книги из ГПНТБ / Полосин-Никитин, С. М. Механизация дорожных работ учебник

/

io.,:

4

Рис. 5.7. Комплект агрегатов передвижного АБЗ в транспортном положении (Ви-Бау):

Г _ сушильный агрегат; 2 — дозировочно-сортировочный агрегат; 3 — смесительный агрегат; 4 — кабина управления; 5 — накопительный бункер; 6 — агрегат пылеочистки

ром каждый блок представляет собой агрегат на колесах (рис. 5.7). Монтаж такого оборудования занимает от одного до пяти дней. В составе оборудования имеются подъемно-транспорт­ ные машины в виде гидравлических домкратов, кранов, облегчаю­ щих процесс монтажа, или используются стреловые краны, имеющиеся на строительстве. Передвижные АБЗ снабжают мате­ риалами с прирельсовых баз и складов или размещают в районах месторождений каменных материалов.

Выбор типа АБЗ, его состав, размещение в районе потребления продукции представляют большую сложность. Экономическим критерием при выявлении оптимального варианта развития и раз­ мещения производственной базы служит минимум затрат на про­ изводство, транспортирование и потребление продукции [3.6].

Ввиду увеличивающихся с каждым годом объемов дорожного строительства, большого количества построенных дорог во многих районах Советского Союза наметилась тенденция к снижению количества небольших АБЗ. При укрупнении АБЗ, более правиль­ ном их расположении, подчинении одной организации увеличи­ вается производительность труда, экономятся энергетические ре­ сурсы, резко сокращается территория, занимаемая под АБЗ.

Стационарные предприятия в зимний период могут готовить асфальтобетонные брикеты из высококачественных смесей для централизованного снабжения ими небольших потребителей, имею­ щих несложное оборудование для «разогрева» брикетов, а также

мышленность Советского Союза выпускает большое количество ти­ поразмеров асфальтосмесителей. Компоновка агрегатов АБЗ мо­ жет быть башенной, партерной и подубашенной. Башенная, или вертикальная, компоновка (рис. 5.8,а) требует меньших затрат энергии на подачу материала, так как он поднимается 1 раз и за­ тем за счет использования силы тяжести (гравитации) поступает на переработку. Площадь для размещения требуется относительно небольшая. Однако при этой компоновке необходимо большое количество монтажных и демонтажных работ при перебазировке АБЗ: затрудняется ремонт, усиливается вредное влияние вибра­ ции на все весовые устройства. Этот недостаток устраняется при-

120

Рис. 5.8. Компоновка асфальтосмесительных установок:

менением гирационных (эксцент­ риковых) уравновешенных грохо­ тов, отличающихся спокойной ра­ ботой, высоким качеством сорти­ ровки и способностью работать в зоне высоких температур. При партерном (наземном) располо­ жении агрегатов (рис. 5.8, б) го­ рячие каменные материалы под­ нимаются несколько раз, поэтому суммарная высота подъема боль­ ше, чем в установках башенного типа. Соответственно увеличива­ ется количество подъемно-транс­ портных машин. Подубашенная схема (рис. 5.8, в ) характерна

тем, что сушильный барабан с загрузочным устройством вынесен из башни и подъем материалов осуществляется дважды: в сушиль­ ный барабан и из сушильного барабана.

Основным технологическим оборудованием установок является смесительный агрегат (рис. 5.9). В нем происходит сортировка горячего песка и щебня, дозирование, перемешивание компонен­ тов и выдача готовой смеси. По способу перемешивания компонен­ тов различают смесители периодического и непрерывного действия; они пригодны для приготовления смесей с наибольшим размером

В смесителях непрерывного действия регулирование продолжи­

трудоемких наладочных работ. В смесителях периодического дейст­ вия переналадка может быть осуществлена быстро, тогда как в смесителях непрерывного действия для этого необходимо снача­ ла удалить материал со всего пути от дозатора до смесителя и пе­ ренастроить дозаторы. Если по местным условиям нужно изменять состав смеси в течение смены, предпочтительны смесители перио­

смесь можно выдавать независимо от грузоподъемности автомоби­ лей-самосвалов, она стабильнее по качеству. Этим объясняется все более широкое использование таких смесителей для приготовления битумоминеральных, а в ряде случаев асфальтобетонных смесей.

