特呂茨施勒紡織機(jī)械（上海）有限公司 袁德柱/文

1 引言

新疆棉花在全國(guó)棉花應(yīng)用的比重在逐年增加。根據(jù)中棉行協(xié)數(shù)據(jù)，2021年新疆棉產(chǎn)量占全國(guó)棉花產(chǎn)量比重達(dá)將達(dá)到89%以上，其中，機(jī)采棉比重約86%。新疆機(jī)采棉已成為國(guó)內(nèi)棉紡廠原料的主要來(lái)源。雖然新疆機(jī)采棉使用了特殊的育種技術(shù)，在生長(zhǎng)中使用了特別方法，從而使棉花的成熟期盡可能的一致。但是，在實(shí)際收采后，同傳統(tǒng)手摘棉相比，未成熟纖維、葉屑、不孕籽、籽屑等雜質(zhì)要明顯增多，其可紡性要明顯遜色于手摘棉。對(duì)于短流程清花線來(lái)說(shuō)，有效的去除這些雜質(zhì)越來(lái)越困難。

特呂茨施勒作為全球領(lǐng)先的纖維準(zhǔn)備工序設(shè)備制造商，擁有成熟的加工機(jī)采棉技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)。針對(duì)新疆機(jī)采棉的特點(diǎn)，推出了顛覆傳統(tǒng)的門架式抓包機(jī)BO-P，BO-P抓臂的工作寬度從傳統(tǒng)1.7米和2.3米增加到2.9米和3.5米。在相同的產(chǎn)量下，相比自動(dòng)往復(fù)式抓棉機(jī)，門架式抓棉機(jī)BO-P棉束尺寸減小一倍；由于工作幅寬大幅度增加，棉包橫向排包數(shù)量最多可增至6包，棉束混勻效果提升25%～50%。今年特呂茨施勒又推出了一款針對(duì)機(jī)采棉的高效預(yù)清棉機(jī)CL-X。為后道高效清除雜質(zhì)和未成熟纖維提供有力的保證。

2 CL-X預(yù)清棉機(jī)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

CL-X是在上一代雙軸流預(yù)清棉機(jī)CL-P基礎(chǔ)上針對(duì)機(jī)采棉全新研發(fā)的一款高效預(yù)清棉機(jī)（見(jiàn)圖1和圖2）。在提高清潔效率，保護(hù)纖維，自動(dòng)化及智能化等各方面進(jìn)行全面地優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以說(shuō)CL-X是一款智能型預(yù)清棉機(jī)。

2.1 CL-X產(chǎn)量高達(dá)1600公斤/小時(shí)

傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉采用凝棉器喂棉，棉束由風(fēng)機(jī)輸送至凝棉器，凝棉器風(fēng)機(jī)需要排出幾乎全部由風(fēng)機(jī)送來(lái)的風(fēng)量，棉束經(jīng)過(guò)凝棉器后呈自由落體狀態(tài)喂入雙軸流開(kāi)松羅拉，由于凝棉器是通過(guò)塵籠轉(zhuǎn)動(dòng)輸送棉束，因此，產(chǎn)量受到較大限制，高產(chǎn)時(shí)容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象；如果棉束轉(zhuǎn)移不順暢，棉束易被反復(fù)搓揉，從而容易產(chǎn)生棉結(jié)。另外，凝棉器故障率也比較高，紡紗廠對(duì)于凝棉器都很頭痛。CL-X取消凝棉器，采用集排風(fēng)和除微塵功能為一體的空氣分離器，實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙喂棉?？諝夥蛛x器是一個(gè)豎直上下放置的長(zhǎng)方體，兩側(cè)布滿網(wǎng)眼孔，棉流自上而下通過(guò)空氣分離器后沿切線方向進(jìn)入開(kāi)松羅拉。在排風(fēng)負(fù)壓作用下，棉束反復(fù)撞擊兩側(cè)網(wǎng)眼板，因此，棉束中微塵隨棉束在下降過(guò)程中從兩側(cè)網(wǎng)眼孔被有效的排出，同時(shí)，部分氣流由濾塵風(fēng)機(jī)吸走。取消凝棉器后，采用空氣分離器喂棉為高產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

