автореферат диссертации по технологии материалов и изделия текстильной и легкой промышленности, 05.19.03, диссертация на тему:Разработка технологии трикотажа для фильтрования суспензий

витебский государственный технологический университет

р v ь од ~

1 8 сен Ш На правам рукописи

удк 677.025:677.051.125.126:54-148

коган маргарита анатольевна

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ТРИКОТАЖА ДЛЯ ФИЛЬТРОВАНИЯ СУСПЕНЗИЙ

Специальность 05.19.03 -Технология текстильных материалов

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Витебск, 1995

Работа выполнена в Витебском государственном технологическом университете

Научные руководители: кандидат технических наук.

доцент Петрова . В. А,-

кандидат технических наук, доцент Науменко A.A.

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор Штут И.И.

кандидат технических наук, доцент Иванова Т.П.

Оппонирующая организация: Открытое акционерное

общество КИМ

Защита состоится " 12 " октября 1995 г. в 10-00 часов на заседании Совета по защите диссертаций К 02.11.01 в Витебском Государственном технологическом университете по адресу: 210028, г. Витебск, Московский проспект, 72.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Витебского Государственного технологического университета.

Автореферат разослан " ^ " 1995 г.

V

Ученый секретарь Совета по защите диссертаций кандидат технических наук доцент

Г. В. Казарновская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для Фильтрования суспензий в основном рименяют текстильные материалы в виде полотен различной ширинц. аибольшее распространение получили ткани из натуральных и хими-еских нитей. Нетканые материалы также с успехом используются для азделения суспензий. Трикотаж для этих целей применяется ограни-енно.

Однако имеющийся ассортимент текстильных Фильтров не всегда полной мере отвечает требованиям, предъявляемым к такого рода атериалам. Эффективность известных в мировой практике тексти-ьных перегородок все еще крайне низка, структура их практически е совершенствуется на протяжении многих лет. Так, например, тон-ость Фильтрации текстильных фильтров достигает 15-20 микромет-ов, при этом их гидравлическое сопротивление остается высоким, 1то значительно замедляет процесс фильтрования.

В странах СНГ ощущается дефицит текстильных фильтров, который ликвидируют, в основном, за счет покупки дорогостоящих импортных перегородок. Часто прибегают к использованию материалов бытового назначения из натуральных видов сырья таких как бязь, батист, шифон, марля, шерстяные, шелковые и льняные ткани, шине-1ьное сукно и др. Это ведет к удорожанию продуктов Фильтрования, ^рациональному использованию свойств материалов, менее качес-гвенному Фильтрованию и снижению производительности оборудования.

В Республике Беларусь, которая выпускает около 160 тыс. погонных метров нетканых Фильтровальных материалов и порядка 390 гыс. погонных метров различных фильтровальных тканей, спрос на гекстильные Фильтры удовлетворяется лишь на 10 - 12 %.

Вследствие указанных причин весьма актуальной научно-технической задачей является разработка технологии новых видов текстильных Фильтровальных материалов на базе трикотажных переплетений, включающей получение эффективных трикотажных Фильтровальных полотен, качественные показатели которых превышают достигнутые результаты.

Связь работы с крупными научными программами, темами.

Работа выполнялась по программе ГКНТ СССР N 45-821 от 29.10.1986 и по заказу Министерства медицинской и микробиологической промышленности СССР (шифр заказа-наряда 2.Э.86-88).

Цель работы : разработка высокоэффективного трикотажного фильтровального материала, пригодного для различных процессов

разделения суспензий, способ выработки которого позволяет использовать возможности технологического оборудования, имешегося в Республике Беларусь и странам СНГ.

Основные задами исследования. В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

- разработать многослойные трикотажные Фильтровальные материалы из синтетических нитей:

- разработать и исследовать рабочий процесс получения многослойного трикотажного фильтровального материала на имеющемся в Республике Беларусь и странах СНГ оборудовании:

- изучить специфические свойства многослойных трикотажных Фильтровальных перегородок из синтетических нитей.

Методы исследований. При проведении теоретических и экспериментальных исследований использован комплексный метод, включавдий изучение научно-технической и патентной литературы, анализ теоретических и практических работ по выполняемой теме.

Для теоретических исследований использовались теория вязания и переплетений, графический анализ процесса петлеобразования.

Экспериментальные исследования проводились в условиях ЭОП ВГТУ на производственном оборудовании, в лаборатории Витебского ОАО КИМ - на автоматизированном комплексе КС-1, в лаборатории кафедры товароведения ВГТУ - на автоматизированном комплексе РМ-авто.

При решении задач оптимизации применяли методы планирования и анализа эксперимента, для измерений и регистрации результатов исследований использовали современные измерительные средства.

Результаты экспериментальных исследований обрабатывались методами математической статистики с использованием ЭВМ, автоматизированных комплексов КС-1 и й4-авто.

