風選式籽棉異性纖維清理原理的分析

郭志軍

摘要：

皮棉中的異性纖維含量一直是棉紡和印染企業最為關心的質量指標，它直接關系到生產成本的高低和產品質量的好壞。本文探討了風選式籽棉異性纖維清理的方法和原理，比較了兩類風選式籽棉異性纖維清理機的工作原理和存在問題以及解決措施。

關鍵詞：異性纖維；風選；清理原理

1 引言

異性纖維是指混入棉花中的非棉纖維和非本色棉纖維，如化學纖維、毛發、絲、麻、塑料膜、塑料繩、染色線（繩、布塊）等，俗稱“三絲”。由于異性纖維具有與棉花纖維相似的機械特性，在紡紗生產中一般很難被清除掉而極易拉斷、粉碎成更細更短的細小異性纖維，或被打碎成纖維狀細小疵點，形成紗疵。這不僅對紡紗過程有影響，對成紗質量的影響也很大，而且織成布后布面會有色花疵點，經印染后，這一影響更為突出，導致坯布染色不勻，嚴重困擾了紡織印染企業的生產，給棉紡企業造成了巨大的經濟損失。

因此，軋花廠進一步提高對異性纖維清除率，特別是細小異性纖維的清除效率，把皮棉異性纖維含量控制在標準之內，對每個棉花加工企業都顯得尤為重要。下面，筆者就風選式籽棉異性纖維清理原理與同行們探討。

2 異性纖維清理方法

異性纖維清除是棉花行業普遍關注的問題。由于各地區的情況不同，因此解決的方式也不盡相同。目前，異性纖維清除的方法主要有兩種，一是籽棉付軋前清除；二是軋后清除。我國普遍采用軋前清除的方法，主要是采用人工挑揀和異性纖維清理機清除相結合的方法。異性纖維清理機可與手摘棉和機采棉加工生產線配套。在軋花工藝中推廣機械式清理異性纖維技術，設備投入成本不高，清理效果明顯，符合我國國情。通過機械清理的方式完全可以解決異性纖維混入棉花的難題。

目前，市場上有多種類型的異性纖維清理設備。各棉花加工企業使用的清理設備，多是采用組合式清理機構，即機械刺釘輥筒纏繞長異性纖維和風選清理細小異性纖維的辦法，以達到清理各類異性纖維的目的。

新疆石河子141團軋花廠高度重視異性纖維清理工作，2015—2016年兩年間，每條軋花生產線都裝配了兩臺異性纖維清理機，共計4條軋花生產線裝配了8臺異性纖維三絲清理機。其中，江蘇南通華生風機廠生產的6MQY-15籽棉異性纖維重雜清理機4臺，河北邯鄲金獅棉機廠生產的第三代MQYM15A棉花異性纖維棉葉清理機4臺，經過兩個軋季的使用，清理異性纖維的效果十分明顯。

3 風選清理細小異性纖維原理

風選清理是當前清理細小異性纖維方法中較理想的一種，其原理是利用異性纖維與籽棉的密度和重量的差異，其所需風力輸送速度的不同從而進行有效的風力清選，特別是針對細小異性纖維的清理效果更佳，其清理效能在85%以上。風選清理又可分為正壓式風選清理和負壓式風選清理兩種。

通過對兩個廠家清理設備連續兩年的使用觀察，筆者認為：在風力清理細小異性纖維中，細小異性纖維的排出通道是否暢通，決定了細小異性纖維清理效果的高低。因為，細小異性纖維混入籽棉被包裹纏繞，沒有可排出的通道（所謂通道即每朵籽棉與籽棉之間的間隙），就無法使高速氣流與細小異性纖維直接接觸后實現與籽棉的分離。那么，如何打開細小異性纖維的排出通道，使每朵籽棉與籽棉之間產生間隙，然后讓有一定速度的氣流能夠順利找到細小異性纖維，通過充分接觸，實現細小異性纖維與籽棉的分離，并將細小異性纖維排出清理機構，這個過程能否順利實現決定了清理效果的高低。

