【纺织技术】预清棉机CL-X在新疆机采棉上的应用

文/袁德柱 特吕茨施勒纺织机械（上海）有限公司

新疆棉花的比重在逐年增加，2021年新疆棉产量预计占全国的棉花产量的90%。北疆基本全部是机采棉，到2021年年底，新疆机采棉的比重达到85%。新疆机采棉已经是国内棉纺厂原棉的主要来源。虽然新疆机采棉使用了特殊的育种技术，在生产过程中使用了催熟药水，从而使棉花的成熟期尽可能的一致。但是，在实际收采后，同传统手摘棉相比，未成熟纤维、叶屑、不孕籽、籽屑等杂质要明显增多。因此，新疆机采棉可纺性要明显的逊色于手摘棉，比如，棉纤维的成熟度，枝叶，籽屑，短绒等问题比较突出。对于短流程清花线，有效的去除这些杂质越来越困难。

CL-X是在上一代双轴流预清棉机CL-P基础上针对于机采棉全新研发的一款高效预清棉机 (图1&图2）。在清除效率，纤维保护，自动化和智能化方面进行了全面提升，可以说是一款智能型预清棉机。

1 CL-X产量高达1600公斤/小时

传统双轴流预清棉采用凝棉器喂棉，棉簇由风机输送至凝棉器，凝棉器风机需要排出几乎全部由风机送来的风量，棉簇经过凝棉器后几乎呈自由落体状态喂入双轴流开松罗拉，由于凝棉器通过尘笼转动输送棉簇，因此，产量受到很大限制，高产时很容易发生堵塞现象；另外，由于棉簇的转移不顺畅，棉簇反复搓揉容易产生棉结。凝棉器的故障率也比较高，纺纱厂对于凝棉器都很头痛。CL-X革除了凝棉器，采用了集排风和除微尘功能为一体的空气分离器，实现了无障碍喂棉。空气分离器是一个竖直上下放置的长方体，两侧布满网眼孔，棉流自上而下通过空气分离器后沿切线方向进入开松罗拉。在排风负压的作用下，棉束反复撞击网眼板，因此，在棉流下降过程中可以有效的清除除棉簇中微尘；同时，滤尘风机吸走多余的气流。取消凝棉器后，采用空气分离器喂棉为高产奠定了基础

2 CL-X清洁区域长度增加了一倍

相比传统的双轴流预清棉机CL-P，CL-X在结构上做了很大的优化。两个打手位置由原来同一空间的水平设置改为两个独立的空间呈错开放置。棉流先进入第一开松罗拉室，沿轴向呈螺旋形通过第一打手后，再进入第二开松罗拉室沿轴向呈螺旋形经过第二打手，CL-X的尘棒清洁区域轴向长度由1.3米增加到2.6米。棉束在旋转过程被圆棒打手被逐步开松，在离心力的作用下，棉束和杂质被抛向尘棒区域，由于杂质的重量大，体积小，同时棉束表面的叶屑等杂质被尘棒有效的剥离掉，在离心力的作用下被排出。

3 优化的棉流的通道

每个开松罗拉两侧安装了10片导流板，棉束和气流通过导流板被有效的引导，棉束在每个开松罗拉轴向上呈螺旋形转动7圈，两个开松罗拉共转动14圈，即棉束在不断地受到打击和开松过程中被尘棒组清洁了14次。CL-X的入口和出口各配备了一个流量控制器，监控进入和排出棉流的流量变化，通过调节输棉风机的转速来应对流量变化，确保进入CL-X的棉束保证恒定的流速下被高效地清洁。

4 尘棒的数量增加20%

在开松罗拉速度一定的情况下，单次清洁的效果主要取决于尘棒的开口角度和尘棒的数量。在尘棒开口角度一定的情况下，尘棒数量越多，清洁效果越好。相比传统的双轴流预清棉机CL-P，CL-X尘棒数量增加20%。尘棒开口角度的设定采用推杆电机 (图4)，开口角度可以在屏幕上直接进行无级设定，每个开松罗拉各带有一组尘棒，每组尘棒开口角度可以单独无级设定。相比传统的双轴流预清棉机，尘棒角度的设定由简单的几档调节转为无级设定，可有效地节约纱厂用棉。

5 有效的纤维保护

开松罗拉采用了圆棒结构（图3），8排打手分布在整个开松罗拉的圆周上，每排6个打手，相邻两排打手成错开排列，开松罗拉速度变频控制。两个开松罗拉速度相差10%，棉流刚进入第一开松罗拉时，棉束较大，采用较小的开松罗拉速度和较大的尘棒开口角度；棉流经过第二开松罗拉时，棉束尺寸减小，采用较高的开松罗拉速度和稍小的尘棒开口角度；所以，棉流在整个轴向移动过程中，经历了两个不同的开松罗拉速度和尘棒开口角度的清洁，我们称之为递进式双重清洁。由于是自由打击且打击点数量很少，对纤维作用柔和，纤维损伤明显减少。

        

