特吕茨施勒预清棉机CL-X在新疆机采棉上的应用

特吕茨施勒纺织机械（上海）有限公司 袁德柱/文

1 引言

新疆棉花在全国棉花应用的比重在逐年增加。根据中棉行协数据，2021年新疆棉产量占全国棉花产量比重达将达到89%以上，其中，机采棉比重约86%。新疆机采棉已成为国内棉纺厂原料的主要来源。虽然新疆机采棉使用了特殊的育种技术，在生长中使用了特别方法，从而使棉花的成熟期尽可能的一致。但是，在实际收采后，同传统手摘棉相比，未成熟纤维、叶屑、不孕籽、籽屑等杂质要明显增多，其可纺性要明显逊色于手摘棉。对于短流程清花线来说，有效的去除这些杂质越来越困难。

特吕茨施勒作为全球领先的纤维准备工序设备制造商，拥有成熟的加工机采棉技术和经验。针对新疆机采棉的特点，推出了颠覆传统的门架式抓包机BO-P，BO-P抓臂的工作宽度从传统1.7米和2.3米增加到2.9米和3.5米。在相同的产量下，相比自动往复式抓棉机，门架式抓棉机BO-P棉束尺寸减小一倍；由于工作幅宽大幅度增加，棉包横向排包数量最多可增至6包，棉束混匀效果提升25%～50%。今年特吕茨施勒又推出了一款针对机采棉的高效预清棉机CL-X。为后道高效清除杂质和未成熟纤维提供有力的保证。

2 CL-X预清棉机其结构特点

CL-X是在上一代双轴流预清棉机CL-P基础上针对机采棉全新研发的一款高效预清棉机（见图1和图2）。在提高清洁效率，保护纤维，自动化及智能化等各方面进行全面地优化设计，可以说CL-X是一款智能型预清棉机。

2.1 CL-X产量高达1600公斤/小时

传统双轴流预清棉采用凝棉器喂棉，棉束由风机输送至凝棉器，凝棉器风机需要排出几乎全部由风机送来的风量，棉束经过凝棉器后呈自由落体状态喂入双轴流开松罗拉，由于凝棉器是通过尘笼转动输送棉束，因此，产量受到较大限制，高产时容易发生堵塞现象；如果棉束转移不顺畅，棉束易被反复搓揉，从而容易产生棉结。另外，凝棉器故障率也比较高，纺纱厂对于凝棉器都很头痛。CL-X取消凝棉器，采用集排风和除微尘功能为一体的空气分离器，实现无障碍喂棉。空气分离器是一个竖直上下放置的长方体，两侧布满网眼孔，棉流自上而下通过空气分离器后沿切线方向进入开松罗拉。在排风负压作用下，棉束反复撞击两侧网眼板，因此，棉束中微尘随棉束在下降过程中从两侧网眼孔被有效的排出，同时，部分气流由滤尘风机吸走。取消凝棉器后，采用空气分离器喂棉为高产奠定了基础。

2.2 CL-X清洁区域长度增加一倍

相比传统双轴流预清棉机CL-P，CL-X在结构上做了很大优化。两个打手位置由原来同一空间水平设置改为两个独立空间呈错开放置。棉流先进入第一开松罗拉室，沿轴向呈螺旋形通过第一打手后，再进入第二开松罗拉室沿轴向呈螺旋形经过第二打手，CL-X尘棒清洁区域轴向长度由1.3米增加到2.6米。棉束在旋转过程被圆棒打手被逐步开松，在离心力的作用下，棉束和杂质被抛向尘棒区域，由于杂质重量大，体积小，棉束表面叶屑等杂质被尘棒有效剥离掉，在离心力的作用下被排出。

2.3优化的棉流通道

每个开松罗拉两侧安装10片导流板，棉束和气流通过导流板被有效引导，棉束在每个开松罗拉轴向上呈螺旋形转动7圈，两个开松罗拉共转动14圈，即棉束在不断地受到打击和开松过程中被两组尘棒清洁14次。CL-X入口和出口各配备了一个流量控制器，监控进入和排出棉流流量变化，通过调节输棉风机转速来应对流量变化，确保进入CL-X的棉束在恒定的流速下被高效地清洁。

2.4 尘棒的数量增加20%

在开松罗拉速度一定情况下，单次清洁效果主要取决于尘棒开口角度和尘棒数量。在尘棒开口角度一定情况下，尘棒数量越多，清洁效果越好。相比传统双轴流预清棉机CL-P，CL-X尘棒数量增加20%。尘棒开口角度设定采用推杆电机 (图4)，开口角度可以在机器控制屏上无级设定，每个开松罗拉各带有一组尘棒，每组尘棒开口角度可以单独无级设定。相比传统双轴流预清棉机，尘棒角开口角度设定由简单几档调节转为无级设定，可有效节约纱厂用棉。

图4 推杆电机控制尘棒开口

2.5 有效的纤维保护

打手采用了圆棒结构（图3），8排打手分布在整个开松罗拉圆周上，每排6个打手，相邻两排打手成错开排列，开松罗拉速度变频控制。两个开松罗拉速度相差10%，棉流刚进入第一开松罗拉时，棉束较大，采用较小开松罗拉速度和较大尘棒开口角度；当棉流进入第二开松罗拉时，由于棉束尺寸进一步减小，因此，采用稍高的开松罗拉速度和稍小尘棒开口角度；所以，棉流在整个轴向移动过程中，经历了两个不同开松罗拉速度和尘棒开口角度清洁，我们称之为递进式双重清洁。由于是自由打击且打击点数量很少，对纤维作用柔和，纤维损伤明显减少。

