新型籽棉加工生產(chǎn)線的設(shè)計原理

■ 林 義 陳東勝

〔奎屯銀力棉油機械有限公司，新疆奎屯833200〕

中國是世界上最大的棉花生產(chǎn)國，原棉消費居世界第一，棉花作為戰(zhàn)略物資是我國重要的農(nóng)作物之一，關(guān)系著我國的國計民生。新疆是我國最大的棉花產(chǎn)區(qū)，棉花對新疆經(jīng)濟的發(fā)展有著舉足輕重的作用。

現(xiàn)階段，新疆的棉花以含雜率較高的機采棉為主，棉花加工企業(yè)采用籽棉烘干燃煤熱風爐技術(shù)對棉花的水分進行控制，也有部分企業(yè)對籽棉或皮棉進行加濕。為此，控制棉花中的水分和含雜率，提高生產(chǎn)加工效率，減少企業(yè)人工成本，提升軋花產(chǎn)能和質(zhì)量，是新型籽棉加工生產(chǎn)線的主要研究方向。

一、現(xiàn)階段籽棉加工現(xiàn)狀

籽棉是棉農(nóng)通過手摘或機采下來的棉花，即具有棉籽的棉花，籽棉經(jīng)過加工去掉棉籽后得到的棉花叫皮棉，皮棉也就是紡織企業(yè)所使用的原料——原棉。在進行籽棉加工時，需要在盡量不損傷棉纖維及棉籽的情況下進行開松，若籽棉回潮率過低會導(dǎo)致棉纖維的強度降低，加工過程中可能會使棉纖維折斷，棉籽表面脆性增大導(dǎo)致棉籽易損傷破裂；若籽棉回潮率過高，棉纖維在儲存中容易發(fā)霉變色，棉纖維的基部與棉籽連接力很大，棉籽表皮又非常柔軟，容易在分離棉纖維與棉籽時撕下籽皮導(dǎo)致纖維籽屑雜質(zhì)，增大后續(xù)的雜質(zhì)清理難度，所以在籽棉加工生產(chǎn)過程中，籽棉及皮棉的回潮率非常重要。

目前，在籽棉的加工生產(chǎn)過程中，工人先通過儀器檢驗與感官檢驗結(jié)合的方式來判斷籽棉的回潮率情況。若籽棉回潮率過大，工人對籽棉進行一次烘干后再進行一次清理；若籽棉回潮率符合要求，工人就直接對籽棉進行一次清理。一次清理后的籽棉需要再次進行籽棉的回潮率情況判斷，若籽棉回潮率過大，工人需對籽棉進行二次烘干后再進行二次清理；若籽棉回潮率符合要求，工人則直接進行二次清理。完成二次清理后，工人再次檢測籽棉回潮率，若籽棉回潮率過低，則使用籽棉加濕機給籽棉加濕，將加濕后的籽棉通過軋花機處理得到皮棉，最后將得到的皮棉經(jīng)過皮棉清理機、總集棉機、皮棉滑道和打包機完成加工。

二、現(xiàn)階段籽棉加工存在的問題

現(xiàn)在的籽棉大多數(shù)是通過采棉機采收，籽棉中含雜率很高，為了高效清除雜質(zhì)，籽棉中的回潮率必須較低，需要先對籽棉進行烘干處理，而過于干燥的棉花在加工過程中容易造成纖維斷裂，因此必要時還要進行加濕處理。在籽棉或皮棉的烘干和加濕過程中，僅憑人工檢測棉花回潮率情況，主觀性較大，回潮率判斷不準確，而且烘干和加濕的量和均勻程度都不好控制；烘干加濕處理后，工人若沒有及時檢測就進行下一步處理，籽棉或皮棉內(nèi)部產(chǎn)生變化，會影響加工后的皮棉品質(zhì)。

三、新型籽棉加工生產(chǎn)線的設(shè)計原理

新型籽棉加工生產(chǎn)線設(shè)計的目的是對加工過程中的籽棉和皮棉回潮率及含雜情況進行準確檢測和控制。

新型籽棉加工生產(chǎn)線包括檢測系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和處理系統(tǒng)。檢測系統(tǒng)檢測籽棉的回潮率并發(fā)送至處理系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)包括多個回潮率傳感模塊，回潮率傳感模塊可用現(xiàn)有的HIH-4010系列的傳感模塊，回潮率傳感模塊均勻分布在籽棉下方，回潮率傳感模塊用于檢測籽棉的回潮率并傳送至處理系統(tǒng)，檢測系統(tǒng)通過回潮率傳感模塊檢測皮棉的回潮率并發(fā)送至處理系統(tǒng)，處理系統(tǒng)可用現(xiàn)有TMS320F28335 PGFA LQFP176處理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)運算處理。

在新型籽棉加工生產(chǎn)中，檢測系統(tǒng)實時檢測籽棉加工過程中的回潮率和含雜率并將數(shù)據(jù)發(fā)送至處理系統(tǒng)；當籽棉的回潮率小于第一回潮率閾值且含雜率小于第一雜質(zhì)閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送輸棉信號，控制系統(tǒng)控制第一多向閘門打開喂花機至籽棉儲棉箱的通道進行輸棉；當原棉的回潮率小于第一回潮率閾值且含雜率大于第一雜質(zhì)閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送單清理信號，控制系統(tǒng)控制第一多向閘門打開喂花機至第一籽棉清理機的通道進行一次清理；當原棉的回潮率大于第一回潮率閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送單烘干信號，控制系統(tǒng)控制第一多向閘門打開喂花機至第一籽棉烘干機的通道進行一次烘干；當經(jīng)過一次烘干后的籽棉含雜率大于第一雜質(zhì)閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送一次清理信號，控制系統(tǒng)控制第二多向閘門打開第一籽棉烘干機至第一籽棉清理機的通道進行一次清理。按照同樣的原理可進行二次烘干和二次清理。