В составе АБЗ обязательно должен быть агрегат питания для подачи песка и щебня (холодного) и их предварительного дозиро­ вания. При приготовлении битумоминеральных смесей (не асфаль­ тобетона) для дозирования каменных материалов устанавливается только этот агрегат. Он прост и удобен для перебазирования. Для хранения материалов служат расположенные рядом бункера ем­

122

костью 1,5—7,5 м3 и больше. Их количество зависит от числа фрак­ ций, применяемых при приготовлении смеси. Стремление увеличить запас материалов приводит к увеличению числа бункеров для од­ ной фракции сдваиванием агрегатов питания.

Для загрузки агрегатов питания применяют легкие самоходные экскаваторы или краны с грейферным оборудованием. Бульдозеры требуют сооружения эстакады или опускания агрегатов питания в приямок. Бульдозеры загрязняют материал грунтом, дробят ще­ бень, быстро изнашивается ходовая часть трактора, происходят частые поломки гусеничного хода. Широкое применение находят одноковшовые погрузчики на пневмоколесном ходу с фронтальной разгрузкой. Они дешевле экскаваторов и кранов, более производи­ тельны и мобильны.

Под каждым бункером агрегата питания установлены питатели и сборный ленточный транспортер, подающий материал в сушиль­ ный агрегат. Питатели могут быть кареточные, ленточные и вибра­ ционные объемного действия. Они снабжены механизмом, регу­ лирующим выдачу материала на ленту. Наиболее удобны в экс­ плуатации малогабаритные вибрационные питатели, но они дороги. Контроль количества материалов, подаваемых агрегатом питания, осуществляют ленточными дозаторами с сигнализирующими уст­ ройствами. В бункерах агрегата питания устанавливают сводообрушители, из которых наиболее эффективны малоэнергоемкие и надежные виброобрушители.

Удаление влаги и нагрев материалов до 160—250° С (при при­ готовлении горячих смесей) обеспечивает сушильный агрегат, ко­ торый включает барабан, пылеулавливающее устройство для очистки запыленных дымовых газов и воздуха. Выпаривание по­ верхностной и гигроскопической влаги, нагревание песка и щебня происходят за счет тепла факела форсунки, соприкосновения с го­ рячими деталями сушильного барабана и тепла дымовых газов, образующихся при сгорании топлива. Высокая эффективность сушки достигается при непосредственном контакте каменных ма­ териалов с потоками горячих газов. Благодаря лопастям, прикре­ пленным к внутренней поверхности барабана, материал много­ кратно поднимается и сбрасывается в поток дымовых газов. Газы направлены навстречу движущемуся каменному материалу, что обеспечивает постоянное и равномерное - нагревание 'материала сначала в зоне меньших, а затем в зоне более высоких температур газов. Лучшими являются топки, в которых обеспечивается полное сгорание топлива (мазут, дизельное, горючий газ бутан или про­ пан).

Использование бутана способствует лучшему распределению теплового потока в сушильном барабане, повышает его выработку, удлиняет срок службы барабана за счет исключения местного его перегрева, уменьшает эксплуатационные расходы, связанные с под­ держанием системы очистки отработавших газов. Экономичен по сравнению с жидким топливом. Форсунки регулируются вручную или автоматически, когда подача топлива прекращается при срыве

123

среднего давления, в которые воздух подается воздуходувкой высо­ кого давления для распыления топлива, а низкого — для подачи вторичного и остаточного воздуха, необходимого для сгорания топ­ лива.

Безопасность зажигания форсунки обеспечивается тем, что су­ шильные барабаны оборудуют электрогазовым запалом. Возможен обогрев барабанов пропаном, электричеством и инфракрасными лучами.

АБЗ — дымное и пыльное предприятие, нежелательное для размещения вблизи населенных пунктов и жилых массивов. В СССР и за рубежом ведутся большие исследования, направлен­ ные на снижение пыли и дыма за счет лучшего сжигания топлива, распыления топлива горячим воздухом, рациональных геометриче­ ских размеров сушильного барабана, размещения лотков, подаю­ щих материал в сушильный барабан, и интенсификации процесса улавливания пыли обеспыливающими агрегатами. Применяют двухступенчатую очистку — сухую и мокрую, а в последнее время и тройную. Для сухой очистки используют тканевые фильтры, иногда электрофильтры. Система пылеулавливания оборудуется устройством для возвращения крупной пыли, осаждающейся в цик­ лонах, в смесительный агрегат. Это целесообразно, если пыль не содержит глинистых и суглинистых частиц, а по структуре и физи­ ческим свойствам пригодна для использования в качестве мине­ рального порошка. Такая пыль, как правило, отличается от мине­ рального порошка, поэтому хранить ее надо в отдельном бункере,

