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恒天重工股份有限公司(中国)

目前，纺织工业中主流的短纤维染色、漂白及脱脂等处理工序均采用漂染缸工艺，需将纤维预湿后装入棉笼并压实，形成一定密度的棉饼。然而，装笼方式的不同，将直接影响生产现场环境及纤维染色、漂白与脱脂的处理效果。早期，人们主要采用人工踩棉装笼，即依靠人力将纤维包撕开后投入棉笼，再人工踩实。这种方式劳动强度大，生产现场飞花严重，并且影响操作人员的身体健康。随着技术的发展，机械打饼机逐渐替代人工踩踏。人工喂棉时投入的纤维块通常体积较大，且喂棉速度不可控制，因而获得的棉饼密度不均匀，染色产品易出现色差大或脱脂不均匀等问题，影响产品质量。而当前常见的机械喂棉方式为先采用开包机开松纤维，再通过溜槽向棉笼中喂棉，这种方式存在的不足是散纤维与水的混合是在开放状态下进行的，仍易产生飞花现象，影响生产环境。为此，本文提出一种喂棉喷湿装置，旨在解决上述问题。

1 装置构成

本文的喂棉喷湿装置由恒天重工股份有限公司开发，其结构示意图如图1所示。该装置主要包括气纤分离器、位于气纤分离器下部并与之相连的喂棉直管、旋转接口法兰、喂棉斜管、环状喷湿管，与环状喷湿管相连的用于调节水量的自控水阀及支架。其中，输棉直管与环状喷湿管的直径按棉产量不同，对应有300、450和550 mm，共3种规格。为实现均匀喂棉和吊装棉笼，喂棉斜管可通过旋转接口法兰进行约45°的旋转。环状喷湿管内侧与水平线呈15°处遍布喷淋小孔，可连续不断地喷出圆锥形水帘，如图2所示[1]。

1—气纤分离器； 2—喂棉直管； 3—旋转接口法兰；4—喂棉斜管；5—环状喷湿管； 6—自控水阀； 7—支架图1 喂棉喷湿装置结构示意图

图2 环状喷湿管示意图

气纤分离器(图3)顶部的侧面设有进棉口、底部侧面设有泄风口，进棉口与位于气纤分离器壳体内的尘笼(均布有网孔的圆筒)上部相连通，泄风口与泄风管相连。气纤分离器上设有两个风量调节板，位于泄风口与泄风管的位置，可调节风压的平衡。气纤分离器底部与喂棉直管、喂棉斜管相连，形成气纤分离通道。

图3 气纤分离器示意图

2 工作原理

通过输棉风机将开松、梳理和除杂后的纤维抽送至气纤分离器的进棉口，然后进入尘笼。根据伯努利定理，流体在行进过程中，容器的横截面增大，压力和速度将突然减小。纤维流的运动速度由进棉口(直径为220 mm)处的10 m/min迅速下降至尘笼(直径为700 mm)内的约3 m/min，在减速降压过程中，气流穿过带有网孔形圆筒的尘笼，由泄风口排出，纤维滞留在尘笼内部，空气与纤维得以分离。为实现风量平衡并获得稳定的气纤分离效果，借助气纤分离器上设有的两个风量调节板的泄风口，一部分空气排出，剩余空气带着尘笼中的纤维通过喂棉直管、旋转接口法兰和喂棉斜管以正压的方式喷出管口。为防止纤维在喷出时出现飞花现象，同时获得高密度棉饼，在管子的出口处设有环形喷湿管(图2)。环形喷湿管的圆周上分布有200个直径为2.5 mm的小孔，这些小孔与水平线呈15°倾斜，向斜下方连续不断地喷出圆锥形水帘。纤维由管口喷出并穿过水帘，无论是团状还是游离态，都将被水流喷湿，顺水帘的流向汇聚到锥形水帘中心，形成棉流并落入棉笼。由于水流连续而密集，棉流中的纤维均被喷湿，随水流下沉，因此不会出现飞花现象。实际操作过程中，可根据检测到的供棉量情况，控制自动水阀的出水量，避免水资源的浪费。

3 装置的应用

目前，在散纤维染色、漂白及脱脂工艺流程中，纤维的开松、梳理和除杂属于前段生产过程，染色、漂白及脱脂属于后段生产过程(图4)。前段生产过程要求环境温度和湿度恒定，空气洁净；而后段生产过程的环境条件差，温度和湿度无法控制。两者对厂房环境的要求不同，故设备往往需分开放置，并需通过管道将纤维输送至后段工序。本文的喂棉喷湿装置中，进棉采用正压管道输棉，可有效实现前、后两段生产过程产能的匹配与工艺的有效连接，并能提供稳定的供棉和预湿喂棉。该装置是自动化生产流程中一种必要的实用装置。

图4 散纤维染色、漂白及脱脂工艺流程

本文的喂棉喷湿装置已在湖北欣柔科技有限公司、海宁绿宇科技有限公司等多家用户的生产流程中使用，实现远距离输棉和喂棉。根据用户现场实际测量，以纯棉纤维为例，每吨纤维打饼用水量约3 t，相比其他喂棉方式，用水量可减少20%。此外，生产现场无飞花现象，棉饼产量达1 500 kg/h，可完全满足用户的需求。

4 结语

本文介绍了一款喂棉喷湿装置，该装置目前已在恒天重工股份有限公司的ZF 9108型喂棉装置上得以应用，并在多家用户的纤维染色、漂白与脱脂工艺流程中使用，且已申请实用专利。相比之前的喂棉方式，采用该棉喷湿装置，不仅可改善工作环境、降低劳动强度，而且解决了开松、梳理后蓬松纤维的远距离输送和喂给问题，使得先开松、梳理和除杂，再染色、漂白及脱脂的生产工艺得以快速应用，生产流程稳定可靠、清洁节能，并且用户回馈非常好，是一种蓬松纤维快速预湿喂棉的成功方案。