Подъемно-транспортные, строительные и дорожные машины и оборудование - часть 17

компонентов,   хранение   и   отпуск   готовой   смеси.   При  использовании

обводненного   битума   в   этот   перечень   добавляется  его   обезвоживание

перед нагревом.

Асфальтосмесительные  установки различают:  по типу сме-

сительного агрегата - на установки периодического и непрерывного

действия; по компоновке - на установки партерные и башенные; по

степени   подвижности   -   на   установки   передвижные   и

стационарные.

Асфальтосмесительные установки периодического и непрерыв-

ного действия отличаются устройством и ритмом работы дозиру-

ющих и перемешивающих агрегатов. Агрегаты хранения и нагрева

битума, хранения, нагрева и сушки каменных материалов и обслу-

живающие их механизмы в обоих типах установок одинаковы и

работают в непрерывном режиме.

В асфальтосмесительных установках партерного типа все агре-

гаты и вспомогательные механизмы расположены на уровне зем-

ли. При этом компоненты смеси, проходя технологический цикл,

несколько раз поднимаются от одного агрегата к другому, требуя

затрат энергии на перемещения, а нагретые материалы остывают,

ухудшая условия приготовления смеси. Однако партерная компо-

новка позволяет устанавливать агрегаты менее мощными грузо-

подъемными средствами, без устройства сложных фундаментов и

в более короткие сроки.

В башенных установках сортирующий, дозирующий и смеси-

тельный агрегаты расположены один над другим на перекрытиях

3- или 4-этажной каркасной конструкции, по которой и получили

свое название. Компоненты смеси поднимаются на верх башни к

сортирующим агрегатам, откуда самотеком двигаются вниз, не

требуя затрат энергии.

Асфальтосмесительные установки башенного типа занимают

относительно небольшую площадь, но более сложны в обслужива-

нии и ремонте, а при монтаже, демонтаже и замене агрегатов тре-

буют применения высотных механизмов большой грузоподъемно-

сти. Как правило, установки непрерывного действия компонуются

по партерной схеме, а периодического - по башенной.

Стационарные асфальтосмесительные установки предназначе-

ны для оборудования постоянно действующих или редко переба-

зируемых асфальтобетонных заводов, ориентированных на удов-

летворение регулярного спроса на асфальтобетон, существующего

в районе базирования. Агрегаты стационарных установок перево-

зятся трейлерами общего назначения и монтируются на фундамен-

тах с помощью инвентарных и привлекаемых со стороны обычных

грузоподъемных средств.

Передвижные  асфальтосмесительные  установки  (рис.  7.2)  рас-

считаны на неоднократную смену мест базирования, поэтому их

агрегаты монтируются на прицепных и полуприцепных колесных

шасси, приспособленных для быстрого развертывания установки

в рабочее положение и свертывания - в транспортное, и оборудо-

ванных для этого необходимыми грузоподъемными и монтажны-

ми приспособлениями.

220

Часовую производительность асфальтосмесительной установки периодического действия (П

п

 

д

) можно рассчитать по формуле

0.060»..*,

*заг "* 'пер ' 'выг

где 2зам ~ масса одного замеса; А:

в

 - коэффициент использования времени смены; г

заг

 - время загрузки смесителя компонентами смеси; t

nep

 -

время перемешивания (?

пер

 - 0,0083... 0,0208 ч); г

выг

 - время выгрузки готовой смеси.

Часовую производительность асфальтосмесительной установки непрерывного действия (П

н

 

д

) можно рассчитать по формуле

0,060^*.

П

н.д =

пер

(7.1)

П

п

.д =

(7.2)

где 2см - масса смеси, помещающейся в смесителе; k

s

 - коэффициент использования времени смены; t"

ep

 - продолжительность перемешивания

(4

Р

 = 0,025...0,05 ч).

