淺談籽棉清理與雙層籽棉清理機

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〔1奎屯銀力棉油機械有限公司，新疆奎屯833200〕

〔2江蘇鑫德隆環(huán)保科技有限公司，江蘇鹽城224100〕

一、機采棉對加工設(shè)備的要求

棉花機械化采收是運用機械方式替代原有手工采摘的先進生產(chǎn)方式，面對國內(nèi)日益高昂的人工工資及務(wù)工人員的減少，棉花機采不失為一種高效且廉價的采收手段，機采棉完全替代手摘棉的趨勢也越來越明顯。但機采棉的各項指標(biāo)都明顯不如手摘棉，尤其是雜質(zhì)含量。在機械化采收這種不可逆的發(fā)展趨勢下，市場對棉花加工機械提出了更高的要求，以滿足機采棉加工的質(zhì)量需要。

機采棉的主要優(yōu)點是產(chǎn)量高、易管理、異纖含量低；主要缺點是含雜率高、各類疵點多、短絨率高、整齊度差、強力低、成熟度差、籽棉加工流程長等。機采棉的加工對籽棉加工工藝流程和籽棉清理設(shè)備的性能提出了更高的要求，機采棉想要達(dá)到或接近手采棉的含雜量標(biāo)準(zhǔn)，一般需要加長棉花加工線的長度，經(jīng)過多道籽棉清理機的清理才能做到。但這樣一味地增加清理設(shè)備勢必會對棉纖維造成較大的損傷，使得皮棉質(zhì)量大幅下降，造成經(jīng)濟和能源損失。為了避免這樣的情況發(fā)生，市場急需高性能的籽棉清理機，單機清雜效率能大幅度超過市場上一般的籽棉清理機，可以顯著縮短機采籽棉清理加工流程，減少纖維損傷。

二、籽棉清理機的發(fā)展歷程

現(xiàn)代棉花加工設(shè)備起源地在美國，其發(fā)展和成熟也是在美國，主要的棉花清理設(shè)備包括重雜清理器、籽棉提凈機（大雜清理機）、刺釘式清花機等，現(xiàn)代軋花廠所使用的籽棉清理設(shè)備也主要包括這幾種設(shè)備，目前國內(nèi)生產(chǎn)及使用的多為刺釘式清花機，雙層籽棉清理機也是以此為藍(lán)本研發(fā)設(shè)計的。

刺釘式清花機的應(yīng)用較早，適用于開松籽棉，清除籽棉中的細(xì)小雜質(zhì)如土粒、碎葉片、不孕籽、碎棉稈等。該機型是利用篩分原理設(shè)計的，刺釘輥將籽棉團打松并將籽棉送到篩網(wǎng)表面，籽棉在篩網(wǎng)表面滾動并與網(wǎng)面發(fā)生摩擦，部分小面積或小顆粒的雜質(zhì)被清理出去，其主要的工作部件是刺釘輥筒和除雜篩網(wǎng)。

圖1 6MQ-4四輥清花機的主要結(jié)構(gòu)

圖1為早期刺釘式清花機的主要結(jié)構(gòu)，后續(xù)的發(fā)展機型也是以此為設(shè)計思路，通過增加刺輥數(shù)量（斜六輥清花機等）或者增大刺輥直徑和轉(zhuǎn)速，以期達(dá)到更好地清花效果。然而過多的清花刺輥也會對籽棉造成損傷。實踐證明，當(dāng)清花刺輥的線速度和與篩網(wǎng)配合面積一定時，輥筒直徑、數(shù)量多少對清雜、松花效果的提升沒有顯著影響，故而這種單一結(jié)構(gòu)的清花機已無法滿足日益增加的市場需求特別是機采棉加工的要求。

結(jié)合我國棉花的現(xiàn)狀，以及世界其他產(chǎn)棉國的籽棉清理加工機械發(fā)展和應(yīng)用的狀況，奎屯銀力棉油機械有限公司將研究的重點放在對多功能綜合型籽棉清理機的研究，將單一型和成套型相結(jié)合，努力向適用性強、對棉花纖維損傷小以及節(jié)能節(jié)地的方向發(fā)展，成功地研制出了雙層籽棉清理機，經(jīng)鑒定達(dá)到了國內(nèi)領(lǐng)先水平，現(xiàn)已成為機采棉加工流程中的必備設(shè)備。