Эффективным и новым является применение для пылеулавли­ вания зернистых фильтров-циклонов [5.4]. Принципиально новая

!24

схема обеспыливания с их использованием показана на рис. 5.10. Особенность состоит в использовании слоя песка или мелкого гра­ вия. Для регенерации фильтров применяют ворошение слоев ма­ териалов и обратную их продувку очищенными дымовыми газами. На схеме сплошными стрелками показан путь движения запылен­ ных газов при очистке, а пунктирной продувка при регенерации фильтров. Компоновка фильтров может быть разная. На рисунке показан фильтр-циклон из двух секций А и Б, работающих парал­ лельно. Каждая секция — это конический циклон 1 (СК-ЦН-34) с бункером для сбора пыли 9. Фильтровальные камеры 2 располо­ жены наверху. Материал с зернами 3 мм или гравий насыпают на перфорированный лист слоем 70— 100 мм. Механизмы вороше­

рация не обеспечивает очистку, слой заменяют. На рисунке пока­ зан момент регенерации секции Б и работа секции А по очистке запыленного воздуха.

Постоянство состава асфальтобетонных смесей обеспечивается повторной, более точной дозировкой после просушки и нагрева. Необходимость дозирования после сушки обоснована тем, что в хо­ лодных каменных материалах, подаваемых агрегатом питания, имеются частицы, по форме и размерам не отвечающие требовани­ ям ТУ. После сортировки на грохоте материал поступает в отсеки теплого бункера по фракциям. Бункер имеет теплоизоляцию, а в ряде конструкций систему обогрева электричеством, жидким го­ рячим теплоносителем, инфракрасными лучами. Дозирование ка­ менных материалов и минерального порошка осуществляется по массе, битума — по массе и объему мерными баками или расходо­ мерами. Сухие горячие компоненты перемешиваются с битумом в лопастных двухвальных смесителях. Лопасти, воздействуя на небольшие массы смеси, перемещают их; при этом происходит сдвиг и перемещение частиц также и внутри смеси. Наличие не­ скольких факторов перемешивания способствует созданию условий для структурообразования смеси. Лучшего перемешивания дости­ гают не длительностью процесса, а его интенсификацией за счет улучшения конструкций смесителя. В современных смесителях принята кольцевая схема перемешивания, при которой материал перемещается по всему объему смесителя и равномернее распре­ деляются компоненты смеси. За рубежом для приготовления мел­ козернистых смесей устанавливают двух-, трехскоростные коробки передач, позволяющие регулировать число оборотов лопастей сме­ сителя в зависимости от состава смеси.

Важным элементом технологии приготовления смеси является подача вяжущего. Каждая частица каменного материала должна быть полностью покрыта пленкой битума определенной толщины.

125

компонентов, в частности битума. Это особенно важно при непре­ рывном процессе приготовления смеси, поскольку дозирование би­ тума тоже должно быть непрерывным. Оригинальным решением этой задачи является разработка и экспериментальная проверка СКБ «Дормаш» оборудования для дозирования битума в асфальтосмесителях Д-645-3 100 т/ч (рис. 5.11). Оборудование для не­ прерывного дозирования битума включает фильтр ФПО-50, изме­ ритель объема КЦ-50-20, указатель количества и расхода УКР-1, датчик расхода ДР-1-15, измерительный -преобразователь расхода. ИПР-1 и указатель расхода УР-1 (предел измерений по расходу битума — 1,5— 15 м3/ч).

Обезвоженный и нагретый до рабочей температуры битум по битумопроводу подают через фильтр 1, краны 3 и 4 к шестеренча­ тому дозирующему насосу 7. Насосом через измеритель объема 9 и кран 11 битум нагнетается в распределительную трубу 13, из ко­ торой распыляется по всей ширине лопастного смесителя. Излиш­ ки битума, минуя фильтрующие элементы, возвращаются в биту­ монагревательный агрегат. При высокой скорости вращения лопастей компоненты смеси находятся во взвешенном состоянии,, чем достигается их быстрое равномерное покрытие пленкой вяжу- - щего.

Перемешивание происходит весьма энергично, что способст­ вует образованию смесей высокого качества, особенно с мелкозер­ нистой и однородной структурой. Такое перемешивание осущест­ вляется в смесительных агрегатах Ви-Бау (ФРГ) — «Импактметод».