2.6 落棉感应装置WCT

实时视觉监控已经被特吕茨施勒广泛运用在清花和梳棉上，比如：梳棉机棉结在线、精清棉机落棉在线监测、梳棉机刺辊落棉在线监控。通过光电传感器实时监测和软件精确计算，可以简单快速地完成机器最优化设定。根据原料含杂状态和用户最终成纱品质要求，用户可以在控制屏上直接启动落棉感应装置功能，机器经过一段时间运行后，自动推荐三种优化设定“经济型，平衡型和质量型”，经济型即落杂较少，平衡型即落杂适中，质量型即落杂较多。用户可根据后道成纱质量需求选择其中一种设定；当然，用户也可以根据自己经验自行设定尘棒开口角度。在机器运行过程中，落棉感应装置实时监测落棉状况，如果突然出现落棉过大，机器就会发出警报。通过在纺纱厂实地测试，配备落棉感应装置后，落棉率可以降低0.4%，落棉感应装置不但提高了机器的效率，同时也提高了原料制成率。

2.7 同时生产两个以上品种配棉

相比传统双轴流，CL-X产量可达1600公斤/小时，另外，CL-X的自动化程度明显提高，打手速度采用了变频控制，尘棒开口角度由电机通过程序控制。所以，通过程序控制，一台CL-X可以同时纺最多3个不同含杂的配棉。CL-X根据不同含杂原棉自动切换相对应工艺设置，即开松罗拉速度和两组尘棒开口角度。当抓包机生产两种配棉时，从配棉1切换到配棉2前，抓包机将信号传输给CL-X，CL-X自动切换到所需要工艺设置。

3 CL-X预清棉机使用效果分析

3.1能耗更低

CL-X取消凝棉器，不仅不再有转动凝棉器的动力消耗，而且滤尘的能耗明显降低。因为棉流经过空气分离器后沿切线方向喂入双开松罗拉，不需要象凝棉器那样排除几乎所有的风量，棉束可以携带一定的风量进入双开松罗拉，滤尘排风量减少约30%。特吕研发人员通过大量模型测试，螺旋形棉流是一种非常节能棉流运动方式；开松罗拉变频控制可实现无级调速，相比传统双轴流预清棉机CL-P, CL-X预清棉机单机产量提高，可产生显著降低能耗的效应。CL-X在1600kg/小时产量下，与两台传统预清棉机CL-P相比，加工每公斤原料能耗节省可达66%（图5）。电费按照0.7元/kw·h计算，每年电费可节省9.1万人民币。另外，当多仓处于填满状态，CL-X没有接收到多仓要棉信号时，CL-X开松罗拉速度可以自动降低转速，实现能耗节省。

3.2清洁效率大幅度提升

棉束被开松罗拉开松越充分，杂质越容易暴露棉束表面。开松罗拉速度越高，开松效果越明显，离心力也就越大。当被开松棉束经过尘棒区域时，暴露在棉束表面杂质越容易被尘棒清除。最理想状态是棉束每次经过尘棒区域前被重新开松，棉束内杂质就越容易暴露在棉束表面。因此，清洁效率高低主要取决于开松罗拉速度和尘棒数量和尘棒开口角度。CL-X清洁区域长度达2.6米，棉束在整个长度内被逐渐开松过程中呈螺旋形旋转14圈，被两组尘棒清洁14次；尘棒数量增加20%，因此，清洁效率大幅度提升。当然，开松罗拉在开松过程中，虽然是自由打击，也产生棉结和短绒，而且，开松罗拉速度越高，棉结增长就越多，短绒也随之增加。用户应根据原料特征和后道实际需求和落棉感应装置推荐，选择最佳的开松罗拉速度和尘棒开口角度，在除杂和保护纤维之间找到最佳点。

4 CL-X预清棉机工艺测试结果

以下是在一家国外用户CL-X和传统预清棉机CL-P对比数据，原料为含杂5.5%美棉，从图6中可以看出，相比较传统双轴流预清棉机CL-P，清洁效率提升了近3倍

图6 清洁效率提升3倍

以下是CL-X在中国国内用户的现场测试数据，

原棉：100% 新疆机采棉， 原棉含杂率：2.5%

设备配置：1抓1线10台梳棉机

CL-X产量： 550kg/h

测试数据如下：

测试项目 入口 出口含杂率 2.48% 1.73%棉结 268/g 350/g短绒含量 (12.7mm） 20.1% 19%

由于用户对成纱质量要求很高，CL-X采用了较高开松罗拉速度和大尘棒开口角度。通过表中数据计算： CL-X除杂率达到30%， 棉结增长率为30.5%，短绒增长率为-5%。从三项数据看出CL-X具有非常高的清洁效率和保护纤维能力。用户生产的Ne30普梳赛络纺纱，成纱质量如下：

纱支 成纱条干CVm（%）-40%细节（个/km）-50%细节（个/km）+35%粗节（个/km）+50%粗节（个/km）+200%棉结（个/km）Ne32普梳赛络纺 12.93 74 1 454 52 87

通过与Uster 2018指标相比较，指标基本在5%水平以内。

5 结语

CL-X是一款非常适合新疆机采棉的预清棉机。长达2.6米的清洁区域长度，棉束在渐进开松过程中被清洁多达14次，相比传统双轴流预清棉机，清洁效率大幅度提升。采用圆棒打手设计，对纤维作用更加柔和，变频控制打手速度，在高效清洁同时能很好保护纤维，可以做到短绒不增长。实时的视觉监控功能为机器智能化提供保证，可节约0.4%用棉。更高的机器产量和特有的特吕茨施勒变频控制技术，相比传统的双轴流预清棉机，CL-X可大幅度降低能耗。特吕茨施勒建立了智能化预清棉机的标准。