Оборудование для механического обезвоживания и сушки текстильных материалов

Ткань с печатной машины поступает в сушильную камеру по направляющим роликам и продвигается спиральной заправкой через пять секций с сопловым дутьем без чехла или через четыре секции при заправке с чехлом. При входе в сушилку полотно касается роликов сначала только с изнаночной стороны на участке заправки в 13 м, подсыхая за это время до 20%-ного

Рис. 9. Схема сопловой печатной сушилки с вертикальной проводкой ткани

содержания влаги. Затем ткань пропускается через направляющие ролики 2 и остальную часть пути (8 м) проходит, касаясь роликов лицевой стороной, затем направляется в охладительную камеру 3, из которой выбирается в тележку тянульной парой, пройдя через поворотное устройство, переворачивающее полотно на 180° так, чтобы в тележку оно укладывалось лицевой стороной. Чехол после подсушки на одной секции снова возвращается на печатную машину. Воздух при температуре 125—130 °С выбрасывается из сопел со скоростью 24— 34 м/с, обдув ткани односторонний, производительность по испаренной влаге составляет 180—200 кг/ч при давлении пара 0,3 МПа, но при давлении поступающего пара 0,45 МПа достигает 220 кг/ч. Соответственно .возрастает интенсивность сушки с 8,5 до 15кг/(м2 ч) из расчета на активную длину заправки, что позволяет обеспечить скорость движения ткани с грунтовой печатью до 60 м/мин при максимальной кинематической скорости 120 м/мин. Удельный расход пара составляет 1,8—2,3 кг на 1 кг испаренной влаги. В сушилке установлено 5 циркуляционных вентиляторов, габаритные размеры сушилки 10590x3900x4215 мм. Машина приводится в движение грузовиком печатной машины при помощи цепной передачи. Направляющие ролики не имеют специального привода, что приводит к увеличению натяжения полотна до 500 Н и ограничивает ассортимент обрабатываемых тканей только хлопчатобумажными.

Сопловые сушилки с горизонтальной проводкой ткани должны иметь длину машины, почти равную длине заправки ткани, поэтому машины с высокой испарительной способностью должны иметь большие габаритные размеры по длине,

 

 

Рис.10. Схема сопловой сушилки с горизонтальной проводкой (без поддерживающих роликов) фирмы «Вите» (ФРГ)

тогда как высота машины значительно снижается. Обычно эти машины применяют в тех случаях, когда не требуется высокой испарительной способности (при высушивании напечатанных тканей), но требуется высокая интенсивность сушки [до 20 кг/(м2 ч)]. Малая высота сушилок позволяет устанавливать их под потолком в одном этаже с печатными машинами, с которыми они агрегируются.

Представляют большой интерес сушилки без поддерживающих роликов (сушка на воздушной подушке). Схема такой сушилки фирмы «Вите» (ФРГ) показана на рис. 10. За счет создания хорошо направленных потоков воздуха ткань при движении в сушилке поддерживается на воздушной подушке. Такой способ сушки особенно желателен для напечатанных тканей или для тканей, пропитанных специальными аппретами, когда соприкосновение пропитанной ткани с роликом может вызвать образование пороков. Машины этого типа часто применяются для подсушки тканей перед вводом их в сушильно-ширильные машины и в агрегатах с печатными машинами.

Воздушно-роликовые с у ш и л к и с местной струйной обдувкой ткани характеризуются тем, что в них устранены недостатки машин с общекамерной продольной обдувкой ткани (невысокая интенсивность сушки) и машин с сопловым обдувом (значительная потеря пространства сушилки на установку сопел).

В сушилках с местной струйной обдувкой ткани полотно проводится петлеобразно по двум рядам роликов с расстоянием между ними всего в 1 м, что не вызывает образования на ткани складок, а вместо сопел между роликами размещаются дутьевые

Рис. 11. Схема воздушно-роликовой сушилки с местной струйной обдувкой ткани

вые насадки, соединенные с напорными коробами, расположенными над верхним и под нижним рядами роликов (рис. 11). В каждой насадке имеется до 400 отверстий Æ5—10 мм, расположенных рядами. Воздух из отверстий со скоростью 12 м/с выбрасывается перпендикулярно ткани. Интенсивность сушки составляет примерно 8—12 кг/м2 ч). Сушильная камера не загромождается, габаритная длина уменьшается.

При работе на конвективных паровых сушилках перед пуском машины рекомендуется прогреть ее, открыв соответствующие вентили и включив циркуляционные вентиляторы. В начале разогрева конденсационные горшки на 10—15 мин открывают на проход, затем переводят в рабочее положение. При достижении в сушильной камере температуры 80—100 °С машину пускают в работу. Во время работы необходимо следить за качеством ткани, не допускать ее пересушивания, следить за влажностью ткани и регулировать скорость ее движения. Для обеспечения нормальной и длительной работы машин следует в соответствии с установленным графиком осуществлять смазку, чистку и ремонт оборудования.