要打開細小異性纖維排出通道的關鍵點：

一是看籽棉開松的效果，開松效果好，籽棉松散不易糾纏在一起，每朵籽棉與籽棉之間易產生間隙，細小異性纖維排出通道就易被打開。

二是看籽棉在清理箱體內停留時間的長短，停留時間長，籽棉與有一定速度氣流接觸機會就多，細小異性纖維被找到并排出的機會就增加。

三是看籽棉在清理箱體內的形態，如果籽棉是拋物線式自由落體，則與氣流的接觸面就少，混入籽棉中的細小異性纖維不易被有一定速度氣流找到；如果籽棉是跳動翻轉的，則籽棉跳動翻轉的次數越多，氣流與籽棉的接觸面就多，混入籽棉中的細小異性纖維就容易被有一定速度氣流找到。

四是看籽棉在清理箱體內的沸騰（所謂沸騰就是指籽棉在清理箱體內跳動翻轉）高度，籽棉沸騰的高度高，每朵籽棉與籽棉之間形成的間隙大，細小異性纖維排出通道就順暢。

以上4個條件構成了細小異性纖維的排出通道，這樣更有利于籽棉與籽棉之間產生空隙，有利于有一定速度的氣流找到細小異性纖維，從而形成有效的細小異性纖維排出通道。

4 異性纖維清理機的工作原理

以江蘇南通華生風機廠生產的6MQY-15籽棉異性纖維清理機和河北邯鄲金獅棉機廠生產的第三代MQYM15A棉花異性纖維棉葉清理機為例，分析其工作原理及存在的問題和解決措施。

4.1 6MQY-15籽棉異性纖維清理機

4.1.1 工作原理

該機采用正壓風選清理方式，依據氣力輸送不同密度和重量物料所需的輸送風速、風壓不同，采用雙通道機械刺釘滾筒纏繞長異性纖維，兩個刺釘滾筒機械開松并拋送籽棉至籽棉清理箱體內，再用兩次正壓氣流，從清理箱體底部將籽棉吹起，使籽棉在清理箱體空間中被吹松散并跳動翻轉沸騰的方法，從而打開細小異性纖維的排出通道，使高速氣流與細小異性纖維充分接觸，利用籽棉與異性纖維、重雜物的重量差異較大而所需的沉降速度、懸浮速度、輸送速度的不同進行分層、分類風選。籽棉在清理箱體內的沸騰高度一般控制在2m～2.5m。

氣流和籽棉、異性纖維、輕雜、重雜等物料在清理箱體內的運行分為3層：下層是重雜排放區，可以將碎磚石、混凝土塊、金屬物、棉桃、僵瓣等重雜排放出機外；中層是籽棉清理輸送區，由氣流吹送跳動翻轉沸騰，從而打開細小異性纖維的排出通道，使高速氣流與細小異性纖維充分接觸，把籽棉中混入的地膜殘片、化纖編織纖維、毛發、羽毛、色線、棉葉、不孕籽、塵土等輕雜，以及棉桃、僵瓣、碎磚石、混凝土塊、金屬物等重雜進行分離，把清理后的籽棉輸送到下一道工序；上層是輕雜排放區，把籽棉中清理出來的地膜殘片、化纖編織纖維、毛發、羽毛、色線、棉葉、不孕籽、塵土等輕雜會同氣流排放到除塵旋風器，達到對籽棉中的異性纖維和重雜進行有效清理、分離的目的。

4.1.2 存在的問題及解決辦法

在使用過程中反映出的一些問題影響了清理效果和正常生產。一是當籽棉的含水超過14%以上時就會影響清理效果，甚至造成堵車，影響正常生產。二是當籽棉中重雜含量多時（鈴桃、棉稈、僵瓣、石子、碎磚等），重雜沉積在透風網孔板上，將網孔堵塞，影響正常生產和清理效果。三是排塵管道易沉積堵塞。