Для приготовления мелкозернистых смесей эффективно виброперемешивание, при котором улучшаются условия перемешивания мельчайших минеральных частиц, достигается некоторое разруше-

126

Та б л иц а 7

*Передвижные (тягач МАЗ-200 или ЗИ Л -164), смесители лопастные с воз­ душным распылением.

**На электронагревание.

ние структурных новообразований, затрудняющих распределение компонентов зерен.

Готовая смесь из смесителя может поступать непосредственно в автомобили-самосвалы небольшой грузоподъемности или в на­ копительные бункера при использовании автомобилей большой грузоподъемности. В табл. 7 приведена техническая характеристи­ ка асфальтосмесительных установок. При использовании машин большой грузоподъемности можно лучше организовать работу транспортных средств, снизив потребность в автомобилях, умень­ шить остывание смеси при перевозках. Перед погрузкой горячей смеси кузова автоматически смазываются краскораспылителями, расположенными так, чтобы при подходе заднего борта автомоби­ ля они включались и опрыскивали дно и стенки кузова. Благодаря этому быстрее разгружается смесь. После разгрузки кузова необ­ ходимо тщательно очищать.

Накопительный бункер может быть с одной или несколькими емкостями смесей разных составов (рис. 5.12). Как правило, их загружают при помощи скиповых подъемников или тельферных (с передвигающими бункерами по кран-балке), цикл которых со­ гласуют с циклом смесителя. Бункер устраивают термоизолирован­ ным с обогревом горячим маслом или электричеством. Помимо на­ копительных бункеров применяют резервные бункера-термосы для кратковременного хранения горячей смеси. Они позволяют выпу-

127

скать горячую смесь, не до­ жидаясь подхода автомоби­ ля, не останавливая смеси­ тельную установку. Таким образом, на АБЗ обеспечи­ вается постоянство техноло­ гического процесса, увеличи­ вается выпуск продукции. Резервные бункера-термосы можно транспортировать на место укладки асфальтобе­ тона, если это вызывается необходимостью и особен­ ностью строительства.

При длительном хранении горячих и теплых смесей в бункерахтермосах происходит разделение смеси по крупности и форме зе­ рен (сегрегация), что может привести к выдаче на трассу смеси, не­ однородной по фракционному составу. В целях уменьшения этого разделения бункера рекомендуют выполнять цилиндрической фор­ мы, а выходные отверстия снабжать качающимся распределителем (лотком).

Всякий перерыв в работе АБЗ нарушает температурный режим сушильного барабана, что, в свою очередь, влияет на равномер­ ность обволакивания минеральных зерен битумом и приводит к по­ тере смеси при восстановлении требуемого режима нагрева в су­ шильном барабане. Часто непрерывность работы внутри смены зависит от обеспеченности АБЗ автомобилями для вывозки смеси. Нарушение ритма работы АБЗ — источник падения производи­ тельности, снижения качества смеси. Увеличение количества авто­ мобилей-самосвалов сверх нормы всегда снижает экономический эффект. Расчет автомобилей см. [2.5].

Работу завода организуют так, чтобы выпуск асфальтобетонной смеси происходил в две смены. В ночную смену ведут профилакти­ ку и ремонт агрегатов установки, оборудования, битумного хо­ зяйства.

зательны хранилища или резервуары для вяжущего, устройства для его подогрева до рабочей температуры. Резервуары представ­ ляют собой горизонтально установленные цистерны с теплоизоля­ цией (рис. 5.13), оборудованные системой обогрева и циркуляции битума.

Суммарная емкость цистерн зависит от расхода вяжущего и ус­ ловий его поставки на АБЗ. Хранение вяжущего, его обезвожива­ ние и подача по трубам осуществляются так же, как на битумной базе (см. гл. IV).

128

Рис. 5ЛЗ. Цистерны для хранения разогретого битума, обогреваемые горя­ чим минеральным маслом:

быть цилиндрические и сферические из стальных листов по типу силосов для цемента, оборудованы устройствами для дозирования и подачи порошка непосредственно в смеситель. Предпочтительна пневматическая подача минерального порошка из расходной емко­ сти или склада (рис. 5.14). Агрегат служит для приема минераль­ ного порошка из транспортных средств, временного его хранения,

Рис. 5.14. Схема автоматической подачи минерального порошка с дозиро­ ванием в камерном насосе: