Кожурин И.А. Оборудование трикотажно-отделочного производства

Подождите немного. Документ загружается.

Благодаря достижениям отечественной металлургии, освоив-

шей производство титана и его сплавов, он начал находить

применение не только как «космический» металл, но и как ма-

териал для оборудования многих отраслей промышленности.

Используют его и для изготовления машин красильно-отделоч-

ного производства. Примером применения титановых сплавов

могут служить запарные аппараты для беления хлопчатобу-

мажного полотна и тканей хлоритом в отбельных агрегатах не-

прерывного действия. В дальнейшем, по мере усовершенство-

вания и увеличения производства титана и снижения его стои-

мости, он, безусловно, найдет широкое применение для многих

видов оборудования.

§ 3. НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Неметаллические материалы условно можно разделить на две

основные группы:

материалы на основе неорганических веществ — фосфор, фа-

янс, стекло, эмали, асбест и др.;

материалы на основе органических высокополимерных со-

единений. Они в свою очередь подразделяются на материалы

естественного происхождения — кожа, дерево и др.— и синте-

тические материалы. В эту группу входят пластмассы, синте-

тические смолы.

Благодаря техническому прогрессу во всех отраслях народ-

ного хозяйства, в частности химической промышленности, по-

явилось множество разнообразных по химическому составу и

свойствам материалов, способных конкурировать с металлами,

а по ряду свойств даже превосходящих их. Они отличаются

в большинстве случаев легкостью получения, дешевизной и до-

ступностью сырья для производства, простотой применения,

большой возможностью выбора в зависимости от физико-меха-

нических, антикоррозийных, диэлектрических и других свойств.

Некоторое ограничение выбора для изготовления красильно-от-

делочного оборудования объясняется высокой термопластично-

стью большинства этих материалов. Замена металлов (осо-

бенно дорогостоящих цветных металлов и легированных ста-

лей) пластмассами и синтетическими смолами выгодна во всех

отношениях.

Пластмассы и синтетические смолы. Основными достоин-

ствами пластмасс и синтетических смол являются:

невысокая (по сравнению с металлами) плотность, что дает

возможность облегчить детали машин и изделия в целом;

высокая химическая стойкость к агрессивным средам, анти-

коррозийность;

достаточно высокая абсолютная и удельная механическая

прочность;

высокие диэлектрические свойства;

хорошие оптические свойства. Некоторые пластмассы, на-

пример полиметилметакрилат (оргстекло), полистирол и др.,

бесцветны и прозрачны;

легкость, простота изготовления различных деталей, их спо-

собность подвергаться большинству видов механических обра-

боток;

доступность и дешевизна сырья для получения пластмасс.

Однако пластические массы имеют и некоторые недостатки,

ограничивающие их применение в красильно-отделочном про-

изводстве. К ним относятся:

низкая теплостойкость, особенно при резких температурных

перепадах;

низкая твердость;

подверженность старению (пластмассы со временем теряют

свои положительные свойства даже в нормальных условиях).

Пластмассы подразделяют на термопластичные, термоста-

бильные и термореактивные. Первые из них под влиянием

тепла размягчаются или даже плавятся; не меняя при этом

химического состава, и при охлаждении снова приобретают

первоначальные свойства. Это дает возможность изготовлять

детали из них прессованием, а также подвергать такие пласт-

массы повторной переработке.

Термостабильные пластмассы в определенных интервалах

температур не изменяют свою пластичность. Термореактивные

пластмассы при нагревании переходят в термостабильное со-

стояние.

К термопластичным пластмассам относят винипласт, поли-

этилен, полипропилен, фторопласты, полиамиды и др.