Агрегаты   асфальтосмесительных   установок.   Технологический  процесс   приготовления   асфальтобетонной   смеси   предусматривает

существование трех синхронно действующих линий подготовки ее компонентов. Линия подготовки битума обеспечивает хранение его запаса,

нагрев до состояния текучести, обезвоживание, нагрев до  рабочей температуры и подачу на дозирование. Линия подготовки каменных

материалов обеспечивает хранение запаса щебня и песка, предварительную дозировку их по фракциям, подачу для  сушки и нагрева, сушку и

нагрев, подачу горячих щебня и песка на сортировку и сортировку на фракции. Линия подготовки минерального порошка обеспечивает его

хранение и подачу на дозирование. Все три линии подготовки заканчиваются у смесительного агрегата, дозирующего и перемешивающего

компоненты и отгружающего готовую смесь.

Линия   подготовки   битума  состоит   из   битумохранилища,   нагревателей,   перекачивающих   насосов,   битумоплавильни,   трубопроводов

вентилей и кранов, теплоизолированных или с рубашками обогрева.

Битумохранилища бывают временными и стационарными, подразделяющимися на подземными, полуподземными и наземными. Открытые

хранилища   оборудуются   навесами,   предохраняющими  битум   от   обводнения.   При   нормальной   температуре   битум   обладает   высокой

вязкостью и способностью прилипать к любым посторонним предметам, что затрудняет отбор из хранилища части  битумной массы и ее

транспортировку. Эту проблему решают, доводя битум нагревом до жидкого состояния.

222

Существуют битумохранилища с общим и местным подогревом (рис. 7.3). В битумохранилищах с общим подогревом битум разогревается

донными нагревателями и стекает в приямок, откуда  откачивается шестеренными насосами. В битумохранилищах с местным подогревом

битум нагревается нагревательными устройствами, опускающимся на поверхность битума, в окружающем их небольшом объеме, откуда и

откачивается (рис. 7.4). Преимущества местного разогрева: отбор из хранилища чистого битума из верх-

Рис. 7.3. Схемы битумохранилищ:

о -с общим подогревом; б - с местным подогревом; / - камера первичного подогрева; 2 - битумовозный полувагон; 3 - задвижка; 4 - лебедка; 5 - 

камера вторичного подогрева;

6,7 - подогреватели

223

мого из нагревателя. Обезвоженный битум нагревается до рабочей температуры, после чего часть его направляется в

смесительный агрегат, а часть циркулирует внутри битумоплавильни, сохраняя свою температуру и помогая нагревать

свежие   порции   битума.  Излишки   битума   от   дозатора   смесительного   агрегата   по   дренажному   трубопроводу

возвращаются в битумонагревательный

агрегат.

Циркуляцию   битума   по   всем   агрегатам   линии   его   подготовки  обеспечивают   шестеренные   насосы,

производительность (подача) (П

ш

.

н

) которых может быть рассчитана по формуле

 

Рис. 7.4. Погружаемый нагревательно-перекачивающий агрегат для местного

разогрева битума:

/ — трубчатые теплообменники; 2 — хомут крепления теплообменного регистра к раме;   3 —  рама;  4 -  патрубок подвода теплоносителя к

теплообменнику; 5 - короб-сборник разжиженного битума; 6 - привод насоса; 7 - монтажная опора электродвигателя; 8 - крюк для подъема

агрегата; 9 - электродвигатель; 10 - отводящий патрубок; / / - промежуточная опора; 12 - прокладка; 13 - битумный шестеренный насос

них слоев (вода и другие примеси скапливаются на дне); экономичность и сокращение времени на запуск установки, так как разогревается

только   битум,   прилегающий   к   нагревателю;   простота   обслуживания   и   ремонта   нагревателей,   которые   в   любой   момент   могут   быть

извлечены из битума.

Для нагрева битума используются перегретый пар, горячая вода, органические и синтетические теплоносители, газовые, инфракрасные и

термоэлектрические   нагреватели.   Каждый  из  этих   способов   нагрева   имеет  преимущества   и  недостатки   и  выбор  одного  из   них   должен

опираться на анализ технико-экономических возможностей конкретного предприятия.

Обезвоживание   и   нагрев   битума   до   рабочей   температуры  150...  180 °С производится  в битумоплавильнях и нагревателях-цир-

куляторах. Битум нагревается до температуры испарения воды и в испарительных камерах освобождается от водяного пара, удаляе-

224

где z - число зубьев шестерни (z = 8, 10, 12); D

Hap

 - диаметр шестерен по вершинам зубьев; Ь

шир

 - ширина шестерен; п - частота вращения шестерен,

мин"

1

; Г|

об

 - объемный КПД насоса (при температуре битума до 95 °С Г|

об

 = 0,7; свыше 130°С - Г|

об

 = 0,9).

