多達(dá)14次，相比傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機，清潔效率大幅度提升。采用圓棒打手設(shè)計，對纖維作用更加柔和，變頻控制打手速度，在高效清潔同時能很好保護纖維，可以做到短絨不增長。實時的視覺監(jiān)控功能為機器智能化提供保證，可節(jié)約0.4%用棉。更高的機器產(chǎn)量和特有的特呂茨施勒變頻控制技術(shù)，相比傳統(tǒng)的雙軸流預(yù)清棉機，CL-X可大幅度降低能耗。特呂茨施勒建立了智能化預(yù)清棉機的標(biāo)準(zhǔn)。