2.2 CL-X清潔區(qū)域長(zhǎng)度增加一倍

相比傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機(jī)CL-P，CL-X在結(jié)構(gòu)上做了很大優(yōu)化。兩個(gè)打手位置由原來(lái)同一空間水平設(shè)置改為兩個(gè)獨(dú)立空間呈錯(cuò)開(kāi)放置。棉流先進(jìn)入第一開(kāi)松羅拉室，沿軸向呈螺旋形通過(guò)第一打手后，再進(jìn)入第二開(kāi)松羅拉室沿軸向呈螺旋形經(jīng)過(guò)第二打手，CL-X塵棒清潔區(qū)域軸向長(zhǎng)度由1.3米增加到2.6米。棉束在旋轉(zhuǎn)過(guò)程被圓棒打手被逐步開(kāi)松，在離心力的作用下，棉束和雜質(zhì)被拋向塵棒區(qū)域，由于雜質(zhì)重量大，體積小，棉束表面葉屑等雜質(zhì)被塵棒有效剝離掉，在離心力的作用下被排出。

2.3優(yōu)化的棉流通道

每個(gè)開(kāi)松羅拉兩側(cè)安裝10片導(dǎo)流板，棉束和氣流通過(guò)導(dǎo)流板被有效引導(dǎo)，棉束在每個(gè)開(kāi)松羅拉軸向上呈螺旋形轉(zhuǎn)動(dòng)7圈，兩個(gè)開(kāi)松羅拉共轉(zhuǎn)動(dòng)14圈，即棉束在不斷地受到打擊和開(kāi)松過(guò)程中被兩組塵棒清潔14次。CL-X入口和出口各配備了一個(gè)流量控制器，監(jiān)控進(jìn)入和排出棉流流量變化，通過(guò)調(diào)節(jié)輸棉風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)應(yīng)對(duì)流量變化，確保進(jìn)入CL-X的棉束在恒定的流速下被高效地清潔。

2.4 塵棒的數(shù)量增加20%

在開(kāi)松羅拉速度一定情況下，單次清潔效果主要取決于塵棒開(kāi)口角度和塵棒數(shù)量。在塵棒開(kāi)口角度一定情況下，塵棒數(shù)量越多，清潔效果越好。相比傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機(jī)CL-P，CL-X塵棒數(shù)量增加20%。塵棒開(kāi)口角度設(shè)定采用推桿電機(jī) (圖4)，開(kāi)口角度可以在機(jī)器控制屏上無(wú)級(jí)設(shè)定，每個(gè)開(kāi)松羅拉各帶有一組塵棒，每組塵棒開(kāi)口角度可以單獨(dú)無(wú)級(jí)設(shè)定。相比傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機(jī)，塵棒角開(kāi)口角度設(shè)定由簡(jiǎn)單幾檔調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)為無(wú)級(jí)設(shè)定，可有效節(jié)約紗廠用棉。

圖4 推桿電機(jī)控制塵棒開(kāi)口

2.5 有效的纖維保護(hù)

打手采用了圓棒結(jié)構(gòu)（圖3），8排打手分布在整個(gè)開(kāi)松羅拉圓周上，每排6個(gè)打手，相鄰兩排打手成錯(cuò)開(kāi)排列，開(kāi)松羅拉速度變頻控制。兩個(gè)開(kāi)松羅拉速度相差10%，棉流剛進(jìn)入第一開(kāi)松羅拉時(shí)，棉束較大，采用較小開(kāi)松羅拉速度和較大塵棒開(kāi)口角度；當(dāng)棉流進(jìn)入第二開(kāi)松羅拉時(shí)，由于棉束尺寸進(jìn)一步減小，因此，采用稍高的開(kāi)松羅拉速度和稍小塵棒開(kāi)口角度；所以，棉流在整個(gè)軸向移動(dòng)過(guò)程中，經(jīng)歷了兩個(gè)不同開(kāi)松羅拉速度和塵棒開(kāi)口角度清潔，我們稱之為遞進(jìn)式雙重清潔。由于是自由打擊且打擊點(diǎn)數(shù)量很少，對(duì)纖維作用柔和，纖維損傷明顯減少。