Научная новизна полученных в работе результатов заключается в следующих положениях:

- разработана технология многослойного трикотажного фильтровального материала для суспензий, позволявшая вырабатывать полотна с широким спектром специфических свойств, корректировка диапазона которых возможна на стадии вязания:

- разработаны новые многослойные трикотажные фильтровальные перегородки для суспензий на базе кулирных комбинированных переплетений, новизна подтверждается авторским свидетельством на изобретение:

- усовершенствован рабочий процесс получения двухслойного

трикотажа с покровно-прессовым соединением слоев и прокладыванием между слоями дополнительных уточных нитей на двухфонтурной круг-ловязалъной машине:

- впервые разработан экспресс-метод комплексной оценки вязальной способности нитей.'

- впервые решена задача оптимизации процесса вязания многослойного трикотажного фильтровального полотна из текстурированных полиэфирных нитей на двухфонтурной кругловязальной машине:

- впервые установлен перечень показателей оценки специфических свойств трикотажных фильтровальных полотен для суспензий и разработаны методики их определения.

Практическая значимость полученных в работе результатов заключается в создании нового ассортимента высокоэффективных текстильных Фильтровальных материалов с широким диапазоном специфических свойств, позволяющих применять их в различных процессах разделения суспензий. Реализация способа выработки многослойного трикотажного Фильтровального полотна на имеющемся в Республике Беларусь и странах СНГ оборудовании позволяет в короткий срок с минимальными капитальными затратами освоить выпуск новых видов текстильных Фильтровальных перегородок. Использование многослойных трикотажных Фильтровальных материалов в технологических процессах разделения суспензий улучшает качество Фильтрования и повышает производительность Фильтровальных установок.

Для внедрения в производство технологии трикотажных фильтровальных материалов разработаны и утвержпены технические условия. Налажено производство трикотажных фильтровальных полотен на экспериментально-опытном предприятии Витебского государственного технологического университета СЭОП ВГТУ, до 20.04.95 экспериментально-опытное предприятие Витебского технологического института легкой промышленности, в сокращении ЬОП ВТИЛГО, обеспечивающее выпуск продукции в объеме 3 ООО квадратных метров в год.

Экономический эффект от внедрения разработанной технологии на ЭОП ВГТУ составил 18,4 тысяч рублей С в ценах 1992 года) на опытную партию полотна объемом 4 765 кг.

Проведено апробирование опытных партий многослойных трикотажных фильтровальным материалов в процессах разделения суспензий:

- при производстве витаминных полупродуктов в Белгородском Филиале Всесоюзного научно-исследовательского витаминного института С г. Белгород) и на Челябинском химико-Фармацевтическом заводе (г. Челябинск):

- в производстве различных химических веществ на Московском научно-производственном объединении химического машиностроения СН П О "ХИММАШ г. Москва), на производственном объединении "НАВ0ИА30Т" (г.Навои), во Всесоюзном научно-исследовательском институте химической технологии СВНМИХТ, г. Москва), на Степаногорской научной опытно-промышленной базе С г. Степаногорек);

- окиси Феррованадия во Всесоюзном научно-исследовательском и проектном институте мономеров 1ВНИПИМ, г.Тула) и на АО "Ванадий-Тулачермет" С г. Тула) и др.

Полученные положительные оценки апробирования подтверждены актами испытаний.

Многослойные трикотажные Фильтровальные материалы внедрены в 1991 году на АО "Ванадий-Тулачермет" С г.Тула) в количестве 1785 погонных метров для экипировки фильтр-прессов типа ФПАКМ-25МП.

Разработанные многослойные трикотажные фильтровальные материалы использованы при создании новых Фильтров, оригинальная конструкция которых защищена авторским свидетельством.

Результаты работы внедрены в учебный процесс Витебского государственного технологического университета в курсах "Строение, свойства и способы выработки рисунчатого трикотажа" С с 1991 г. курс "Основы строения и процессов выработки трикотажа рисунчатых и комбинированных переплетений. Теория узорообразования"), "Моделирование и оптимизация технологических процессов".

Экономическая значимость полученных результатов. Разработанный трикотажный фильтровальный материал и технология его изготовления могут быть предложены в качестве коммерческого продукта.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

- структура многослойного трикотажного фильтровального полотна, позволяющая получить подложки с разнообразными свойствами и обеспечиваюцая прочное соединение слоев в материале, которое осуществляется в процессе вязания, что исключает дополнительные операции по их скреплению:

- особенности рабочего процесса получения многослойного трикотажного полотна на базе кулирных комбинированных переплетений, обеспечивающие стабильность, надежность и точность структуры фильтровальных материалов:

- экспресс-метод комплексной оценки свойств нитей и их вязальной способности, отличающийся оперативностью и высокой достоверностью получаемых результатов:

- методики оценки специфических свойств многослойных трико-

ажньк фильтров, позволяющие простыми и доступными способами роизводить сравнительный анализ их качества.