解決措施。針對籽棉含水高的情況，可以采用提高風機的風壓風量的辦法，增強對籽棉的吹送能力，同時對風機電動機可采用變頻器控制，以達到在線不停機調節風機風量、風壓的目的。另外，還可采用通過管道輸送熱風烘干的辦法，達到降低籽棉含水、提高清理效果的目的。針對重雜沉積在透風網孔板上的問題，可安裝重雜清理裝置，隨時清理沉積在透風網孔板上的重雜，保證網孔通暢透風。針對排塵管道易沉積堵塞問題，可以增加透風網孔的孔徑，達到減少風力阻力，增加風量、風壓的目的。

4.2 第三代MQYM15A棉花異性纖維棉葉清理機

4.2.1 工作原理

該機采用負壓式風選清理方式，該設備設計了多層次組合清理機構，采用雙通道機械刺釘滾筒纏繞長異性纖維，每個通道有4個刺釘滾筒纏繞，使該部件清理長異性纖維效果好。在雙通道纏繞部件下面是4個刺釘滾筒清理機械，具有開松籽棉和清理棉葉等雜質功能。該部件符合當前機采棉加工工藝改進完善理念，即加強籽棉的道數，減少皮棉清理機的清理道數，更好保護棉纖維的內在品質。通過4個刺釘滾筒清理機械拋送籽棉至籽棉清理箱體內，拋送揚起的高度一般控制在1.5m～2m。再用一次負壓氣流，從清理箱體底側部進入清理箱體，具有一定速度的氣流將籽棉吹起，使籽棉在清理箱體的空間中跳動翻轉沸騰，從而打開細小異性纖維的排出通道，使有一定速度的氣流與細小異性纖維充分接觸。利用籽棉與異性纖維重量差異較大而所需的沉降速度、懸浮速度、輸送速度的不同進行分類、分層風選。

氣流和籽棉、異性纖維、輕重雜、棉葉、灰塵等物料在清理箱體內的運行可分為三部分。上部是異性纖維、輕雜排放空間，通過氣流把籽棉中清理出來的地膜殘片、化纖編織纖維、毛發、羽毛、色線、棉葉、不孕籽、塵土等輕雜會同含塵氣流被塵籠轉網分離器捕捉分離至存儲箱內。中部是籽棉清理空間，由負壓氣流吸送籽棉跳動翻轉沸騰，從而打開細小異性纖維的排出通道，使有一定速度的氣流與細小異性纖維充分接觸，把籽棉中混入的地膜殘片、化纖編織纖維、毛發、羽毛、色線、棉葉、不孕籽、塵土等輕雜清理出來。下部是雜質排出空間，清理干凈后的籽棉降落在排雜格條柵上滑落進入閉風器，棉葉棉稈、小石子、小碎磚瓦片、細沙土等雜質通過排雜格條柵排出，落入排雜絞龍排出機體。通過以上三個部分的清理，實現對籽棉中的異性纖維進行有效清理、分離的目的。

4.2.2 存在問題及解決辦法

該設備在使用過程中反映出的一些問題影響了清理效果和正常生產。一是四輥清葉機把籽棉拋射進清理箱體內的高度問題。高度低，籽棉在清理箱體內停留短，沸騰效果差，影響細小異性纖維的清理效果；高度高，大量的小花頭被吸走，造成浪費和加大人工挑揀工作量。二是沸騰箱內的豎式排雜格條柵易卡棉稈、鈴殼等物，并大量掛棉花，易造成閉風器堵塞。三是籽棉在沸騰箱內的格條柵上的滑落。利用籽棉的重力和格條柵具有一定的角度、光潔度的共同作用往下滑落，當籽棉含水過高時，使籽棉與格條柵之間的摩擦力增大，易造成籽棉不滑落而使清理箱體堵塞。

解決措施。針對高度問題，采用提高四輥清葉機最后一輥轉速的辦法，增加籽棉拋射高度。針對閉風器堵塞問題，可以將排雜格條柵由豎向改成橫向安裝。針對籽棉滑落問題，當籽棉水分過高造成籽棉不滑落時，可采用在格條柵上臨時鋪設鍍鋅鐵皮的辦法解決問題。

（作者單位：新疆兵團第八師石河子141團軋花廠）