Вибропрокатные станы применяются для непрерыв­ ного формования и тепловлажностной обработки желе­ зобетонных изделий (рис. 13.17). Стан как бы делится на две части: формующую вместе с подготовительными операциями h и щелевую пропарочную камеру 12\ дли­ на этой камеры 50—60 м.

Пар поступает по паропроводу 17, и через трубопро­ вод 7 пар раздается в патрубки 18, подводящие его в камеру и под верхнюю ветвь формующей ленты. Изде­ лие сверху закрывают лентой 4. Подача пара регули­ руется, поэтому скорость нагревания можно изменять (на заводах камеры нагревают до 365 К за 1,5—2 ч).

Изделие из щелевой пропарочной камеры поступает на обгонный роликовый конвейер 2 и далее на опроки­ дыватель 1. Затем в вертикальном положении его уста­ навливают на складе готовой продукции. Удельный рас­ ход пара для щелевых пропарочных камер стана состав­ ляет 300—350 кг/м3 бетона.

При проектировании вибропрокатных станов преду­ сматривалась общая продолжительность тепловлажно­ стной обработки 2 ч, однако на работающих предприя­ тиях она составляет 3—5 ч.

13.3.2.Вертикальные пропарочные камеры

Сцелью уменьшения площадей, занимаемых гори­ зонтальными щелевыми камерами, а также чтобы под­ нять температуру нагревания до 373 К, разработана вертикальная камера, одна из модификаций которой по­ казана на рис. 13.18.

Работа вертикальной камеры заключается в следую­ щем. Изделие 1 двигается в форме по приводному ро­

ликовому конвейеру 2, затем с помощью концевых вы­ ключателей останавливается на позиции 3 (см. пунк­ тир) в камере 4, состоящей из бетонной коробки 5, покрытой слоем теплоизоляции 6. Коробка закрыта бе­ тонной герметичной крышкой 7. Концевые выключатели включают в работу загрузочные гидродомкраты 14, ко­ торые поднимают форму с изделием, утапливая защел­ ки 13. Поднимая форму несколько выше защелок, гидро­ домкраты поднимают и весь штабель изделий, находя­ щийся на загрузочной стороне. При этом защелки воз­ вращаются в рабочее положение, а гидродомкраты на­ чинают двигаться вниз, опуская весь штабель на за-

Рис. 13.18. Схема вертикальной пропарочной камеры

а — продольный разрез; б — поперечный разрез

щелки, где нижним окажется загруженное изделие. Гид­ родомкраты занимают нижнее положение и выклю­ чаются.

При выключении гидродомкратов включается пере­ даточная тележка 8, которая забирает верхнюю форму с изделием своими захватами 9 и ставит сверху другого штабеля на разгрузочной стороне. Выгрузив форму с изделием, передаточная тележка возвращается в исход­ ное положение и выключается. Одновременно включа­ ются гидродомкраты 11 на разгрузочной стороне, они занимают верхнее положение и приподнимают разгру­ зочный штабель над приводными защелками 12. Защел­ ки освобождаются и гидроприводом убираются в пазы.

Гидродомкраты начинают опускаться ровно на высо­ ту одной формы вагонетки и останавливаются. В это время защелки приводом выталкиваются в рабочее со­ стояние и попадают в пазы 10 второй от низа формы, удерживая на себе штабель. Гидродомкраты с освобо­ дившимся нижним изделием совершают свой второй ход и опускают изделие на приводной роликовый конвейер выгрузки, который включается, как только гидродом­ краты займут крайнее нижнее положение, и изделие вы­ ходит из камеры.

Тепловлажностная обработка в таких камерах ве­ дется при 373 К, в качестве теплоносителя используется hap. Пар подводят к верхней части камеры 15, в кото-

рой по периметру расположен кольцевой перфорирован­ ный коллектор 16.

Пар легче паровоздушной смеси, поэтому он зани­ жает верхнюю часть камеры, а смесь нижнюю. Зона изотермической выдержки занимает верхнюю часть Обоих штабелей. Нижние ряды форм с изделиями на загрузочной стороне камеры подогреваются, а на разгру­ зочной охлаждаются. Причем, кроме теплоты зоны изо­ термической выдержки свежезагруженному материалу отдают теплоту остывающие изделия (те, что находятся 6 зоне охлаждения).

