Джин

Джин

ДЖИН, машина для отделения хлопкового волокна от семян. Наряду с последними усовершенствованными типами машин, применяемыми в хлопкоочистительной промышленности, среди населения хлопкопроизводящих районов до сих пор распространены примитивные кустарные джины, например, ножной джин (чарка-джин, чагрик) или индийский джин, китайский джин, с ничтожной производительностью в 2—10 кг очищенного волокна в рабочий день. Их конструкция основана на принципе прилегания волокна к вращающимся валикам и отделения его от семян при помощи ножей. Родиной современных машин являются США. Здесь произрастают гл. обр. две разновидности хлопчатника: си-айленд и упланд, резко отличающиеся друг от друга длиной и крепостью волокна, причем си-айленд снимается с семян гораздо легче, чем упланд. Для каждой из этих разновидностей хлопчатника были построены специальные джины, и, т. о., развитие джинов пошло по двум направлениям. К первому типу относятся машины, основанные на принципе прежних, так называемых валичных джинов. Ко второму типу джинов относятся так называемые пильные джины (Saw gin), имеющие рабочими органами круглые пилы, отрывающие волокно от семян при прохождении между узкими прорезями колосниковой решетки. Пильные джины применяются для очистки средне- и коротковолосого хлопка упланд и его многочисленных разновидностей в Америке, Индии, СССР, Китае и пр.

Валичные джины. Из джинов первого класса в настоящее время наибольшим распространением пользуются так называемые ножево-валичные джины и джины системы Макарти. План и разрез ножево-валичного джина (Knife roller gin) представлены на фиг. 1.

План и разрез ножево-валичного джина (Knife roller gin)

Неочищенный хлопок (сырец) забрасывается на стол А, откуда он поступает в питательный ящик, где и приходит в соприкосновение с ножевым валиком В, который снабжен особенными чугунными дисками-ножами специальной формы.

Хлопок, продвигаясь по направлению вращения вала В, приходит в соприкосновение с кожаными валиками С, которые имеют шероховатую со спиральной насечкой поверхность. К поверхности каждого кожаного валика прижимается пластинка (нож) D при помощи пружины Е. Хлопковые волокна пристают к кожаной поверхности валика и увлекаются между пластинкой D и валиком, тогда как семена остаются у края ножа и, отделившись от волокон, падают через решетку F на пол. Освободившееся волокно собирается с кожаного валика чистительной планкой G. Хлопок, не захваченный первым кожаным валиком, переносится вращением ножевого вала ко второму, где повторяется тот же самый процесс. Для каждого сорта хлопка машины д. б. надлежащим образом отрегулированы. Разводка плиты Н (фиг. 1 и 2) от дисковых ножей д. б. такой, чтобы семена не могли проходить между ними, во избежание раздавливания семян; при слишком близкой разводке волокно подвергается порче.

Разводка плиты  от дисковых ножей

Нож D должен занимать такое положение, чтобы его острый край не пересекал проходящих мимо него волокон, что достигается установкой края ножа на линии центров валиков или немного за этой линией в направлении движения валика С. Расстояние между кожаными валиками и дисковыми ножами должно равняться приблизительно 1/3 диаметра семян. Вспомогательный валик I служит для разрыхления комков хлопка и равномерной подачи его к ножам. Производительность джина - от 35 до 50 кг очищенного хлопка в час. Вал с дисковыми ножами делает 250—300 об/мин., кожаные валики 120—150 об/мин. Расходуемая мощность - около 2 л. с.

Кроме двойных, применяются также ординарные ножево-валичные джины (Plain knife roller gin), снабженные только одним кожаным валиком С (фиг. 3) и имеющие поэтому несколько меньшую производительность.

Ординарные ножево-валичные джины (Plain knife roller gin)

Существенный недостаток всех этих машин заключается в том, что захваченные кожаными валиками волокна тянутся в вертикальном направлении, тогда как другие их концы действием ножевых дисков передвигаются горизонтально; вследствие этого волокна получают искривленную форму, теряя свой естественный вид и отчасти свои природные качества.

