Оборудование для механического обезвоживания и сушки текстильных материалов

Производительность сушилок определяют скоростью прохождения ткани через машину и выражают в следующих единицах: м/мин или м/ч. Но эта скорость находится в прямой зависимости от интенсивности испарения влаги, т. е. скорости сушки U, кг/(м ч), которая определяется количеством влаги W, испаряемой с единицы поверхности F в единицу времени,

U = W/F , (6)

где   — общая продолжительность сушки, ч.

Скорость испарения влаги, или интенсивность сушки, является важным показателем экономической эффективности сушилок. Другим важным показателем сушилок является общая испарительная способность а, кг/ч, которая тем больше, чем выше интенсивность сушки и поверхность испарения,

a=UF, (7)

Следует учитывать, что сушилка с высокой испарительной способностью не обязательно должна иметь высокую интенсивность сушки, потому что для высокой испарительной способности достаточно иметь большую поверхность испарения даже при малой интенсивности сушки.

Сушильные барабанные машины

Сушильные барабанные машины (СБМ) предназначены для контактной сушки тканей. Это относительно простые по конструкции и экономичные по расходу тепла машины (удельный расход пара составляет 1,4—1,6 кг на 1 кг испаренной влаги при давлении 0,4 МПа). Они относятся к высокопроизводитель ным сушилкам и применяются для сушки хлопчатобумажных, льняных и вискозно-штапельных тканей.

Сушильные барабанные машины представляют собой серию вращающихся цилиндров, обогреваемых внутри паром и установленных в шахматном порядке (обычно по 8—10 шт.) в виде вертикальной колонки на стойках, внутри которых проложены трубопроводы для подачи к цилиндрам пара и отвода конденсата. Выпускаются СБМ, имеющие от одной до четырех колонок.

Ткань заправляется на цилиндры врасправку, транспортируется ими, сушится и разглаживается. Для разглаживания требуется натяжение, что ограничивает область применения СБМ сушкой хлопчатобумажных и льняных тканей. Хорошее разглаживание ткани способствует снижению полосатости при гладком крашении.

Ткань можно заправлять на цилиндры так, чтобы она попеременно соприкасалась с их поверхностью лицом и изнанкой (двусторонняя сушка) или только изнанкой (односторонняя сушка), как это показано на рис. 4. Односторонняя сушка применяется при аппретировании - тканей, когда ткань желательно сушить со стороны изнанки, чтобы на лицевой стороне не появлялся ненужный жирный блеск.

Рис.4 Схема способов заправки ткани на сушильных барабанах:

а — двусторонняя; б — односторонняя.

Испарительная способность цилиндров зависит от температуры греющего пара, площади соприкосновения ткани и угла обхвата. Углы обхвата колеблются от 245 до 290°. СБМ выпускаются с цилиндрами 0 570 мм и рабочими ширинами 1200, 1400, 1800 и 2200 мм.

Более экономичными по удельному расходу пара являются двухполотенные сушилки. В настоящее время для контактной сушки выпускаются машины для двусторонней (СБМ2) и односторонней (СБМ1) сушки тканей, используемые для индивидуальной работы и для работы в составе линии или агрегатов (с плюсовками, отжимными машинами и др.) с числом цилиндров от 10 до 40 (например, СБМ2-10/120 или СБМ1-30/180 или СБМ1-3/180, т. е. с указанием числа колонок по 10 цилиндров в каждой). Сушильно-барабанная машина СБМ2-20/220-1 представлена на рис. 5. Ткань через роликовый компенсатор 2, тканенаправители 3, направляющие ролики и дуговой тканерас-правитель 4 поступает на сушильные цилиндры 5 двух колонок, последовательно огибает их, высушивается, разглаживается, поступает в охладительную камеру 7, охлаждается воздухом цеха до температуры 40 °С, огибает мерильный ролик 8 и тканеукладчиком 9 укладывается в тележку или на стол.

В настоящее время выпускаются также СБМ, агрегированные с накатными машинами, которые; выбирая ткань из сушилки, накатывают ее в ролик.

Вытяжным вентилятором / из камеры сушилки (шатра) удаляется влажный воздух, а в самой камере создается небольшое разрежение, которое предупреждает выход пара из камеры в цех.

Рис. 5. Сушильно - барабанная машина СБМ2-20/220-1

Привод каждой колонки СБМ выполнен из электродвигателей постоянного тока с независимым возбуждением, регулируемых по системе генератор—двигатель. Скорость машин регулируется в диапазоне 1-5 путем изменения напряжения на зажимах генератора, а синхронизация скоростей между колонками и выборочным механизмом осуществляется роликовыми тканекомпенсаторами 6, связанными с регуляторами возбуждения, что позволяет в свою очередь регулировать натяжение ткани.