6 落棉感应器WCT

实时视觉监控已经被特吕茨施勒广泛运用在清花和梳棉上，比如，梳棉机棉结在线、精清棉机落棉在线监测、梳棉机刺辊落棉在线监控。通过光电传感器实时监测和软件的精确计算，可以快速简单地完成机器的最优化设定。根据原料的含杂状态和用户最终成纱的品质要求，用户可以在控制屏上直接启动落棉感应器功能，机器经过一段时间运行后，自动推荐三种优化设定“经济型，平衡型和质量型”，经济型即落杂较少，平衡型即落杂适中，质量型即落杂较多。客户根据自身需求选择其中一种；当然，客户也可以根据自己的经验自行设定尘棒开口角度。在机器运行过程中，落棉感应器实时监测落棉的状况，如果突然出现落棉过大，机器就会发出警报。通过在纺纱厂实地的测试，配备落棉感应器后，落棉率可以降低0.4%，落棉感应器不但提高了机器的效率，同时也提高了原料制成率。

7 同时生产两个以上品种的配棉

相比传统的双轴流，CL-X的产量可达1600公斤/小时，一台机器可以满足2台甚至3台多仓的需求。另外，CL-X的自动化程度明显提高，打手速度采用了变频控制，尘棒开口角度由电机通过程序控制。所以，通过程序的控制，一台CL-X可以同时纺最多3个不同含杂的配棉。CL-X根据不同含杂的原棉自动切换相对应的工艺设置，即开松罗拉的速度和两组尘棒的开口大小。其工作原理：当抓包机做两个配棉时，从配棉1切换到配棉2前，抓包机将信号传输给CL-X，CL-X自动切换到所需要的设置。

8 能耗更低

CL-X取消了凝棉器，不仅不再有转动凝棉器的动力消耗，而且滤尘的能耗明显降低。因为棉流经过空气分离器后沿切线方向喂入双开松罗拉，不需要象凝棉器那样排除几乎所有的风量，棉束可以携带一定的风量进入双开松罗拉，所以，滤尘排风量可以减少约30%。特吕研发人员通过大量的模型测试，螺旋形的棉流是一种非常节能棉流运动方式；开松罗拉变频控制可实现无级调速，相比传统的双轴流预清棉机CL-P, CL-X在高产下能耗明显的降低。CL-X单机产量的提高，可产生显著降低能耗的效应。CL-X在1600kg/小时产量下，与二台传统的预清棉机CL-P相比，能耗节省可达66%（图5）。电费按照0.72元/kwh计算，每年可节省电费93,555人民币。

9 清洁效率大幅度提升

棉束被开松的次数越多，杂质暴露在棉束表面的机会就越多。开松罗拉速度越高，开松效果越明显，离心力也就越大。当被开松的棉束经过尘棒区域时，暴露在棉束表面的杂质越容易被清除。最理想状态是棉束每次经过尘棒区域前被重新开松过，棉束内的杂质就有较大机会暴露在棉束表面。因此，清洁效率的高低主要取决于开松罗拉的速度和尘棒的根数和尘棒开口的大小。CL-X的清洁区域长度达2.6米，棉束在整个长度内被逐渐开松过程中呈螺旋形旋转14圈，被两组尘棒共清洁了14次；尘棒数量增加20%，因此，清洁效率被大幅度提升。当然，开松罗拉在开松和打击过程中也产生棉结和短绒，而且，速度越高，棉结增长越多，短绒也随之增加。客户应根据原料的特征和后道的实际需求和落棉感应器的推荐，选择最佳的开松罗拉速度和尘棒开口大小，在除杂和保护纤维之间找到最佳点。

10 CL-X工艺测试结果

以下是在一家国外客户CL-X和传统预清棉机CL-P对比数据，原料为含杂5.5%的美棉，从图6中可以看出，相比较传统的双轴流预清棉机CL-P，清洁效率提升了近3倍（图6）

以下是CL-X在中国国内客户的现场测试数据

原料：100% 新疆机采棉， 含杂率：2.5%

设备配置：1抓1线10台梳棉机

CL-X产量：550kg/h

测试数据如下：

客户对成纱质量要求非常很高，CL-X采用了较高的开松罗拉速度和大尘棒开口角度。通过表中数据计算：CL-X除杂率达到30%， 棉结增长率为30.5%，短绒增长率为-5%。从三项数据看出CL-X具有非常高的清洁效率和保护纤维能力。客户生产的Ne30普梳赛络纺纱，成纱质量如下：

通过与Uster 2018各项指标相比较，各指标基本在5%水平以内。

11 结语

CL-X是一款非常适合新疆机采棉的预清棉机。长达2.6米的清洁区域长度，棉束在渐进的开松过程中被多达14次的清洁，相比传统的双轴流预清棉机，清洁效率大幅度提升。采用圆棒的打手设计，对纤维作用更加柔和，变频控制打手速度，在高效清洁的同时能很好的保护纤维，可以做到短绒不增长。实时的视觉监控功能为机器的智能化提供了保证，可节约0.4%的用棉。更高的机器产量和特有的特吕茨施勒变频控制技术，相比传统的双轴流预清棉机，CL-X可大幅度降低能耗。特吕茨施勒建立了智能化预清棉机的标准。

编辑：纺织大学堂