Личный вклад соискателя. При выполнении работы автором лично

- проведен графический анализ процесса петлеобразования с четом конструктивных особенностей двухфонтурной кругловязалъной ашны 0051, на основании которого выявлены оптимальные параметры глов подачи нитей при вязании фильтровального полотна:

- разработана модель петлеобразукщей точки для эксперимен-альной установки КС-1 при оценке вязальной способности нитей на вухфонтурных кругловязальных машинах:

- получены математические модели зависимостей выходного на-яжения и коэффициента тангенциального сопротивления движению нии от входного натяжения, продольной скорости, линейной плотности

глубины кулирования нити:

- получены Формулы для расчета числа пор на единице площади обового слоя и пористости трикотажных Фильтровальных материалов:

- разработано 24 варианта полотен, позволяющих получить ногослойные Фильтровальные перегородки для суспензий с широкой аммой специфических свойств:

- разработаны технические условия на полотно трикотажное ехническое Фильтровальное.

Апробация результатов диссертации. Результаты исследований э диссертации доложены и получили положительную оценку на Все-оюзной научно-технической конференции "Текстильные материалы те-нического назначения и опыт их применения в народном хозяйстве" г.Москва, ВДНХ СССР, 1991 г.): на Международной конференции "Но-ое в технике и технологии текстильной промышленности" С г. Ви-ебск, ВТИЛП, 1994 г.3: на научно-технических и научно-методичес-их конференциях преподавателей, сотрудников и студентов Витеб-кого технологического института легкой промышленности С г. Ви-ебск, 1988-1994 гг): на заседаниях кафедры "Технология трико-ажного производства" Витебского государственного технологическо-о университета С г. Витебск, 1992-1995 гг.).

Опубликование результатов исследований. Основные результаты аботы изложены в 14 публикациях, в т. ч. 3 авторских свидетель-твах, 1 статье в журнале "Химическая промышленность", 5 статьях сборниках научных трудов, 4 тезисах докладов конференций, 1 те-нических условиях на полотно трикотажное техническое фильтро-альное.

Структура и объем диссертации. Работа состоит из введения.

5 глав, выводов по главам, общих выводов, списка использованных источников, 19 приложений. Работа изложена на 184 страницах, включая 17 иллюстраций, 11 таблиц. Список использованных источников содержит 94 наименования, приложения представлены на 72 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности диссертационной работы, сформулированы цель и задачи исследований.

В первой главе проведен анализ современного состояния вопроса производства и перспективы развития текстильных Фильтровальных материалов, отмечена тенденция к использованию многослойных подложек для фильтрования суспензий.

Приведены основные понятия, термины и определения, используемые при описании технологических процессов разделения суспензий.

Изучены требования к фильтровальным трикотажным материалам, установлено, что основными из них являются:

- достаточная задерживающая способность при низком гидравлическом сопротивлении:

- высокие механическая прочность, термостойкость и химическая устойчивость:

- возможность быстрой и качественной регенерации.

Проведен анализ показателей оценки качества текстильных

Фильтров и методик их определения. Установлено, что для оценки специфических свойств трикотажных фильтровальных материалов используют методики, требующие проведения испытаний в лабораторных или производственных условиях при непосредственном фильтровании конкретных суспензий, что является нерациональным и требует значительных трудозатрат.

Проведен анализ структур и способов получения многослойных трикотажных фильтровальных материалов для суспензий, который показал, что ассортимент таких материалов ограничен, эффективность их крайне низка и не отвечает современным требованиям, технология производства трудоемка. Анализ выявил также два явно выраженных пути достижения поставленной в работе цели:

- использование возможностей существующего оборудования:

- создание специализированного оборудования.

Установлено, что для производства многослойных трикотажных

Фильтровальных материалов целесообразно использовать существующие двухфонтурные кругловязальные машины.

Глава завершается оценкой степени разработанности вопроса производства трикотажных подложек для фильтрования суспензий и постановкой задачи исследования.

Во второй главе проведен анализ современных структур и способов выработки трикотажа с целью определения перспективности применения для многослойных фильтров. На основе проведенного анализа в качестве базовой определена структура двухслойного трикотажа комбинированного переплетения с покровно-прессовым соединением слоев и ввязыванием между слоями дополнительных уточных нитей. Такая структура представляет интерес с точки зрения применения для фильтровальных материалов прежде всего потому, что может быть использована для разработки многослойных Фильтровальных полотен с широким спектром специфических свойств.

На основе трикотажа базовой структуры автором разработаны варианты многослойных трикотажных фильтровальных материалов отличающиеся: заправочными параметрами, параметрами петельной структуры, числом набросков в петельных рядах лобовых слоев, индексом прессовых петель и игольностью прессовых набросков в лобовых слоях, числом ввязаных уточных нитей между одинарными полотнами, наличием одинаковых или разных по структуре лобовых слоев.

Графическая запись одного из вариантов представлена на рисунке.

К А К А. К А КАК И ТА-

Графическая запись варианта структуры многослойного

трикотажного фильтровального материала К,Д - короткие и длинные иглы риппшайбы соответственно

- а -

Слои 1 и 2, образованные платированными петлями, являются лобовыми фильтрующими, а слои 3 и 4. образованные уточными нитями - внутренними фильтрующими. Число внутренних фильтрующих слоев можно варьировать от 1 до 4.