В отличие от сушильно-барабанных машин прежних конструкций на современных СБМ осуществляется параллельное и независимое питание барабанов паром, давление которого достигает 0,6 МПа, что способствует более равномерному пароснабжению цилиндров. Подвод пара к цилиндрам и отвод конденсата от них осуществляются через гибкие шланги. На каждый цилиндр устанавливаются индивидуальные конденсатоотводчики с фильтром, что позволяет разобщить все цилиндры по конденсатной стороне и. достигнуть более эффективного удаления из цилиндров конденсата и воздуха. Вместо недолговрчньту торцевых уплотнений из прографиченного асбестового шнура цапфы цилиндров уплотняются с помощью стальных полусферических и антигмитовых колец. Остов выполнен в виде про-

Рис. 6. Сушильный цилиндр

катной стали. Привод цилиндров каждой колонки производится от индивидуальных электродвигателей постоянного тока через цепную передачу; между колонками установлены роликовые компенсаторы-синхронизаторы.

Сушильный цилиндр (рис. 6) состоит из цилиндрической обечайки 4, изготовленной из листовой нержавеющей стали толщиной 2,5 мм, к которой привариваются два вогнутых днища 2 с прикрепленными к ним чугунными цапфами 3. У цилиндров с черпаками обе цапфы имеют отверстия по оси, по которой с одной стороны через правую цапфу подается пар, а с другой отводится через вторую цапфу конденсат. Черпак-трубка 5 прикрепляется к одной из цапф внутри цилиндра. Цапфы вращаются в чугунных буксах на роликовых подшип никах с торцевой набивкой 1 из прографиченного асбестового шнура. На одном из днищ установлен пробный краник 6 для определения наличия конденсата в цилиндре. С его помощью можно продувать цилиндр для удаления из него конденсата и воздуха. Каждый цилиндр снабжен воздушным клапаном, открывающимся в случае образования в цилиндре вакуума до 0,01 МПа, который может возникнуть при подаче пара в холодные цилиндры в начале работы, когда линия для продувки закрыта. В этом случае воздушный клапан открывается под действием атмосферного давления, и его исправность нужно постоянно контролировать. Чтобы избежать загрязнения цилиндров при сушке тканей, пропитанных аппретами или другими химическими составами, на фабриках цилиндры нередко обертывают тканью, что снижает их теплопередачу. Цилиндры современных сушилок покрывают тонкой пленкой из тефлона или фторопласта, обладающих высокими адгезионными свойствами, что исключает их загрязнение.

4.1. Машины конвективной  сушки

Конвективные сушилки рекомендуется применять при сушке тканей, чувствительных к натяжению, а также для сушки тканей, пропитанных различными красильными составами. Можно выделить следующие типы сушилок: воздушно-роликовые и завесные (петлевые) с общекамерной продольной обдувкой ткани; сопловые с V-образной (зигзагообразной), вертикальной и горизонтальной проводками ткани; конвективно-роликовые с местной струйной обдувкой ткани; с комбинированным обдувом; сетчато-барабанные.

Воздушно-роликовые и завесныесушильные машины с обшекамерной продольной обдувкой тканипредназначены для сравнительно мягкой сушки тканей, которая необходима после пропитывания тканей химическими составами, например растворами анилиновой соли, азотола, суспензией красителя и др.

Рис.7. Секция воздушно-роликовой сушильной машины СВР-120

На рис. 7 показана секция воздушно-роликовой сушильной машины СВР-120 с общекамерной продольной обдувкой ткани. Верхние и нижние ролики имеют принудительное вращение, что позволило снизить натяжение ткани. Два ряда средних так называемых оттяжных роликов (или стержней) служат для сокращения длины свободной петли ткани, что позволяет предупредить образование засечек и загнутых кромок, которые возникают, если расстояние между роликами превышает 1,5 м.

Сушилка имеет три секции, между которыми установлены роликовые компенсаторы, осуществляющие плавное регулирование скорости движения ткани при натяжении не более 196 Н. Сравнительно невысокое натяжение ткани в машине позволяет использовать ее для сушки шелковых тканей. В начале каждой Секции устанавливаются тепловентиляционные блоки 2, направляющие поток воздуха через пластинчатые калориферы 4 в короба воздухопроводов — нижний напорный 5 и верхний всасывающий .1, последний при подходе к вентилятору раздвигается на два боковых короба 6, между которыми проходит ткань.

