Очистка исходной волокнистой массы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

1. Проектирование ставки кип и процесса рыхления рыхлителями типа UNIfloc, BLENDOMAT модели BDT 019

2. Эффективность очистки волокон

3. Проектирование процесса с учетом качества волокнистой массы и особенностей конструкции очистительных машин

1. Проектирование ставки кип и процесса рыхления рыхлителями типа UNIfloc, BLENDOMAT модели BDT 019

Приготовление смесей с оптимальным составом волокон является важнейшим условием получения высококачественной, конкурентоспособной пряжи при стабильном технологическом процессе прядильного производства. Проектирование состава смеси должно вестись с учетом возможности его практической реализации. Поэтому анализ вариантов рецепта смесей с прогнозированием разрывной нагрузки и других свойств пряжи должен проводиться с учетом возможного общего числа кип в ставке, которое зависит от ряда условий: а) длины кипного рыхлителя; б) плана расстановки кип на одной стороне ставки; в) последовательности отбора волокон разных кип в цикле работы узла отбора (односторонний или двусторонний отбор, с холостым рабочим ходом или без него и т.д.); г) числа групп кип в ставке; д) числа сортировок, для которых разрыхляются в цикле работы кипы ставки и др.

На рис. 1.1 приведены варианты расстановки кип на одной стороне ставки вдоль рельсового пути рыхлителей.

Примем обозначения:

L - длина автоматического рыхлителя кип, м;

L1 - длина зоны размещения кип стороны ставки. м;

d1 - число групп кип, различающихся по высоте на одной стороне ставки, разрыхляемых без предварительного переключения на принимающую волокно машину (смеситель);

d2 - число групп кип, разрыхляемых после предварительного переключения потока волокон на технологическую линию для соответствующей сортировки;

LИ1 - расстояние между группами кип одной сортировки, LИ1 = 1,5-2,5 м;

LИ2 - расстояние между группами кип разных сортировок; LИ2 = 2-3 м;

В6 - ширина захвата, рабочая ширина рыхлительного барабанчика, м;

В - ширина односторонней ставки кип, м. На рис. 1.1 показаны варианты плана размещения кип ставки стороны при условии, что В В6;

- число рыхлительных барабанов, разрыхляющих кипы при каждом рабочем ходе; у машин UNIfloc = 1, у машин BLENDOMAT = 2;

Z6 - число зубьев, колков на рыхлительном барабане; у машин UNIfloc Z6 = 232, у машин BLENDOMAT Z6 = 112;

n6 - частота вращения рыхлительного барабана, мин-1;

Vр - скорость движения узла рыхления при рабочем ходе, м/мин;

Vх - скорость движения узла рыхления при холостом ходе, м/мин;

р - число рабочих ходов узла рыхления в цикле движения на одной стороне ставки; р = 1; 2;

С - число сторон ставки кип, разрабатываемых в одном цикле работы узла рыхления; С = 1; 2;

tрев - продолжительность реверсирования в конце движения узла рыхления в каждом направлении, мин;

tпов - продолжительность поворота узла рыхления на 1800, мин;

кип рыхление пряжа волокно



Рис. 1.1 - Варианты плана расстановки кип односторонней ставки

А1, А2, А3, А4 - варианты числа рабочих ходов узла рыхления в цикле его движения: А1 - рыхление кип одной стороны ставки при рабочем ходе в одном направлении движения и холостом ходе - в обратном; р = 1; А2 - рыхление кип одной стороны ставки при рабочих ходах в обоих направлениях движения; р = 2; А3 - рыхление кип обеих сторон ставки (BLENDOMAT BDT 019) при рабочем ходе в одном для каждой стороны направлении движения с автоматическим поворотом на другую сторону в конце каждого рабочего хода (полуцикла); р = 1; А4 - рыхление кип обеих сторон ставки (BLENDOMAT BDT 019) при рабочих ходах на каждой стороне в двух направлениях с поворотом узла рыхления на 1800 в конце каждого полуцикла движения; р = 2;

j - индекс параметров, относящихся к j-й сортировке; j = 1, 2, … R;

ij - индекс параметров, относящихся к i-му компоненту j-й сортировки; i j; I = 1, 2, …N;

аij и bij - соответственно длина и ширина кипы i-го компонента j-й сортировки, м;

hij - высота распакованной кипы i-го компонента j-й сортировки, м;

уij - глубина захвата рыхлительным барабаном в кипе i-го компонента j-й сортировки при каждом рабочем ходе, м/раб. ход;

Gij - средняя масса кипы i-го компонента j-й сортировки, кг;

ij - доля массы волокон j-й сортировки в массе Q волокон ставки;

d - число групп кип одинаковой высоты на одной стороне ставки;

U - число циклов движения узла рыхления для расходования кип ставки.