Машина Макарти

Значительным усовершенствованием ножево-валичных джинов явилась машина, изобретенная в 1840 году американцем Макарти. В ординарной машине Макарти (фиг. 4) хлопок забрасывается на стол А и, скользя по наклонной плоскости, попадает под действие возвратно-поступательного движения деревянной доски (толкача) на железной решетке В. Толкач этот приводит хлопок в соприкосновение с вращающимся валиком С, который обтянут кожей. К кожаному валику прилегает вертикальная стальная пластинка D, нижний край которой отточен в виде тупого закругленного лезвия и прижимается к валику С пружиной Е. Валик С захватывает своей грубой поверхностью волокна хлопка и протаскивает их под нож. Часть семян отрывается от волокна, но большая часть их удерживается волокнами на ребре ножа. Под ножевой пластинкой расположено ножевое било F, представляющее собою слегка изогнутый нож, получающий быстрое движение вверх и вниз от главного вала машины. Повторные удары била отделяют волокно от семян, которые, падая, проваливаются через решетку В, а волокна увлекаются кожаным валиком и снимаются с него чистительной планкой. Скорость вращения кожаного валика 100—150 об/мин. Производительность джина, в зависимости от сорта хлопка, колеблется от 4 до 7,5 кг очищенного коротковолокнистого и от 8,5 до 26 кг длинноволокнистого хлопка в час. Потребная мощность около 1 л. с. Одним из главных недостатков этой машины является присутствие многочисленных узелков и жгутиков в волокне. Последнее можно объяснить тем, что било F, поднимаясь выше ножа, или отбивает семена или увлекает их с собой, результатом чего является выдергивание из-под ножа семенами присоединенных к ним волокон. Такое вытягивание, происходящее в обратном направлении к движению кожаного валика, одновременно с противоположным движением оторванных волокон, спутывает их между собой. Перегиб волокон вокруг ножа является также причиной их порчи.

Джин Макарти двойного действия (Double action Macarthy gin)

Джин Макарти двойного действия (Double action Macarthy gin) изображен на фиг. 5; он отличается от предыдущего тем, что имеет два била. Благодаря такому устройству достигается большая производительность при меньшей скорости вращения, что является значительным преимуществом. Но, с другой стороны, усложнение конструкции затрудняет монтаж и регулировку этого джина. Кожаный валик обыкновенно делается из кожаных кружков, насаженных на призматический железный стержень. После обточки вала на поверхности его делается спиральная канавка. Диаметр кружков около 7 дюймов. Скорость вращения вала кривошипа 550 об/мин. Потребная мощность 1,25 л. с. Производительность немногим больше ординарного джина.

Джин системы братьев Лей (Leigh Brs.) - усовершенствованный тип Макарти - представляет собою двухваличный джин с одним двусторонним бильным ножом (фиг. 6).

Джин системы братьев Лей (Leigh Brs.)

Два обтянутых кожей рабочих вала А расположены на одной высоте, параллельно друг другу. К каждому из них при помощи винтов В и решеток С прижаты ножевые пластинки D. Нож Е, быстро двигаясь вправо и влево, отбивает семена. Очищенный хлопок падает под машину, а зерна скатываются в ящики, проходя через решетки С. Производительность машины в 1,5—2 раза больше, чем джина Макарти.

В 90-х гг. появился новый тип валичного джина, конструкции Прайора (Prior roller gin), но успеха он не имел. В последнее время для джина Макарти удалось сконструировать автоматический питатель, вследствие чего оказалось возможным ввести батарейное питание, значительно сократить обслуживающий штат и улучшить обстановку труда.

Пильные джины. Пильные джины строятся двух типов: а) обыкновенные (Plain gin), однокамерные, употребляемые для джинирования более чистых сортов сырца, б) шелушильные (Huller gin), или двухкамерные, применяемые преимущественно для очистки сорных хлопков. По методу снятия волокна с пил джины подразделяются на щеточные (Brush gin), в которых волокна снимаются при помощи щеток, и воздуходувные (Airblast gin), в которых функцию щеток выполняет струя воздуха, вдуваемая вентилятором.

Обыкновенный пильный джин (Plain brush gin). Главной частью машины является стальной пильный вал А (фиг. 7), на который насажен ряд дисковых пил, диаметром от 10 до 12 дюймов, разделенных металлическими или деревянными прокладками, диаметром 5—6 дюймов и толщиной 3/4 дюйма.

Обыкновенный пильный джин (Plain brush gin)

Позади пильного вала, на одной с ним высоте, расположен щеточный барабан В, диаметром около 15 дюймов, состоящий из ряда деревянных планок, которые расположены по образующей, с вставленной в них щетиной. Между пильным валом и сырцовой камерой С, расположенной в верхней передней части джина, находится колосниковая решетка D, состоящая из ряда изогнутых чугунных ребер (колосников); расстояние между центрами колосников равно расстоянию между дисками пильного вала. Колосниковая решетка располагается так, что пильные диски, проходя в промежутки колосников, на протяжении 1/4—1/3 своей окружности находятся в сырцовой камере. Хлопок-сырец, пройдя через особые питатели, поступает в сырцовую камеру, где попадает на быстро вращающиеся пильные диски. Захваченные пильными зубьями волокна свободно протаскиваются пилами между колосниками, семена же, которые не могут пройти через эти узкие промежутки, отрываются от волокон и скатываются по наклонной поверхности колосников из джина в конвейер, которым и отводятся дальше. В нижней части сырцовой камеры, недалеко от места входа в нее пил, находится семенная гребенка, задерживающая недостаточно очищенные семена. Волокна, захваченные зубьями пил, снимаются с последних щеточным барабаном. Здесь ток воздуха, развиваемый вращением барабана, снимает их со щеток и уносит в волокноотвод. В верхней части джина, между пилами и щеточным барабаном, находится отбойная доска Е, которая препятствует струе воздуха проникать в сырцовую камеру и забивать хлопок между пилами.

