■ 林 義 陳東勝

〔奎屯銀力棉油機(jī)械有限公司，新疆奎屯833200〕

中國(guó)是世界上最大的棉花生產(chǎn)國(guó)，原棉消費(fèi)居世界第一，棉花作為戰(zhàn)略物資是我國(guó)重要的農(nóng)作物之一，關(guān)系著我國(guó)的國(guó)計(jì)民生。新疆是我國(guó)最大的棉花產(chǎn)區(qū)，棉花對(duì)新疆經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著舉足輕重的作用。

現(xiàn)階段，新疆的棉花以含雜率較高的機(jī)采棉為主，棉花加工企業(yè)采用籽棉烘干燃煤熱風(fēng)爐技術(shù)對(duì)棉花的水分進(jìn)行控制，也有部分企業(yè)對(duì)籽棉或皮棉進(jìn)行加濕。為此，控制棉花中的水分和含雜率，提高生產(chǎn)加工效率，減少企業(yè)人工成本，提升軋花產(chǎn)能和質(zhì)量，是新型籽棉加工生產(chǎn)線的主要研究方向。

一、現(xiàn)階段籽棉加工現(xiàn)狀

籽棉是棉農(nóng)通過手摘或機(jī)采下來的棉花，即具有棉籽的棉花，籽棉經(jīng)過加工去掉棉籽后得到的棉花叫皮棉，皮棉也就是紡織企業(yè)所使用的原料——原棉。在進(jìn)行籽棉加工時(shí)，需要在盡量不損傷棉纖維及棉籽的情況下進(jìn)行開松，若籽棉回潮率過低會(huì)導(dǎo)致棉纖維的強(qiáng)度降低，加工過程中可能會(huì)使棉纖維折斷，棉籽表面脆性增大導(dǎo)致棉籽易損傷破裂；若籽棉回潮率過高，棉纖維在儲(chǔ)存中容易發(fā)霉變色，棉纖維的基部與棉籽連接力很大，棉籽表皮又非常柔軟，容易在分離棉纖維與棉籽時(shí)撕下籽皮導(dǎo)致纖維籽屑雜質(zhì)，增大后續(xù)的雜質(zhì)清理難度，所以在籽棉加工生產(chǎn)過程中，籽棉及皮棉的回潮率非常重要。

目前，在籽棉的加工生產(chǎn)過程中，工人先通過儀器檢驗(yàn)與感官檢驗(yàn)結(jié)合的方式來判斷籽棉的回潮率情況。若籽棉回潮率過大，工人對(duì)籽棉進(jìn)行一次烘干后再進(jìn)行一次清理；若籽棉回潮率符合要求，工人就直接對(duì)籽棉進(jìn)行一次清理。一次清理后的籽棉需要再次進(jìn)行籽棉的回潮率情況判斷，若籽棉回潮率過大，工人需對(duì)籽棉進(jìn)行二次烘干后再進(jìn)行二次清理；若籽棉回潮率符合要求，工人則直接進(jìn)行二次清理。完成二次清理后，工人再次檢測(cè)籽棉回潮率，若籽棉回潮率過低，則使用籽棉加濕機(jī)給籽棉加濕，將加濕后的籽棉通過軋花機(jī)處理得到皮棉，最后將得到的皮棉經(jīng)過皮棉清理機(jī)、總集棉機(jī)、皮棉滑道和打包機(jī)完成加工。

二、現(xiàn)階段籽棉加工存在的問題

現(xiàn)在的籽棉大多數(shù)是通過采棉機(jī)采收，籽棉中含雜率很高，為了高效清除雜質(zhì)，籽棉中的回潮率必須較低，需要先對(duì)籽棉進(jìn)行烘干處理，而過于干燥的棉花在加工過程中容易造成纖維斷裂，因此必要時(shí)還要進(jìn)行加濕處理。在籽棉或皮棉的烘干和加濕過程中，僅憑人工檢測(cè)棉花回潮率情況，主觀性較大，回潮率判斷不準(zhǔn)確，而且烘干和加濕的量和均勻程度都不好控制；烘干加濕處理后，工人若沒有及時(shí)檢測(cè)就進(jìn)行下一步處理，籽棉或皮棉內(nèi)部產(chǎn)生變化，會(huì)影響加工后的皮棉品質(zhì)。

