浅谈籽棉清理与双层籽棉清理机

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〔1奎屯银力棉油机械有限公司，新疆奎屯833200〕

〔2江苏鑫德隆环保科技有限公司，江苏盐城224100〕

一、机采棉对加工设备的要求

棉花机械化采收是运用机械方式替代原有手工采摘的先进生产方式，面对国内日益高昂的人工工资及务工人员的减少，棉花机采不失为一种高效且廉价的采收手段，机采棉完全替代手摘棉的趋势也越来越明显。但机采棉的各项指标都明显不如手摘棉，尤其是杂质含量。在机械化采收这种不可逆的发展趋势下，市场对棉花加工机械提出了更高的要求，以满足机采棉加工的质量需要。

机采棉的主要优点是产量高、易管理、异纤含量低；主要缺点是含杂率高、各类疵点多、短绒率高、整齐度差、强力低、成熟度差、籽棉加工流程长等。机采棉的加工对籽棉加工工艺流程和籽棉清理设备的性能提出了更高的要求，机采棉想要达到或接近手采棉的含杂量标准，一般需要加长棉花加工线的长度，经过多道籽棉清理机的清理才能做到。但这样一味地增加清理设备势必会对棉纤维造成较大的损伤，使得皮棉质量大幅下降，造成经济和能源损失。为了避免这样的情况发生，市场急需高性能的籽棉清理机，单机清杂效率能大幅度超过市场上一般的籽棉清理机，可以显著缩短机采籽棉清理加工流程，减少纤维损伤。

二、籽棉清理机的发展历程

现代棉花加工设备起源地在美国，其发展和成熟也是在美国，主要的棉花清理设备包括重杂清理器、籽棉提净机（大杂清理机）、刺钉式清花机等，现代轧花厂所使用的籽棉清理设备也主要包括这几种设备，目前国内生产及使用的多为刺钉式清花机，双层籽棉清理机也是以此为蓝本研发设计的。

刺钉式清花机的应用较早，适用于开松籽棉，清除籽棉中的细小杂质如土粒、碎叶片、不孕籽、碎棉秆等。该机型是利用筛分原理设计的，刺钉辊将籽棉团打松并将籽棉送到筛网表面，籽棉在筛网表面滚动并与网面发生摩擦，部分小面积或小颗粒的杂质被清理出去，其主要的工作部件是刺钉辊筒和除杂筛网。

图1 6MQ-4四辊清花机的主要结构

图1为早期刺钉式清花机的主要结构，后续的发展机型也是以此为设计思路，通过增加刺辊数量（斜六辊清花机等）或者增大刺辊直径和转速，以期达到更好地清花效果。然而过多的清花刺辊也会对籽棉造成损伤。实践证明，当清花刺辊的线速度和与筛网配合面积一定时，辊筒直径、数量多少对清杂、松花效果的提升没有显著影响，故而这种单一结构的清花机已无法满足日益增加的市场需求特别是机采棉加工的要求。

结合我国棉花的现状，以及世界其他产棉国的籽棉清理加工机械发展和应用的状况，奎屯银力棉油机械有限公司将研究的重点放在对多功能综合型籽棉清理机的研究，将单一型和成套型相结合，努力向适用性强、对棉花纤维损伤小以及节能节地的方向发展，成功地研制出了双层籽棉清理机，经鉴定达到了国内领先水平，现已成为机采棉加工流程中的必备设备。

三、双层籽棉清理机的结构

双层籽棉清理机采用全新的结构，由一组上清花机、一组提净机、一组下清花机组成，相当于2台清花机1台提净机。上清花机网底采用格条栅式，可清除大小杂质、不孕籽僵瓣、棉秆等，提净机将上清花机排出的杂质和部分小花头进行分离，用锯齿拉钩将花头提取后进入上清花机，下清花机网底采用网孔板和格条栅式两种，以清除剩余的小型杂质及叶屑，一般机采棉采用格条栅式，清除中细杂质效率更高。

图2 复式籽棉清理机主要结构

双层籽棉清理机的工作过程：籽棉由进料口4进入上层清杂装置，通过上层刺钉辊筒2与上层除杂筛网3清杂后，由上层出棉口5进入下层清杂装置，而大的杂质与花头则从上层淌杂板11进入小花头回收装置中，进入下层清杂装置的籽棉通过下层刺钉辊筒6与下层除杂筛网7进行二次清杂，清理干净的籽棉由出棉口进入下道工序，杂质由排杂口10排出，进入花头回收装置的花头经由锯齿辊筒14、毛刷辊筒15和刺钉辊筒16进行回收，回收的花头通过回收口17再次进入上层清杂装置进行清杂，而杂质通过回收出杂口12排出，完成籽棉清理全过程。

四、双层籽棉清理机的性能特点

（一）降低纤维损伤

双层籽棉清理机的清杂腔通过网眼板或格条栅将通道分隔成棉花腔和杂质腔，籽棉在辊筒高速回转产生的气流作用下在棉花腔中运动，在与网眼板撞击和摩擦下翻滚，杂质经网眼板进入杂质腔并排出，从而提高了对籽棉中的杂质，特别是对籽棉中的细小杂质的清除效果，降低了对籽棉纤维的损伤程度。

（二）提高除杂效率

将目前籽棉清理机械中，除杂棒除杂、筛网（格条栅）落杂、齿条回收纤维和清除僵瓣等机构通过上下清杂腔和提净腔内部件相互配合融为一体，除杂效率得到极大提高，由一般籽棉清理机的50%～60%提高到80%以上。

（三）减少占地面积，节约资源

将机壳体内清杂腔设计为多层，相对于目前市场上的单层清理机相当于将平房改为楼房，清杂效率大幅度提高，占用场地却明显减少，可节约厂房和土地。

（四）提高回收率

通过对清杂腔、提净腔内气流的分析，将以前简单的分流平板设计为V形或Y形，防止回收腔堵塞，可以更好地除杂和回收纤维。

（五）降低落棉率

下层筛网的网孔小于上层筛网的网孔（或下层格条栅的间隙小于上层格条栅的间隙），可先后排除较大和较小杂质，控制落棉量。

（六）缩短加工流程

手摘棉仅需使用一道、机采棉仅需使用两道双层籽棉清理机，即可高效清除籽棉中的中细杂质，机采棉清理流程可减少一到两道籽清工序，再减少一道皮清工序。缩短流程即意味着减少纤维损伤，为此双层籽棉清理机加工出来的皮棉质量明显高于其他机型，再搭配同样可减少纤维损伤的高性能锯齿轧花机，此机采棉加工流程的轧工质量可达到或接近手摘棉的质量水平，为轧花厂带来可观的效益。