2.6 落棉感應(yīng)裝置WCT

實(shí)時(shí)視覺(jué)監(jiān)控已經(jīng)被特呂茨施勒廣泛運(yùn)用在清花和梳棉上，比如：梳棉機(jī)棉結(jié)在線、精清棉機(jī)落棉在線監(jiān)測(cè)、梳棉機(jī)刺輥落棉在線監(jiān)控。通過(guò)光電傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和軟件精確計(jì)算，可以簡(jiǎn)單快速地完成機(jī)器最優(yōu)化設(shè)定。根據(jù)原料含雜狀態(tài)和用戶最終成紗品質(zhì)要求，用戶可以在控制屏上直接啟動(dòng)落棉感應(yīng)裝置功能，機(jī)器經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)行后，自動(dòng)推薦三種優(yōu)化設(shè)定“經(jīng)濟(jì)型，平衡型和質(zhì)量型”，經(jīng)濟(jì)型即落雜較少，平衡型即落雜適中，質(zhì)量型即落雜較多。用戶可根據(jù)后道成紗質(zhì)量需求選擇其中一種設(shè)定；當(dāng)然，用戶也可以根據(jù)自己經(jīng)驗(yàn)自行設(shè)定塵棒開(kāi)口角度。在機(jī)器運(yùn)行過(guò)程中，落棉感應(yīng)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)落棉狀況，如果突然出現(xiàn)落棉過(guò)大，機(jī)器就會(huì)發(fā)出警報(bào)。通過(guò)在紡紗廠實(shí)地測(cè)試，配備落棉感應(yīng)裝置后，落棉率可以降低0.4%，落棉感應(yīng)裝置不但提高了機(jī)器的效率，同時(shí)也提高了原料制成率。

2.7 同時(shí)生產(chǎn)兩個(gè)以上品種配棉

相比傳統(tǒng)雙軸流，CL-X產(chǎn)量可達(dá)1600公斤/小時(shí)，另外，CL-X的自動(dòng)化程度明顯提高，打手速度采用了變頻控制，塵棒開(kāi)口角度由電機(jī)通過(guò)程序控制。所以，通過(guò)程序控制，一臺(tái)CL-X可以同時(shí)紡最多3個(gè)不同含雜的配棉。CL-X根據(jù)不同含雜原棉自動(dòng)切換相對(duì)應(yīng)工藝設(shè)置，即開(kāi)松羅拉速度和兩組塵棒開(kāi)口角度。當(dāng)抓包機(jī)生產(chǎn)兩種配棉時(shí)，從配棉1切換到配棉2前，抓包機(jī)將信號(hào)傳輸給CL-X，CL-X自動(dòng)切換到所需要工藝設(shè)置。

3 CL-X預(yù)清棉機(jī)使用效果分析

3.1能耗更低

CL-X取消凝棉器，不僅不再有轉(zhuǎn)動(dòng)凝棉器的動(dòng)力消耗，而且濾塵的能耗明顯降低。因?yàn)槊蘖鹘?jīng)過(guò)空氣分離器后沿切線方向喂入雙開(kāi)松羅拉，不需要象凝棉器那樣排除幾乎所有的風(fēng)量，棉束可以攜帶一定的風(fēng)量進(jìn)入雙開(kāi)松羅拉，濾塵排風(fēng)量減少約30%。特呂研發(fā)人員通過(guò)大量模型測(cè)試，螺旋形棉流是一種非常節(jié)能棉流運(yùn)動(dòng)方式；開(kāi)松羅拉變頻控制可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，相比傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機(jī)CL-P, CL-X預(yù)清棉機(jī)單機(jī)產(chǎn)量提高，可產(chǎn)生顯著降低能耗的效應(yīng)。CL-X在1600kg/小時(shí)產(chǎn)量下，與兩臺(tái)傳統(tǒng)預(yù)清棉機(jī)CL-P相比，加工每公斤原料能耗節(jié)省可達(dá)66%（圖5）。電費(fèi)按照0.7元/kw·h計(jì)算，每年電費(fèi)可節(jié)省9.1萬(wàn)人民幣。另外，當(dāng)多倉(cāng)處于填滿狀態(tài)，CL-X沒(méi)有接收到多倉(cāng)要棉信號(hào)時(shí)，CL-X開(kāi)松羅拉速度可以自動(dòng)降低轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)能耗節(jié)省。

