Изобретение относится к способу снижения липкости волокон клочков хлопка, загрязненного широй путем нагрева этих клочков хлопка, а также к устройству для осуществления этого способа.
Задачей настоящего изобретения является создание недорогого способа или недорогого устройстез, в котором тюки хлопка или, по меньшей мере, большие кипы его, составляющие часть тюка, оторвано от собственно процесса изготовления на несколько часов, по меньшей мере, или предпочтительно, на несколько дней или недель, подвергаются такой предварительной обработке, что в значительной мере предотвращается прерывание процесса, связанное с очисткой от ширы и. в частности, без механического повреждения волокон хлопка и без проведения последующей обработки при очень низкой влажности воздуха.
Для решения этой задачи в соответствии со способом согласно изобретению клочки хлопка находящиеся в тюках . нагреваются в высокочастотном электрическом или электромагнитом поле до такой температуры, при которой в значительной мере из нее испаряется вода, предпочтительно нагревать хлопок до температуры в диапазоне температуры кипения воды.
Хотя общеизвестно, что волокна хлопка очень быстро приобретают влажность окружающей среды, совершенно неожиданно было обнаружено, что предварительная обработка тюков хлопка согласно изобретению значительно снижает клейкость ширы. Далее, совершенно неожиданно было установлено, что обрабатываемые таким образом загрязнения очень медленно снова впитывают влагу из воздуха или волокон, к которым они прилипают, благодаря чему становится возможным предварительно обрабатывать тюки более, чем за неделю до их применения, благодаря чему не возникает опасность повышенной клейкости при изготовлении пряжи..
Kf
Сл5 4
О
Это спойспю вызывается изменением состояния ширы при температурной обработке.
Это изменение спойств происходит, в частности, тогда, когда клочки хлопка подвергаются соответствующему нагреву..
Поле создается, предпочтительно, с противоположных сторон тюка или части тюка и с помощью элементов для создания поля. Таким образом, обеспечивается хорошая глубина проникновения, благодаря чему обеспечивается обработка всего тюка.Поле может быть высокочастотным электрическим полем, создаваемым между пластинами конденсатора, которые представляют собой указанные элементы для создания поля. При этом возникает известная проблема изменения параметра конденсатора во время испарения воды, вследствие чего контур колебаний, образованный элементами электрической схемы конденсатора и работающий при вполне определенной частоте (допускаемые частоты устанавливаются законом) имеет склонность к смещению от резонанса. Этому явлению противодействуют в других высокочастотных установках, изменяя расстояние между пластинами.
Это в принципе возможно и здесь, предпочтительно при таком расположении, когда один из дополнительных конденсаторов включается параллельно к конденсатору, образованному указанными пластинами и тюками хлопка, причем осуществляется подгонка путем изменения регулируемого дополнительного конденсатора. Таким образом, согласно изобретению становится возможным очень быстро и точно подогнать резонансную частоту контура нагрузки.
Предпочтительным является способ, при котором поле является электромагнитным полем микроволнового излучателя или нескольких микроволновых излучателей, совместно нагревающих тюков хлопка. Вначале это было несколько неожиданным, потому, что по техническим рассуждениям можно было бы предположить, что глубина проникновения микроволн в плотно сжатых хлопковых тюках сравнительно ограничена. Однако, выяснилось, что эта глубина проникновения при повышении температуры в тюках быстро возрастает, вследствие чего становится возможным равномерный прогрев всего тюка. Этот равномерный прогрев происходит прежде всею тогда, когда элементы, создающие поле, расположены сбоку тюка и предусмотрены приспособления для многократного отражения в тюки микроволнового излучения. Это расположение улучшает также отклонение паров, возника0
5
0
5
0
ющих при нагреве, которые поднимаются вверх и могут быть экстрагированы с верхней стороны печи.
