新机采棉加工工艺中清理型螺旋配棉装置的设计

■屈 怡 王泽武

〔郑州棉麻工程技术设计研究所，河南郑州 450004〕

配棉的目的是要把经过清理的籽棉连续、均匀地分配给生产线上的每台轧花机，使轧花机能连续生产，并使皮棉加工质量具有一致性。

1 配棉的形式

在轧花生产线中，配棉形式主要是负压配棉、正压配棉和螺旋配棉。负压配棉主要指的是三管配棉。三管配棉一般只能应用于4台型的小型轧花生产线，在内地中小型轧花厂较常见；正压配棉由于应用于两台或两台以上的轧花设备时，难于均匀配棉，含尘空气容易散发到车间内，风机在车间内，增加了车间内的噪音。改大包型后正压配棉的形式已见不到了；螺旋配棉是利用螺旋在螺旋槽内旋转，将籽棉输送到螺旋槽下面的各个轧花机储棉箱中。螺旋配棉配棉均匀，能耗小，没有大的噪声和灰尘飞扬，易于维修保养。目前经过棉花检验体制改革的轧花企业基本上都采用了螺旋配棉的方式。在机采棉工艺中，用的全都是螺旋配棉的方式。

2 目前机采棉工艺中螺旋配棉装置的应用

图1 机采棉螺旋配棉装置

图2 绞龙壳出口与轧花机储棉箱

如图1、图2所示，配棉螺旋装置由螺旋本体（绞龙）、料槽（绞龙壳）、头部轴承、尾部轴承、中间轴承、驱动装置及进、出料口组成。有的还在料槽加装盖板防止异物落入或灰尘外扬。为了使籽棉在出料口能顺利落入轧花机储棉箱，绞龙叶片采用特殊的实体面型，是根部厚，端部薄的梯形结构。料槽也可称做绞龙壳，料槽用的是斜壁槽，绞龙偏向不对称斜壁槽一侧安装，绞龙叶片与料槽最小间隙是15 mm。中间轴承固定在料槽侧壁上，呈斜向悬挂，起支撑、加强绞龙强度的作用。

图3 配棉螺旋装置在机采棉工艺中的应用

配棉螺旋装置的应用是一个系统的应用，它需要同其它装置和风机一同配合起来，才能应用。如图3所示，经籽棉清理机清理后的籽棉依靠重力作用落入配棉螺旋内5，再由配棉螺旋送往各个轧花机6的储棉箱。当籽棉被送到第1台轧花机储棉箱上的出料口时，一部分籽棉坠落到第1台轧花机的储棉箱里；其余籽棉被继续向前输送，当经过最后一台轧花机后槽内还有剩余的籽棉时，剩余的籽棉则被输送至端部的溢流棉箱7内。溢流棉箱内的籽棉通过溢棉卸料器吸棉管8被吸入溢棉卸料器4内，重新排入配棉螺旋装置5内形成一个循环。溢棉卸料器4接有风机。风机通过溢棉卸料器吸风管3利用尘笼将籽棉和空气分离。配棉系统的应用保证了轧花工作的正常进行，是大型、高自动化轧花工程不可或缺的一部分。

3 机采棉清理型螺旋配棉装置的设计

3.1 设计思路

机采棉在新疆棉区得到了强劲发展，机采棉加工工艺也通过多年的实践，目前也已趋成熟。

图4 垛位上的手摘棉（前）与机采棉（后）

图5 机采棉轧花机棉籽卷中捡拾出的大量棉杆

机采籽棉含杂量大是其最主要的特点。如图4，垛位上雪白的手摘棉（前）与含大量杂质的机采棉（后）的色泽反差强烈。在机采棉加工中几乎所有的设备都是围绕着开松、除杂的目的进行的。机采籽棉含杂量远大于手摘棉，工艺产量的配置也远大于手摘棉，虽然机采棉加工工艺一般比手摘棉加工工艺多配置了一套预清理系统和一次或两次烘干系统，但最终的皮棉含杂还是比手摘棉多。机采棉加工中一般配置了两台锯齿皮清机，对皮棉进行两次强力锯齿皮棉清理，而手摘棉的皮棉清理一般只一次。机采棉生产线中刺辊对籽棉的打击次数远大于手摘棉。这些因素是纤维长度变短、损伤，索丝、疵点、短纤维含量增加，皮棉原生品质不如手摘棉的原因。如图5，在机采棉轧花机棉籽卷中捡拾出的大量棉杆。象棉杆类杂质，在机采棉生产线中不易清除。棉杆类杂质在机采棉杂质中占了很大比例，大量棉杆被清理机多次打击后进入轧花机的棉籽卷，部分棉杆被锯片切割成小的杂质进入皮棉，增加了皮棉含杂量；大量的棉杆占据了棉籽卷的有效空间，难以排出，延长了轧花机排杂速度，同时也降低了轧花产量；大量的棉杆对锯片也会造成过早磨损。工人每过半小时就得开箱清一次棉杆，严重影响了产量和生产的正常运行，增加了工人的工作量。