Расчетные формулы

Максимальное число кип, размещаемых:

на одной стороне ставки (Кл - левой или Кп - правой):

(1.1)

на обеих сторонах ставки:



(1.2)

Средняя масса одной кипы j-й сортировки в ставке, кг:

(1.3)

Максимальное число кип j-й сортировки в ставке при рыхлении правой или левой сторон ставки:

(1.4)

Планируемое число кип двусторонней ставки RЛ сортировок левой ставки и RП сортировок правой ставки:

(1.5)

Планируемое число кип i-го компонента j-й сортировки ставки:



(1.6)

Масса волокон i-го компонента j-й сортировки в соответствии с массой кип Gij и числом их Кij, кг:

(1.7)

Масса волокон кип j-й сортировки в ставке, кг:

(1.8)

Масса волокон ставки, содержащей кипы R сортировок, кг:

(1.9)

Доля ij массы кип i-го компонента в массе кип j-й сортировки в соответствии с массой Gij и числом их Кij кип компонентов:

(1.10)

Доля j массы кип j-й сортировки в массе кип ставки в соответствии с массой Gij и числом Кij кип компонентов сортировки в ставке:

(1.11)

(1.12)

Продолжительность одного перемещения узла рыхления в одном направлении на одной стороне ставки, мин:

при рабочем ходе с рыхлением кип:

(1.13)

при холостом ходе после реверсирования:

(1.14)

Продолжительность цикла движения узла рыхления при разной последовательности отбора волокон из кип, мин:

по варианту А1 при С = 1; р = 1; tпов = 0; tрев 0:

(1.15)

по варианту А2 при С = 1; р = 2; tх = tпов = 0; tрев 0:

(1.16)



по варианту А3 при С = 2; р = 1; tх = tрев = 0; tпов 0:

(1.17)

по варианту А4 при С = 2; р = 2; tх = 0; tрев 0; tпов 0:

(1.18)

Машинное время расходования кип ставки, мин:

(1.19)

(1.20)

Продолжительность отбора волокон от одной кипы i-го компонента при одном рабочем ходе узла рыхления, мин, при положении кипы относительно ходовых рельсов:

поперечном:

(1.21)

продольном:

(1.22)



Теоретическая производительность рыхлителя, кг/ч:

(1.23)

(1.24)

Теоретическая производительность рыхлителя по разрыхленной массе из кип 1-й и 2-й сортировок, размещенных соответственно на левой и правой сторонах ставки, при условии последовательной обработки и одинаковой продолжительности расходования всех кип ставки, кг/ч:

(1.25)

или

(1.26)

Число циклов движения узла рыхления за время расходования кип ставки:

(1.27)

(1.28)



и для кип всех групп высоты в ставке:

(1.29)

Скорость перемещения узла рыхления при последовательности отбора волокон из кип, м/мин:

по варианту А1:

(1.30)

по варианту А2:

(1.31)

по варианту А3:

(1.32)

по варианту А4:



(1.33)

Глубина захвата рыхлительным барабаном в кие i-го компонента j-й сортировки при каждом рабочем ходе узла рыхления, м/раб. ход:

(1.34)

или

(1.35)

или при режимах работы:

по варианту А1:

(1.36)

по варианту А2:

(1.37)



по варианту А3:

(1.38)

по варианту А4:

(1.39)

Средняя плотность распакованной кипы i-го компонента, кг/м3:

(1.40)

Масса волокон i-го компонента j-й сортировки, отбираемая от одной кипы узлом рыхления при каждом рабочем ходе, кг/раб.ход:

(1.41)

или

(1.42)

или



(1.43)

или

(1.44)

или

(1.45)

Интенсивность воздействия рыхлительного барабана на волокнистую массу кип ставки:

число ножей барабана, воздействующих на 1 г волокнистой массы j-й сортировки, нож/г:

(1.46)

средняя масса комплекса волокон j-й сортировки, приходящаяся на один нож рыхлительного барабана, г/нож:

(1.47)

среднее число волокон j-й сортировки, отбираемых за один рабочий ход, приходящееся на один нож рыхлительного барабана, вол./нож:



(1.48)

Пример 1. Рассчитать параметры формирования ставки и процесса переработки кип для рыхлителя UNIfloc A 1/2-2080.

Исходные данные: длина машины L = 39 мм; длина зоны размещения кип L1 = 34,8 мм; рабочая ширина рыхлительного барабана Вб = 2,3 м; число зубьев (колков) на рыхлительном барабане Zб = 232; частота вращения рыхлительного барабана nб = 1500 мин-1; число рыхлительных барабанов, разрыхляющих кипы при каждом рабочем ходе k = 1; обработка кип односторонняя при движении узла рыхления в обоих направлениях, т.е. с числом рабочих ходов на одной стороне ставки в цикле p = 2; скорость перемещения узла рыхления при рабочем ходе Vр = 7,2 м/мин; продолжительность реверса (выстоя в конце пути каждого направления) tрев = 0,5 мин; теоретическая производительность рыхлителя Пт = 800 кг/ч; число сортировок (смесей), подготавливаемых рыхлителем R = 1; компоненты и их кипы для ставки приведены в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Компоненты	Массовая доля в сортировке по рецепту	Распакованная кипа
		длина j, м	ширина bj, м	высота hj, м	масса Gj, кг
Хлопок 5-I Хлопок 5-II Хлопок 6-I	0,60 0,30 0,10	1,3 1,3 1,3	0,6 0,6 0,6	1,5 1,3 1,5	210 190 240