Линия подготовки каменных материалов  состоит из агрегата питания,   сушильного агрегата,   многоковшового элеватора   для   горячих

материалов и сортировочного устройства.

Агрегат   питания   (рис.   7.5)   включает   в   себя   несколько   секций,  по   одной   для   каждой   фракции   щебня   или   песка,   и   собирающего

конвейера.   Секции   заполняются   со   склада   холодных   сыпучих   материалов,   подаваемых   погрузочными   машинами   или   самотеком.

Количество   секций   зависит   от   числа   фракций   каменных   материалов,   предусмотренных   технологией   приготовления   асфальтобетонной

смеси, и обычно колеблется в пределах от 3 до 6.

Секция состоит из расходного бункера с наклонными, сходящимися к низу стенками, вместимостью от 4 до 10 м

3

, оборудованного

сводообрушителем и питателем. Сводообрушитель применяется для разрушения устойчивых статических сводов, часто прерывающих

истечение сыпучих материалов из конических и пирамидальных бункеров. Сводообрушитель представляет собой вибратор, крепящийся к

боковой стенке бункера и включаемый вручную или автоматически, по мере необходимости или через определенные промежутки времени.

Лотковые   электровибрационные   и   ленточные   питатели   устанавливаются   под   выходным   отверстием   бункера   и   служат   для   предва-

рительного   дозирования   материала,   истекающего   из   бункера.   Лотковые   электровибрационные   питатели   представляют   собой   метал-I

лический   лоток   с   прикрепленным   к   нему   электромагнитным   вибратором,   наклонно   подвешенным   под   выходным   отверстием   бункера.

Благодаря наклону лоток при каждом импульсе вибратора перебрасывает находящийся на нем материал вперед к открытой

о Шестопалон

^

225

к

ромке.   При   выключении   вибратора   лоток   препятствует   произвольному   истечению   материала   из   бункера.   Производительность   элек-

тромагнитного питателя регулируется частотой колебаний и углом наклона лотка.

Ленточные   питатели   представляют   собой   короткие   ленточные  конвейеры,   установленные   под   выходным   отверстием   бункера.   До-

зируемый материал, толщина слоя которого на ленте регулируется шиберной заслонкой, транспортируется от выпускного отверстия к

разгрузочному барабану питателя, освобождая место для новых поступлений.

Производительность   ленточного   питателя   регулируется   толщиной   слоя   материала   на   ленте   и   скоростью   ленты.   Из-за   низкой   из-

носостойкости резинотканевых конвейерных лент ленточные питатели используются, главным образом, для дозирования песка и мелких

фракций щебня.

Собирающий ленточный конвейер проходит подо всеми бункерами агрегата питания и подает каменные материалы от питателей к

наклонному   ленточному   конвейеру,   транспортирующему   их   в   сушильный   агрегат   для   полного   удаления   поверхностной   и

гигроскопической влаги из каменных материалов и нагрева их до температуры приготовления смеси. Он состоит из сушильного барабана,

топочного устройства и газоотводящеи системы (рис 7.6).

Сушильный барабан представляет собой стальной цилиндр, опирающийся бандажами на опорные ролики и установленный под углом

3... 5 ° к горизонту. От осевого смещения его удерживают упорные ролики, упирающиеся в торцевые поверхности бандажей,   которые

крепятся   к   цилиндрической   стенке   барабана   на   листовых  рессорах,   компенсирующих   деформации   нагревающейся   стенки.   Барабан

вращается либо фрикционной передачей, ведущий шкив которой прижимается к одному из бандажей, либо зубчатой передачей, шестерня

которой передает момент на зубчатое колесо, охватывающее барабан, непосредственно или через цепь.

Верхний   конец   барабана   закрыт   загрузочной   коробкой,   через  которую   в   барабан   загружаются   каменные   материалы   и   отводятся

дымовые газы и пыль. Нижний конец барабана закрыт разгрузочной коробкой, в которую выгружается нагретый каменный материал, и

через торец которой в барабан поступают из топки раска-• ленные продукты сгорания.

Между   вращающимися   стенками   барабана   и   загрузочной   и   разгрузочной   коробками   устроены   лабиринтные   уплотнения,   не   по-

зволяющие газам из барабана прорываться в атмосферу. Сушка и Нагрев материала происходит при его непосредственном контакте   с

горячими  газами,  за  счет  теплового  излучения  факела  форсунки  И в результате передачи тепла от более нагретых лопастей и стенки

барабана.

227

с о

СП  сб

3 =К >р

Sf 

Я

. .   е .

^ <N О Ю
н »--<

н

ИCR   -Q
Ш 1
ч

"т

1

   та

« 2 5 ь

н

 V

я

 «

I   ' I ч

"1 S

?° ^

Јg
о   ^
м   р  

о fe

*

ill

R 'Я

II

g a

Tie,

« о s с и о

к   О

cd P, О. О

о P f-
1

§

[И

2 i Т i

Ю  Я *О  ей

О  g ~i  О,

§ § So

1 § ^я 1 8 * Г   l-^-i

tf«&

l§i

8

I

l

-D 

i.j

aT

К внутренней поверхности барабана прикреплены три типа  лопастей, перемешивающих материал и обеспечивающих его движение   к

разгрузочной коробке. У загрузочного конца установлены приемно-откидные лопасти, откидывающие каменный материал от загрузочного

люка, в средней части барабана установлены подъемные лопасти, перемешивающие материал, чтобы обеспечить продолжительный контакт

каждой частицы с раскаленными газами, в конце барабана установлены разгрузочные лопасти, эвакуирующие материал через разгрузочную

коробку.

Топочное   устройство   сушильного   агрегата   предназначено   для  получения   внутри   сушильного   барабана   высокой   температуры,

необходимой для сушки и нагрева каменных материалов. В качестве топлива может применяться мазут, который необходимо предварительно

нагреть до 95 °С, или природный газ. Жидкое топливо совместно с атмосферным воздухом, нагнетаемым дутьевым насо сом,   подается   в

форсунку,   где,   распыляясь,   образует   топливо-воздушную   смесь,   попадающую   в   зажигательный   конус.   Здесь   смесь  при   розжиге   топки

поджигается,   после   чего   процесс   горения   стабилизируется.  Процесс   горения  контролируется   фотодиодом,   и  при  исчезновении   пламени

подача топлива автоматически прекращается.

В зажигательном конусе формируется факел горящих газов, догорающий в топке, и в барабан попадает струя раскаленных продуктов

сгорания. Чем большая часть тепла этой струи перейдет к каменным материалам, тем более эффективным и экономичным будет процесс их

сушки и нагрева. Для уменьшения теплопотерь и предохранения металлических корпусных деталей от прогорания внутренние поверхности

зажигательного конуса и топки футерованы листовым асбестом и поверх - огнеупорным кирпичом.

Борьба с пылью, образующейся при подготовке каменных материалов - одна из основных экологических проблем, сопровождающих

работу   асфальтосмесительных   установок.   Перемешивание  нагретых   каменных   материалов   в   сушильном   барабане   сопровождается

интенсивным образованием пыли, которая выносится из барабана потоком дымовых газов. Сортировка и дозирование щебня и песка также

сопровождаются пылением.

Для   предотвращения   попадания   пыли   в   атмосферу   сортировочные   и   дозирующие   установки   закрываются   кожухами,   под   которым

создается   разрежение   в   0,1   ...0,15   бар.   Из   сушильного   барабана   дымовые   газы   и   пыль   отсасываются   через   загрузочный   короб.  Потоки

газопылевой   смеси   направляются   в   пылеулавливающие  Устройства   сухой   очистки   -   циклоны   (рис.  1.1)  и   мокрой   очистки   -Циклоны-

промыватели (рис. 7.8) и барботажно-вихревые установки (рис. 7.9).

Циклон представляет собой вертикальный полый цилиндр с коническим сужением внизу. По оси цилиндра проходит труба

229

Рис. 7.7. Схема циклона сухой очистки:.