Винипласт — это материал, получаемый на основе поливи-

нилхлоридных смол. Выпускается в виде листов, прутков, труб,

стержней и литых деталей. Легко подвергается различным ме-

ханическим обработкам: распиливанию, резанию, сверлению,

строганию, фрезерованию, также легко склеивается сам с со-

бой и с другими материалами, в том числе с металлами, дере-

вом, бетоном. Обладает высокими антикоррозийными свойст-

вами: стоек к действию многих кислот, в том числе азотной и

серной, большинству щелочей, но легко разрушается в среде

сильных окислителей (азотной кислоты концентрации более

50%. олеума) и многих органических растворителей. К недо-

статкам относятся высокая хрупкость, увеличивающаяся при

понижении температуры, и склонность к текучести при дейст-

вии постоянных нагрузок.

Благодаря многим своим положительным качествам вини-

пласт находит широкое применение в красильно-отделочном

производстве. Из него изготовляют трубы, арматуру и фасон-

ные части, люлечные конвейеры, различные емкости.

Полиэтилен получается полимеризацией этилена. Плот-

ность его менее 1 г/см®. Как и винипласт, перерабатывается

всеми известными способами. Обладает высокой химической

стойкостью, в том числе к концентрированным кислотам и ще-

лочам. Не растворяется в большинстве органических раствори-

телей (исключение составляют ксилол, толуол и другие арома-

тические углеводороды при температуре 80 °С). Подвержен

старению. Выпускается в виде формованных изделий, листов,

труб.

Основное применение в красильно-отделочном производстве

полиэтилен находит для трубопроводов агрессивных сред, ем-

костей, вентилей, кранов и другой арматуры. Из полиэтилена

изготовляют также шестерни, работаюш,ие в условиях агрессив-

ных сред. Большое распространение получила химическая ла-

бораторная посуда из полиэтилена.

Полипропилен получают полимеризацией пропилена. Он от-

носится к группе термопластичных материалов и во многом

напоминает полиэтилен, но более легок. Изделия из полипро-

пилена прочны и устойчивы к нагреву до температуры 150 °С.

Из него изготовляют те же детали, что и из полиэтилена. Кроме

того, применяется для изготовления корпусов приборов, в ка-

честве облицовочного материала и т. п.

Фторопласты — высокомолекулярные соединения на основе

фтор- и хлорпроизводных этилена. Наиболее распространены

фторопласт-3 и фторопласт-4. Последний химически абсолютно

стоек. Менее пластичны, чем винипласт и полиэтилен. Фторо-

пласт-4 в течение длительного времени выдерживает темпера-

туру до 250 °С. Его используют для изготовления труб и трубо-

проводной арматуры (кранов, вентилей), деталей химических

реакторов и насосов, сальниковых прокладок и набивок, рабо-

тающих в агрессивных средах. Широко применяется для анти-

коррозийных покрытий металлических поверхностей, получае-

мых нанесением эмульсии или суспензии с последующим спе-

канием. Фторопласт-3 более термопластичен, чем фторопласт-4,

но превосходит его по многим механическим свойствам, имеет

примерно то же применение, что и фторопласт-4.

Полиамиды — это твердые термопластичные смолы, из ко-

торых наиболее распространенными в технике являются поли-

амид-68, полиамид-66 и капрон. Полиамиды обладают доста-

точно высокими механической прочностью и поверхностной

твердостью, стойки к воздействию разбавленных и концентри-

рованных щелочей, углеводородов, жиров, масел, но раство-

римы в минеральных и некоторых органических кислотах, в фе-

нолах, низших спиртах. В изделия перерабатываются литьем.

В красильно-отделочном производстве применяются для из-

готовления зубчатых колес, рабочих органов центробежных на-

сосов, уплотнительных прокладок, деталей вентилей и других

изделий.

Полиметилметакрилат (оргстекло) находит значительное

применение в красильно-отделочном производстве в тех слу-

чаях, когда обычное (силикатное) стекло ввиду своей хрупко-

сти не может быть использовано. Из него изготовляют про-

смотровые столы браковочных машин, смотровые люки, водо-

мерные трубки, детали приборов. Оргстекло обладает высокой

химической стойкостью к кислотам и щелочам (разрушается

только сильными окислителями). Эти положительные качества

оргстекла обусловили широкое применение трубопроводов из

него для транспортирования агрессивных жидкостей при тем-

пературе не выше 40 °С.

