ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ И ТЕРМООБРАБОТКИ ТКАНЕЙ

4. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ СУШКИ И ТЕРМООБРАБОТКИ ТКАНЕЙ

Сущность процесса сушки. Классификация сушилок.

Влагу, которую нельзя удалить из ткани механическим пу­тем, удаляют сушкой, т. е. путем ее испарения. В этом процессе влага переходит из твердой фазы (ткани) в газовую или паровую и для ее испарения к текстильному материалу необходимо непрерывно подводить тепло.

Различают три принципиально различных способа передачи тепла: теплопроводностью, т. е. переходом тепла внутри мате­риала от одной молекулы к другой, находящейся с ней в кон-• такте; конвекцией, т. е. переносом тепла от одной точки к другой вместе с массой вещества теплоносителя; тепловым излучением, т. е. передачей тепла лучеиспусканием, радиацией. В ре­альных условиях имеет место передача тепла комбинированным путем, но в зависимости от типа сушилки преобладает какой-либо один способ. Для сушки текстильных материалов применя­ется различное оборудование, поэтому классификация сушилок довольно многозначна. Их можно подразделить: по способам передачи тепла—на контактные (барабанные), конвективные, радиационные и комбинированные; по видам теплоносителя—на воздушные, газовые и паровые; по способу движения теплоносителя и ткани — на прямоточ­ные, противоточные и перекрестные; по величине дав­ления теплоносителя в сушильной камере—на атмосферные, вакуумные и высокого давления: по режиму работы—на сушилки непрерывного и периодического действия.

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/(мч), 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.

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 ткани предназначены 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/(м2ч), 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/(м2ч). 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/(м2ч) из расчета на полную длину заправки ткани в ма­шине, а на активную заправку (под соплами) интенсив­ность составляет 24,1 кг/(м2ч). 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).

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/(м2ч) 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/(м2ч)]. 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/м2ч). 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.

Похожие работы

Экология Москвы-реки

Скачать

111261

27

8

... среды Москвы    Контроль состояния и очистка акваторий рек  В Москве создается единая система экомониторинга водных объектов. Ее создание позволит оперативно оценивать качество воды в Москве-реке и ее притоках, эффективно анализировать состояние водоемов, быстро реагировать на факты аварийного загрязнения и “залповые сбросы”, а также выявлять источники загрязнения. Комплекс мер по ...

Проектирование производственной инфраструктуры МУПБО "Бодрость"

Скачать

202820

71

10

... на рубль услуг коп. 90,5 85,9 -5,08 8 Прибыль – всего руб. 95695 156023,5 +63,04 9 Уровень рентабельности % 10,5 16,4 +5,9 Заключение. Целью дипломного проектирования являлось проектирование производственной инфраструктуры на примере МУПБО «Бодрость». Для достижения поставленной цели были выполнены следующие задачи. Изучены теоретические материалы по заданной теме, что ...

Технология производства картофельного крахмала

Скачать

33638

1

3

... других предприятиях перерабатывают в сухой влажностью для картофельного 20 %, или используют для изготовления патоки, глюкозы и других крахмалопродуктов. 1.1 Получение сырого картофельного крахмала   Сырьем для производства картофельного крахмала служит картофель. Химический состав клубней картофеля колеблется в довольно широких пределах и зависит от сорта картофеля, климатических, почвенных ...

Использование энергосберегающих технологий для кристаллизации сульфата натрия

Скачать

85969

20

18

... (тема, объект, его составные части) Цель поиска информации Страна поиска Классификационные индексы Наименование источника поиска информации Энергосберегающее оборудование и технологии кристаллизации растворов солей Снижение энергозатрат на процесс кристаллизации сульфата натрия из осадительной ванны Россия Пат. 1752115 РФ, МКН G21F 9/16 Айзенштейн В.Г., Захаров М.К.,Носов Г.А., ...