Шелушильный джин (фиг. 8 и 9) снабжен двумя сырцовыми камерами, причем сырец поступает из питателя в первую, шелушильную камеру.

Шелушильный джин

Внизу первой камеры расположены один или два усаженные остриями (колками) валика F, которые, быстро вращаясь в том же направлении, как и пилы, разрыхляют хлопок и, освобождая его от листьев, стеблей, коробочек и т. п. примесей, подводят к нижней части пил. Хлопок захватывается пилами и протаскивается в рабочую камеру через добавочные шелушильные колосники G или между тонкими приливами I главных колосников. Промежутки между добавочными колосниками или между ребрами рассчитаны так, что примеси, отделяющиеся от хлопка, падают снова на колковые валики и выбрасываются наружу. Отделение примесей и выбрасывание их наружу регулируются поворачивающейся доской К с гребенкой. Колковый валик имеет 21/2—41/2 дюймов в диаметре и вращается со скоростью 300—700 об/мин. Увлеченный пилами через шелушильные колосники сырец поступает в нижнюю часть сырцовой камеры и далее очищается, как обыкновенно. При чистых сортах сырца этим же джином можно работать как однокамерным, питая его непосредственно через верхнюю рабочую камеру. Щеточные джины для заводской чистки хлопка имеют 60, 70 и 80 пил; пилы имеют 10 или 12 дюймов в диаметре и 0,85 мм в толщину. Зубья пил насекаются по направлению вращения, причем на 1 дюйм насекается 7 зубьев. В рабочем состоянии пилы выступают из колосников в сырцовую камеру на 11/16—15/16 дм.

Для лучшей работы джина необходимо, чтобы сырцовая камера была расположена непосредственно над пильным валом. В этом случае хлопок, находящийся в сырцовой камере, приходит во вращение и образует лежащий на пилах валик. При этом он является не сплошным, а полым, т. к. внутри его под действием центробежной силы образуется пустота. Диаметр пустого пространства в валике равняется диаметра валика; чем это пространство больше и чем рыхлее структура валика, тем совершеннее идет процесс джинирования. Для облегчения вращения сырцового валика боковые стенки сырцовых камер выполняются в виде вращающихся дисков с центрами, совпадающими с осью сырцового валика. Число об/мин. пильного вала колеблется от 375 до 500, щеточного барабана - от 1000 до 1500. Часовая производительность одного 70-пильного 10-дюймового джина (при 400 об/мин. пильного вала) составляет 400 кг, а 80-пильного 12-дюймового - 550 кг сырца. Потребная мощность 8—10 л. с. Колосники отливаются из мелкозернистого чугуна; та часть колосника, где проходят пилы с волокном, закаливается.

Конденсер. Снятое с пил волокно гонится током воздуха, возникающим от вращения щеточного барабана в т. н. конденсер, назначение которого удалять из волокна воздух и собирать волокно в виде непрерывной ленты. Конденсеры бывают ординарные, обслуживающие отдельно каждый джин, и батарейные - для целой системы из 4—5 джинов (батареи). Установка джина с конденсером показана на фиг. 10.

Установка джина с конденсером

Конденсер состоит из барабана L, диаметром около 600 мм, обтянутого сеткой с небольшими отверстиями (2 мм). Воздух проходит через сетку, волокно же задерживается на поверхности барабана и благодаря медленному вращению последнего собирается на нем в виде плотного слоя, который через щель М выходит из конденсора. Сетчатый барабан заключен в кожух и только снизу открыт для выпуска воздуха в особую пыльную камеру, где происходит оседание пыли. На хлопкоочистительных заводах обыкновенно на каждую батарею джинов ставится один общий конденсер, в который снятое пилами волокно поступает по общему волокноотводу (фиг. 11): трубы (а) служат для удаления воздуха поверх крыши; в последнее время воздух иногда удаляют эксгаустерами через фильтр-камеры.

Общий волокноотвод

Питатели. Для равномерной подачи сырца в джины служат питатели, которые бывают горизонтальные (старый тип) и вертикальные. Горизонтальный питатель (фиг. 10) состоит из 2—3 бесконечных лент N, поперек которых прикреплены деревянные планки. На эту питательную решетку кладут вручную хлопок-сырец, который и подается ею к быстро вращающемуся (до 200 об/мин.) деревянному барабану О, усаженному железными шпильками. Шпильки захватывают сырец и бросают в сырцовую камеру. Подача регулируется изменением скорости движения полотна.