3.2清潔效率大幅度提升

棉束被開(kāi)松羅拉開(kāi)松越充分，雜質(zhì)越容易暴露棉束表面。開(kāi)松羅拉速度越高，開(kāi)松效果越明顯，離心力也就越大。當(dāng)被開(kāi)松棉束經(jīng)過(guò)塵棒區(qū)域時(shí)，暴露在棉束表面雜質(zhì)越容易被塵棒清除。最理想狀態(tài)是棉束每次經(jīng)過(guò)塵棒區(qū)域前被重新開(kāi)松，棉束內(nèi)雜質(zhì)就越容易暴露在棉束表面。因此，清潔效率高低主要取決于開(kāi)松羅拉速度和塵棒數(shù)量和塵棒開(kāi)口角度。CL-X清潔區(qū)域長(zhǎng)度達(dá)2.6米，棉束在整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)被逐漸開(kāi)松過(guò)程中呈螺旋形旋轉(zhuǎn)14圈，被兩組塵棒清潔14次；塵棒數(shù)量增加20%，因此，清潔效率大幅度提升。當(dāng)然，開(kāi)松羅拉在開(kāi)松過(guò)程中，雖然是自由打擊，也產(chǎn)生棉結(jié)和短絨，而且，開(kāi)松羅拉速度越高，棉結(jié)增長(zhǎng)就越多，短絨也隨之增加。用戶應(yīng)根據(jù)原料特征和后道實(shí)際需求和落棉感應(yīng)裝置推薦，選擇最佳的開(kāi)松羅拉速度和塵棒開(kāi)口角度，在除雜和保護(hù)纖維之間找到最佳點(diǎn)。

4 CL-X預(yù)清棉機(jī)工藝測(cè)試結(jié)果

以下是在一家國(guó)外用戶CL-X和傳統(tǒng)預(yù)清棉機(jī)CL-P對(duì)比數(shù)據(jù)，原料為含雜5.5%美棉，從圖6中可以看出，相比較傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機(jī)CL-P，清潔效率提升了近3倍

圖6 清潔效率提升3倍

以下是CL-X在中國(guó)國(guó)內(nèi)用戶的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試數(shù)據(jù)，

原棉：100% 新疆機(jī)采棉， 原棉含雜率：2.5%

設(shè)備配置：1抓1線10臺(tái)梳棉機(jī)

CL-X產(chǎn)量： 550kg/h

測(cè)試數(shù)據(jù)如下：

測(cè)試項(xiàng)目 入口 出口含雜率 2.48% 1.73%棉結(jié) 268/g 350/g短絨含量 (12.7mm） 20.1% 19%

由于用戶對(duì)成紗質(zhì)量要求很高，CL-X采用了較高開(kāi)松羅拉速度和大塵棒開(kāi)口角度。通過(guò)表中數(shù)據(jù)計(jì)算： CL-X除雜率達(dá)到30%， 棉結(jié)增長(zhǎng)率為30.5%，短絨增長(zhǎng)率為-5%。從三項(xiàng)數(shù)據(jù)看出CL-X具有非常高的清潔效率和保護(hù)纖維能力。用戶生產(chǎn)的Ne30普梳賽絡(luò)紡紗，成紗質(zhì)量如下：

紗支 成紗條干CVm（%）-40%細(xì)節(jié)（個(gè)/km）-50%細(xì)節(jié)（個(gè)/km）+35%粗節(jié)（個(gè)/km）+50%粗節(jié)（個(gè)/km）+200%棉結(jié)（個(gè)/km）Ne32普梳賽絡(luò)紡 12.93 74 1 454 52 87

通過(guò)與Uster 2018指標(biāo)相比較，指標(biāo)基本在5%水平以內(nèi)。

5 結(jié)語(yǔ)

CL-X是一款非常適合新疆機(jī)采棉的預(yù)清棉機(jī)。長(zhǎng)達(dá)2.6米的清潔區(qū)域長(zhǎng)度，棉束在漸進(jìn)開(kāi)松過(guò)程中被清潔多達(dá)14次，相比傳統(tǒng)雙軸流預(yù)清棉機(jī)，清潔效率大幅度提升。采用圓棒打手設(shè)計(jì)，對(duì)纖維作用更加柔和，變頻控制打手速度，在高效清潔同時(shí)能很好保護(hù)纖維，可以做到短絨不增長(zhǎng)。實(shí)時(shí)的視覺(jué)監(jiān)控功能為機(jī)器智能化提供保證，可節(jié)約0.4%用棉。更高的機(jī)器產(chǎn)量和特有的特呂茨施勒變頻控制技術(shù)，相比傳統(tǒng)的雙軸流預(yù)清棉機(jī)，CL-X可大幅度降低能耗。特呂茨施勒建立了智能化預(yù)清棉機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)。