三、新型籽棉加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)原理

新型籽棉加工生產(chǎn)線設(shè)計(jì)的目的是對(duì)加工過程中的籽棉和皮棉回潮率及含雜情況進(jìn)行準(zhǔn)確檢測(cè)和控制。

新型籽棉加工生產(chǎn)線包括檢測(cè)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和處理系統(tǒng)。檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)籽棉的回潮率并發(fā)送至處理系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)包括多個(gè)回潮率傳感模塊，回潮率傳感模塊可用現(xiàn)有的HIH-4010系列的傳感模塊，回潮率傳感模塊均勻分布在籽棉下方，回潮率傳感模塊用于檢測(cè)籽棉的回潮率并傳送至處理系統(tǒng)，檢測(cè)系統(tǒng)通過回潮率傳感模塊檢測(cè)皮棉的回潮率并發(fā)送至處理系統(tǒng)，處理系統(tǒng)可用現(xiàn)有TMS320F28335 PGFA LQFP176處理系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算處理。

在新型籽棉加工生產(chǎn)中，檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)籽棉加工過程中的回潮率和含雜率并將數(shù)據(jù)發(fā)送至處理系統(tǒng)；當(dāng)籽棉的回潮率小于第一回潮率閾值且含雜率小于第一雜質(zhì)閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送輸棉信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第一多向閘門打開喂花機(jī)至籽棉儲(chǔ)棉箱的通道進(jìn)行輸棉；當(dāng)原棉的回潮率小于第一回潮率閾值且含雜率大于第一雜質(zhì)閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送單清理信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第一多向閘門打開喂花機(jī)至第一籽棉清理機(jī)的通道進(jìn)行一次清理；當(dāng)原棉的回潮率大于第一回潮率閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送單烘干信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第一多向閘門打開喂花機(jī)至第一籽棉烘干機(jī)的通道進(jìn)行一次烘干；當(dāng)經(jīng)過一次烘干后的籽棉含雜率大于第一雜質(zhì)閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送一次清理信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第二多向閘門打開第一籽棉烘干機(jī)至第一籽棉清理機(jī)的通道進(jìn)行一次清理。按照同樣的原理可進(jìn)行二次烘干和二次清理。

當(dāng)籽棉經(jīng)過二次清理后，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送放置信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第四多向閘門打開第二籽棉清理機(jī)至籽棉儲(chǔ)棉箱的通道進(jìn)行存放；當(dāng)籽棉儲(chǔ)棉箱中籽棉的回潮率小于第二回潮率閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送加濕信號(hào)，控制系統(tǒng)控制籽棉加濕機(jī)對(duì)籽棉進(jìn)行加濕；當(dāng)籽棉儲(chǔ)棉箱中籽棉的回潮率大于或等于第二回潮率閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送軋花信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第一單向閘門打開籽棉儲(chǔ)棉箱至軋花機(jī)的通道，控制系統(tǒng)控制軋花機(jī)對(duì)籽棉進(jìn)行脫籽處理；當(dāng)軋花機(jī)對(duì)籽棉脫籽處理后，控制系統(tǒng)控制第二單向閘門打開軋花機(jī)至氣流皮棉清理機(jī)的通道進(jìn)行皮棉的氣流清理；當(dāng)經(jīng)過氣流清理后皮棉的含雜率小于第二雜質(zhì)閾值且回潮率等于第三回潮率閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送集中信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第六多向閘門打開氣流皮棉清理機(jī)至總集棉機(jī)的通道進(jìn)行輸棉；當(dāng)經(jīng)過鋸齒清理后皮棉的回潮率小于第三回潮率閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送加濕信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第七多向閘門打開鋸齒皮棉清理機(jī)至第一皮棉加濕機(jī)的通道進(jìn)行一次加濕；當(dāng)經(jīng)過氣流清理后皮棉的含雜率大于第二雜質(zhì)閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送皮棉清理信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第六多向閘門打開氣流皮棉清理機(jī)至鋸齒皮棉清理機(jī)的通道進(jìn)行皮棉的鋸齒清理；當(dāng)經(jīng)過氣流清理后皮棉的含雜率小于第二雜質(zhì)閾值且回潮率小于第三回潮率閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送回潮率信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第六多向閘門打開氣流皮棉清理機(jī)至第一皮棉加濕機(jī)的通道進(jìn)行一次加濕；當(dāng)皮棉經(jīng)過一次加濕后，控制系統(tǒng)控制第八多向閘門打開第一皮棉加濕機(jī)至總集棉機(jī)的通道進(jìn)行輸棉，控制系統(tǒng)控制第三單向閘門打開總集棉機(jī)至皮棉滑道的通道；當(dāng)皮棉滑道內(nèi)皮棉的回潮率小于第四回潮率閾值時(shí)，處理系統(tǒng)向控制系統(tǒng)發(fā)送二次加濕信號(hào)，控制系統(tǒng)控制第二皮棉加濕機(jī)對(duì)皮棉進(jìn)行二次加濕，控制系統(tǒng)在皮棉完成二次加濕后控制打包機(jī)對(duì)皮棉進(jìn)行打包。

