棉花加工,子棉清理是高效轧花机所必需的环节。它已不是过去那种靠一个或几个刺钉滚筒加网底的简陋设备对子棉外附杂质的粗略清理,而是通过几种类型的清理和分离设备进行高效清理。子棉经过完善的清理系统不仅能清理混入子棉中的外附杂质,而且能高效地除去子棉中的僵瓣棉、虫蛀棉、不孕子等,达到减少皮棉色泽中的黄染、污染、糟绒,提高皮棉总体成熟度和轧工质量,降低含杂率的目的,为提高皮棉品级奠定了基础。
    子棉清理机械的种类很多,其性能各不相同,有的机械只能清除某一类型的杂质,有的则可以综合清理几种类型的杂质。因此,必须了解各种不同类型的清理机械,以便正确使用。
    子棉清理机械按其作用可分为重杂物沉积器、吸棉分离器、子棉清理机等类型。
    (一)重杂物沉积器
    重杂物沉积器,也称重杂物分离器或重杂物清理机。其原理是利用气流在管道内急转弯或管道面积的突扩,气流速度下降,子棉中的重杂物比子棉重,故重杂物只能沿弯管的外侧运动或向下坠落,密度较轻的子棉被气流悬浮带走。重杂物沉积器对于大粒的重杂物具有较好清除效果,但难于清除轻小的细杂质。
    重杂物沉积器的清杂效率是分离出重杂物的比例。影响它的因素有:
    (1)喂棉均匀情况;
    (2)吸程的远近;
    (3)设备的安装、调节情况。
    沉积器的进棉口、出棉口容易搞错,安装时应多加注意。正常情况下沉积器应视排杂和补风调节的情况进行调节。
    1.叉管式重杂物沉积器
    叉管式重杂物沉积器的结构如图7-9所示,它安装在吸棉管从水平转向垂直向上的弯管下方,主要由叉管、卸杂密封部件组成。
    叉管可以是圆形截面或方形截面,杂质与子棉就在此处完成分离。叉管与弯管外侧面的连接必须光滑,叉管外侧与垂直线所夹的角约为20°。
    卸杂密封机构由固定遮板、活门、密封门组成。
    当子棉随气流经过水平转向垂直向上的90°弯头时,子棉中的重杂物因质量较子棉大,故沿弯头运动时产生的惯性离心力也较子棉大,而沿弯管的外侧运动,撞于叉管外侧的倾斜壁上。
    加之过流断面面积的扩大,气流速度下降,只有子棉能被气流悬浮带走,重杂物只能向下坠落在活门上,再从活门滑落到密封室内。
    2.圆锥形重杂物沉积器
    圆锥形重杂物沉积器的结构如图7-10所示,它也是与弯管组合的重杂物沉积器,主要由圆筒、锥筒、卸杂密封室组成。

    圆筒即重杂物的沉降室,圆筒的高度和直径是影响重杂物沉积器除杂效率、落棉损失的主要结构参数。圆筒直径以沉降室内气流速度能悬浮带走子棉而使特杂、重杂、硬杂坠落为确定原则。一般要求沉降室内气流速度控制在12m/s左右,当子棉的吸送量为2.5～5.5t/h时,圆筒直径为350～450mm。圆筒高度以重杂物与子棉分离过程所需时间为确定依据。圆筒高度一般在300mm左右。
    锥筒是重杂物的辅助沉降室,是杂质坠落的通道,从子棉中分离出来的重杂物经过锥筒落入卸杂密封室。
    卸杂密封室的作用是把杂质卸出重杂物沉积器,阻止外界空气吸入。通常,由人工定时打开密封室的插门,取出杂物。
    子棉管的进棉端以水平或微倾斜状与锥筒上端连接。出棉端又通过渐扩管以垂直状与圆筒顶面连接。当子棉随气流进入重杂物沉积器时,子棉中重杂物的惯性比子棉大,继续按原有的运动方向运动,直至撞到圆筒和锥筒的侧壁。加之沉降室过流断面面积的突然扩大,气流速度显著下降,只有子棉能被悬浮带走,重杂物只能向下坠落。
    3.圆筒形重杂物沉积器
    圆筒形重杂物沉积器如图7-11所示。它安装在子棉管水平管段上,主要由圆筒、卸杂密封件等组成。