К пластмассам из термореактивных полимеров относятся

фаолит, текстолит и гетинакс.

Фаолит — пластическая масса из фенолформальдегидной

смолы с минеральными наполнителями. В качестве наполните-

лей применяют асбест (фаолит марки А), графит (фаолит

марки Г) или песок (фаолит марки П). Изделия из фаолита

изготовляются прессованием.

Фаолиты хрупки, но могут подвергаться механическим об-

работкам. Хорошо склеиваются с помощью специальных зама-

зок. Фаолит стоек к действию многих кислот, в том числе сер-

ной концентрации не более 50 %, соляной любой концентрации,

уксусной, муравьиной (концентрации не более 50%), фосфор-

ной кислот, но не стоек к растворам щелочей и окислителей.

Основное применение находит при изготовлении трубопро-

водов для транспортирования жидкостей при температуре не

выше 120 °С, а также деталей трубопроводов.

Текстолит в отличие от фаолита содержит органический на-

полнитель. Для его получения хлопчатобумажную ткань, уло-

женную слоями, пропитывают фенолформальдегидной смолой.

Текстолит обладает высокой механической прочностью, низкой

плотностью, хорошей износоустойчивостью. Теплостойкость его

120 °С. Как антикоррозийный материал текстолит применяется

в основном в виде труб и для изготовления зубчатых колес.

Обладая высокими диэлектрическими свойствами, широко при-

меняется при изготовлении приборов станций управления ма-

шинами и аппаратами, электрических щитов и т. п.

Гетинакс — слоистый пластик на основе фенолформальде-

гидной смолы и листов бумаги. В зависимости от марок (А, Б,

В, Г) имеет высокие диэлектрические свойства или повышен-

ную по сравнению с другими пластмассами механическую проч-

ность. Выпускается в виде листов, стержней, трубок. Применя-

ется в основном как электроизоляционный материал.

Другие материалы, применяемые для изготовления обору-

дования красильно-отделочного производства. К ним относятся

материалы, получаемые из самых доступных видов сырья:

глины, песка, растительных соков и др. Обладая рядом уни-

кальных свойств, эти материалы издавна применяются челове-

ком в производстве разнообразных изделий, в том числе про-

мышленных.

Керамика—^ огнеупорные и кислотоупорные глины, покры-

тые глазурью. Материал отличается высокой стойкостью к аг-

рессивным средам. Основное применение в красильно-отделоч-

ном производстве — канализационные стоки для отработавших

растворов. Основные недостатки: хрупкость, большая масса,

трудность соединения труб в коммуникации.

Фарфор широко применяется для деталей красильно-отде-

лочного оборудования, где материалы (полотно, пряжа) не

должны испытывать трения; направляющих колец, глазков

и т. п. Обладая отличной химической стойкостью (нестоек

только к действию плавиковой кислоты и недостаточно стоек

к растворам ш,елочей), используется в качестве трубопроводов

для химических сред.

Особую ценность представляет в тех случаях, когда транс-

портируются химически чистые реактивы.

Стекло, как и фарфор, применяют в качестве материала для

трубопроводов, а также для остекления частей машин, требую-

щих прозрачности (для наблюдения за технологическими про-

цессами). Почти ни одна машина или аппарат красильно-от-

делочного производства не обходится без стекла. В основном

применяют специальные термостойкие или химически стойкие

стекла.

Резину получают на основе натурального или синтетиче-

ского каучука, смешанного с наполнителями — сажей, серой,

белилами.

В зависимости от содержания серы различают мягкую ре-

зину, твердую резину (эбонит) и промежуточный тип —жест-

кую резину (нолуэбонит).