Таким образом, изделия, проходя путь, показанный на рис. 13.18, а стрелками, сначала нагреваются, потом вверху выдерживаются и далее охлаждаются. Путем рационально созданного в таких камерах режима рабо­ ты пара в значительной мере повышается коэффициент полезного использования теплоносителя, а удельный расход пара снижается до 100—150 кг/м3 бетона.

13.4. Принципы теплотехнического расчета установок для тепловлажностной обработки

Теплотехнический расчет установки для тепловлаж­ ностной обработки включает:

технологический расчет, при котором определяется режим работы, габариты установки, принцип загрузки и разгрузки, источник тепловой энергии и составляется материальный баланс;

тепловой расчет, предусматривающий определение расходов теплоносителя на тепловую обработку и воз­ духа, потребного на охлаждение изделий после тепло­ вой обработки;

аэро- и гидродинамический расчет (аэропри работе с воздухом, гидропри работе с жидкостью, паром). Цель данного расчета — высчитать количество подавае­ мого воздуха, пара или жидкости, способ их транспор­ тировки и вид транспортных устройств.

Технологический расчет. (Дан на примере камеры ямного типа). Расчет начинают с эскиза размещения изделий. Загрузка и выгрузка осуществляются краном с применением механической строповки. В этом случае, чтобы уложить или снять изделие, оставляют зазор для обеспечения радиуса действия захвата автоматичен

ской траверсы. Камера может быть устроена на два, четыре изделия или более в плане, однако необходимо проверить, чтобы масса крышки не превышала грузо­ подъемность применяемого крана.

Высота камеры принимается из условия, чтобы в ней разместилось требующееся количество форм с изделия­ ми высотой Лф. Если формы размещаются на стойках с кронштейнами, определяется необходимое число крон­ штейнов. Однако высота камеры из условий тепло- и массообмена не должна превышать 3 м при условии ее возвышения над полом цеха на 0,7 м (для удобства обслуживания). Затем вычисляются объем камеры, количество загружаемых в нее изделий и коэффициент за­ полнения (отношение объема изделий, размещенных в камере, к ее объему).

Длительность ицкда. работы камеры принимают по нормам технологического проектирования. Цикл работы складывается из времени: на загрузку t3 и разгрузку fa на выдержку изделий в не успевшей остыть камере fa на нагревание изделий fa изотермический нагрев /и и на охлаждение изделий fa тогда время, затрачиваемое на цикл fa будет

Отсюда оборачиваемость камер К за 1 сут составит

Общее количество камер, необходимых предприя­ тию N, вычисляется из заданной производительности Па й вместимости камеры по изделиям И

Материальный баланс камерысоставляется на цикл работы и определяется

(13.5)

б формуле (13.5) О — масса; индексы: п, ц, з, а, в, ф, б, ив, к, п1

соответственно: пара, цемента, заполнителей, арматуры, воды, фор* мы, бетона, испарения влаги, конденсата, выбиваемого пара через неплотности.

Тепловой расчет. Тепловой баланс камеры периоди­ ческого действия, как и материальный, составляют на весь цикл работы, раздельно по периоду нагревания изотермической выдержки и охлаждения. Далее состав­ ляют уравнения тепловых балансов, определяют расхо-.

Удельный расход пара (?Пу, кг/м3, определяется исхо­ дя из объема бетона, находящегося в камере

дить изделия в формах до 310—320 К, конструкции ка­ меры и испарить часть влаги из изделий и с поверхно­ стей конструкций. Следовательно, в приходной части баланса за период охлаждения должна быть учтена теп­ лота, которую имеют на начало охлаждения изделия арматура, формы, конструкции, за вычетом теплоты, с которой они выгружаются из камеры (т. е. теплоты кон­ струкции, с которой они остаются в момент выгрузки).