三、雙層籽棉清理機的結(jié)構(gòu)

雙層籽棉清理機采用全新的結(jié)構(gòu)，由一組上清花機、一組提凈機、一組下清花機組成，相當(dāng)于2臺清花機1臺提凈機。上清花機網(wǎng)底采用格條柵式，可清除大小雜質(zhì)、不孕籽僵瓣、棉稈等，提凈機將上清花機排出的雜質(zhì)和部分小花頭進行分離，用鋸齒拉鉤將花頭提取后進入上清花機，下清花機網(wǎng)底采用網(wǎng)孔板和格條柵式兩種，以清除剩余的小型雜質(zhì)及葉屑，一般機采棉采用格條柵式，清除中細(xì)雜質(zhì)效率更高。

圖2 復(fù)式籽棉清理機主要結(jié)構(gòu)

雙層籽棉清理機的工作過程：籽棉由進料口4進入上層清雜裝置，通過上層刺釘輥筒2與上層除雜篩網(wǎng)3清雜后，由上層出棉口5進入下層清雜裝置，而大的雜質(zhì)與花頭則從上層淌雜板11進入小花頭回收裝置中，進入下層清雜裝置的籽棉通過下層刺釘輥筒6與下層除雜篩網(wǎng)7進行二次清雜，清理干凈的籽棉由出棉口進入下道工序，雜質(zhì)由排雜口10排出，進入花頭回收裝置的花頭經(jīng)由鋸齒輥筒14、毛刷輥筒15和刺釘輥筒16進行回收，回收的花頭通過回收口17再次進入上層清雜裝置進行清雜，而雜質(zhì)通過回收出雜口12排出，完成籽棉清理全過程。

四、雙層籽棉清理機的性能特點

（一）降低纖維損傷

雙層籽棉清理機的清雜腔通過網(wǎng)眼板或格條柵將通道分隔成棉花腔和雜質(zhì)腔，籽棉在輥筒高速回轉(zhuǎn)產(chǎn)生的氣流作用下在棉花腔中運動，在與網(wǎng)眼板撞擊和摩擦下翻滾，雜質(zhì)經(jīng)網(wǎng)眼板進入雜質(zhì)腔并排出，從而提高了對籽棉中的雜質(zhì)，特別是對籽棉中的細(xì)小雜質(zhì)的清除效果，降低了對籽棉纖維的損傷程度。

（二）提高除雜效率

將目前籽棉清理機械中，除雜棒除雜、篩網(wǎng)（格條柵）落雜、齒條回收纖維和清除僵瓣等機構(gòu)通過上下清雜腔和提凈腔內(nèi)部件相互配合融為一體，除雜效率得到極大提高，由一般籽棉清理機的50%～60%提高到80%以上。

（三）減少占地面積，節(jié)約資源

將機殼體內(nèi)清雜腔設(shè)計為多層，相對于目前市場上的單層清理機相當(dāng)于將平房改為樓房，清雜效率大幅度提高，占用場地卻明顯減少，可節(jié)約廠房和土地。

（四）提高回收率

通過對清雜腔、提凈腔內(nèi)氣流的分析，將以前簡單的分流平板設(shè)計為V形或Y形，防止回收腔堵塞，可以更好地除雜和回收纖維。

（五）降低落棉率

下層篩網(wǎng)的網(wǎng)孔小于上層篩網(wǎng)的網(wǎng)孔（或下層格條柵的間隙小于上層格條柵的間隙），可先后排除較大和較小雜質(zhì)，控制落棉量。

（六）縮短加工流程

手摘棉僅需使用一道、機采棉僅需使用兩道雙層籽棉清理機，即可高效清除籽棉中的中細(xì)雜質(zhì)，機采棉清理流程可減少一到兩道籽清工序，再減少一道皮清工序。縮短流程即意味著減少纖維損傷，為此雙層籽棉清理機加工出來的皮棉質(zhì)量明顯高于其他機型，再搭配同樣可減少纖維損傷的高性能鋸齒軋花機，此機采棉加工流程的軋工質(zhì)量可達(dá)到或接近手摘棉的質(zhì)量水平，為軋花廠帶來可觀的效益。