Проведены исследование и анализ особенностей рабочего процесса многослойного трикотажного фильтровального полотна. Установлено, что основными Факторами, определяющими стабильность, надежность и точность процесса вязания такого полотна, являются:

- натяжение нитей, поступающих в вязальную систему;

- продольная скорость нити:

- фрикционные и деформационные свойства нитей:

- усилие оттяжки петель.

Выявлены основные требования к точности и надежности параметров прокладывания нити и установке всех петлеобразукщих органов. Выявлено, что при выборе оборудования для вязания многослойных трикотажных фильтровальных материалов необходимо проводить тщательный графический анализ процесса петлеобразования с учетом конструктивных особенностей конкретной машины.

В третьей главе автором сформулированы основные требования, предъявляемые к оборудованию для выработки многослойных трикотажных Фильтровальных материалов, на основании которых в качестве экспериментальной выбрана двухфонтурная кругловязалъная машина ODSI 16 ¡сл.

Проведен графический анализ процесса петлеобразования на иглах цилиндра и риппшайбы при выработке многослойного трикотажного Фильтровального материала на машине ODSI 16 кл.

Установлено, что выработка разработанных фильтровальных материалов возможна на двухфонтурной кругловязальной машине при соблюдении ряда условий прокладывания нитей, заключающихся в подаче нити в вязальную систему под определенным натяжением при установке максимального игольного угла cL во избежание попадания нити в точку ножниц.

Разработана программа работы замочных клиньев и механизма узорообразования для различных вариантов структуры фильтровальных полотен.

Произведен выбор сырья для трикотажных фильтровальных материалов по показателям качества, обоснованным автором. В качестве основных показателей для нитей автором предложены наиболее информативные, которые дают комплексную оценку их технологичности и пригодности для вязания фильтровальных материалов. Оценку свойств

и определение характеристик нитей производили на автоматизированном комплексе РМ-авто, позволяющем осуществлять регистрацию и статистичекую обработку результатов исследовании в автоматическом режиме.

С точки зрения химическом инертности, термостойкости, прочности, объемности для трикотажных фильтровальным материалов автором предложены полиэфирные текстурированные нити.

Даны рекомендации по заправкам с учетом свойств и функционального назначения нитей.

В четвертой главе проведено апробирование процесса вязания многослойного фильтровального полотна на кругловязалънои двухфон-турной машине 0031 из полиэфирных текстурированных нитей.

Установлены оптимальные варианты кладок нитеи для практической реализации стабильного процесса выработки трикотажного Фильтровального материала.

Произведена оценка технологичности полиэфирных текстуриро-ванных нитей при выработке фильтровальных полотен на основании выявления зависимостей выходного натяжения ) и коэффициента

тангенциального сопротивления движению нити СкЗ от входного натяжения (РЬх ). продольной скорости С ч!), глубины кулирования СМ и линейной плотности нити (Т). Технологичность нитеи оценивали на испытательном комплексе КС-1, позволякзцем в автоматическом режиме проводить исследования при любьгх заданных параметрах испытаний с последуицей обработкой полученных данных на ЭВМ.

В результате проведенного эксперимента с использованием Факторного планирования по плану Бокса для 4-х факторной модели получены следуюцие уравнения регрессии.

Для коэффициента тангенциального сопротивления:

у = 4,494 - 1,761 X, + 0,18 X + 0.421 Х^ + к 1 Л о

+ 0,273 X, - 0.332 Х( X, - 0,274 X, Х4 +

ч. 12. А. о

+ 0,897 X2 + 1.011 Хг С15

Для выходного натяжения нити:

У. = 67,845 + 36,326 X, + 5,507 X, + 4,897 X, -Чых. 1 3 4

- 2,508 X X + 3.301 X X + 3,196 XX, + 1,527 Х,Х, -1 г 1 л 14

г г г

- 2,201 X. + 15,365 X - 2,978 X С 2)

1 5 4

Уравнение С1) использовали для решения задачи оптимизации процесса вязания Фильтровального полотна, которая решена методом случайного поиска. В результате ее решения установлены оптимальные значения входного натяжения, глубины кулирования, линейной плотности и продольной скорости нити, обеспечивающие стабильность и точность процесса вязания фильтровального полотна. Определены

также оптимальные значения Р. и И для конкретных фиксированных

Ь х.

значений Т и V . Полученные значения Р. и Ь использовали при

ох

разработке заправочных параметров и наработке опытных партий фильтровальных трикотажных полотен различных вариантов. Разработано и получено 24 варианта полотен, отличаюцихся по различным признакам, отмеченным во второй главе данной работы.

Произведена оценка точности процесса вязания фильтровального полотна по двум характеристикам: среднему арифметическому значению контролируемого параметра и среднеквадратическому отклонению, от которого зависит поле рассеяния. В качестве контролируемого параметра точности обеспечения процесса вязания Фильтровального полотна была выбрана длина нити в петле производной глади, образующей лобовые слои материала.