Особенность нагрева с помощью микроволн заключается также и в том, что эти микроволны воздействуют на ширу, вследствие чего она приобретает температуру несколько выше, чем температура хлопка. Благодаря этому обеспечивается очень быстрое удаление влаги из загрязнений широй и получается желаемое изменение ее состояния или структуры без нагрева самого хлопка до температуры, при которой создается опасность его загорания. За счет селективного воздействия на загрязнения ширы снижается время обработки и требующееся для нее количество энергии, что благоприятно сказывается на экономичности способа или на стоимости установки.
Особое проведение способа согласно изобретению характеризуется тем, что газы или воздух, применяемый для охлаждения одного или каждого генератора поля после прохождения через один или каждый генератор, вдувается в печь с тюками и продувается через него для того,-чтобы обеспечить дополнительное высушивание тюка и/или для отвода выделяющихся паров. За счет этого поток воздуха, подаваемый для охлаждения, используется дважды с двойкой целью, причем тепла, отводимое от микроволи не теряется, а используется для удаления влаги.
Согласно изобретению установлено, что длительность обрэботки можно выбирать в диапазоне от 5 до 90 мин в зависимости от влажности тюков, причем является предпочтительным применять мощность в пределах от 0,02 до 0,08 квт на 1 кг веса тюка. При средней мощности и средней влажности один тюк может обрабатываться менее, чем за 30 мин, благодаря чему одной печи недостаточно для того, чтобы обрабатывать всю дневную продукцию средней хлопковой прядильни. При такой длительности обработки имеется достаточно времени для того, чтобы гарантировать выделение получающихся паров из тюков. Обработку предпочтительно проводить до тех пор, пока остаточная влажность в хлопке в среднем не достигнет от 4 до 1 % Н2О.
Особая предпочтительная форма выполнения способа согласно изобретению характеризуется тем, что мощность генера- 5 тора поля в ходе предварительной обработки понижается путем управления или регулировки в соответствии с заданным протеканием или замеряемым протеканием уменьшения влажности. Этот способ позволяет проводить щадящую обработку хлопка,
5
0
5
0
и .жономит энергию прежде всего потому, что из хлопка может испаряться влага при пониженном подводе энергии, при этом уменьшается опасность местного перегрева хлопка.
Предпочтительно устройство для осуществления способа характеризующиеся тем, что нагрев тюков осуществляется в печи, в которой генератор поля расположен с противоположных сторон дюкэ, и что предусмотрены средства, осуществляющие продувание воздуха через печь.
Предпочтительные формы выполнения устройства согласно изобретению следуют из подпунктов.
На фиг.1 схематически изображено устройство согласно первому примеру выполнения, в котором тюки нагревают микроволнами, поперечное сечение, на фиг.2 - поперечное сечение альтернативного выполнения устройства согласно изобретению, в котором кипы хлопка могут нагреваться энергией высокой частоты.На фиг.1 показано сечение а вертикальной плоскости через микроволноиую печь 11, особенно подходящую для того, чтобы обрабатывать отдельные тюки 12 хлопка согласно изобретению. Сама печь имеет-дно 13, левую и правую боковые стенки 14 и 15,. верхнюю сторону 16 выполненную Б виде камина, сужающегося вверх м переходящего в патрубок 17, заднюю стенку 18, которая наглядности ради показана штриховой линией на фиг,1, а также дверцу, которая не показана sa чертеже, которая шарнирно установлена на одной из боковых стенок S4 или 16 для того, чтобы тюки можно было бы загрузить внутрь печи 11. В случае необходимости задняя стенка может быть выполнена в зиде дверцы, благодаря чему тюки могут загружаться через переднюю стенку, а выгружаться через заднюю. На виде сверху или в горизонтальном поперечном сечении печь имеет квадратную или прямоугольную форму, ее размеры выбраны в соответствии с обычными размерами тюков, но и могут быть выбраны немного мень- ших размеров, если, что в принципе является возможным, обрабатывается только часть тюка, например, его половина. Внутри печи тюк располагается в основном горизонтально на платформе 19, выполненной в виде решетки, через которую проникают микроволны таким образом, что нижняя сторона тюка 21 располагается не- много выше чем дно 13 печи. Платформа 19 стоит на отдельных ножках 22, между которыми предусмотрены отверстия, которые, однако, не видны на чертеже. Внутренняя полость печи 11 должна быть больше, чем
пространство , занимаемое поклми 12 и/или может им::; t, исправляющие для -тою. чтобы тюки не застревали в печи, если о процессе термообработки они станопятся 5 больше по размеру.