1 - корпус; 2 - центральная труба; 3 - газовыводящая улитка; 4 - входной патрубок: 5 - приемный бункер; б ~ пылеотводящее устройство

меньшего диаметра, с открытыми торцами, не доходящая до нижнего края циклона и проходящая насквозь его верхнюю глухую  крышку.

Пылегазовая смесь входит в циклон по касательной у его верхнего края со скоростью до 20 м/с и движется по спирали вниз. Пылевые частицы

прижимаются центробежными силами к стенкам циклона, тормозятся о них и, отрываясь от потока газа, падают в пылесборник. Газ доходит

до нижнего края центральной трубы и  по ней отсасывается в атмосферу. Циклон осаждает до 98% частиц пыли размером 10 мкм и более.

Эффективность  циклона   возрастает   с   уменьшением   его  диаметра,   но  это   сопровождается   падением  его   производительности   из-за   роста

внутренних сопротивлений.  Проблему решают, объединяя несколько небольших циклонов в батареи, обеспечивающие высокую степень

очистки при высокой

230

Рис. 7.8. Схема циклона-промывателя:

/ - корпус-осадитель; 2 - стойка; 3,4, 5 - водяные трубы; 6- дымовая труба; 7- опора;

8 - водонапорный бак; 9 - корпус водораспределителя; 10, 13 - соответственно входной

и сливной патрубки; 11 - водораспылитель; 12 - гидравлический затвор

и регулируемой (отключением и подключением части циклонов) производительности.

Сухая очистка отходящих газов может производиться в рукавных фильтрах (рис. 7.10). Пыль задерживается специальной тканью

рукавов, в которые подаются очищаемые газы. Воздух проходит через ткань наружу, а пыль остается в рукавах, которые регулярно

встряхиваются   специальным   механизмом   и   пыль,   собравшаяся   на   их   внутренней   поверхности,   осыпается   вниз,   откуда   выносится

шнековыми конвейерами.

Частицы пыли размером менее 10 мкм осаждают мокрыми методами очистки. В циклонах-промывателях пыль сначала намокает при

распылении воды в потоке газопылевой смеси, а затем осаждается центробежными силами на смоченные стенки корпуса циклона, откуда

смывается   в   сборник.   В   барботажно-вихревых   установках   газопылевой   поток   проходит   из   входной   камеры   в   выходную   по

расположенным под водой каналам. В них пыль намокает и оседает на дно ванны с водой, откуда убирается скребковым кон-

12

231

вейером.   При   этом   часть   газов   растворяется   в   воде,   образуя   серную   кислоту,   провоцирующую   ускоренную   коррозию   металлических

деталей. Во избежание этого внутренние детали установки  покрываются кислотоустойчивой эмалью, а сам раствор раскисляют гашеной

известью. Барботажно-вихревые установки осаждают  до 90% частиц размером от 1 до 10 мкм и 99,5% частиц размером более 10 мкм.

Проблема,   возникающая   при   применении   методов  мокрой   очистки,   состоит   в   необходимости   захоронения   или   утилизации   шлама,

представляющего экологически опасную субстанцию.  Многоковшовый элеватор горячих материалов транспортирует  горячий   щебень   и

песок от сушильного барабана к сортировоч-

Рис. 7.9. Схема барботажно-вихревой установки:

/ - скребковый конвейер; 2 - редуктор; 3 - электродвигатель; 4 - клиноременная передача; 5 - труба; 6 - входной патрубок; 7, 11 -

соответственно верхний и нижний корпуса; 8, 10 - соответственно верхняя и нижняя направляющие; 9 - лабиринтный канал; 12 - дренажный

кран; 13 - водомерное окно; 14 - подпиточный вентиль

Выгрузк

а шлама

11

Рис. 7.10. Рукавные фильтры:

1 - ступень предварительной очистки; 2 - ступень окончательной очистки; 3 - батарея тканевых рукавов; 4 - винтовой конвейер очистки 

фильтра

ному агрегату. Элеватор установлен под углом 70...90° к горизонту и закрыт сплошным теплоизолированным кожухом, из-под  которого

воздух отсасывается в пылеулавливающие устройства.  Его металлические ковши крепятся к пластинчатой втулочно-роликовой цепи,

обегающей нижнюю натяжную и верхнюю ведущую звездочки.  Цепь работает при высокой температуре в абразивной среде, поэтому

требования к ее износоустойчивости весьма высоки.