Установлено, что полученные в результате решения задачи оптимизации параметры (Р^ , Ю обеспечивают вязание стабильной структуры Фильтровального полотна, так как отклонение средних значений длины нити в петле по отношению к номинальному не превышает 1 %, а значения коэффициента точности близки к 1.

Обоснован выбор показателей оценки свойств многослойных трикотажных Фильтровальных материалов. В качестве основных и обязательных предложены следующие показатели:

- число петельных столбиков СЫс

- число петельных рядов (Ы0 }:

/о 2.

- поверхностная плотность (з^, г/м ) .

- толщина (1, мы):

- разрывная нагрузка СР, Н):

- относительное разрывное удлинение С&р , %):

- гидравлическое сопротивление С „,м"1):

- абсолютная тонкость фильтрации (Да, мкмЭ.

Автором предложен дополнительный показатель оценки фильтрух>-щей способности трикотажных фильтровальных материалов: число от-

верстай на единице площади лобового слоя Сп ), который рассчиты-

л

вается по основным параметрам петельной структуры С Nс и !\1р ) лобового слоя в соответствии с полученными Формулами. Для переплетения кулирная гладь:

пд = - СЗ)

Для переплетения производная гладь:

пл = 2С2Ыс • - ) С4)

Предлагаемый показатель "число отверстий на единице площади лобового слоя" позволяет произвести косвенную сравнительную оценку фильтруюцей способности трикотажного полотна весьма простым и доступным способом.

Автором разработана методика расчета оценки пористости многослойных трикотажных фильтровальных материалов с использованием основных показателей - поверхностной плотности и толщины полотна. Для расчета пористости многослойных трикотажных фильтровальных полотен предлагаетя следующая формула:

8 -5

& = 1 - • 10 <5)

У I

где & - пористость трикотажного фильтровального полотна; 8 - поверхностная плотность полотна, г/мг;

г з

8 - плотность вещества нити, г/см : I - толщина полотна, мм.

В сравнении с известными экспериментальными методиками оценки пористости, использование которых требует сложного дорогостоящего экспериментального оборудования, предложенная методика позволяет рассчитать пористость многослойных трикотажных фильтровальных материалов по параметрам, оценка которых не вызывает затруднений.

В результате сравнения оценок пористости, полученных при использовании известной экспериментальной и разработанной расчетной методик, установлена высокая сходимость результатов. Отклонения между оценками не превышают 3%, что свидетельствует о целесообразности применения разработанной методики.

Таким образом, предлагаемые автором показатели в качестве основных дают необходимую и достаточную информацию о специфических характеристиках трикотажных фильтровальных полотен для суспензий и, кроме этого, позволяют дополнительно рассчитать их пористость, проницаемость, а также число отверстий на единице пло-

щади лобового слоя простыми и доступными способами, тем самым значительно облегчая проведение сравнительного анализа свойств полотен на стадии разработки.

Предложенный перечень основных показателей оценки качества трикотажных фильтровальных материалов не требует разработки новых методик и создания специального испытательного оборудования, что является весьма ценным в экономическом плане.

Изучены свойства разработанных полотен по предложенному автором перечню показателей. Установлено, что разработанные трикотажные фильтровальные материалы обладают широким спектром специфических свойств, имеют достаточно высокие пористость СО,5-0,6), абсолютную тонкость Фильтрации (6-18 мкм), прочность С6400-9200 H по петельным рядам, 600-930 H по петельным столбикам), низкое ги-

6 - .41

дравлическое сопротивление (1,8-10 - J.a-10 и ), что делает возможным рекомендовать указанные материалы для фильтрования сред-недисперсных суспензий с размером частиц твердой фазы 1-100 мкм.

На трикотажные фильтровальные материалы получено авторское свидетельство СССР.

Для оценки информативности предложеного автором параметра п. С число отверстий на единице площади лобового слоя), а также решения задачи о форме корреляционной связи однофакторных зависимостей R, = f(n„), Д. = fin ), R,, = fié), Д = ft & ) использовали регрессионный анализ.

Оценку выходных параметров (R., , Д , ) и определяющих факто-

n tx.

ров Спд ,£ ) производили для фильтровальных полотен, наработанных с различными заправочными и технологическими параметрами. Обработка полученных оценок производилась на ПЭВМ ЕС 1841. Установлено, что предлагаемый автором параметр п Л достаточно информативен, поскольку коэффициент детерминации зависимости Rtpn = fС п Л ) составляет 87,3% , зависимости Д, = Г(п ) - 40,2Х. Для традицион-

л. А

но используемого показателя £ он равен 74,8% для зависимости R ,„ = £С& ) и 36, 5% для зависимости Д= f С 8 ).

ср п. 5 4

Это позволяет сделать вывод о целесообразности применения предлагаемого нами показателя п . в качестве одного из основных для косвенной оценки Фильтрующей способности трикотажных полотен.