Число групп кип на одной стороне ставки d1 = 2: в пределах каждой группы часть кип (1/3) устанавливают в одну продольную линию, а остальную часть (2/3) - поперек рельсов (на рис. 1.1 вариант с шириной ставки В5 = а+b); максимальная ширина ставки кип (вариант расстановки В5) В5 = 1,9 м; интервал между группами кип ставки Lи1 = 2,5 м; средневзвешенная длина волокон смеси ; средневзвешенная линейная плотность волокон смеси ТВ = 0,17 текс.

Расчет. При R = 1, масса Q кип ставки и масса Qj кип сортировки равны, т.е. Q = Qj.

Максимальное число кип, размещаемых на одной стороне ставки, вычисляется по формуле (1.1):

кип

Средняя масса одной кипы в ставке по формуле (1.3):

кг.

Планируемое число кип i-го компонента в ставке по формуле (1.6):

кипы;

кип;

кип;

Масса волокон кип i-го компонента в ставке по формуле (1.7):

Q1 = 210 46 = 9660 кг; Q2 = 190 25 = 4750 кг;

Q3 = 240 7 = 1680 кг.

Масса кип ставки по формуле (1.8):

Q = 9660+4750+1680=16090 кг.

Доля массы кип i-го компонента в сортировках в соответствии с массой Gi кип и фактическим числом Кi кип в сортировке по формуле (1.10):

; ; .

Продолжительность одного перемещения узла рыхления в одном направлении на одной стороне по формуле (1.13):

tР = 34,8/7,2 = 4,83 мин = 0,08 ч.

Продолжительность цикла движения узла рыхления (вариант последовательности А3) по формуле (1.16):

tц = 2(4,83+0,5) = 10,67 мин = 0,178 ч.

Машинное время расходования кип ставки по формуле (1.19):

Продолжительность отбора волокон при каждом рабочем ходе узла рыхления из одной кипы, расположенной:

поперек ходовых рельсов по формуле (1.21):

tК = 0,6/7,2 = 0,0833 мин = 1,388 10-3 ч.

вдоль рельсов по формуле (1.22):

tК = 1,3/7,2 = 0,18 мин = 3 10-3 ч.

Число циклов движения узла рыхления за время расходования кип ставки:

по формуле (1.27):

U = 20,11/0,178 = 113 циклов;

по формуле (1.28):

Глубина захвата рыхлительным барабаном из кип в каждом рабочем ходе по формуле (1.34):

в группе кип первого и третьего компонентов высотой h=1,5 м:

м/раб. ход;

в группе кип второго компонентов высотой h=1,3 м:

м/раб. ход;

Плотность распакованных кип по формуле (1.40), кг/м3:

кип первого компонента:

;

кип второго компонента:

;

кип третьего компонента:

;

Масса волокон i-го компонента, извлекаемых из одной кипы за один рабочий ход узла рыхления, по формуле (1.42), кг/рабочий ход:

первого компонента:

q1 = 210 0,178/(20,11 2) = 0,93;

второго компонента:

q2 = 190 0,178/(20,11 2) = 0,84;

третьего компонента:

q3 = 240 0,178/(20,11 2) = 1,062.

Число ножей барабана, воздействующих на 1 г волокнистой массы, по формуле (1.46):

нож/г.

Средняя масса комплекса волокон, приходящаяся на один нож барабана, по формуле (1.47):

g = 1/26,1 = 0,038 г/нож.

Среднее число отбираемых волокон, приходящихся на один нож барабана, по формуле (1.48)

волокон/нож.

Пример 2. Рассчитать параметры формирования ставки и процесса переработки кип для рыхлителя BLENDOMAT BDT 019.

Исходные данные: длина машины L = 50,27 м; длина зоны размещения кип L1 = 45,41 м; рабочая ширина рыхлительного барабана Вб = 1,6 м; число зубьев (колков) на рыхлительном барабане Zб = 112; частота вращения рыхлительного барабана nб = 1500 мин-1; число рыхлительных барабанов, разрыхляющих кипы при каждом рабочем ходе = 2.

Рыхлитель в каждом цикле рыхлит кипы для двух сортировок: кипы хлопка сортировки j = 1, установленные на левой стороне ставки, и кипы хлопка и кипы лавсана сортировки j = 2, установленные на правой стороне ставки.