Свойства резины обусловлены как видом каучука, так и

содержанием серы. Резина устойчива к действию многих кис-

лот, в том числе серной (концентрации не более 50 %), соляной

и уксусной, но нестойка к действию окислителей и различных

растворителей (в них набухает и растворяется).

Механические свойства во многом обусловлены видом кау-

чука. Резины из натурального каучука более эластичны, чем

из синтетического, но уступают им по морозостойкости и стой-

кости к действию растворителей. Теплостойкость синтетических

каучуков также более высока (верхний предел 120, а отдель-

ных марок 500 °С).

В красильно-отделочном производстве применяют резино-

вые шланги и рукава, служащие для транспортирования жид-

костей по временным подвижным коммуникациям (например,

для наполнения емкостей). Широко используют резину как

прокладочный материал при соединении трубопроводов в ком-

муникации и установке арматуры, а также для создания защит-

ных покрытий металлических трубопроводов с целью предохра-

нения их от коррозии. Такие трубопроводы называют гумми-

рованными.

Наибольшее распространение в красильно-отделочном про-

изводстве резины получили в качестве покрытий стальных ва-

лов, валов, работающих в растворах химически активных ве-

ществ, и других устройств, а также как материал, защищаю-

щий от механических повреждений.

§ 4. ЗАЩИТНЫЕ ПОКРЫТИЯ

Для уменьшения коррозии металлических материалов, склон-

ных к окислению (чугуны, углеродистые стали), широко при-

меняют их покрытие защитными материалами. С этой целью

применяются эмали ("эмалированные трубы, эмалированные ем-

кости и др.), лаки, ткани, пропитанные синтетическими смо-

лами, а также, как сказано выше, используют гуммированные

изделия (трубы, валы и прочее).

В условиях производства наиболее удобными для примене-

ния являются химически стойкие лакокрасочные комплексные

покрытия, состоящие из грунтовки, эмали и лака.

Грунтовка марки ВХГ-4007 представляет собой раствор

смолы СВХ-40 (сополимер винилиденхлорида с хлористым ви-

нилом) в смеси органических растворителей с добавлением

пигмента. На металлическую поверхность разбавленная в рас-

творителе Р-4 грунтовка наносится пульверизатором. Высыха-

ние длится не более 2 ч.

Химически стойкая эмалевая краска ВХЭ-4023 также явля-

ется сополимером винилиденхлорида с хлористым винилом, рас-

творенным в смеси органических растворителей. Краской по-

крывают поверхность, на которую предварительно нанесена

грунтовка, или непосредственно окрашивают ее поверхность

с последующим покрытием лаком марки ВХЛ-400 или ХСЛ.

Высыхание эмалевой краски длится также около 2 ч.

Применяют и химически стойкую алюминиевую эмалевую

краску, в которой связующим звеном является лак П. Исполь-

зуют краску в качестве самостоятельного покрытия металличе-

ских поверхностей для их предохранения от воздействия влаги,

растворов солей и кислот.

Используют и растворы перхлорвиниловых смол (грунтовки,

эмали и лаки) различных марок. Их растворение до рабочей

вязкости производится растворителем Р-4 (смесь ацетона, бу-

тилацетата или этилацетата, каменноугольного сольвента, то-

луола или ксилолов). В комплексном многослойном покрытии

грунтовки, эмали и лаки из перхлорвиниловых смол хорошо

предохраняют металлы от воздействия агрессивных сред: сер-

ной, соляной кислот, слабых растворов солей и щелочей при

температуре не выше 60 °С.

ГЛАВА 2

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ БЕЛЕНИЯ, КРАШЕНИЯ И ОТДЕЛКИ

ТРИКОТАЖНОГО ПОЛОТНА

§ 1. РАЗМАСЛИВАНИЕ, ПРОМЫВАНИЕ, МЕРСЕРИЗАЦИЯ

И БЕЛЕНИЕ ПОЛОТНА

Трикотажные полотна перед крашением и отделкой подвер-

гают предварительной обработке в водных растворах различ-

ных химических веществ с целью придания им повышенной

капиллярности.