Средняя часть дна 13 выполнена в виде крупноячеистого сита или перфорированной пластины 23, непроницаемой для микроволн для того, чтобы идущий снизу воздух
0 24 мог проходить через это сито или эту пластину и через отверстия между ножками 22. Верхняя пластина платформы также выполнена в виде сита или перфорированной пластины для того, чтобы этот воздух имел
5 доступ к тюкам или выделяющиеся из тюков пары могут проходить через платформу.
Сбоку печи расположены отдельные микроволновые генераторы 25 причем на чертеже видны лишь четыре таких микро0 волновых генератора, в частности, два на левой стороне и два на правой стороне, причем эти микроволновые генераторы расположены друг над другом в двух разных горизонтальных плоскостях. Хотя это и не
5 показано на чертеже остальные микроволновые генераторы могут быть расположены в плоскостях зз или перед плоскостью чертежа на фиг.1, например, таким образом, что может быть предусмотрено всего 12 т&0 ких микроволновых агрегатGP 25. Выход лучей каждого микроволнового генератора выступает червь соответствующий полый проводник в боковых стенках 14, 15 печм и направлен в полость печи. Таким образом,
5 в работе возникает приблизительно воронкообразно сформированный пучок лучей 27 от каждого микроволнового агрегата 25, приче их расположение выбрано таким образом, что в кипах получается максимально
0 возможная плотность энергии,
На боковых стенках печи смонтировано множество так называемых выравнивателей плотности волн, причем каждый выравниватель волн состоит в основном из
5 кругового металлического ротора, смонтированного на вращающейся оси 29 и приводимого в медленное вращение, например,, со скоростью 10 оборотов в секунду. Целью этих выравнивателей плотности волн явля0 етск отражение излучения, проходящего через тюки и многократный поворот каждого луча для его полного поглощения. За счет отражения микроволн, происходящего на каждой металлической поверхности, осущс5 ствляется выравнивание плотности энергии в тюках..Привод выравнивателей 28 плотности волн служит для лучшего выравнивания плотности энергии внутри тюка.
Отдельные микроволновые генераторы 25 во время работы должны охлаждаться,
причем по.чдух прокачивается через эти мик- рополносые агрегаты. В рассматриваемом примера это г ооздух после охлаждения аг- рсгута вдувается в сборные трубопроводы 30, причем эти, сборные трубопроводы ведут к воздушной камере под сетчатым дном 23 печи. Таким образом, нагретый воздух попадает п печь и служит для дальнейшего подогрева тюков и отвода паров, выделяющихся из них по время термообработки, которые сначала поднимаются вверх к патрубку 17, а затем отсасываются вентилятором (не показан).
Микроволновые генераторы имеют максимальную выходную мощность около 1,2 квт каждый, что при 12-ти агрегатах и тюках хлопка массой около 220 кг с первоначальным содержанием влаги 6% означает возможность сушки в течение, приблизительно, 14 минут до остаточной влажности 4% Н20. Если хотят получить более сухой хлопок, например, с 1% остаточной влажностью, продолжительность обработки увеличивается, приблизительно, до 35 мин.