Вертикальный, или барабанный, питатель, наиболее распространенного при батарейных установках типа, представлен на фиг. 12.

Вертикальный, или барабанный, питатель

Он состоит из двух деревянных рифленых валиков, диаметром 5—6 дюймов. Валики, медленно вращаясь (1—2 об/мин.), пропускают выпадающий на них из распределительной ленты (дистрибютора) хлопок на нижележащие колковые барабаны. Последние захватывают колками хлопок, протаскивают его по проволочной концентрической сетке и выбрасывают затем по наклонному лотку в сырцовую камеру джина. Оставшийся в сырце сор проходит через сетку, падает на дно питателя и удаляется оттуда конвейерным винтом. Регулировка питания производится при помощи изменения скорости вращения питающих рифленых валиков. В самое последнее время появились автоматические регуляторы питания, основанные на использовании плотности хлопкового валика, вращающегося в сырцовой камере джина. Всякое изменение его плотности, с помощью системы рычагов и пружин, влияет на скорость вращения рифленых валиков питания.

При батарейных установках на хлопкоочистительных заводах подача сырца из амбаров осуществляется пневматическим путем, при помощи вентилятора; распределение же сырца по джину производится или механически при помощи распределительной ленты (система Менгера) или тем же воздухом по железным трубам (система Лумус).

Существенной частью системы Менгера является т. н. сепаратор (фиг. 13), назначение которого - передать сырец из пневматической трубы на распределительную ленту, отогнав из него воздух.

Сепаратор

По приемной трубе А хлопок засасывается в камеру сепаратора В; внутри сепаратора находится сетчатая стенка С, через которую сырец не может пройти и поэтому падает вниз; воздух же идет к вентилятору. Сепаратор стоит на деревянном лотке, внутри которого движется лента с пальцами; последняя, протащив сырец по верхнему лотку и обогнув шкив, передает сырец в нижний лоток, имеющий отверстия против питателя каждого джина. Питатели постепенно заполняются сырцом, а излишек его выбрасывается в противоположном конце лотка, где лента огибает второй шкив и начинает двигаться по верхнему лотку. Этот излишек сырца по мере накопления вновь засасывается в сепаратор, для чего служат особая труба и переключающий клапан D. В системе Лумус над каждым питателем имеются течки (рукава), соединенные между собой двумя рядом идущими трубами. Передняя труба, лежащая непосредственно над течками, продолжена в сырцовый амбар, задняя соединяется с вентилятором. Трубы сообщаются между собой в течках через сетки. Течки снабжены брезентовыми клапанами, которые могут закрывать доступ через течки. Благодаря особому автоматическому клапану система работает периодически, и, т. о., сырец то засасывается из амбара, то поступает в питатели. Система Лумус работает вполне автоматически и применяется главным образом при чистых и сухих сортах сырца.

Бесщеточные пильные джины были изобретены в 1902 г. Р. Б. Лумпкином, но до 1922 г. они не имели распространения в хлопковой промышленности. Лишь в 1922 г. появились усовершенствованные конструкции бесщеточных джинов, в которых воздух при помощи особого вентилятора подается через направляющие каналы к соплам, расположенным у задней стороны пил на расстоянии 1/323/32 дюймов. Непосредственно под этими подводящими каналами расположены приемные каналы, направляющие волокно в общий волокноотвод. В одних системах сорные примеси отделяются ниже хлопкового потока, в других же они отлетают сверху воздухопровода. Форма сопла и изгиб железного направляющего воздух листа рассчитаны на направление всей струи вдуваемого воздуха в приемный мундштук волокноотводящего канала; при этом размеры отверстий рассчитаны так, что засос окружающего воздуха в волокноотвод может происходить лишь в самом незначительном размере, чем предупреждаются потери и раздувание очищенного волокна по сторонам. Давление воздуха в выходном отверстии сопла обычно достигает 200—300 мм вод. столба; давление в волокноотводе сзади джина колеблется от 10 до 25 мм вод. ст. Число оборотов пильного вала до 450—800 в мин. Воздуходувные джины могут применяться как однокамерные, так и двухкамерные и работают исключительно 12-дм. пилами. Остальное дополнительное оборудование в этих джинах ничем не отличается от щеточных. При батарейных установках пильные валы всех джинов часто соединяются последовательно между собой гибкими сцеплениями, так что не требуются отдельные ремни на каждую машину. Несмотря на уменьшение числа подшипников и движущихся частей в этих джинах, их общая установка требует большей мощности двигателя, так как добавляется вентилятор для сопел.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Том 6 - 1929 г.