Узел рыхления движется по варианту А3 в одном для каждой стороны ставки направлении с поворотом дважды на 1800 в конце каждого рабочего хода, т.е. число рабочих ходов в цикле на одной стороне ставки р =1; скорость перемещения узла рыхления Vр = 10 м/мин; продолжительность поворота узла рыхления после каждого рабочего хода tпов = 0,5 мин, продолжительность реверсирования tрев = 0,5 мин; теоретическая производительность рыхлителя по суммарной массе волокон обеих сортировок ПТ = 1100 кг/ч; число групп кип соответствующей высоты: в левой стороне ставки хлопковой сортировки j = 1, dj=1 = 3, в правой стороне ставки j = 2, dj=2 = 2; интервал между группами кип ставки LИ1 = 1,5 и LИ2 = 2 м; компоненты и их кипы для обеих сортировок приведены в таблице 1.2.

Таблица 1.2

Сортировка	Компоненты	Массовая доля в сортировке по рецепту	Распакованная кипа
			длина j, м	ширина bj, м	высота hj, м	масса Gj, кг
j = 1	Хлопок 5-I Хлопок 5-II Хлопок 6-I	0,45 0,40 0,15	1,05 1,05 1,05	0,50 0,50 0,50	1,4 1,7 1,1	250 240 220
j = 2	Хлопок 4-II Лавсан	0,30 0,70	1,05 1,05	0,50 0,50	1,7 1,4	240 180



В каждой группе часть кип (1/3) устанавливают вдоль рельсов, а остальные - поперек рельсов с шириной ставки (рис. 1.1) В5 = а + b; ширина ставки кип В5 = 1,55 м; средневзвешенная длина волокон и линейная плотность волокон: в сортировке j = 1: l = 30 мм, ТВ = 0,17 текс, в сортировке j = 2: l = 33 мм, ТВ = 0,17 текс.

Расчет. Максимальное число кип вычисляется по формуле (1.1) при максимальной ширине ставки В5 = а + b = 1,05+0,50=1,55 м:

на левой стороне при трех группах кип сортировки 1 хлопка при LИ1 = 1,5 м:

кипы

принимаем Кj=1 = 120 кип;

на правой стороне при двух группах кип хлопка и лавсана сортировки 2 при LИ2 = 2 м:

кипы

принимаем Кj=2 = 124 кип.

Средняя масса одной кипы j-й сортировки в ставке по формуле (1.3):

в сортировке 1:

кг

в сортировке 2:

кг

Планируемое число кип i-го компонента j-й сортировки соответствующей стороны вычисляется по формуле (1.6:)

сортировки 1:

кипы

кип

кип

сортировки 2:

кип

кипы.

Масса Qij волокон кип i-го компонента j-й сортировки в ставке в соответствии с массой кип Gij и числом их Кij, принятым к установке, по формуле (1.7), кг:

сортировки 1:

;;;

сортировки 2:

;;

Масса Qj кип j-й сортировки в ставке по формуле (1.8):

сортировки 1:

кг;

сортировки 2:

кг.

Доля ij массы кип i-го компонента в массе кип j-й сортировки в соответствии с массой Gij кип и фактическим числом Кij кип компонентов в сортировке по формуле (1.10):

;;

;;;

Доля j массы кип j-й сортировки в массе кип ставки в соответствии с массой Gij и числом Кij кип компонентов сортировки и ставки по формуле (1.11):

сортировки 1:

сортировки 2 из условия комплектности ставки кип:

Ставку сортировки j = 1 составляют из трех групп кип, подобранных по одинаковой высоте:

1-я группа - 52 кипы высотой 1,4 м компонента i = 1;

2-я группа - 48 кип высотой 1,7 м компонента i = 2;

3-я группа - 20 кип высотой 1,1 м компонента i = 3/

Ставку сортировки j = 2 составляют из двух групп кип:

1-я группа - 30 кип высотой 1,7 м компонента i = 1;

2-я группа - 94 кипы высотой 1,4 м компонента i = 2.

Продолжительность одного перемещения узла рыхления в одном направлении на расстояние L1 = 45,41 м при рабочем ходе по формуле (1.13):

tР = 45,41/10=4,541 мин.

Продолжительность цикла движения узла рыхления (вариант последовательности А3) по формуле (1.17):

tц = 2(4,541+0,5) = 10,082 мин.

Машинное время одновременного расходования кип обеих сторон ставки по формуле (1.19:)

Продолжительность отбора волокон при каждом рабочем ходе узла рыхления из кипы:

установленной поперек рельсового пути по формуле (1.21):

из кипы хлопка:

tК = 0,5/10 = 0,05 мин;

из кипы лавсана

tК = 0,7/10 = 0,07 мин;

установленной вдоль рельсового пути по формуле (1.22):

из кипы хлопка:

tК = 1,05/10 = 0,105 мин;

из кипы лавсана:

tК = 1,2/10 = 0,12 мин.

