特呂茨施勒預清棉機CL-X在新疆機采棉上的應用

特呂茨施勒紡織機械（上海）有限公司 袁德柱/文

1 引言

新疆棉花在全國棉花應用的比重在逐年增加。根據中棉行協數據，2021年新疆棉產量占全國棉花產量比重達將達到89%以上，其中，機采棉比重約86%。新疆機采棉已成為國內棉紡廠原料的主要來源。雖然新疆機采棉使用了特殊的育種技術，在生長中使用了特別方法，從而使棉花的成熟期盡可能的一致。但是，在實際收采后，同傳統手摘棉相比，未成熟纖維、葉屑、不孕籽、籽屑等雜質要明顯增多，其可紡性要明顯遜色于手摘棉。對于短流程清花線來說，有效的去除這些雜質越來越困難。

特呂茨施勒作為全球領先的纖維準備工序設備制造商，擁有成熟的加工機采棉技術和經驗。針對新疆機采棉的特點，推出了顛覆傳統的門架式抓包機BO-P，BO-P抓臂的工作寬度從傳統1.7米和2.3米增加到2.9米和3.5米。在相同的產量下，相比自動往復式抓棉機，門架式抓棉機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機采棉的高效預清棉機CL-X。為后道高效清除雜質和未成熟纖維提供有力的保證。

2 CL-X預清棉機其結構特點

CL-X是在上一代雙軸流預清棉機CL-P基礎上針對機采棉全新研發的一款高效預清棉機（見圖1和圖2）。在提高清潔效率，保護纖維，自動化及智能化等各方面進行全面地優化設計，可以說CL-X是一款智能型預清棉機。

2.1 CL-X產量高達1600公斤/小時

傳統雙軸流預清棉采用凝棉器喂棉，棉束由風機輸送至凝棉器，凝棉器風機需要排出幾乎全部由風機送來的風量，棉束經過凝棉器后呈自由落體狀態喂入雙軸流開松羅拉，由于凝棉器是通過塵籠轉動輸送棉束，因此，產量受到較大限制，高產時容易發生堵塞現象；如果棉束轉移不順暢，棉束易被反復搓揉，從而容易產生棉結。另外，凝棉器故障率也比較高，紡紗廠對于凝棉器都很頭痛。CL-X取消凝棉器，采用集排風和除微塵功能為一體的空氣分離器，實現無障礙喂棉。空氣分離器是一個豎直上下放置的長方體，兩側布滿網眼孔，棉流自上而下通過空氣分離器后沿切線方向進入開松羅拉。在排風負壓作用下，棉束反復撞擊兩側網眼板，因此，棉束中微塵隨棉束在下降過程中從兩側網眼孔被有效的排出，同時，部分氣流由濾塵風機吸走。取消凝棉器后，采用空氣分離器喂棉為高產奠定了基礎。

2.2 CL-X清潔區域長度增加一倍

相比傳統雙軸流預清棉機CL-P，CL-X在結構上做了很大優化。兩個打手位置由原來同一空間水平設置改為兩個獨立空間呈錯開放置。棉流先進入第一開松羅拉室，沿軸向呈螺旋形通過第一打手后，再進入第二開松羅拉室沿軸向呈螺旋形經過第二打手，CL-X塵棒清潔區域軸向長度由1.3米增加到2.6米。棉束在旋轉過程被圓棒打手被逐步開松，在離心力的作用下，棉束和雜質被拋向塵棒區域，由于雜質重量大，體積小，棉束表面葉屑等雜質被塵棒有效剝離掉，在離心力的作用下被排出。

2.3優化的棉流通道

每個開松羅拉兩側安裝10片導流板，棉束和氣流通過導流板被有效引導，棉束在每個開松羅拉軸向上呈螺旋形轉動7圈，兩個開松羅拉共轉動14圈，即棉束在不斷地受到打擊和開松過程中被兩組塵棒清潔14次。CL-X入口和出口各配備了一個流量控制器，監控進入和排出棉流流量變化，通過調節輸棉風機轉速來應對流量變化，確保進入CL-X的棉束在恒定的流速下被高效地清潔。

2.4 塵棒的數量增加20%

在開松羅拉速度一定情況下，單次清潔效果主要取決于塵棒開口角度和塵棒數量。在塵棒開口角度一定情況下，塵棒數量越多，清潔效果越好。相比傳統雙軸流預清棉機CL-P，CL-X塵棒數量增加20%。塵棒開口角度設定采用推桿電機 (圖4)，開口角度可以在機器控制屏上無級設定，每個開松羅拉各帶有一組塵棒，每組塵棒開口角度可以單獨無級設定。相比傳統雙軸流預清棉機，塵棒角開口角度設定由簡單幾檔調節轉為無級設定，可有效節約紗廠用棉。

圖4 推桿電機控制塵棒開口

2.5 有效的纖維保護

打手采用了圓棒結構（圖3），8排打手分布在整個開松羅拉圓周上，每排6個打手，相鄰兩排打手成錯開排列，開松羅拉速度變頻控制。兩個開松羅拉速度相差10%，棉流剛進入第一開松羅拉時，棉束較大，采用較小開松羅拉速度和較大塵棒開口角度；當棉流進入第二開松羅拉時，由于棉束尺寸進一步減小，因此，采用稍高的開松羅拉速度和稍小塵棒開口角度；所以，棉流在整個軸向移動過程中，經歷了兩個不同開松羅拉速度和塵棒開口角度清潔，我們稱之為遞進式雙重清潔。由于是自由打擊且打擊點數量很少，對纖維作用柔和，纖維損傷明顯減少。