Важной является неостаточная влажность в самых тюках, а то, что влажность загрязнений широй, которая вначале может быть значительно выше, чем средняя влажность в тюкэх, сама по себе снижается, что особенно благоприятно получается с помощью микроволн, тзк как микроволновая энергия, предпочтительно абсорбирует воду, содержащуюся в шире. Поэтому можно сказать, что достаточна сушка хлопка до остаточной влажности от 2 до 4% для того, чтобы избавиться от избыточной воды из ширы, предположительно вызвать изменение состояния или структуры ее, благодаря чему снижается склонность этих отложений снова впитывать влагу.
В самой печи на отдельных местах смонтированы противопожарные приборы, так называемые сигнализаторы загорания, которые регистрируют возможность загорания и тотчас превращают снабжение энергией микроволновых генераторов. Сигналы этих сигнализаторов в случае необходимости могут применяться для того, чтобы вдувать в печь гасящий газ с целью мгновенного гашения загорания. При применении микроволнового генератора особенно предпочтительным является сразу же прекратить подачу энергии и охладить печь после отключения микроволнового генератора, благодаря чему опасность распространения очагэ загорания путем подвода тепла становится минимальной.
Другая возможность предварительной обработки целых тюков или кип согласно
изобретению показана мл фиг.2 схематически. Здесь печь 31 по своему выполнению аналогична печи 11 на фиг. 1.. Вместо работы микроволновых генераторов внутри этой
печи предусмотрены две прямоугольные конденсаторные пластины 32 и 33, в частности, пластина 32 - параллельно левой боковой стенке 14 печи и пластина 3 - параллельно правой боковой стенке печи
15.
Между пластинами и соответствующими сторонами печи установлен высококачественный диэлектрик .В этом примере тюк 12 расположен на платформе 35, выполненной
в виде решетки и снизу вверх подают поток воздуха для удаления паров, образующихся во время обработки. Этот поток воздуха может создаваться вентилятором, подключенным через трубопровод к патрубку 36. В
этом примере между конденсаторными пластинами 32 и 33 создается высокочастотное электромагнитное поле, которое приводит к нагреву тюка 12, представляющего диэлектрик, имеющий большие потери. При этом в
зоне большего содержания влаги, например, в загрязненных широй происходит большое поглощение тепла.
Высокочастотное поле, создается высокочастотным генератором 36, питающим
электрической энергией рабочую цепь, состоящую из индуктивности 37 и конденсатора, образованного пластинами 32 и 33 с тюками . Частота тока питания и, следовательно , электрического премешанногополя
держиваться в определенных границах в рамках, установленных в целом ряде стран, утвержденных законом норм об ограничении вредных излучений промышленных вы- сокочастоных установок. Обычно в качестве
рабочей частоты выбирается промышленная частота 27,12 мгп ± 0.6%. или в редких случаях 13,56 мгп ± 0,05%.
Так как передача энергии от высокочастотного генератора 36 в рабочую цепь может быть максимальной только тогда, когда сопротивление рабочей цепи соответствует сопротивлению генератора, и так как сопротивление рабочей цепи в зависимости от свойств и содержания влаги в тюках 12 изменяется, необходимо обеспечить регулировку рабочей цепи по отношению к высокочастотному генератору во время нагрева.
Согласно изобретению это достигается
за счет того, что параллельно цепи нагрузки включается дополнительный конденсатор 38. регулируемый от регулятора 39 через двигатель 40 и промежуточную передачу 41
для того, чтобы поддерживать постоянной частоту колебаний цепи нагрузки.
Регулятор 39 содержит Б качестве действительного значения ток анода высокочз- стотого генератора или соответствующее ему значение и выравнивает этот параметр в соотпстствии с заданным. Если возникают колебания, к двигателю 40 подается сигнал, который через промежуточную передачу 41 до тех пор воздействует на конденсатор. пока снова не будет получено заданное значение.
Во время работы тюк нагревается в вспомогательном электрическом поле ду конденсаторными пластинами 32 и 33. за счет чего удаляется влага из ширы и она 1 переводится в нужное состояние.