Теоретическая производительность рыхлителя по массе волокон, отбираемых от кип каждой сортировки в двусторонней ставке при условии одинаковой продолжительности расходования всех кип ставки, по формуле (1.25):

для сортировки 1:

П1 = 1100 28920/(28920+24120)600 кг/ч;

для сортировки 2:

П21 = 1100 24120/(28920+24120)500 кг/ч;

Число циклов движения узла рыхления за время расходования кип ставки по формуле (1.27):

циклов.

Масса волокон i-го компонента j-й сортировки, отбираемая от одной кипы узлом рыхления при каждом рабочем ходе по формуле (1.43), кг/раб. ход:

для первой сортировки:

;;

;

для второй сортировки:

;;

Число ножей барабана, воздействующих на 1 г волокнистой массы сортировки, по формуле (1.46):

для первой сортировки:

для второй сортировки:

Средняя масса комплекса волокон, приходящаяся на один нож барабана рыхлителя, по формуле (1.47):

по сортировке 1:

gj=1 = 1/33.6 = 0.03 г/нож;

по сортировке 2:

gj=2 = 1/40,28 = 0.025 г/нож;

На рис. 1.2 показан вариант плана двустороннего размещения ставки кип.

Пример 3. Рассчитать необходимую скорость рабочего хода узла рыхления программируемого рыхлителя BLENDOMAT BDT 019 для условной работы: теоретическая производительность рыхлителя Пт = 600 кг/ч; длина машины L = 40,37 м; длина зоны одностороннего размещения кип L1 = 35,51 м; в цикле реверсивного движения узла рыхления совершается один рабочий ход с отбором волокон из кип с искомой скоростью Vр и холостой ход со скоростью Vх = 30 м/мин; длина кипы а = 1,05 м; ширина кипы b = 0,5 м; сортировка составлена из трех компонентов, доли которых 1 = 0,5; 2 = 0,3 и 3 = 0,2, а средняя масса кип компонентов G1 = 240 кг, G2 = 220 кг и G3 = 180 кг; кипы установлены тремя группами (d = 3) с интервалом LП = 1,5 м; ширина ставки кип В = 2,1 м; глубина захвата при рабочем ходе у = 2,5 мм из кип высотой h = 1,4 м, продолжительность реверсирования узла рыхления tрев = 0,5 мин.

Расчет. Общее число кип, размещаемых на одной стороне, вычисляется по формуле (1.1):

кип.

Число кип i-го компонента по формуле (1.4):

кип;

кип; кипы;

Масса волокон ставки по формуле (1.9):

Q=240 60+220 38+180 32=28520 кг.

Продолжительность расходования волокон ставки по формуле (1.19):

.

Число циклов движения узла рыхления за время расходования кип ставки по формуле (1.29):

Необходимая скорость рабочего хода узла рыхления по формуле (5.30):

м/мин.

Представленная выше методика расчетов может быть использована для вычисления и оптимизации параметров процесса рыхления кипными рыхлителями при различных вариантах организации работы рыхлителей в конкретных условиях производства.

2. Эффективность очистки волокон

Хорошее качество пряжи и экономичный, стабильный технологический процесс в прядильном производстве могут быть получены при использовании систем прядения, обеспечивающих требуемый эффект очистки волокон исходной смеси от пороков волокон и сорных примесей.

Обозначим:

Q0 - масса волокнистой смеси, вошедшая в первую машину в группе последовательных машин;

Qi - масса волокнистой смеси, выходящая из i-й последовательной машины;

Уi, и уi - количество отходов, выделяемых на i-й машине, в процентах соответственно от исходной массы Q0, поданной в первую машину, и массы Qi-1 смеси, поданной в i-ю машину;

j - выход волокнистой смеси из последней, N-й машины, в процентах от массы Q0 исходной смеси и обусловленный только отходами, связанными с очисткой смеси;

З0 - массовая доля сора и жестких примесей в массе Q0 исходной смеси, %;

Зi - массовая доля сора и жестких примесей в массе Qi смеси, выходящей из i-й последовательной машины, %;

qi - масса отходов на i-й машине, обусловленная процессом очистки; рi - массовая доля сорных примесе5й в массе отходов, выделяемых на i-й машине, %;

N - число последовательных машин, очищающих смесь волокон в технологическом процессе.

Выход отходов на i-й последовательной машине, %:

из массы Q0 исходной смеси:



(2.1)

из волокнистой массы Qi-1, поданной в i-ю последовательную машину:

(2.2)

Суммарный выход отходов в процентах от массы Q0 исходной смеси при обработке на N последовательных машинах:

(2.3)

или

(2.4)

при соотношениях:

(2.5)

Выход волокнистой массы из исходной смеси после обработки на N последовательных машинах, %:

(2.6)

(2.7)



Масса волокнистой смеси, выходящая из N-й последовательной машины:

(2.8)

Масса сора и жестких примесей в отходах на i-й машине:

(2.9)

Масса сора и жестких примесей, выделенных в отходы на N последовательных машинах:

(2.10)