Эта обработка включает в себя отваривание полуфабрика-

тов в кипящих растворах поверхностно-активных препаратов,

в результате которого полотно освобождается от естественных

примесей и замасливателей, приобретает высокую смачивае-

мость.

Для удаления замасливателей полотно из химических во-

локон подвергают промыванию в теплых или горячих раство-

рах поверхностно-активных веществ. Для придания полотну

необходимой белизны его отбеливают в растворах отбеливаю-

щих веществ.

В отдельных случаях хлопчатобумажное полотно мерсери-

^ зуют в концентрированном растворе едкого натра, одновре-

менно осуществляя его натяжение. В результате такой обра-

^ ботки полотно приобретает блеск, повышенную прочность и

эластичность, способность к быстрому и глубокому окраши-

^ ванию.

Промывные машины непрерывного действия для полотна.

Промывные машины непрерывного действия применяют для

удаления замасливателей, промывания, оптического беления и

аппретирования полотен из химических волокон.

Основными видами этих машин являются машины с раз-

брызгивающими устройствами и машины с сетчатыми бара-

банами. Оба этих вида относятся к оборудованию, на котором

полотно обрабатывают в расправленном состоянии.

Примером машин с разбрызгивающими устройствами явля-

ются отечественные машины МП-220-Т и машины «Ротомат»

фирмы «Гербер» (ФРГ).

Машина МП-220-Т (рис. 1) имеет заправочное и выборочное

устройства, приводной, отжимной и направляющие валы, ванну

предварительного замачивания полотна, рабочие ванны, шири-

тели, кромкорасправители, компенсатор, систему циркуляции

раствора, циркуляционные насосы и зонт.

Заправочное устройство состоит из бремзы 7, винтовых

кромкорасправителей 10 и кро1|конаправ.ителеи f^-nesfewia,.

Бремза (рис. 2) представляет собой .поворотную рамку, состоя^

щую из роликов 3, соединенных |жесткой "поперечной связью 4.

С помощью маховика 1 посредством червячной передачи 2

у////////// ////////////

Рис. 1. Промывная машина МП-220-Т

V/ ////// /// ///

бремзу можно поворачивать, устанавливая различный угол об-

хвата труб полотном 5. Это вызывает изменение трения между

полотном и роликами, вследствие чего меняется степень натя-

жения полотна.

Кромкорасправители 10 (см. рис. 1), левый и правый, со-

стоят из трех пальцевых винтовых роликов 3 (рис. 3), располо-

женных по обе стороны от движущегося полотна 4 и вращаю-

щихся принудительно от индивидуальных электродвигателей 1

через редуктор 2. Первый и третий пальцы вращаются против

движения полотна. Кромка полотна при вращении роликов

«сбегает» по винтовой поверхности и раскручивается.

Кромконаправители 11 (см. рис. 1) служат для стабилиза-

ции прямолинейного движения полотна относительно осевой

(продольной) линии мащины, предупреждая сдвиг полотна.

На рис. 4 показана принципиальная схема действия ролико-

вого кромконанравителя. Он состоит из двух головок — левой

и правой, установленных на направляющей с механизмом раз-

водки. Каждая из головок имеет два обрезиненных ролика,

один из которых снабжен индивидуальным приводом с редук-

тором, а другой вращается фрикционно. С помощью подвиж-

——- —-

к ^

1—1

) <-.

Рис. 2. Бремза

Рис. 3. Кромкорасправитель

Рис. 4. Действие кромконаправителей

ного рычага между роликами можно создавать усилие при-

жима, необходимое для удержания кромки полотна.

Ролики наклонены под углом 15—20° к горизонтали, вслед-

ствие чего при их вращении возникают силы, которые разлага-

ются на составляющие, направленные в сторону от оси движе-

ния полотна и параллельно ей. Одновременная работа левого и

правого роликонаправителей оказывает на полотно растягиваю-

щее воздействие и стабилизирует его движение относительно

осевой линии машины.