 

4.2 Машины с газовым  обогревом для сушки и термообработки  тканей

Использование природного газа для сушки и термообработки тканей представляет большой интерес, так как позволяет значительно снизить энергозатраты, повысить производительность труда и снизить себестоимость обработки по сравнению с паровыми сушилками или электрическими термозрельниками. Использование газа позволяет исключить дорогостоящие установки для производства пара (котельные) и нагрева воздуха (калориферы). Газовый обогрев позволяет интенсифицировать сушку, упростить конструцию машины, снизить ее металлоемкость и уменьшить габаритные размеры, а отсутствие калориферов позволяет снизить мощность циркуляционных вентиляторов. В итоге простыми средствами общека-мерной обдувки достигается интенсивность сушки, эквивалентная паровым сушилкам с сопловым обдувом [8—15 (кг/м2 ч)].

На рис. 12 представлена схема модифицированной двухполотенной газовой сушильно-отделочной машины ГСО-220, отличающейся от ГСО-2 меньшим путем прохождения газовоздушной смеси от горелки до контакта с тканью.

В машине применены горелки 1 с короткой длиной факела и керамическими стабилизаторами, которые являются эффективными теплоизлучателями. Сгорание газа и смешивание его с воздухом происходит непосредственно под роликами, что обеспечивает равномерное распределение теплового потока по всей площади и предупреждает возможность местного перегрева ткани. Сушильная камера роликового типа состоит из трех сушильных зон 3, 4 и 6 и одной зоны охлаждения 8. Первая зона размещена над камерой смешивания продуктов сгорания с воздухом, вторая отделена от первой пустотелой перегородкой 2, в нее поступает газовоздушная смесь из первой зоны и пустотелой перегородки. Под второй зоной расположена камера, в которой смешиваются газовоздушные смеси, поступающие из первой, второй и третьей зон. Циркуляция газовоздушной смеси осуществляется четырьмя центробежными вентиляторами 11, расположенными по два с каждой стороны. Газовоздушная смесь поступает в них через сетчатые фильтры и нагнетается в верхний 9 и нижний 10 коллекторы, из которых распределяется в сопловые камеры 5 со щелями для обдувки ткани в третьей зоне, в которой ткань заправлена по способу петля в петле. На этом же участке имеет место радиационная отдача тепла от стенок коробов.

Из третьей зоны ткань выводится наверх и проводится над верхним коллектором в охладительную камеру 8, в которой обдувается холодным воздухом, поступающим из помещения перед его смешиванием с продуктами сгорания газа. Отработавшая газовоздушная смесь удаляется через воздуховод 7. Нижние ролики приводные, верхние—холостые.

Рис. 12. Схема газовой сушильно-отделочной машины ГСО-220

Проведенные во ВНИИЛтекмаше исследования показали целесообразность использования высоких температур не только в первый, но и в последующие периоды сушки, не опасаясь значительного перегрева ткани. Благодаря этому можно упростить конструкцию машины, которая может состоять из одинаковых секций, оборудованных горелками. Примером такой машины может служить секционный термический зрельник ТГА-1, предназначенный для сушки или термофиксации хлопчатобумажных или вискозно-штапельных тканей. Он может обрабатывать два полотна внакладку, что повышает его производительность. ТГА-1 состоит из заправочного устройства для двух полотен, термокамеры, состоящей из одной, двух или трех секций, холодильника и укладчиков ткани для двух полотен.

Холодильник представляет собой закрытую камеру, внутри которой ткань движется петлями по направляющим роликам и охлаждается воздухом с помощью центробежного вентилятора. Транспортировка ткани осуществляется верхними приводными роликами, нижние ролики холостые.

. 

Рис. 13. Схема термического газового зрельника ТГА-1

На рис. 13 представлена схема термического газового зрельника (продольный разрез), имеющего три зоны 1, 2 и 3для проводки ткани. В первой зоне под нижними роликами размещаются газовые горелки 7 с керамическими насадками. Здесь газовоздушная смесь с помощью жалюзи 6 смешивается с наружным воздухом и отработавшей газовоздушной смесью, поступающей из третьей зоны с помощью вентиляторов 5. Создаваемое в третьей зоне некоторое разрежение способствует продвижению газовоздушной смеси через первую и вторую зоны в третью, из которой часть ее выбрасывается наружу через воздуховод 4, а часть поступает на рециркуляцию.