Эффективность очистки волокнистой массы i-й машиной по сравнению с содержанием пороков и сора, %:

в исходной смеси:

(2.11)

в смеси, поступающей в i-ю машину:

(2.12)

Взаимосвязь эффектов очистки Эi и I i-й машиной:



(2.13)

(2.14)

(2.15)

Общая эффективность очистки N последовательными машинами:

(2.16)

(2.17)

(2.18)

(2.19)

(2.20)

Массовый процент сора и жестких примесей, остающихся в волокнистой массе, выходящей из N-й последовательной машины в процентах от массы этого продукта, т.е. засоренность выходящего продукта, %:

(2.21)

или (2.22)

(2.23)

(2.24)



Располагая данными о предельно допустимой величине массового процента сора и жестких примесей в получаемом полуфабрикате, продукте, рассчитывают необходимую общую эффективность очистки, %:

(2.25)

где Зн - нормируемая предельно допустимая величина массового процента сора и жестких примесей в получаемом продукте [1, c. 228, 288, 363], [2, c. 70, 87, 175, 319], [3, c. 149, 181, 184, 189, 200], [4, c. 95, 129, 136, 171, 354, 399, 423], [5, c. 28, 49].

Зная возможную эффективность очистки при данной технологии, можно рассчитать предельно допустимый массовый процент сора и жестких примесей в планируемой к переработке исходной волокнистой смеси по формуле, %:

(2.26)

На рис. 2.1 показан график зависимости общего эффекта очистки от относительных эффектов очистки смеси разрыхлительно-очистительным агрегатом а, чесальными машинами Ч и узлом сороочистки пневмомеханической прядильной машины П: 1 - при Ч = 90%, П = 70%; 2 - при Ч = 80%, П = 70%; 3 - при Ч = 90%, П = 0%; 4 - при Ч = 80%, П = 0%.

На рис. 2.2 показана зависимость предельно допустимой засоренности исходной смеси З0 от возможной эффективности ее очистки: 1 - при ЗН = 20; 2 - при ЗН = 10; 3 - при ЗН = 5.

Показанные выше соотношения позволяют проектировать необходимое число n последовательных машин в технологии прядения для обеспечения требуемого эффекта очистки.

Если в технологическом процессе использовано несколько последовательных зон (машин) очистки и при этом эффективность очистки исходной смеси i-й последовательной машиной Эi меньше, чем эффективность очистки Эi-1 предыдущей машиной так, что:

(2.27)

то для обеспечения требуемой общей эффективности очистки ЭН необходимо выполнение условия:

Рис. 2.1 - Зависимость общего эффекта очистки от относительных эффектов очистки машинами РОА - а, чесальными - Ч и узлом сороудаления прядильных машин - П



(2.28)

Сумма в скобках представляет убывающую геометрическую прогрессию со знаменателем q и поэтому:

Отсюда находим необходимое число N последовательных машин для обеспечения общего эффекта очистки ЭН:

(2.29)

при q = 1 Э1 = Э2 = ЭN и поэтому, N = ЭН/Э1, где требуемый эффект очистки ЭН вычисляют по формуле (2.25).

Рассчитанное число машин, очищающих волокно, служит основанием для выбора в системе прядения моделей машин и их числа в составе поточной линии «кипа-лента», а также последующих гребнечесальных либо пневмомеханических прядильных машин с узлом очистки.



Рис. 2.2 - Зависимость допустимой засоренности исходной смеси ЗО.ДОП от возможной эффективности очистки Э в прядильном производстве



3. Проектирование процесса с учетом качества волокнистой массы и особенностей конструкции очистительных машин

Критерии, по которым осуществляют выбор состав очистительных машин в поточной линии, определяются типом хлопкового волокна, способом сбора и отделения волокна от семян, а также разрыхленностью волокнистой массы и характером вредного воздействия на волокнистый материал (зажгученность, укорочение волокон). Отделение сорных и жестких примесей является важнейшей задачей и, следовательно, одним из важных критериев оценки работы поточных линий.

Для расчета ожидаемого эффекта очистки хлопкового волокна очистительными машинами, входящими в состав проектируемой поточной линии, специалисты фирмы «Trutzschler» предложили использовать следующую формулу:

(3.1)

Где Rg - расчетный ожидаемый эффект очистки волокнистого материала, %; М - машинный фактор, учитывающий конструкцию очистителя (0,5-1,5); С - сырьевой фактор, учитывающий характер сырья - волокнистого материала (0,5-1,5); Т - засоренность поступающей в очиститель волокнистой массы, %, (0-6%); Р - фактор загрузки очистителя волокнистой массой (фактор производительности); 10 - поправочный коэффициент.