Поэтому в приходной части надо учитывать эту раз­ ницу: для изделий Д<3б, для арматуры AQa, для форм Д<2ф, для конструкций AQк. В расходных статьях учи­ тывают потери теплоты в окружающую среду Qn за время охлаждения t0, теплоту, расходуемую на испаре­ ние влаги Quв, неучтенные потери QH. Остальная тепло­

уравнение теплового баланса зоны охлаждения можно записать в виде

Зная длительность периода охлаждения t0, опреде­ ляют необходимый объем воздуха Уч на охлаждение за

1 ч

Принципы составления аэро- и гидродинамического расчета камеры. Исходными данными для расчета яв­ ляются часовые расходы пара по периодам и расход воздуха на охлаждение. Так как система снабжения па­ ра камеры единая для периода нагревания и изотерми­ ческой выдержки, а расход пара в период нагревания значительно выше, чем в период выдержки, то расчет системы снабжения пара ведут по периоду нагревания.

Часовой расход пара в период нагревания определя-

По аналогии с формулой (13.10) получим G'4 =

== Q'n/Ua—I'K)•

Для удобства расчета подводящих паропроводов со­ ставляют таблицу по следующей форме (см. табл. 13.1). Здесь также дан пример заполнения для участка У/.

Расчет сопротивлений производят следующим обра­ зом. Например, на участке У1 транспортируется пара EGi:Gn4X2 (часовой расход пара на нагрев в камерах К\ и Кз) и G'n4X2 (часовой расход пара на изотерми­ ческую выдержку в камерах Кз и К*) . Подставляют этот расход для участка У1 как 2Gi. Далее определяют количество теплоты Qi для У1, умножая SGi на энталь­ пию транспортируемого пара, Qi = Si(. Это значение вписывают в табл. 13.1.

По Qi выбирают из указанных справочников (с уче­ том выбранной скорости W\ — 30—40 м/с) необходимый диаметр паропровода d\ и подставляют его значение в табл. 13.1. Длина участка 1\ выбирается по чертежу. На участке ab (см. рис. 13.19) есть поворот под углом 90°, сопротивление которого по указанному справочнику равно, например, 1,2; других сопротивлений нет. Ука­ зывают эту цифру в табл. 13.1.

Сопротивление трению на 1 м берется также из ука­ занного справочника при данном диаметре и скорости} подставим Ri. Помножив Ri на длину участка U, полу­ чают для табл. 13.1 значение R\l\. Величину z опреде­

Rt-\-z получают сложением fti/i+Zi.

Такие расчеты по табл. 13.1 проводят по всем уча­ сткам паропровода и определяют гидравлические потери

а учесть его как небольшое избыточное давление пара (например, 0,05 МПа), тогда подаваемое давление пара

в камеру составит 0,15 МПа. Прибавив к 0,15 МПа зна-

з

чение выражения ^ ^ + 2> получают давление пара,

г

которое необходимо подавать в систему.

по теплотехническому справочнику внутренний диаметр паропрово­

нии теплового баланса периода охлаждения определяют

охлаждении испаряется и образует паровоздушную смесь вода гидрозатвора вентиляционного отверстия, гидрозатвора крышки, частично испаряется влага с по­ верхности изделий, а также конденсат, находящийся на формах и конструкциях камеры. Поэтому количество воздуха Уч увеличивают.

Определить это увеличение точно в конкретных слу­ чаях не представляется возможным. Тогда количество отбираемой паровоздушной смеси вентилятором прини­ мают по практическим данным коэффициентом К, со­ ставляющим 0,2—0,3 Уч. Отсюда объем транспортируе­ мой смеси VB о т камеры, на которую ведется расчет за период охлаждения, за 1 ч составляет

По этому объему смеси и подбирают вентиляционное устройство.

При определении аэродинамических сопротивлений составляют расчетную схему. В 5.3.2 дан принцип про-

ведения аэродинамического расчета тепловой установки. В данном случае для расчета камеры (она отличается от сушильной установки) перечислим в порядке после­ довательности сопротивления движению паровоздушной смеси на пути к вентилятору, которые необходимо опре­ делить: 1) сопротивление вентиляционного отверстия 5 (см. рис. 13.1); 2) сопротивление садки изделий в ка­ мере; 3) сопротивление входа в систему отбора конден­ сата 10\ 4) сопротивление поворота на угол 90° к отвер­ стию, перекрываемому затвором 5; 5) сопротивление от­ верстия, перекрываемого затвором 8; 6) поворот на угол 90° и вход в канал 9 к вентилятору; 7) сопротив­

ление канала 9 до вентилятора и др.