В результате проведенного регрессионного анализа выявлен характер зависимости R^ n = f Спл X которая имеет следующий вид:

2 S

Y = IX - 0,091 X + 26,598) 10 Î6)

Полученная зависимость может быть использована в качестве косвенной сравнительной оценки сопротивления Фильтрующей перегородки трикотажных полотен для установленной области эксперимента. При исследовании других вышеуказанных однофакторных зависимостей Д. = ££п= У' Дп = К& ) установлен лишь их предпоч-

0.2А

тителъный характер, однако низкий уровень значений коэффициентов детерминации свидетельствует о существовании других неучтенных в эксперименте факторов, оказываюцих влияние на выходные параметры (йфп.да3-

В пятой главе выполнен расчет технико-экономической эффективности использования результатов проведенных исследований и обоснована экономическая целесообразность внедрения разработанной технологии трикотажа для фильтрования суспензий на предприятиях трикотажной отрасли. Для внедрения в производство были разработаны и утверждены технические условия на полотно трикотажное техническое фильтровальное, в соответствии с которыми налажено производство трикотажных фильтровальных материалов на экспериментально-опытном предприятии Витебского государственного технологического университета общим объемом 3 ООО кг в год. Наработаны опытные партии различных вариантов полотен, проведено их апробирование при фильтровании суспензий различного химического состава, даны рекомендации по применению.

В результате апробирования установлена достаточно высокая эффективность разработанных многослойных трикотажных фильтровальных материалов.

Опытная партия полотна ПТТФ внедрена в качестве салфеток для экипировки фильтр-прессов типа ФПАКМ-25МП на АООТ "Ванадий-Тулачермет".

ВЫВОДЫ

1. Научная новизна работы заключается в разработке технологии многослойного трикотажного фильтровального материала для суспензий, позволяющей вырабатывать полотна с широким спектром специфических свойств, корректировка диапазона которых возможна на стадии вязания.

2. Установлено, что наиболее эффективными, с точки зрения применения для фильтрования суспензий, являются многослойные текстильные перегородки, процесс получения которых основан на трикотажном способе производства. Выбрана базовая структура трикотажа комбинированого переплетения, на основании которой разра-

ботаны многослойные Фильтровальные материалы с различными специфическими свойствами.

3. Исследованы особенности процесса выработки многослойных трикотажных фильтровальных полотен на двухфонтурной кругловязаль-ной машине, доказана возможность реализации процесса получения такого трикотажа, разработаны оптимальные варианты кладок нитеи и параметров подачи нитей.

4. На основании требований к текстильным фильтровальным подложкам обоснован перечень показателей качества нитей при выборе сырья для многослойных трикотажных фильтровальных материалов, в соответствии с которым для вязания фильтровальных полотен выбраны полиэфирные текстурированные нити средних линейных плотностей.

5. Решена задача оптимизации процесса вязания трикотажного фильтровального полотна на двухфонтурной кругловязальной машине из полиэфирных текстурированных нитей на основании полученной автором зависимости выходных параметров, определяющих вязальную способность нитей, от определяющих факторов процесса вязания: входного натяжения, продольной скорости, линейной плотности, глубины кулирования нита. В качестве выходных параметров определены коэффициент тангенциального сопротивления движению нити и натяжение, возникающее в процессе вязания при перемещении нити по пе-тлеобразукишм деталям, т.е. выходное натяжение нити.

6. Разработаны оптимальные варианты заправок для вязания многослойных фильтровальных материалов, апробирован процесс вязания полотна, проведен анализ причин его дефектности, разработаны методы их устранения. Наработаны опытные партии полотна.

7. Установлен перечень показателей качества многослойных трикотажных фильтровальных материалов, в соответствии с которым изучены свойства указанных материалов по известным и разработанным автором ' методикам. Установлена достаточно высокая эффективность разработанных многослойных трикотажных Фильтровальных материалов при разделении суспензий различного химического состава за счет высокой тонкости фильтрации, небольшого гидравлического сопротивления, способности полотен к многократной регенерации и повторному использованию. На разработанные многослойные фильтровальные материалы получено авторское свидетельство.

8. На основании проведенных исследований разработаны и утверждены технические условия на полотно трикотажное техническое фильтровальное. Налажено производство указанных материалов на

экспериментально-опытном предприятии Витебского государственного технологического университета с годовым объемом выпуска 3 ООО кг, доказана экономическая целесообразность производства и эффективность применения разработанных многослойных трикотажных фильтровальных перегородок. Экономический эффект от внедрения технологии трикотажа для фильтрования суспензий на ЭОП ВГТУ составил 18,4 тысячи рублей С в ценах 1992 года) на опытную партию объемом 4 765 кг.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. А.с. 1378893 СССР, МКИ^ В 01 Э 38/08. Фильтрующий материал для суспензий / В.А. Петрова, М.А. Коган, А.И.Ельшин С СССР). -

N 4135623/31-26: Заявлено 04.06.86: Опубл. 07.03.88, Бюл. N9. -4с.

