Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

dorozhnostroit

.pdf
Скачиваний:
86
Добавлен:
31.05.2015
Размер:
17.4 Mб
Скачать

перемещения материала не только в плоскости вращения лопастей, но и вдоль корпуса смесителя.

Рис.

11.27. Лопастные

смесители

принудительного

смешивания:

а

- периодического

действия,

б - непрерывного

действия.

Смесители непрерывного действия имеют удлиненный корпус, материал загружается в торце смесителя через люк в кожухе. В некоторых конструкциях смесителей в зоне загрузки 4 - 5 пар лопастей каждого вала установлены с углом смещения кронштейнов <р , равным 30 или 45°. При вращении лопастных валов смесь перемещается от одного тор-

290

ца к другому, где и разгружается через отверстие в нижней части торцовой стенки корпуса.

Длительность смешивания возможно регулировать изменением подачи материала в смеситель и изменением скорости движения смеси в корпусе смесителя. При любой производительности для получения качественной смеси ее уровень должен закрывать лопасти смесителя, что достигается или изменением наклона смесителя, или подъемом подпорной заслонки. Смесители периодического действия имеют более короткий корпус, чем смесители непрерывного действия, материал загружается через люки в кожухе смесителя. Готовая смесь разгружается через открываемое днище-затвор.

Движение материала внутри корпуса смесителя, приводящее к равномерному распределению компонентов по объему замеса, зависит от установки лопастей на валах. Существуют две схемы движения смеси: противоточная и поточно-контурная (рис. 11.28).

 

в)

 

 

 

Рис. 11.28.

Затворы лопастных

смесителей

периодического дей-

ствия:

а - шиберный;

б -

секторный;

в - грейферный;

 

г -

лепестковый.

 

При противоточной схеме движения смеси лопасти установлены на валах так, что при вращении последних смесь движется от торцов смесителя к центру. В центре смесь поднимается конусом и веерообразно растекается с вершины конуса.

291

Лопасти, расположенные в середине вала, почти полностью загружены, так как находятся в смеси, а лопасти у торцовых стенок загружены очень мало. Особенно большая неравномерность загрузки лопастей по длине вала наблюдается у длинных смесителей, имеющих коэффициент формы корпуса смесителя \|I (отношение длины корпуса смесителя 1к к его ширине Ьк) 1,4 и более.

Пропорционально загрузке лопастей неравномерно изнашивается днище смесителя.

При поточно-контурной схеме движения смеси лопасти установлены на валах так, что при вращении последних смесь движется вдоль валов. Лопасти одного вала смещают смесь от одного торца смесителя к другому, где одна-две пары отбойных лопастей отгребают смесь от торца и передают на другой вал; лопасти второго вала смещают смесь в противоположную сторону, где отбойные лопасти передают смесь на первый вал. Так образуется замкнутая схема движения смеси по контуру - большой круг циркуляции смеси. В средней части смесителя лопасти соседних валов смещают смесь в разные стороны, что в сочетании с поперечным движением масс смеси приводит к возникновению малых кругов циркуляции и более быстрому распределению компонентов по объему замеса.

При поточно-контурной схеме движения смеси лопасти по всей длине валов загружены равномерно, износ днища и лопастей идет равномерно по длине смесителя, но лопастные валы нагружены значительными осевыми силами, воспринимаемыми опорными подшипниками лопастных валов.

Затворы лопастных смесителей периодического действия могут быть трех типов: шиберными (выдвижными), секторными (поворотными) и

створчатыми, которые подразделяют на грейферные и лепестковые,

яШиберные затворы представляют собой часть днища корпуса сме-

Э

сителя с рамкой и опорными катками, перемещающимися по подвесной

g

раме (рис. 11.29, а). Привод шиберного затвора осуществляется электро-

«механическим или пневматическим устройством.

5 Достоинства шиберных затворов следующие: небольшая габаритная ы высота, простота и надежность уплотнения между неподвижным корпу- g сом и подвижной частью затвора, благодаря чему исключается просыпа-

нние материала при работе смесителя.

^

Недостатками шиберных затворов являются большое

усилие от-

^

крывания, особенно при выключенном приводе лопастных

валов сме-

g

сителя и наличии смеси в корпусе смесителя, значительное время от-

§

крывания и закрывания затвора, малая площадь разгрузочного отвер-

292

стия, поскольку выдвижение затвора осуществляется на 1 / 3 - 1 / 2 дли-

ны корпуса

смесителя.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

в-в

 

 

 

 

 

'•1А

r i_i

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

г-г

 

 

 

 

ЪвГ

 

 

 

 

ъ

^

T

v w

T ^

 

 

 

 

 

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

а)

 

 

 

6)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 11.29. Схема движения смеси

в корпусе

смесителя:

а - проти-

воточная;

б - поточно-контурная;

1 -

уровень смеси

в

смесителе;

2 - большие

круги

циркуляции;

3 -

малые

круги

циркуляции.