Рассматриваемый газовый зрельник отличается простотой устройства и отсутствием коробов с соплами. Устанавливая две или три такие секции, можно обеспечить заданные продолжительность обработки и температуру.

Машины для термической обработки тканей

Рассматриваемые машины можно разделить на две группы. К первой относятся машины для термической обработки, проводимой с целью получения малосминаемых и безусадочных, гидрофобных или огнестойких тканей (так называемых высоких отделок), ко второй—машины для стабилизации тканей из синтетических волокон или их смесей с натуральными или искусственными волокнами.

Машины первой группы в зависимости от вида реакций, протекающих на тканях при высоких температурах, называют полимеризаторами или конденсационными машинами, а по ГОСТ 16845—71 —термическими зрельниками. В этих машинах ткани, пропитанные соответствующими аппретами (предконденсатами), предварительно высушиваются в конвективной сушилке до влажности 6—12% (без пересушивания) и на термическом зрель-нике подвергаются тепловой обработке горячим воздухом при температуре 150—170 °С (и более) в течение 3—5 мин. За это время влажность ткани снижается до 0—0,5 % и на волокне происходит образование полимерной пленки, которая и сообщает ткани заданные свойства. Сушка и термообработка таких тканей контактным способом нежелательны из-за налипания аппрета на поверхность цилиндров.

В машинах второй группы осуществляется стабилизация синтетических волокнистых материалов, изделий из триацетилцеллюлозных волокон или из смеси волокон кратковременным нагреванием их в течение 10—60 с до температуры, близкой к температуре размягчения или плавления (обычно 180—230 °С), с последующим охлаждением. При охлаждении происходит фиксирование достигнутого состояния волокна, отвечающего минимальному уровню потенциальной энергии макромолекулы полимера, при котором выравниваются внутренние напряжения молекулярных цепей, и волокно приобретает устойчивое состояние.

Обогрев воздуха в термических зрельниках возможен с помощью паровых и электрических калориферов. Последним отдается предпочтение, так как они проще и более надежны в эксплуатации.

Еще более перспективен газовый обогрев, рассмотренный выше, который обходится в 10—15 раз дешевле электрического. Для увеличения длины заправки ткани и соответственно продолжительности термообработки и производительности машины на некоторых отечественных зрельниках предусматривается заправка петля в петле, которая сложнее в эксплуатации, из-за чего предпочтительнее заправка по роликам одинакового диаметра. В последних случаях можно в 1,5—2 раза интенсифицировать термообработку, используя сопловой обдув ткани.

Рис. 14. Схема термического зрельника ТО-120-1

Процесс обработки в термических зрельниках складывается из трех периодов: первый—высушивание ткани от влажности 3—10 % до нулевой, второй—нагрев ткани до температуры воздуха и выдерживание при этой температуре в течение нескольких минут и третий — охлаждение. Во время выдерживания ткани в термическом зрельнике на волокне происходят физико-химические реакции, требующие расхода тепла (полимеризация, поликонденсация), которое необходимо непрерывно подводить с помощью циркуляционных вентиляторов. Одновременно с этим с помощью вытяжной вентиляции необходимо отводить газообразные продукты, выделяющиеся при указанных реакциях, что создает в камере некоторое разрежение, препятствующее выходу этих продуктов за пределы камеры (в цех). В результате в термических зрельниках значительная часть тепла (около 35—40 %) тратится непроизводительно— на нагрев транзитного воздуха, подсасываемого в камеру и удаляемого вытяжной вентиляцией.

На рис. 14 показана схема термического зрельника ТО-120-1 конвективного типа с длиной заправки ткани 250 м, что при скорости движения ткани 25—135 м/мин позволяет варьировать продолжительность обработки соответственно от 10 до 2 мин.

Зрельник состоит из заправочного устройства 1—4 и двухсекционной термокамеры, в которой ткань проводится по вращающимся роликам 5 с заправкой петля в петле 7, охладительной камеры и люлечного укладчика 9.

Термокамера состоит из двух секций, между которыми установлены роликовые компенсаторы 6. Привод машины осуществлен по системе Г—Д с плавной регулировкой скоростей; верхние ряды роликов приводные. В средней части камеры установлены два вентилятора и электрокалорифер.

 

4.3.Сушильно-ширильные и  стабилизационные машины

Сушильно-ширильные машины предназначены для сушки тканей при одновременном ширении, что позволяет получать добротные ткани, отличающиеся ровнотой по ширине, гладкой поверхностью без засечек и загнутых кромок, имеющие красивый внешний вид. Указанная отделка достигается на ширильных машинах, установленных в сушильных или стабилизационных камерах. В производственной практике эти машины известны под названиями: сушильная рама, шпанрама, планрама, воздушная рама и др.