當籽棉經(jīng)過二次清理后，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送放置信號，控制系統(tǒng)控制第四多向閘門打開第二籽棉清理機至籽棉儲棉箱的通道進行存放；當籽棉儲棉箱中籽棉的回潮率小于第二回潮率閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送加濕信號，控制系統(tǒng)控制籽棉加濕機對籽棉進行加濕；當籽棉儲棉箱中籽棉的回潮率大于或等于第二回潮率閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送軋花信號，控制系統(tǒng)控制第一單向閘門打開籽棉儲棉箱至軋花機的通道，控制系統(tǒng)控制軋花機對籽棉進行脫籽處理；當軋花機對籽棉脫籽處理后，控制系統(tǒng)控制第二單向閘門打開軋花機至氣流皮棉清理機的通道進行皮棉的氣流清理；當經(jīng)過氣流清理后皮棉的含雜率小于第二雜質(zhì)閾值且回潮率等于第三回潮率閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送集中信號，控制系統(tǒng)控制第六多向閘門打開氣流皮棉清理機至總集棉機的通道進行輸棉；當經(jīng)過鋸齒清理后皮棉的回潮率小于第三回潮率閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送加濕信號，控制系統(tǒng)控制第七多向閘門打開鋸齒皮棉清理機至第一皮棉加濕機的通道進行一次加濕；當經(jīng)過氣流清理后皮棉的含雜率大于第二雜質(zhì)閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送皮棉清理信號，控制系統(tǒng)控制第六多向閘門打開氣流皮棉清理機至鋸齒皮棉清理機的通道進行皮棉的鋸齒清理；當經(jīng)過氣流清理后皮棉的含雜率小于第二雜質(zhì)閾值且回潮率小于第三回潮率閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送回潮率信號，控制系統(tǒng)控制第六多向閘門打開氣流皮棉清理機至第一皮棉加濕機的通道進行一次加濕；當皮棉經(jīng)過一次加濕后，控制系統(tǒng)控制第八多向閘門打開第一皮棉加濕機至總集棉機的通道進行輸棉，控制系統(tǒng)控制第三單向閘門打開總集棉機至皮棉滑道的通道；當皮棉滑道內(nèi)皮棉的回潮率小于第四回潮率閾值時，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送二次加濕信號，控制系統(tǒng)控制第二皮棉加濕機對皮棉進行二次加濕，控制系統(tǒng)在皮棉完成二次加濕后控制打包機對皮棉進行打包。

四、新型籽棉加工生產(chǎn)線的應(yīng)用

新型籽棉加工生產(chǎn)線如圖1所示，喂花機通過第一多向閘門連通第一籽棉烘干機和籽棉儲棉箱，第一籽棉烘干機通過第二多向閘門連通第一籽棉清理機，第一多向閘門與第二多向閘門間連接有通道，第一籽棉清理機通過第三多向閘門連通第二籽棉烘干機，第三多向閘門與第二多向閘門間通過通道連通，第二籽棉烘干機通過第四多向閘門連通第二籽棉清理機，第一籽棉清理機和第二籽棉清理機使用現(xiàn)有的復(fù)式清理機，第四多向閘門與第三多向閘門間連接有通道，第二籽棉清理機通過第五多向閘門連通籽棉儲棉箱，籽棉儲棉箱通過第一單向閘門連通軋花機，軋花機可用現(xiàn)有的復(fù)式鋸齒軋花機，籽棉儲棉箱與籽棉加濕機連通，軋花機通過第二單向閘門連通有氣流皮棉清理機，氣流皮棉清理機通過第六多向閘門連通有鋸齒皮棉清理機，鋸齒皮棉清理機可用現(xiàn)有的MQP鋸齒式皮棉清理機，鋸齒皮棉清理機通過第七多向閘門連通第一皮棉加濕機，第一皮棉加濕機通過第八多向閘門連通總集棉機，總集棉機可用現(xiàn)有的MZL-180型總集棉機，總集棉機通過第三單向閘門連通皮棉滑道，皮棉滑道上連通有第一皮棉加濕機，皮棉滑道的出口處連接有打包機，以上各個加工機構(gòu)間通過相應(yīng)的傳送通道進行連通，各個閘門分別安裝在相應(yīng)機器間的傳送通道上，傳送通道中安裝傳送部件，傳送部件通過機械運動進行工作。

圖1 新型籽棉加工生產(chǎn)線示意圖

五、結(jié)論

新型籽棉加工生產(chǎn)線的研究和使用，大幅度提高了棉花加工生產(chǎn)效率以及軋花質(zhì)量，在一定程度上為企業(yè)減少了人力成本，加快了棉花加工機械自動化的進程。新型籽棉加工生產(chǎn)線的設(shè)計對新疆棉花的加工更具有針對性，可提升新疆棉花加工的產(chǎn)質(zhì)量，推動新疆棉花產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。