з

2. А.с. 1503863 МКИ В 01 Б 39/08. Фильтрующий материал для суспензий / В.А.Петрова, М.А.Коган, А.И.Ельшин, А.А.Гриченко, С.А.Путинцев С СССР). -М 4347311/31-26: Заявлено 10.11.87: Опубл. 30.08.89, Бюл. N 32. - 5 с.

3. А.с. 1695966 СССР, МКИ3 В 01 й 33/327. Карусельный вакуум-фильтр / И.С.Зарх, И.П.Бубнов, Ю.В.Гутин, В.И.Фомичев, В.А.Петрова, М.А.Коган С СССР).- N 4754686/26: Заявлено 30.10.89: Опубл. 07.12.91, Бюл. N 45. - 7с.

4. Применение трикотажных материалов в качестве фильтровальных элементов для разделения суспензий / А.И.Ельшин, В. А. Петрова, М.А.Коган, С А.Путинцев, В.К.Волков, В.А.Колбачев // Химическая промышленность. - 1989. - N 2. - С. 57-58.

5. ТУ 40 БССР 02-53-90. Полотно трикотажное техничесоке Фильтровальное СПТТФ).- Вводятся впервые: Введ. 01.01.91.- Минск: Белстандарт, 1989. - 10 с. Группа М 41.

6. Коган М.А., Петрова В.А. Трикотажные фильтровальные материалы для суспензий // Совершенствование технологических процессов и организации производства в легкой промышленности / Под ред. А.С.Когана. - Минск: Вьшийшая школа, 1990. - С. 69-70.

7. Исследование Фильтрационных свойств лавсановых трикотажных полотен при разделении ряда суспензий в производстве мономеров /И. С. Зарх, В.А.Петрова, М.А.Коган, Л.Н.Антонова, А.В.Агапова, Л.Н.Баталина, Т.В.Владимирова, Н.В.Войтова // Синтез и технология мономеров. Сб. научн. трудов ВНИПИМ. - М.: НШГЭИХИМ, 1990. -С. 121-125.

8. Коган М.А., Петрова В.А., Диско 0.В., Ельшин А.И. Трикотажные Фильтровальные материалы для суспензий // Текстильные ма-

териалы технического назначения и опыт их применения в народном хозяйстве: Тез. докл. Всесоюзн. научн. -техн. конф. - М.: ЦНИИТЭИ-легпром, 1991. - С. 34.

9. Коган М.А., Петрова В. А. Исследование влияния изменения технологических параметров вязания трикотажных полотен на их фильтрующие характеристики // Совершенствование технологических процессов в легкой промышленности. -Минск: Университетское, 1У93.

- С. 104-108.

10. Петрова В. А., Коган М. А., Диско 0. В. Анализ операции прокладывания при выработке многослойного трикотажа // Совершенствование технологических процессов в легкой промышленности. -Минск: Университетское, 1993. - С. 118-122.

11. Коган М.А., Петрова В.А. Исследование свойств трикотажных фильтровальных материалов // Совершенствование технологических процессов, оборудования и организации производства в легкой промышленное'™ и машиностроении. Сб. статей в 2 частях. Часть 1.-Минск: У] i А вере 1 тэцкае, 1994. - С. 80-82.

12. Коган М.А., Петрова В.А., Науыенко A.B. Состояние и перспективы развития производства Фильтровальных текстильных материалов для суспензий // XXVII научно-техническая и научно-методическая конференция преподавателей и сотрудников ВТИЛП: Тез. докл.

- Витебск, 1994. - С. 32.

13. Коган М. А., Белковский Г. J1., Петрова В. А. Анализ способов выработки трикотажных фильтровальных материалов // XXVII научно-техническая и научно-методическая конференция преподавателей и сотрудников ВШПП: Тез. докл. - Витебск, 1994. - С. 32.

14. Коган М.А., Науменко A.A. Экспресс-метод комплексной оценки вязальной способности нитей // Новое в технике и технологии текстильной промышленности: Тез. докл. Междунар. научн. конф.

- Витебск : ВТИЛП, 1994. - С. 43-44.

РЕЗЮМЕ

Коган Маргарита Анатольевна

Разработка технологии трикотажа для фильтрования суспензий

Суспензия, технология, многослойный трикотажный Фильтровальный материал, переплетение, текстурированная полиэфирная нить, натяжение, свойство.

Объектом исследования является производство трикотажного полотна для Фильтрования суспензий.

Цель работы - разработка высокоэффективного трикотажного фильтровального материала, пригодного для различных процессов разделения суспензий, способ выработки которого позволяет использовать возможности технологического оборудования, имеющегося в Республике Беларусь и странах СНГ.

В работе применен комплексный метод, включающий теоретические и экспериментальные исследования с использованием теории вязания и переплетений, графического анализа процесса петлеобразования, математического планирования и анализа эксперимента, математической статистики. Для исследований применялись: автоматизированные комплексы КС-1 и ЯМ-авто, ЭВМ, тензиометр 383 П, прибор ТПСН для измерения продольной скорости нити и др.