2.6 落棉感應裝置WCT

實時視覺監控已經被特呂茨施勒廣泛運用在清花和梳棉上，比如：梳棉機棉結在線、精清棉機落棉在線監測、梳棉機刺輥落棉在線監控。通過光電傳感器實時監測和軟件精確計算，可以簡單快速地完成機器最優化設定。根據原料含雜狀態和用戶最終成紗品質要求，用戶可以在控制屏上直接啟動落棉感應裝置功能，機器經過一段時間運行后，自動推薦三種優化設定“經濟型，平衡型和質量型”，經濟型即落雜較少，平衡型即落雜適中，質量型即落雜較多。用戶可根據后道成紗質量需求選擇其中一種設定；當然，用戶也可以根據自己經驗自行設定塵棒開口角度。在機器運行過程中，落棉感應裝置實時監測落棉狀況，如果突然出現落棉過大，機器就會發出警報。通過在紡紗廠實地測試，配備落棉感應裝置后，落棉率可以降低0.4%，落棉感應裝置不但提高了機器的效率，同時也提高了原料制成率。

2.7 同時生產兩個以上品種配棉

相比傳統雙軸流，CL-X產量可達1600公斤/小時，另外，CL-X的自動化程度明顯提高，打手速度采用了變頻控制，塵棒開口角度由電機通過程序控制。所以，通過程序控制，一臺CL-X可以同時紡最多3個不同含雜的配棉。CL-X根據不同含雜原棉自動切換相對應工藝設置，即開松羅拉速度和兩組塵棒開口角度。當抓包機生產兩種配棉時，從配棉1切換到配棉2前，抓包機將信號傳輸給CL-X，CL-X自動切換到所需要工藝設置。

3 CL-X預清棉機使用效果分析

3.1能耗更低

CL-X取消凝棉器，不僅不再有轉動凝棉器的動力消耗，而且濾塵的能耗明顯降低。因為棉流經過空氣分離器后沿切線方向喂入雙開松羅拉，不需要象凝棉器那樣排除幾乎所有的風量，棉束可以攜帶一定的風量進入雙開松羅拉，濾塵排風量減少約30%。特呂研發人員通過大量模型測試，螺旋形棉流是一種非常節能棉流運動方式；開松羅拉變頻控制可實現無級調速，相比傳統雙軸流預清棉機CL-P, CL-X預清棉機單機產量提高，可產生顯著降低能耗的效應。CL-X在1600kg/小時產量下，與兩臺傳統預清棉機CL-P相比，加工每公斤原料能耗節省可達66%（圖5）。電費按照0.7元/kw·h計算，每年電費可節省9.1萬人民幣。另外，當多倉處于填滿狀態，CL-X沒有接收到多倉要棉信號時，CL-X開松羅拉速度可以自動降低轉速，實現能耗節省。

3.2清潔效率大幅度提升

棉束被開松羅拉開松越充分，雜質越容易暴露棉束表面。開松羅拉速度越高，開松效果越明顯，離心力也就越大。當被開松棉束經過塵棒區域時，暴露在棉束表面雜質越容易被塵棒清除。最理想狀態是棉束每次經過塵棒區域前被重新開松，棉束內雜質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松羅拉速度和塵棒數量和塵棒開口角度。CL-X清潔區域長度達2.6米，棉束在整個長度內被逐漸開松過程中呈螺旋形旋轉14圈，被兩組塵棒清潔14次；塵棒數量增加20%，因此，清潔效率大幅度提升。當然，開松羅拉在開松過程中，雖然是自由打擊，也產生棉結和短絨，而且，開松羅拉速度越高，棉結增長就越多，短絨也隨之增加。用戶應根據原料特征和后道實際需求和落棉感應裝置推薦，選擇最佳的開松羅拉速度和塵棒開口角度，在除雜和保護纖維之間找到最佳點。

4 CL-X預清棉機工藝測試結果

以下是在一家國外用戶CL-X和傳統預清棉機CL-P對比數據，原料為含雜5.5%美棉，從圖6中可以看出，相比較傳統雙軸流預清棉機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在中國國內用戶的現場測試數據，

原棉：100% 新疆機采棉， 原棉含雜率：2.5%

設備配置：1抓1線10臺梳棉機

CL-X產量： 550kg/h

測試數據如下：

測試項目 入口 出口含雜率 2.48% 1.73%棉結 268/g 350/g短絨含量 (12.7mm） 20.1% 19%

由于用戶對成紗質量要求很高，CL-X采用了較高開松羅拉速度和大塵棒開口角度。通過表中數據計算： CL-X除雜率達到30%， 棉結增長率為30.5%，短絨增長率為-5%。從三項數據看出CL-X具有非常高的清潔效率和保護纖維能力。用戶生產的Ne30普梳賽絡紡紗，成紗質量如下：

紗支 成紗條干CVm（%）-40%細節（個/km）-50%細節（個/km）+35%粗節（個/km）+50%粗節（個/km）+200%棉結（個/km）Ne32普梳賽絡紡 12.93 74 1 454 52 87

通過與Uster 2018指標相比較，指標基本在5%水平以內。

5 結語

CL-X是一款非常適合新疆機采棉的預清棉機。長達2.6米的清潔區域長度，棉束在漸進開松過程中被清潔多達14次，相比傳統雙軸流預清棉機，清潔效率大幅度提升。采用圓棒打手設計，對纖維作用更加柔和，變頻控制打手速度，在高效清潔同時能很好保護纖維，可以做到短絨不增長。實時的視覺監控功能為機器智能化提供保證，可節約0.4%用棉。更高的機器產量和特有的特呂茨施勒變頻控制技術，相比傳統的雙軸流預清棉機，CL-X可大幅度降低能耗。特呂茨施勒建立了智能化預清棉機的標準。