П

Сумма сопротивлений 2 Др составит полный напор,

1 который должен развивать вентилятор. Количество от­

сасываемой паровоздушной смеси VB определено ранее. По этим данным и выбирают вентилятор для охлажде­ ния. При изложении показан отбор смеси от одной ка­ меры. Если охлаждение производится в нескольких ка­ мерах блока, а вентилятор один, то расчет следует вести по паровоздушной смеси с учетом этих камер.

13.5.Установки для нагревания заполнителей бетона

ибетонной смеси

В зимний период при разгрузке смерзшихся заполнителей бе­ тона из железнодорожного подвижного состава, а также при их перегрузке из прирельсовых складов в цеха переработки заполни­ тели приходится нагревать (размораживать).

Размораживание заполнителей бетона осуществляют паровой иглой (рис. 13.20) или конструкцией из нескольких паровых игл. Паровая игла 3 снабжена отверстиями для выхода пара, рукоят-

Пар конденсируется на его поверхности и в виде конденсата рас­ пространяется вокруг иглы, передавая ей теплоту. Расход пара на разморозку 1 м3 заполнителя зависит от многих факторов; в сред­ нем составляет 100—130 кг пара.

Применение игл с электрическим нагреванием для разморозки дает значительно меньший эффект, чем использование паровых игл. Ибо в этом случае теплота распространяется путем теплопроводно­ сти смерзшегося конгломерата, а при использовании паровых игл теплота распространяется путем передвигающейся массы конденсата, имеющей лучшую теплопроводность.

Для разморозки заполнителей кроме паровых игл применяют

Над конвейером 2 в проходной подскладовой галерее 1 находится разгрузочный челюстный затвор 3 для дозировки материала 4.

Чтобы подать материал 4 на конвейер 2 его размораживают с помощью стационарно устраиваемой конструкции из труб 5, по которым пропускают пар 6. Пар, проходя по трубам (регистрам), обогревает стенки регистров, а от них теплота путем теплопровод­ ности распространяется по материалу. Материал, постепенно размо­ раживаясь через челюстный затвор 3, поступает на контейнер, а за­ тем в цех. Отработанный конденсат через конденсатопровод 7 на­ правляется в котельную для использования его в качестве подпиточной воды.

Коэффициент теплопередачи стенки я труб значительно ниже коэффициента теплопередачи паровой иглы, поэтому удельный рас-

I

^W W O nKP

Рис. 13.22. Схема струйного непрерывного двухвального смесителя

ход пара на разморозку материала с помощью регистров состав­ ляет 150—200 кг/м3.

Сушку и разогрев заполнителей бетона в цехах осуществляют

всушильных барабанах.

Втехнологии сборного железобетона широко применяется на­

в обогреваемых паром бетоносмесительных установках, в смеситель­ ных шнековых установках, в бункерных установках периодического действия и др. На рис. 13.22 показана схема струйного непрерывно­ го двухвального смесителя с шнековым питателем для смешивания сухих компонентов мелкозернистых бетонов с одновременным подо­ гревом бетонной смеси.

Компоненты бетона поступают в бункер 1 шнекового питате­ ля 2, оборудованного паровой рубашкой 3 с перфорациями, обра­ щенными в полость питателя. Дозируемая смесь одновременно ув­ лажняется, подогревается и подается в двухвальный смеситель 4, также снабженный перфорированной паровой рубашкой 5. Пар П подается не только в паровую рубашку 5, но и в полые валы — приводные валы смесителя с перфорациями. За счет вращения ва­ лов выбрасываемые струи пара и струи пара из паровой рубашки создают эффективное турбулентное смешение с разогревом. Дози­ ровкой подачи пара П регулируют необходимое влагосодержание смеси.

Для разогрева бетонной смеси применяют и непрерывные шне­ ковые установки с электрическим разогревом (рис. 13.23). Через загрузочный бункер 1 в установку 2 дозатором непрерывно загру­ жают смесь. Несущий вал 3 с помощью электропривода начинает вращаться вместе с винтовыми лопастями — электродами 4. Смесь, передвигаясь к выгрузочному отверстию 5, подогревается и пере­ мешивается; перемешивание смеси улучшает равномерность ее про-