В результате исследований:

- разработаны новые структуры и технология многослойного трикотажного фильтровального материала для суспензий на базе ку-лирных комбинированных переплетений:

- впервые решена задача оптимизации процесса вязания многослойного фильтровального полотна на двухфонтурной кругловязаль-ной машине из полиэфирных текетурированных нитей:

- разработаны новые методики комплексной оценки вязальной способности нитей и специфических свойств трикотажных подложек.

Технология трикотажных фильтровальных материлов может быть внедрена на предприятиях трикотажной отрасли.

Производство фильтровальных перегородок по разработанной технологии позволит повысить производительность и улучшить качество разделения суспензий в химической, металлургической, пищевой и др. отраслях промышленности и сократить использование для технических целей бытовых тканей и трикотажа из натуральных нитей.

РЭЗЮМЗ

Коган Маргарита Анатолеуна

Распрацоука тэхналогП трыкатажу для Ф1льтравання суспенз1й

Суспенз1я. шматслойны трьпсатажны <$1 льтравальны иатзрыял, пе-рапляценне, тэкстураваная пол1эф1рная н!ць. нацяжэнне, уласид-васць.

Аб'ектам даследавання з'яуляецца вытворчасць трыкатажнага палатна для айльтравання суспенз1я.

Мэта работы - распрацоука высоказФектыунага трыкатажнага Ф1льтравальнага матэрыялу, прыдатнага для розных працэсау раз-дзялення суспенз1й, спосаб выпрацоук1 якога дазваляе выкарыстоу-ваць магчымасШ тэхналаг1чнага абсталявання, якое ыаецца у Рэс-публ!цы Беларусь 1 кра!нах СНД.

У рабоце применены комплексны метад, як1 уключае тэарэтыч-ныя 1 зксперыментальныя даследаванн1 з выкарыстаннем тзоры1 вязания 1 перапляценняу, граф!чнага анализу працэса петлеутварзн-ня, матэматычнага планавання 1 анал1зу эксперимента, матэматыч-най статыстык1. Для даследавання прымянял1ся: аутаматызаваныя комплексы КС-1 1 РМ-аута, ЭВМ, тенз1ометр 383П, прыбор ТПЗН для вымярэння прадольнай хуткасц1 н1ц1 1 1нш.

У вын!ку даследаванняу:

- распрацаваны новыя структуры 1 тэхналог!я шматслойнага трыкатажнага Ф1льтравальнага матэрыялу для суспенз1й на базе ку-л1рных камбл-наваных перапляценняу;

- упершыню вырашана задача аптым1зацы1 працэсу вязання шматслойнага Ф1льтравальнага палатна на двухюантурнай круглавязапь-най машыне з пол1эф1рных тэкстураваных ншей:

- распрацаваны новыя методык1 комплексная ацэнк1 вязальная здолънасц1 н1цей 1 спецыФ1чных уласц1васцей трыкатажных падложак.

Тэхналог1я трыкатажных Ф1льтравальных матэрыялау можа быць укарэнена на прадпрыемствах трыкатажнаи гал1ны.

Вытворчасць Ф1льтравальных перагародак па распрацаванай тэхналогП дазваляе павыс1цъ прадукцыйнасць 1 папепшыць якасць раз-дзялення суспенз1й у х1м1чнай, металург1чнай, харчовай 1 1ншых гал1нах прамысловасШ. 1 скаращць вьпсарыстоуванне для тэхн1чных мэтау бьггавых ткан!н 1 трыкатажу з натуральных н!цей.

RESUME

Margarita Anatollevna KOGAN

Development of knitting technology for filtering suspensions

Suspension, technology, multi-layer knitted filtering material, weaving, textured polyether thread, tension, quality.

The topic of the present research is production of knitted fabric for filtering suspensions.

The objective of the research Is to develop a highly efficient knitted filtering material. This material should be suitable for various processes of dividing suspensions, and its production technology should fully utilize the equipment available In the Republic of Belarus and NIS.

The author used advanced methods of scientific research including theoretical calculations and experiments. The theoretical aspects of knitting and weaving, graphic analysis of loop formation processes, mathematical planning and analysis of experiments, and mathematical statistics were also applied. For the present research the KS-1 CKC-i) and RM-AUTO CPM-aBTo) automatic units. 383P C 38311) tension gauge, TPSN CTTICH) device for measuring linear speed of the thread, other devices, and computers were used.

The results of the research are the following: - new structures based on combined stitch Interlocking and to be used for multi-layer knitted material for filtering suspensions and the technology for their production are developed:

- for the first time the problem of making multi-layer filtering material out of textured polyether threads on double-knit circular looms was solved:

- new methods of overall evaluation of knitting characteristics of threads and specific qualities of knitted filters: The technology developed can be" utilized on knitting factories. The production of filters according to the proposed technology will make it possible to raise productivity and quality of suspensions division in chemical industry, food production, metallurgy, and other industries, and reduce industrial applications of consumer natural fabrics.