§ 34. Устройство автоклавов
Автоклав представляет собой цилиндрический горизонтальный сварной сосуд внутренним диаметром 2 м, длиной 17; 19 или 40 м со сферическими крышками.
В зависимости от планировочного решения цеха или завода применяют тупиковые СМС-139, СМС-247 и СМС-249 или проходные СМС-171, СМС-246 и СМС-248 и 2X40 (производства ПНР) автоклавы. Первые отличаются односторонней загрузкой и выгрузкой вагонеток с кирпичом-сырцом и оборудованы одной торцовой крышкой; вторые – двусторонней загрузкой и выгрузкой и двумя открывающимися торцовыми крышками.
На рис. 91 показана схема автоклава СМС-171 с гидравлическим открыванием и закрыванием крышек 1 с помощью механизма подъема 2. Фланцы 14, которые служат элементами байонетного соединения, снабжены кольцевым выпуском для посадки байонетного кольца. Гидроцилиндр 5 диаметром 160 мм с рабочим давлением масла 5 МПа прикреплен к кронштейну 6 механизма подъема, приваренному к корпусу автоклава с помощью цапф. Шток 4 гидроцилиндра проушиной соединен с рычагом. Поднимаясь или опускаясь, рычаг ведет за собой крышку автоклава.
Скорость подъема крышки регулируется сечением демпферного кольца, установленного в гидроцилиндре. На кронштейне механизма подъема закреплен хомут, который поворачивается на определенный угол гидроцилиндром диаметром 50 мм и служит для фиксации крышки в поднятом положении. Подъем и опускание крышки и поворот хомута ограничивается конечными выключателями, расположенными на кронштейне механизма подъема и входящими в систему сигнально-блокировочного устройства.
На автоклаве установлено четыре гидроцилиндра 3 диаметром 125 мм с рабочим давлением масла 5 МПа с целью поворота байонетного кольца при открывании и закрывании крышки. Для подачи и распределения масла в гидроцилиндры механизмов подъема крышки автоклава, поворота байонетных колец, поворота хомутов применена гидравлическая система с насосной станцией, обслуживающая пять автоклавов.
Внутри корпуса 9 автоклава вдоль по длине внизу укреплен рельсовый путь 22 и тепловые трубы 23 по которым через просверленные отверстия поступает насыщенный пар. С помощью откидных мостиков колея автоклавов шириной 750 мм соединена с общезаводской системой передвижения вагонеток с кирпичом-сырцом.
Подача насыщенного пара в тепловые трубы, перепуск отработавшего пара в другой автоклав, выпуск пара в атмосферу или в утилизатор осуществляются по паровпускной 24, паровыпускной 11 и конденсационной 28 магистралям.
К корпусу автоклава приварены соединительные фланцы для установки манометров 7, предохранительного клапана 8, уравнительной линейки 13 и катодной защиты 27. Для контроля скорости разогрева и охлаждения корпуса и контроля разности температур между верхней и нижней образующими корпуса автоклава устанавливают термоэлектрические термометры 10 и самопишущий трехточечный потенциометр, регистрирующий температуру стенки корпуса в верхней и нижней точках.
Результаты измерения скорости разогрева и охлаждения корпуса обрабатывают по показателям температуры верхнего термометра.
Для компенсации температурных деформаций, возникающих во время запаривания изделий, к корпусу автоклава при монтаже приваривают восемь подвижных роликовых опор 25 и одну неподвижную опору 29. Подвижными опорами корпус при монтаже устанавливают на ролики диаметром 112 мм с промежуточным устройством типа рейка-шестерня. На крайней подвижной опоре автоклава укреплена стрелка с линейкой и реперное устройство 21, которое показывает линейное расширение корпуса автоклава при нагреве и отсутствии защемления опор.
При эксплуатации автоклавов СМС-171 и 240 м принята автоматизированная система непрерывного отвода конденсата, состоящая из сосуда 19 для накопления конденсата и отстаивания содержащихся в нем твердых частиц, электродов-преобразователей верхнего, нижнего и аварийного уровней конденсата с регулятором-сигнализатором уровня 17, запорного вентиля 18 с электромагнитным приводом для выпуска конденсата из накопителя.
Электрод-преобразователь верхнего уровня через блок управления открывает вентиль 20 для стока конденсата, электрод-преобразователь нижнего уровня закрывает вентиль.
Электрод-преобразователь аварийного уровня устанавливают на высоте линии стока. Он предназначен для сигнализации в случае нарушения нормальной работы системы и возникновения опасности утечки пара.
Нижняя часть сосуда служит отстойником и сборником осадка. Накопленный осадок периодически удаляют, промывая сосуд конденсатом под давлением. Давление в паровых отсеках автоклава выправляют с помощью уравнительной линейки.
Для крепления крышек автоклавы оборудуют быстродействующими байонетными затворами. Стопорное устройство и сигнально-блокировочная система автоклава обеспечивают возможность впуска пара в автоклав только при правильном и полном закрытии крышки (сигнально-блокировочные устройства рассмотрены в § 36). Чтобы между крышкой и автоклавом не оставалось щели, через которую может выходить пар, в автоклавах ставят резиновую уплотнительную прокладку 12. Для снижения потерь теплоты поверхность автоклавов и всех паропроводящих магистралей покрывают теплоизоляцией.
На рис. 92 показаны байонетный затвор автоклавов СМС-246 и СМС-247 с боковым механическим открыванием и закрыванием крышек, а на рис. 93 – байонетный затвор автоклава 240 с гидравлическим открыванием и закрыванием крышек.
Рис. 92. Байонетный затвор автоклава:
1 – фланец, 2 – выступ на фланце, 3 – крышка, 4 – рукоятка редуктора, 5 – редуктор, 6 – подвеска крышки, 7 – зубчатый сектор
Рис. 93. Байонетный затвор автоклава 240:
1 – крышка, 2 – концевые выключатели, 3 – зацеп, 4 – защелка зацепа, 5 – гидроцилиндр подъема крышки, 6 – гидроцилиндры подъема мостика, 7 – труба выпуска пара из-под прокладки, 8 – четырехходовой вентиль, 9 – труба подвода пара под прокладку, 10 – ролик, 11 – гидроцилиндры поворота крышки
Корпус автоклава находится под одновременным воздействием циклических напряжений и коррозионной среды, в результате чего предел усталостной прочности металла непрерывно снижается. Коррозия развивается в нижней части автоклавов, т.е. там, где скапливаются водные растворы электролитов, вымываемых из силикатных изделий. В металле автоклавов могут появиться трещины. Часть корпуса автоклава выше рельсового пути коррозионному растрескиванию и коррозионной усталости не подвергается, так как омывается чистым конденсатом насыщенного пара, смывающим электролит на дно автоклава. Для уменьшения влияния коррозионной среды применяют катодную защиту (катодную поляризацию) корпуса автоклава (рис. 94).
Рис. 94. Устройство катодной защиты от коррозии:
1 – корпус автоклава, 2 – анод, 3 – конденсатоотводчик, 4 – сальниковое устройство, 5 – рельсы, 6 – контррельсы, 7 – армированная плита, 8 – песчано-гравийная смесь