В этой форме исполнения внутреннее пространство печи должно быть также больше, чем тюки или должно иметь направляю- щие. Далее здесь также является предпочтительным использовать тепло, отходящее от высокочастотного генератора в форме нагретого воздушного потока, пропускаемого через печь.
Формулаизобретения
1.Способ снижения липкости волокон клочков хлопка, загрязненного широй, содержащий операции помещения хлопковой кипы s устройство; последующую термиче- скую обработку кипы нагревательными элементами устройства, расположенными с внутренней стороны относительно поверхности кипы и обеспечивающими нагрев хлопковых волокон до температуры, лежа- щей в диапазоне кипения воды, с отводом паров путем отсоса из устройства, отличающийся тем, что термическую обработку осуществляют высокочастотным электрическим полем или электромагнитным полем, пронизывающим кипы.
2.Способ по п. 1,отличающийся тем, что нагревательное поле создают элементами генератора поля, расположенными с противоположных сторон кипы.
3.Способ по п.2, отличающийся тем, что высокочастотное электрическое поле создают пластинами конденсатора.
4.Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что электромагнитное поле создают микроволновым генератором или несколькими микроволновыми генераторами..
5.Способ по п.4, отличающий с.я тем, что элементы создания поля расположены с боковой поверхности кипы, а пары отводят вверх-для их экстрагирования.
6.Способ по пп.3-4, отличаю щ и я с тем, что генератор поля охлаждают гллом или воздухом, который после прохождении через генератор подают в устройство типа печи, несущем кипы, для осуществления дополнительной сушки кипы и/или отвода выделяющихся от кипы паров.
7.Способ по пп.4-6, отличающийся тем, что нагревательные поля пронизывают кипы и проходят через них многократно отраженными.
8.Способ по п.7, отличающийся тем. что кипы обрабатывают полем в течение 10-90 мин, предпочтительно около 30 мин, при потреблении мощности 0,02-0.08 кВт/кг.
9.Способ по пп.1-6, отличающийся тем, что обработку кипы осуществляют до остаточной влажности в хлопке 4-1 %.
10.Способ по пп.1-6 иЭ.отличаю- щ и и с я тем, что мощность генератора поля в процессе обработки измеряют в соответствии с заданной характеристикой или заданным ходом снижения влажности путем регулирования или управления генератором.
11.Устройство для обработки волокон клочков хлопка, загрязненного широй, содержащее основание для укладки кип хлопка, корпус с нагревательными элементами, расположенными над основанием, и смонтированную в корпусе систему труб, соединенную с отсасывающим устройством для отвода паров от хлопковых кип, отличающееся тем, что корпус выполнен о виде герметичной камеры, а нагревательные элементы - в виде пластин конденсатора, подключенного к источнику высокой частоты, или микроволнового генератора с элементами для выравнивания плотности волн, причем донная часть корпуса выполнена решетчатой для дополнительного подвода воздуха, а труба отвода паров расположена в потолочной части корпуса.
12.Устройство по п.11. о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что микроволновый генератор снабжен системой охлаждения потоком газа или воздуха и системой для его подачи после подогрева при охлаждении генератора в корпусе с кипами.
13.Устройство по nn.11 и 12, от л и ч а ю- щ е е с я тем, что оно снабжено противопожарным сигнальным средством, отключающим генератор поля при возникновении температур, представляющих опасность загорания.
Способ и устройство для снижения липкости клочков хлопка, загрязненных широй, осуществляют путем нагрева этого хлопка з виде тюков (кип) в высокочастотном электрическом или электромагнитном поле до вы- сокой температуры и испарения в значительной мерэ влаги, содержащейся в шире, предпочтителен нагрев хлопка до температур , лежащих в диапазоне кипения воды, 2 с.п., 11 з.п.ф-лы, 2 ил.
,.
Jy-cn
tn
гч
to
| ПЕРЕМНОЖИТЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН | 0 |
|
SU196449A1 |
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
| . | |||