Перед калориферами устанавливаются сетчатые фильтры 3, предохраняющие их от загрязнения. Сушка производится горячим воздухом, который движется снизу вверх со скоростью 4 м/с. В начале сушилки (со стороны запуска) устанавливается один общий вытяжной вентилятор для удаления влажного воздуха. Свежий воздух засасывается из охладительной камеры, в которую он поступает из цеха. Эту камеру располагают на выходе ткани из сушилки. Воздух движется вдоль камеры навстречу ткани, т. е. противотоком, но тем не менее в сушилках с общекамерной обдувкой ткани интенсивность сушки мала и приходится увеличивать длину заправки ткани. Так, в рассматриваемой сушилке длина заправки составляет 163 м, общая испарительная способность ее при давлении пара 0,3 МПа и температуре воздуха 100 °С не более 230—240 кг/ч. Сушилка характеризуется невысокой интенсивностью сушки—1,4 кг/(м2 ч), но удельный расход пара сравнительно невелик и не превышает 1,8 кг на 1 кг испаренной влаги. Длина сушилки (без заправочно-выборочных устройств) всего 7,7 м, а полная длина 9,2 м.

По испарительной способности можно приблизительно рассчитать скорость движения ткани.

 

где т— число полотен в заправке, WH и WK – начальные и конечные относительные влажности ткани в %, g – масса одного метра ткани, а – общая испарительная способность.

Сопловые сушильные машины характеризуются повышенной интенсивностью сушки, которая при двустороннем обдуве составляет 20—30 кг/(м2 ч). По способу заправки различают машины с зигзагообразной, вертикальной, горизонтальной и комбинированной проводками ткани. В сопловых сушилках ткань обдувается горячим воздухом, выходящим из сопел со скоростью до 35 м/с под прямым углом к поверхности ткани, что значительно увеличивает интенсивность сушки.

На рис. 8 показана схема сопловой воздушно-роликовой сушильной машины марки СВ-6/140 с зигзагообразной проводкой ткани. Она предназначена для сушки тканей в составе расшлихтовочных, отбельных и красильных линий и пригодна также для сушки тканей, пропитанных химическими составами (азотолами, суспензиями и др.).

Проводка ткани осуществляется в сушильной камере по двум рядам роликов / наклонными петлями, а за счет увеличения расстояния между роликами установлены сопловые короба 2, которые располагаются вдоль полотна ткани с двух сторон. Машина состоит из шести однотипных секций, каждая из которых имеет свой тепловентиляционный блок, состоящий из четырех сопловых коробов V-образной формы, двух осевых вентиляторов 6 и двух калориферов 5.

Ткань вводится в сушильную камеру (первую секцию) с постоянным натяжением при помощи роликового компенсатора 3, проводится по роликам через все секции и охладительную камеру 9 и выбирается люлечным тканеукладчиком 8.

Воздух из цеха поступает в охладительную камеру 9, через калориферы 5 засасывается в циркуляционные вентиляторы 6, предварительно подвергаясь очистке на сетчатых фильтрах 7, и направляется на сопловые короба 2, из которых выбрасывается со скоростью 25 м/с. Так последовательно воздух продвигается от последней секции к первой и постепенно нагревается до температуры 140 °С, насыщаясь испаренной влагой, после чего удаляется из камеры общим вентилятором 4.

Сопловой обдув ткани горячим воздухом значительно интенсифицирует процесс сушки. Сушилка рассчитана на использование пара давлением 0,6 МПа, что позволяет повысить температуру воздуха до 140 °С, а интенсивность сушки—до 8,7 кг/(м2 ч) из расчета на полную длину заправки ткани в машине, а на активную заправку (под соплами) интенсивность составляет 24,1 кг/(м2 ч). Общая длина заправки в шестисекционной машине 55,5 м .(почти в 3 раза меньше, чем у СВР-120), а испарительная способность 540—570 кг/ч при удельном расходе пара всего 1,6 кг на 1 кг испаренной влаги. В такой сушилке скорость движения ткани может варьироваться от 25 до 125 м/мин при длине сушилки 10,9 м.

Более высокую плотность заправки имеют сопловые сушилки с вертикальной проводкой ткани. В СССР такого типа машины СП-120-1 выпускались для сушки напечатанных тканей, которые следует высушить, не допустив смазывания краски, что удается при помощи П-образной проводки ткани со спиральной заправкой. Схема сушилки представлена на рис. 9. Она представляет собой камеру 4, выполненную из металлических щитов, заполненных стекловолокном. На опорах крепятся направляющие ролики 2, между которыми установлены сопловые короба 1. В камере сушилки расположены пять тепловентиляционных блоков, имеющих по одному осевому вентилятору и по два пластинчатых калорифера на каждый короб с соплами. Пар подводится отдельно к каждому калориферу, но конденсат отводится одним общим горшком, однако паро- и конденсатопроводы выполнены так, что обеспечивается продувка каждого тепловентиляционного блока. В состав сушилки также входят: охладительная камера 3, тянульная пара, поворотное устройство и роликовый укладчик (на рисунке они не показаны).