С учетом исследований, проведенных на предприятии «Даниловская мануфактура», формулу (3.1) можно представить в виде:

(3.2)



Где М/ - характеристика очистителя, показывающая, на сколько процентов увеличивается эффект очистки волокнистой массы при увеличении содержания сорных и жестких примесей на входе в очиститель на 1%; С - сырьевой фактор, учитывающий состояние, вид волокнистой массы (принимается для средневолокнистого хлопка С = 1, для тонковолокнистого С = 0,8, для прядомых отходов С = 0,2-0,4); ЗN-1 - содержание сорных и жестких примесей во входящем в очиститель волокнистом материале; Р - фактор производительности.

Экспериментально характеристика очистителя М/ может быть определена по формуле:

(3.3)

Где n - число проведенных экспериментов по определению эффекта очистки волокнистой массы.

Полученные экспериментальные среднестатистические значения показателя М/ для очистителей различных конструкций приведены в табл. 3.1. Следует принимать во внимание, что показатель М/ может иметь отличное от табличного (большее или меньшее) значение в зависимости от заправочных параметров очистителей (частоты вращения рабочих органов и положения колосниковых решеток).

Таблица 3.1 Значения показателя М/ для очистителей разных конструкций

Очистители отечественных заводов
Сорная коробка питателя П-5	0,1
Очиститель осевой ЧО	5,5
Наклонный очиститель ОН-6-1	6,6
Наклонный очиститель ОН-6-2	7,6
Наклонный очиститель ОН-6-3	9,0
Наклонный очиститель ОН-6-4	10,0
Наклонный очиститель ОНК-6	10,0
Рыхлитель-очиститель ДРЧ	10,0
Рыхлитель-очиститель ТРЧ	12,0
Ножевой барабан Т-16	10,0
Планочное трепало Т-16	15,0
Игольчатое трепало Т-16	9,0
Очистители фирмы «Trutzschler» (Германия)
Наклонный очиститель SRS-6	6,7
SRS-6 с секцией конденсора	10,7
Осевой очиститель AFC	6,7
Ножевой (горизонтальный) рыхлитель RN	10,0
Пильчатый рыхлитель RSK	15,0

Поскольку на величину показателя М/ оказывает влияние конструкция очистителя, то можно предположить, что на эффект очистки волокнистой массы оказывает влияние число колковых, ножевых барабанов, наличие колосниковых решеток и т.д.

Рассмотрим простейшую гипотезу о линейном характере влияния элементов конструкции очистителей на показатель М/:

(3.4)

где - коэффициент, учитывающий влияние колковых барабанов на величину эффекта очистки; n - коэффициент, учитывающий влияние ножевых барабанов на величину эффекта очистки; f - коэффициент, учитывающий влияние рабочих органов, не оборудованных колосниковыми решетками, на величину эффекта очистки; b - коэффициент, учитывающий влияние колосниковых решеток на величину очистки; S - коэффициент, учитывающий наличие в конструкции спиралевидной траектории движения волокнистого материала и ее влияние на величину эффекта очистки; С - коэффициент, учитывающий влияние конденсора на эффект очистки.

Соответственно для различных конструкций очистителей можно составить математические выражения, объединив их в систему уравнений вида:

(3.5)

Поскольку число уравнений равно числу неизвестных, система имеет решение. В результате решения системы уравнений (3.5) были определены значения неизвестных слагаемых и коэффициентов, в результате чего определена степень влияния рабочих органов на эффект очистки хлопка:

колковый барабан =0,35;

ножевой барабан n=0,6;

колосниковая решетка b=0,9;

свободный рабочий орган f=0,4;

конденсор С=1;

спиралевидная траектория движения потока волокнистого материала S=3.

Данная методика позволяет определить показатель очистительной способности почти любого очистителя, осуществляющего рыхление и очистку волокнистого материала в свободном состоянии, а следовательно, и эффект очистки любого проектируемого состава поточной линии.

Пример 1. Требуется определить теоретический показатель М/ однобарабанного очистителя марки В 4/1 фирмы «Rieter» (Швейцария).

Решение. Поскольку очиститель В 4/1 оборудован одним ножевым барабаном, двойной колосниковой решеткой, охватывающей большую часть рабочей камеры, и спиралевидной траекторией движения волокнистого материала, уравнение для определения показателя М/ будет иметь вид:

Фактор производительности может быть определен по эмпирической зависимости:

Где ПРОС - производительность поточной линии рыхления, смешивания и очистки волокнистой массы, кг/ч.

При производительности поточной линии 400 кг/ч, значение фактора Р=1.

Пример 2. Расчет ожидаемого эффекта очистки волокнистой массы на проектируемом составе поточной линии фирмы «Trutzschler» при содержании сорных и жестких примесей в исходной волокнистой смеси 3%.