Сортировочные   устройства   разделяют   просушенные   и   нагретые  каменные   материалы   на   отдельные   фракции.   Благодаря   предвари-

тельному   дозированию   объем   каждой   из   фракций   примерно   соответствует   рецептуре   смеси,   поэтому   окончательная   сортировка

практически не создает проблемы хранения или возврата излишнего количества материала той или иной фракции.

Сортировочный   агрегат   состоит   из   многосекционного   грохота  и   бункера-накопителя   с   отсеками   по   числу   фракций   каменных   ма-

териалов. Как правило, в асфальтосмесительных установках используются плоские вибрационные или гирационные грохоты с  тремя

ситами, установленными по комбинированной схеме. Бункер-накопитель под такой грохот разделен на 4 секции: для песка, Двух фракций

щебня и негабаритных кусков.

Линия подготовки минерального порошка состоит из агрегата минерального порошка, включающего в себя один или несколько резервуаров

для приема и хранения порошка, винтовые конвейеры и Многоковшовые элеваторы для его транспортировки, ссыпной ло-

ток для распределения и компрессор для подачи сжатого воздуха при перекачке порошка.

В качестве резервуаров в стационарных агрегатах используются силосные башни с конической сужающейся нижней частью, в  устье

которой установлен затвор и винтовой конвейер, подающий порошок из силоса к вертикальному многоковшовому элеватору, ссыпающему

порошок в лоток. Из лотка порошок по необходимости либо возвращается в силос, либо винтовым конвейером транспортируется в дозатор

смесительного агрегата.

Загрузка   силоса   производится   через   загрузочный   трубопровод  закачкой   аэрированного   порошка   из   железнодорожных   или

автоцистерн в верхнюю часть силоса. Воздух, поступающий в силос  вместе  с  порошком,  очищается  рукавным  матерчатым  фильтром,

установленным в крышке силоса, и выбрасывается в атмосферу. Непрерывная циркуляция минерального порошка, а также аэрирование

порошка в устье силоса предотвращают его слеживание и сводообразование, способные нарушить работу всей установки.

В составе передвижных асфальтосмесительных установок в качестве агрегата минерального порошка используют полуприцепы-цистерны,

в том числе и предназначенные для перевозки и хранения цемента. Цистерна устанавливается под углом 7 ° к горизонту и комплектуется

компрессорно-вакуумным   насосом.   По   дну   цистерны   проложено   аэрационное   устройство,   насыщающее   порошок  сжатым   воздухом,

благодаря чему он стекает к разгрузочному устройству, расположенному внизу заднего торца цистерны. В центре  заднего торца цистерны

вварен загрузочный патрубок, по которому аэрированный порошок поступает извне в распределительную трубу, проложенную под сводом

резервуара. При загрузке порошка в цистерне создается разрежение, при выгрузке - избыточное   давление. Воздух из цистерны проходит

двухступенчатую очистку до входа в насос, а воздух, подаваемый в цистерну, нагнетается насосом через влагомаслоотделитель.

Битум, щебень, песок и минеральный порошок, пройдя все стадии предварительной обработки и готовые для перемешивания, подаются

в смесительный агрегат.

Смесительный агрегат  состоит из весовых и объемных дозаторов и смесителя. Объемные дозаторы проще и надежней весовых.  Они

обеспечивают точность дозирования не менее 5 % по массе для каменных материалов и порошка и 1,5% по массе для битума. Ве совые

механизмы дозатора (рис. 7.11) гораздо сложнее и обеспечивают точность дозирования до 3 % по массе для каменных материалов и порошка

и   1,5%   по   массе   для   битума.   Смесители   непрерывного   действия   комплектуются   дозаторами   непрерывного   действия,  а   смесители

периодического действия комплектуются порционными дозаторам.

234

J     46

3   2

13      12     11