Приводной вал 12 (см. рис. 1) диаметром 640 мм покрыт

эбонитом. Вокруг приводного вала расположено шесть обрези-

ненных отжимных валов 15. Пять первых валов имеют диаметр

265 мм, а последний, 17, 345 мм. Сила прижима (удельная на-

грузка) между ведущим валом и первыми пятью отжимными

валами 130 кН, а в жале между приводным и последним от-

жимным валом 230 кН. Увеличение силы прижима в жале ме-

жду валами на выходе из машины позволяет достичь высокой

степени отжима полотна. Удельная нагрузка между валами

создается пневматическими механизмами, воздействующими на

оси валов.

На вводе полотна в жало, образуемое приводным 12 и пер-

вым отжимным валами, между отжимными валами и на вы-

воде полотна с валов установлены направляющие ролики диа-

метром 130 мм, изготовленные из нержавеющей стали.

Ванна 8 предварительного замачивания предназначена для

предварительного пропитывания полотна теплой водой или рас-

твором смачивающего вещества перед вводом его на валы. На

выходе из ванны находится отжимная пара валов 19, нижний

из которых покрыт эбонитом, а верхний обрезинен.

Рабочая ванна 14 расположена под приводным и отжим-

ными валами. Она состоит из двух отсеков, соединенных между

собой трубами с вентилем. При открытом вентиле ванны дей-

ствуют как сообщающиеся сосуды, а при закрытом возможно

их наполнение растворами, содержащими разные химические

вещества. Внутри ванн расположены змеевики острого и глу-

хого пара для нагревания растворов и поддержания необходи-

мой температуры. На выходе из каждой ванны установлено по

три сетчатых фильтра из нержавеющей стали для фильтрации

растворов.

Винтовой расправитель 9 предназначен для ликвидации на

полотне продольных складок. Он представляет собой стальной

валик диаметром 130 мм, покрытый эбонитом. Поверхность ва-

лика винтовая с круглой резьбой. Направление резьбы от сере-

дины валика различное. Вращение винтового расправителя

осуществляется от индивидуального электродвигателя, а на-

правление вращения — против движения полотна.

Система циркуляции растворов включает в себя трубопро-

воды, вентили, клапаны, системы спрысков 16 и два циркуля-

ционных насоса 13. Каждый из насосов приводится в действие

от индивидуального электродвигателя.

Выборочное устройство состоит из направляющих роликов,

выборочного барабана 4 и компенсатора 20.

Над машиной установлен вытяжной зонт из нержавеющей

стали.

Расправленное полотно через бремзу 7 и направляющий ро-

лик 6 поступает на кромкорасправители 10 и кромконаправи-

тели И. Обогнув ряд направляющих роликов, полотно посту-

пает в ванну предварительного замачивания 8, где пропитыва-

ется рабочим раствором сначала из спрыска, а затем из ванны.

На выходе из ванны полотно слегка отжимается, поступает на

винтовой расправитель 9 и через направляющий ролик вво-

дится в жало, образуемое приводным валом 12 и первым от-

жимным валом.

Далее полотно последовательно проходит между привод-

ным валом и остальными отжимными валами. При движении

полотна на него с обеих сторон из спрысков 16, находящихся

между каждой парой валов, разбрызгивается раствор. С по-

лотна раствор стекает в ванну, откуда насосами по системе

трубопроводов снова подается в спрыски.

На выходе с последнего вала 17 отжатое полотно через на-

правляющий ролик 18 поступает на выборочный барабан 4 и

с него в лотковый компенсатор 20, который служит для созда-

ния запаса полотна, необходимого при повторном пропускании

полотна через машину и при агрегатировании нескольких ма-

шин в поточную линию. Запас свободно лежащего в компенса-

торе полотна создает также условия для усадки полотна. При

необходимости полотно пропускается через машину два-три