    圆筒形重杂物沉积器与圆锥形重杂物沉积器的工作原理相同,当气流吸运子棉时,子棉从吸棉管进入沉积器。由于沉积器内容积扩大,风速降低,重杂物就下落到活动圆锥帽上,而子棉则被气流吸走,当三管配棉箱的换气阀打开时,气流中断,沉积器内负压消失,活动圆锥帽下落,杂质顺着杂物出口排落。换气时,沉积器内产生负压,活动圆锥帽又被吸上,封闭沉积器下部,沉积器继续工作。如要将圆筒形重杂物沉积器安装在连续工作的水平管道上,可以将下部的自动排杂机构改为人工取杂或阻风阀排杂机构即可。
    以上介绍的几种重杂物沉积器具有结构简单、无转动部件、操作维护方便等优点,一般由轧花厂自行制作。但它们的最大缺点是不能随子棉的性状、工作条件的变化做相应的调节,当子棉的性状、工作条件与设计时假设的情况不一样时,使用效果就不尽如人意,不是除杂效率低,就是落棉损失较多。
    4.漏斗形重杂物沉积器
    漏斗形重杂物沉积器的结构如图7-12所示,它安装在吸棉管的水平管段上,主要由漏斗形沉降室、调节部件、卸杂密封部件组成。

    它的进棉口和出棉口的中心位于同一高度上,且是尺寸相同的矩形。漏斗形沉降室的宽度、高度是影响重杂物沉积器除杂效率、落棉损失的主要结构参数。
    调节部件包括可调导流板和矫正气流调节器。可调导流板安装在沉降室内,是一块可以改变倾斜角度的钢板,改变它与沉降室上盖板之间的夹角,就能改变子棉及重杂物绕经可调导流板时的曲率半径及运动方向。
    一般情况下,导流板与上盖板之间的夹角适宜,进入沉积器的子棉能顺利地绕过导流板,穿过沉降室,离开出棉口。由于石子等重杂物惯性较大,在绕经导流板时难以改变原来的运动方向,加之沉降室内气流速度显著降低,在重力作用下坠落于卸杂密封室内。导流板与上盖板之间的夹角不宜过大或过小,否则会造成落棉损失并增加吸棉风网阻力或使清杂效率降低。
    此夹角的调整范围在33°～60°。矫正气流调节器包括补风调节器和可调挡板。矫正气流调节器的作用是使随重杂物坠落的少量子棉利用补风形成的上升气流重新回到子棉流中,以减少落棉损失。补风口的补风量不宜过大,以免影响外吸棉效果,增加动力消耗。可调挡板的倾斜度不能影响重杂物下落,它与可调补风口边壁之间的最小间距应大于重杂物的块度,一般为130mm左右。
    卸杂密封部件包括重杂箱、上阀板、下阀板、减速电动机、传动机构(凸轮、上下重锤、上下撞杆)等部件。其作用是通过减速电动机带动传动机构,使上、下阀板做间歇、异步的启闭动作,使其既可以卸落重杂,又可以阻止外界空气补入。减速电动机无需长时间连续运转,可根据子棉含杂情况定时开启30～60s。
    含杂子棉随气流从进棉口进入沉积器,由于子棉与重杂物的重量不同、悬浮速度不同,故两者在绕经可调导流板时的运动轨迹不同。子棉被气流悬浮带走,由出棉口进入子棉管,而重杂物坠落于重杂箱内,实现重杂与子棉的分离。
    5.涡轮式重杂分离器
    涡轮式重杂分离器是美国拉姆斯的一项独特技术,如图7-13所示。它采用气动式双翼卸杂机械分离杂质,能间歇地启动而让杂质落下,并防止周围的空气被该系统吸入。双翼式设计也可减少杂质被重新混入子棉或气流中的机会。它具有两个重要功能。

    (1)此系统可以将子棉在进入预清理机前在烘干系统中进行除杂分离。
    (2)该重杂分离器与负压拉过式塔式烘干机联合使用,为第二道烘干提供了热气流喷射点。第一道烘干中的2/3气流量用于将子棉从棉模喂入器中提起,剩余1/3的热气流,用于涡轮式重杂分离器的底端,通过两个喷射点将气流注入到子棉中。