Секторный затвор (рис. 11.29, б) устанавливают на подвесных опорах. Выгрузка смеси осуществляется при повороте затвора вокруг его продольной оси при помощи пневмоцилиндра. Достоинство секторного затвора заключается в быстроте и легкости открывания даже при остановленном приводе валов смесителя.

Недостатками секторного затвора являются трудности надежного уплотнения зазора между подвижным сектором и неподвижным днищем и, как следствие, просыпание мелких фракций сухого материала, малая площадь разгрузочного отверстия и несколько большая габаритная высота (по сравнению с шиберными затворами).

Грейферный затвор створчатого типа (рис. 11.29, в) состоит из двух подвесных створок, валов, кронштейнов и соединительных тяг. Привод створок осуществляется одним пневмоцилиндром. Створки поворачиваются синхронно. Преимущества грейферного затвора состоят в быстроте и легкости открывания створок, большой площади затвора, что приводит к быстрой разгрузке смеси.

Недостатки грейферного затвора: при большой площади створок велико давление на них смеси, что вызывает деформацию синхронизирующих валов, кронштейнов и тяг, и большие габаритные размеры затвора в раскрытом состоянии.

293

Лепестковый затвор состоит из двух створок (рис. 11.29, г) с независимым управлением. Каждая створка подвешена шарнирно на общей оси и управляется двумя иневмоцилиндрами. Достоинства лепесткового затвора: надежное уплотнение зазоров и отсутствие просыпания материала, легкость и быстрота открывания створок.

Недостатки лепесткового затвора: малая площадь разгрузочного отверстия, разброс смеси в стороны при открывании створок.

11.3.6.Новые методы приготовления асфальтобетонных смесей

Внастоящее время существуют два направления совершенствования технологии приготовления асфальтобетонных смесей: вибрационное смешивание и беспыльное приготовление смеси.

При вибрационном смешивании все агрегаты технологического процесса остаются неизменными, кроме смесителя. В лабораторных исследованиях применяли вибрационный смеситель барабанного типа, в производственных экспериментах использовали двухвальные лопастные смесители периодического действия с вибрирующими корпусом и валами. Вибрация корпуса и рабочих органов смесителя создает в смеси значительные ускорения частиц, разрушает коагуляционную структуру битума, что облегчает адсорбцию асфальтенов битума на поверхности минеральных материалов.

При вибрации весь битум переходит в пленочное состояние и лучше обволакивает минеральные частицы, а сами пленки битума более однородны по толщине. Все это приводит к повышению качества асфальтобетонной смеси и более долговечной работе асфальтобетонного покрытия. Однако, несмотря на преимущества вибрационного смешивания по сравнению с

„ традиционным, этот метод не получил пока распространения в основном

явследствие низкой долговечности деталей смесителя при вибрации,

g

Технология беспыльного приготовления асфальтобетонной смеси

S

существенно отличается от традиционной. Существуют два способа бес-

2

пыльного приготовления смеси. По первому способу минеральные ма-

*

териалы соединяются с битумом в двухвальном лопастном смесителе

5

до сушки. По второму -

минеральные материалы соединяются с биту-

g

мом в процессе сушки

и нагрева материала в сушильно-смеситель-

£ном барабане.

оПо первому способу, разработанному фирмой "Вибау" (Германия),

^предварительно отдозированные агрегатом питания влажные минеральные

§

материалы подаются в двухвальный лопастный смеситель, куда поступа-

§

ют битум и активирующая добавка.

294

Водный раствор активирующей добавки придает частицам ми-

 

нерального материала водоотталкивающие свойства и улучшает их сма-

 

чиваемость битумом. После введения в холодную смесь горячего распы-

 

ленного битума его капли застывают, связывая мелкие частицы мине-

 

рального материала в гранулы.

 

Приготовленная в смесителе холодная смесь поступает в сушильный

 

барабан-активатор, где производится испарение влаги и расплавление

 

капель битума. Благодаря действию активирующей добавки расплавлен-

 

ный битум обволакивает частицы минерального материала.

 

Достоинства этого способа следующие: возможность использования

 

серийного оборудования; снижение стоимости и металлоемкости обору-

 

дования из-за исключения горячего грохота, секционного бункера горячих

 

материалов, дозаторов горячих материалов; возможность длительного

 

хранения холодной смеси и последующего приготовления готовой смеси

 

в любом месте, где используют только сушильный барабан-активатор.