Решение. На рис. 3.1 приведена поточная линия «кипа-лента» фирмы «Trutzschler», включающая следующее технологическое оборудование:

Автоматический рыхлитель кип BLENDOMAT BDT 019;

Головной питатель GBRA 1000 с конденсором LVSA и сорной коробкой под сбивным валиком;

Осевой очиститель AXI-FLO AFC;

Многокамерная смесовая машина МРМ 8/1400;

Отделитель тяжелых частиц SEPAROMAT ASTA;

Очистительная установка, включающая конденсор LVS, питающий бункер DT 1000, наклонный очиститель SRS-6, питающее устройство МА и горизонтальный разрыхлитель RN;

Очистительная установка, включающая конденсор LVS, питающий бункер ВЕ 1600, пильчатый очиститель RSK 1600, систему контроля CONTIFEED CF;

Обеспыливающая машина DUSTEX DX с вентилятором TV 425;

Бункерные питатели чесальных машин EXACTAFEED FBK 533/10 с чесальными машинами EXACTACARD DK 740;

Установка для переработки отходов с очистительных и чесальных машин, включающая конденсор LVSA, питающий бункер ROTOCLEANER BEA, очиститель отходов NOVACOTONIA NCA;

Кипный пресс;

Брикетирующая машина;

Фильтры SFV, SFF 3 и циклон ZSF;

Компрессор;

Станция управления EGS.

Очистка волокнистого материала от сорных и жестких примесей происходит на следующих машинах: GBRA 1000, AXI-FLO AFC, SRS-6, RN, RSK.

Определим показатель М/ для питателя GBRA 1000. Поскольку питатель на выходе оборудован ножевым барабаном и колосниковой решеткой, по формуле (3.4) находим:

Показатели М/ соответственно для AFC, SRS-6, RN и RSK примем из табл. 3.1: М/2 = 6,7; М/3 = 6,7; М/4 = 10; М/5 = 15.

Расчет ожидаемого эффекта очистки для первой машины очистительной линии GBRA проводим по формуле (3.3), %:

При переработке первой машиной очистительной линии 1 m волокнистой массы количество сорных и жестких примесей в отходах первого очистителя, в процентах от общего количества сработанной волокнистой смеси, составит, %: или 1,35 кг из 1 m смеси. Содержание сорных и жестких примесей в волокнистом материале на входе во вторую машину очистительной линии, %:

Ожидаемый эффект очистки второй очистительной машиной - AXI-FLO AFC, %:

Действительный же эффект очистки AXI-FLO AFC составит, %:

Количество сорных и жестких примесей в отходах второго очистителя, выраженное в процентах от общего количества переработанной волокнистой смеси, составит, %:

или 5,5 кг из 1 m смеси.

Содержание сорных и жестких примесей в волокнистом материале на входе в третью машину очистительной линии, %:

Ожидаемый эффект очистки третьей очистительной машиной - наклонным очистителем SRS-6, %:

Действительный же эффект очистки SRS-6 составит, %:

Количество сорных и жестких примесей в отходах третьего очистителя, выраженное в процентах от общего количества переработанной волокнистой смеси, составит, %:

или 3,59 кг из 1 m смеси.

Содержание сорных и жестких примесей в волокнистом материале на входе в четвертую машину очистительной линии, %:

Ожидаемый эффект очистки четвертой очистительной машиной - горизонтальным разрыхлителем RN, %:

Действительный же эффект очистки RN составит, %:

Количество сорных и жестких примесей в отходах четвертой машины очистительной линии, выраженное в процентах от общего количества переработанной волокнистой смеси, составит, %:



или 3,82 кг из 1 m смеси.

Содержание сорных и жестких примесей в волокнистом материале на входе в пятую машину очистительной линии, %:

Ожидаемый эффект очистки пятой очистительной машиной - пильчатым рыхлителем RSK, %:Действительный же эффект очистки SRS-6 составит, %:

Количество сорных и жестких примесей в отходах третьего очистителя, выраженное в процентах от общего количества переработанной волокнистой смеси, составит, %:

или 3,72 кг из 1 m смеси.

Содержание сорных и жестких примесей в волокнистом материале на выходе из очистительной линии и на входе в обеспыливающую машину DUSTEX DX составит, %:

Результаты расчета представлены в табл. 3.2

Общий эффект очистки исходной смеси очистительными машинами агрегата РОС, %:

Таблица 3.2

Очиститель	Показатель М/	Эффект очистки исходной смеси, %	Масса, кг, сорных и жестких примесей в отходах из 1 m смеси	Содержание сорных и жестких примесей в смеси на выходе, %
GBRA	1,5	4,5	1,35	2,86
AXI FLO AFC	6,7	18,33	5,5	2,31
SRS-6	6,7	11,97	3,59	1,96
RN	10	12,75	3,82	1,58
RSK	15	12,42	3,72	1,21
Всего:	-	60	18	-

При условии, что массовая доля сорных примесей и пороков в ленте, питающей пневмомеханическую прядильную машину, не должна превышать 0,15%, общий эффект очистки машинами агрегата РОС и чесальными машинами должен составлять, %:

С учетом этих требований и полученным эффектом очистки рассчитаем необходимый эффект очистки исходной волокнистой массы чесальными машинами EXACTACARD DK 740, %:

Размещено на Allbest.ru

...