笔者认为，可有效利用配棉装置，对其进行再设计，使其也参与到对籽棉的清理工作中，最好是针对性的参与到对棉杆的清除中，以减少被轧花机的锯片轧碎进入皮棉的几率，降低皮棉含杂率；对配棉装置再设计中，应使其尽量少的强力打击籽棉，以尽量保护皮棉品质。

3.2 清理型螺旋配棉装置的设计

图6 清理型螺旋配棉装置原理简图

在本设计中（图6），笔者在传统配棉绞龙的基础上重新再设计，将刺钉11与绞龙叶片9等距的焊接在一起，刺钉11高出绞龙叶片9的圆周50 mm。增加了格条漏底13及尘杂罩壳14、出杂口15、排杂绞龙16、排杂吸管17。

在本设计中：从籽棉清理机出口2排出的籽棉从螺旋配棉进口8进入配棉螺旋罩壳7内。焊接有刺钉11的绞龙叶片与格条漏底13对进入的籽棉边向前推进，边用刺钉打击籽棉。籽棉受到搅动、打击，在与格条漏底13作用下，使籽棉上附带的杂质被进一步松解，在轻柔打击中更利于棉杆类的杂质脱离籽棉，杂质从格条漏底13的棒条间隙中排出。排出的杂质进入尘杂罩壳14内滑向出杂口15。排杂绞龙16将所有杂质绞到排杂吸管17的位置，最后尘杂由风机通过排杂吸管17抽走。

3.3 清理型螺旋配棉装置的设计特点

图7 清理单元放大图与螺旋叶片受力分析

图8 籽棉清理机清理单元简图

3.3.1 如图7所示，本设计的叶片与铅垂线具有一定的角度，这个角度使籽棉受到沿绞龙叶片向上的f（在漏底处为向下）和向前的推力N作用，f与N的合力为F，F将籽棉向前推进的同时使籽棉受f的力滑向叶片的外圆。在f与重力作用下籽棉沉在格条漏底13的底部，在刺钉与格条漏底13的作用下打击籽棉，完成清理。在轧花机的进棉口，格条漏底13是断开的。这时叶片的倾斜角使籽棉被压向轧花机的储棉箱内，利于箱内的籽棉在整个幅宽方向均匀。

3.3.2 绞龙螺距是传统绞龙螺距尺寸的一半，为了输送大量的籽棉，绞龙的速度也将提高，这样籽棉在向前推进中，除了受重力、f力外还受离心力的作用。能使籽棉更好的进入清理区。本设计中的绞龙转速远低于籽棉清理机的刺辊转速，对籽棉主要起振动、翻搅的作用，对籽棉的打击力度较小，不易产生强力打击造成的棉纤维损伤的情况。

3.3.3 本机的清杂效果较好。本机与籽棉清理机联合使用，能将籽棉清理机强力松解开的杂质，包括大量棉杆类杂质，进行翻搅、击打、抖动并在推进中使棉杆类杂质从漏底尘棒缝隙中排出。从而在进轧花机前提前清出大部分杂质。图8是普通六辊籽棉清理机的清理单元，尘棒漏底与刺钉辊的包角为110°；对比图7，本机的包角将近180°，也就是刺钉辊在转一周时，本机的设计将使籽棉与尘棒接触的时间或路程增加1/3还多。在长度方向上，一般目前大型轧花机两机之间的间距超过2米。籽棉在2米长度上被推进和清理。综合清理时间远大于六辊筒式清理机。

3.3.4 本机的尘杂由排杂绞龙绞到预定的位置后，由风机负压抽走。在尘杂罩壳内是负压，避免了灰尘外泄污染车间环境。

4 结束语

综上所述，清理型螺旋配棉装置将配棉与清理的功能集于一身，笔者认为将其应用到机采棉工艺中能起到事半功倍的效果。