 

Недостатки способа: сложность соблюдения заданного рецеп-

 

турного состава, поскольку дозирование осуществляется агрегатом пи-

 

тания; необходимость строгого контроля влажности песка и щебня для

 

сохранения заданного соотношения массы минерального материала и

 

битума; необходимость применения минеральных порошков, не склон-

 

ных к набуханию; необходимость применения запатентованной активи-

 

рующей добавки (фирма "Вибау", Германия); повышенные требования

 

к стабильности теплового процесса для снижения разрушения и окис-

 

ления битумной пленки.

 

Следует отметить, что приготовление асфальтобетонной смеси по

 

способу фирмы "Вибау" не нашло широкого применения из-за контакта

 

горячих газов высокой температуры с открытым битумом, вспенивания

«

битума при нагреве материала свыше 100°С и интенсивного старения и

®

выгорания битума. Замена противоточного барабана-активатора на по-

Э

точный не уменьшила явления старения и выгорания битума.

Й

Второй способ беспыльного приготовления асфальтобетонной сме-

3

си нашел большее распространение. Влажные и холодные песок и ще-

2

бень, предварительно отдозированные в агрегате питания, и минераль-

w

ный порошок по ленточному конвейеру подаются в сушильный барабан

§

(рис. 11.30), работающий по поточному способу сушки. В радиационной

и

зоне сушильного барабана происходит нагрев и сушка минеральных

о

материалов. Во вторую (конвективную) зону сушильного барабана пода-

|

ется битум, там в среде горячих газов и паров воды происходит даль-

2

нейший нагрев песка и щебня и обволакивание их битумом.

§

295 •

Рис.

11.30.

Схема

технологического

процесса

приготовления

ас-

фальтобетонных

смесей

в сушильно-смесительном

барабане с

системой дозирования битума:

1 -

агрегат

питания; 2 -

агрегат

минерального

порошка;

3 -

система

дозирования

минерального

порошка;

 

4 - датчик

расхода

материала;

5 -

транспортер;

6 -

сушильно-смесительный

 

барабан;

1 -

диафрагма;

8 -

подача

 

битума;

9 - расходомер

битума;

10 -

насос

битумный;

11 -

корректировка

подачи

битума;

12 -

сравнивающее

устрой-

 

ство;

13 ~ задатчик

 

процентного

содержания

битума;

14 -

корректировка

влажности;

15 -

расход

влажных

материа-

 

лов;

16 - задатчик

расхода

минерального

порошка.

 

2

яДозирование битума основано на применении расходомеров и сбло-

Э кировано с системой дозирования минеральных материалов при стро-

£гом контроле их влажности.

3 Для исключения прямого контакта факела горящего топлива с битумом 5 и снижения окисления и выгорания битума фирмы США и Англии разделяют w радиационную и конвективную зоны сушильно-смесительного барабана ди-

gафрагмой, фирма "Ермонт" (Франция) применяет специальную систему подъем-

нно-сбрасывающих лопастей, создающих непроницаемый для излучения факе- ^ ла экран из ссыпающегося материала. Экран ссыпающегося материала обес-

|

печивает качественное просушивание материалов в барабане.

£

Наличие в зоне активного пылеобразования жидкого битума спо-

§

собствует улавливанию им частиц пыли, но полностью исключить вынос

296

пыли из сушильно-смесительного барабана не удается. Температура выходящей готовой смеси составляет 120-140°С для менее вязких битумов и 135-175 °С - для более вязких. Готовая смесь может выдаваться или непосредственно в транспортные средства, или элеватором в накопительный бункер.

Достоинства установок с сушильно-смесительными барабанами: простота оборудования, значительное снижение металлоемкости и энергоемкости и меньшее количество пыли, выносимой из сушильно-смесительного барабана, что несколько упрощает проблему очистки дымовых газов.

Основные недостатки беспыльного приготовления смеси в сушиль- но-смесительном барабане: необходимость строгого контроля влажности поступающих материалов; необходимость применения минерального порошка, не склонного к набуханию; высокая влажность готовой смеси (до 1-3%); высокая температура дымовых газов (t = 300-350°С), что ведет к повышенному расходу топлива и старению битума в тонких пленках в процессе смешивания; сложность применения "сухих" пылеулавливающих устройств; невозможность интенсификации процесса смешивания с подачей битума под высоким давлением и его тонким распыливанием изза выноса мелких капель битума потоком дымовых газов.

Для снижения отрицательного явления повышенного старения битума в сушильно-смесительном барабане применяют короткофакельные топки с интенсивным режимом горения и очень низким коэффициентом избытка воздуха а, не превышающим 1,05.

Несмотря на отмеченные недостатки, выпуск установок с сушильносмесительными барабанами непрерывно возрастает.

В некоторых странах доля смесей, приготовляемых в установках с сушильно-смесительными барабанами, составляет 10 % общего количества приготовляемых асфальтобетонных смесей.