四、新型籽棉加工生產(chǎn)線的應(yīng)用

新型籽棉加工生產(chǎn)線如圖1所示，喂花機(jī)通過第一多向閘門連通第一籽棉烘干機(jī)和籽棉儲(chǔ)棉箱，第一籽棉烘干機(jī)通過第二多向閘門連通第一籽棉清理機(jī)，第一多向閘門與第二多向閘門間連接有通道，第一籽棉清理機(jī)通過第三多向閘門連通第二籽棉烘干機(jī)，第三多向閘門與第二多向閘門間通過通道連通，第二籽棉烘干機(jī)通過第四多向閘門連通第二籽棉清理機(jī)，第一籽棉清理機(jī)和第二籽棉清理機(jī)使用現(xiàn)有的復(fù)式清理機(jī)，第四多向閘門與第三多向閘門間連接有通道，第二籽棉清理機(jī)通過第五多向閘門連通籽棉儲(chǔ)棉箱，籽棉儲(chǔ)棉箱通過第一單向閘門連通軋花機(jī)，軋花機(jī)可用現(xiàn)有的復(fù)式鋸齒軋花機(jī)，籽棉儲(chǔ)棉箱與籽棉加濕機(jī)連通，軋花機(jī)通過第二單向閘門連通有氣流皮棉清理機(jī)，氣流皮棉清理機(jī)通過第六多向閘門連通有鋸齒皮棉清理機(jī)，鋸齒皮棉清理機(jī)可用現(xiàn)有的MQP鋸齒式皮棉清理機(jī)，鋸齒皮棉清理機(jī)通過第七多向閘門連通第一皮棉加濕機(jī)，第一皮棉加濕機(jī)通過第八多向閘門連通總集棉機(jī)，總集棉機(jī)可用現(xiàn)有的MZL-180型總集棉機(jī)，總集棉機(jī)通過第三單向閘門連通皮棉滑道，皮棉滑道上連通有第一皮棉加濕機(jī)，皮棉滑道的出口處連接有打包機(jī)，以上各個(gè)加工機(jī)構(gòu)間通過相應(yīng)的傳送通道進(jìn)行連通，各個(gè)閘門分別安裝在相應(yīng)機(jī)器間的傳送通道上，傳送通道中安裝傳送部件，傳送部件通過機(jī)械運(yùn)動(dòng)進(jìn)行工作。

圖1 新型籽棉加工生產(chǎn)線示意圖

五、結(jié)論

新型籽棉加工生產(chǎn)線的研究和使用，大幅度提高了棉花加工生產(chǎn)效率以及軋花質(zhì)量，在一定程度上為企業(yè)減少了人力成本，加快了棉花加工機(jī)械自動(dòng)化的進(jìn)程。新型籽棉加工生產(chǎn)線的設(shè)計(jì)對(duì)新疆棉花的加工更具有針對(duì)性，可提升新疆棉花加工的產(chǎn)質(zhì)量，推動(dòng)新疆棉花產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展。