11.4.Битумохранилища

11.4.1.Назначение и классификация

Битумохранилища предназначены для долговременного или кратковременного хранения битума, нагрева его до температуры текучести и выдачи в битумонагревательные котлы или для поддержания битума при рабочей температуре и выдачи его потребителю. Битумохранилища должны предохранять битум от обводнения и загрязнения.

Битумохранилище представляет собой резервуар вместимостью 100— 3000 т. Битумохранилища вместимостью свыше 500 т выполняют секци-

297

_

л

я

g

Ц

2

онными, состоящими из 2 - 6 отсеков, для хранения битума разных марок и снижения затрат на его разогрев. Вместимость битумохранилища определяется суточным расходом битума и периодичностью поставок.

Оборудование для нагрева битума, используемое в битумохранилищах длительного хранения, состоит из оборудования для нагрева битума до температуры текучести (50-60°С), которое устанавливают непосредственно в хранилище; оборудования для нагрева битума до температуры перекачивания насосом (90-95°С) внутри хранилища или в дополнительном отсеке; битумонагревательных котлов, обеспечивающих обезвоживание битума, нагрев его до рабочей температуры 140-160°С и выдачу потребителям (асфальтосмесительные установки, автораспределители, эмульсионные установки и пр.).

Перекачивание битума или выдача его из битумохранилища производится шестеренными насосами с обогреваемым корпусом. Трубопроводы для подачи битума и запорную арматуру выпускают с системой обогрева и теплоизоляцией.

Битумохранилища классифицируют по вместимости резервуара и назначению, по положению резервуара, наличию нагревателей, типу нагревателей битума и конструкции.

По вместимости резервуара и назначению битумохранилища с вместимостью резервуара до 100 т бывают временные, закрытые или открытые (рис. 11.31, а, б, в); вместимостью резервуара до 500 т - переходные, реже открытые (рис. 11.31, а, б, в); с вместимостью резервуара свыше 500 т - постоянные, закрытые (рис. 11.31, г); с вместимостью одной цистерны, 30-100 т (металлические цистерны с системой теплоизоляции), - переносные, которые располагают горизонтально или вертикально (рис. 11.31, д).

По положению резервуара относительно поверхности земли различают битумохранилища ямного (рис. 11.31, а), полуямного (рис. 11.31, б), наземного (рис. 11.31, в), подземного тина (капитальные) (рис. 11.31, г) и передвижные (рис. 11.31, д).

*Битумохранилища ямного, полуямного и наземного типов сооружают

м

в зависимости от уровня грунтовых вод. Стенки выполняют бетонными,

g

железобетонными, кирпичными и деревянными.

£По наличию нагревателей битумохранилища могут быть без на-

^грева, с местным и общим нагревом. В битумохранилищах без нагрева

 

для забора битума применяют переносные нагреватели. Местный на-

g

грев применяют в битумохранилищах вместимостью до 500 т, общий -

§

в капитальных и переносных битумохранилищах.

298

Рис. 11.31. Битумохранилище:

а - ямное; б -

полуямное;

в - наземное;

г - подземное; д

~ переносное

инвентарное.

В основных отсеках капитального битумохранилища температура

массы битума составляет 50-60°С, благодаря чему обеспечивается пере-

текание битума в дополнительный отсек, в котором производится его

нагрев до температуры 80-95°С, затем он перекачивается насосами в

битумонагревательные котлы, где доводится до рабочего состояния. В

переносных битумохранилищах масса битума постоянно поддерживает-

ся в рабочем

состоянии.

 

 

По типу

нагревателей различают битумохранилища с паровым,

масляным, огневым и электрическим

нагревом.

 

Паровой нагрев производится подачей по змеевикам и трубам пара

давлением 0,6-1,2

МПа. Достоинство этого теплоносителя - мягкий

режим нагрева (максимальная температура теплоносителя 270°С). Не-

 

достатки - большая площадь змеевиков, возможность обводнения биту-

«

ма теплоносителем при нарушении герметичности змеевиков.

*

При масляном (жидкостном) нагреве теплоносителем служат раз-

3

личные минеральные масла с высокой температурой вспышки или спе-

^

циальные высокотемпературные теплоносители. Первые - безвредны, но

з

пожароопасны; вторые - менее пожароопасны, но очень токсичны. На-

5

грев теплоносителя производится горячим газом в котлах экранного

ы

типа и реже -

электрическими нагревателями. Недостаток масляного

§

нагрева - возможность коксования масла в теплогенераторе, пожароопас-

н

ность, необходимость установки дополнительного насоса для принудитель-

о

ной циркуляции

масла. Достоинства масляного нагрева - компактность

^

оборудования и мягкий нагрев битума. Наибольшее распространение

°

масляный обогрев находит в передвижных установках.

ч

299 •

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]