книги из ГПНТБ / Берней И.И. Устройство и работа листоформовочных машин

других странах. Сухая смесь асбеста и цемента подается воздушным потоком в циклон 1, отделяется там от воз­ духа, осаждается в бункере 2, а из него с помощью пи­ тателя 3 поступает на прорезиненную ленту 4, смачивае­ мую водой из трубки 5. Сухой асбестоцементный слой 6 смачивается водой из трубки 7 и уплотняется валами 8,

Рис. 13. Схема технологической линии для выпуска плоских асбестоцементных плиток по сухому способу

'Л^7^7^777777Г7777777777Ш777Ш^777Г7р7777р7^7777777777^Г7)7^777РТ7Р7777777777777?7^777777?77777777777777777?7777^7777

а затем разрезается на плоские плитки ножницами 9. Плитки поступают на разгонный транспортер 10. Транс­ портер передает плитки на прокатное устройство (ка­ ландр) 11, где они окончательно уплотняются. Затем плитки укладывают в стопы.

Важная особенность рассматриваемого способа — настолько малая влажность слоя (14—16%), что при его уплотнении вода не отжимается. Это позволяет при­

плотности листы непрочны как в свежесформованном, так и в затвердевшем виде. Однако с повышением плот­ ности прочность затвердевших листов быстро растет, и при объемной массе свыше 1,8 г!см3 они превосходят по прочности прессованные листы такой же объемной массы, полученные на круглосеточной машине. Это про­ исходит потому, что в листе высокой плотности хаотиче­ ски расположенные асбестовые волокна соединяются «цементным клеем» в точках пересечения, образуя ар­ матурный каркас (см. рис. 10, а). При растяжении тако­ го листа усилие, приложенное к одному волокну, воспри­ нимается и другими «спаянными» с ним волокнами. В результате повышается прочность затвердевшего листа.

30

Если волокна расположены в параллельных плоско­

которых превосходила бы листы, выпускаемые на круг­ лосеточных машинах, но прочности в свежесформованном и затвердевшем состояниях. Новые машины усту­ пают круглосеточным и по производительности. Поэто­ му круглосеточные машины являются основным типом формовочных машин, принятым для действующих и строящихся заводов асбестоцементной промышленно­ сти СССР'. Эти машины и будут детально рассматри­ ваться в дальнейшем.

Г л а в а III. УСТРОЙСТВО И РАБОТА СЕТОЧНОЙ ЧАСТИ

ЛИСТОФОРМОВОЧНЫХ МАШИН

§ 1. Конструкция ванн и сетчатых цилиндров

Ванны сетчатых цилиндров у машин различных ти­ пов имеют конструкцию, аналогичную показанной на рис. 14. Все они состоят из литых боковин 1 и сварного короба 2. Боковины имеют кольцеобразные выступы 3, наружный диаметр которых равен наружному диамет­ ру торцовых колец сетчатого цилиндра. Для слива фильтрата в боковинах сделаны окна 4. Внутри ванны установлена перегородка 5, защищающая слой на сет­ чатом цилиндре от прямого воздействия струи суспен­ зии, подаваемой в ванну по желобу 6. На выступах 7 крепят корпуса подшипников сетчатого цилиндра. В уг­ лах ванны устанавливают лопастные мешалки 8. Для извлечения мешалок из ванны имеются специальные лю­ ки, перекрываемые фланцами. Сальники 9 предотвра­ щают утечку суспензии из ванны.

У разных машин ванны отличаются объемом (в срав­ нении с объемом сетчатого цилиндра), расположением

31

цилиндра в ванне, конфигурацией днища, размещением мешалок. Перечисленные различия значительно влияют на работу сетчатого цилиндра. Однако понять это мож­ но лишь после детального ознакомления с работой сет­ чатой части машины, что мы и сделаем позже.

Большое значение для работы машины имеют, конст­ рукции уплотнения между сетчатым цилиндром и боко-

Рнс. 14. Устройство ванны сетчатого цилиндра

винами ванны, а также сальников мешалок. На маши­ нах СМ-343, СМ-343-М зазоры между кольцами цилинд­ ров и кольцевыми выступами ванн перекрываются поя­ сами из отработанного технического сукна или обтяну­ тых сукном стальных гибких полос. Концы поясов за­ крепляют на боковинах ванн с натяжением, а иногда и без него. Такая конструкция уплотнения очень нена­ дежна. Машинист не может проконтролировать положе­ ние той части уплотняющего пояса, которая находится внутри ванны, и не может быть уверен, нормально ли он работает. Иногда утечка массы из ванны из-за неплот­ ного прилегания поясов достигает 10—15%, а машини­ сту этого не видно. Специально проведенные наблюде­ ния на заводах показали, что у одного или даже у не­ скольких сетчатых цилиндров из числа работающих в цехе унос асбестоцемента с фильтратом намного боль­ ше, чем у других. Уплотнения у этих цилиндров работа­ ют плохо, теряется много сырья. Кроме того, проникаю­ щий внутрь цилиндра асбестоцемент оседает между сет­ ками, забивая их. Снижается производительность маши­ ны, сетки преждевременно выходят из строя.

32

та

по Л

Рис. 15. Ванна и сет­ чатый цилиндр листо­ формовочной машины

СМ-942

6 — промывная трубка

Рис. 16. Схема сальникового уп­ лотнения на валу мешалок, установ­ ленных в ваннах сетчатых цилинд­

ров

На машинах СМ-942, СМ-943 уплотнение между ци­ линдром п ванной осуществляется резиновым кольцом 3 (на рис. 15 узел Б), вставляемым в полукруглое углуб­ ление, образуемое краями торцовых колец цилиндра и кольцевых выступов боковины ванны. Такое уплотнение более надежно. Это усовершенствование существенно улучшает технико-экономические характеристики машин СМ-942 и СМ-943.

Долгое время па листоформовочиых машинах была неудачной конструкция салы-шка на мешалках ванны. Ее улучшили работники Броценского комбината строитель­

зина плотно облегает втулку, предотвращая выход мас­ сы из ванны. Втулка защищает вал от износа. После истирания, ее заменяют повой. Запасные манжеты 4

отбрасывается вверх. При этом она перемешивается не только в вертикальном, по н в горизонтальном направ­ лении.

Все мешалки в ваннах машин СМ-343, СМ-343-М вращаются от одного двигателя через редуктор и цеп­ ную передачу. Цепи надеваются па звездочки, установ­ ленные на валах мешалок 6 (см. рис. 16). На машинах СМ-942 и СМ-943 каждая мешалка имеет индивидуаль­ ный привод (21, см. рис. 9), состоящий из двигателя, ре­ дуктора и цепной муфты. Индивидуальный привод ме­ шалок значительно улучшает эксплуатационные качест­ ва машины.

Сетчатые цилиндры имеют каркасную или трубчатую конструкцию. Каркасный цилиндр показан на рис. 17. На ось насажены торцовые 1 и промежуточные 2 ободы. Торцовой обод имеет выточку 3 (узел /), в которой за­ крепляется сетка. Ободы скрепляются стяжными болта-

34

Рис. 17. Сетчатый цилиндр каркасной конструкции

СсЭ

СП

ми 4, на которые насажены кольца 5. В прорези .колец вставляют н затем приваривают продольные стальные планки 6. Зазор между планками около 10 мм. Планки после обточки выступают над кольцами на 0,6—1 мм и образуют строго цилиндрическую, щелевидную поверх­ ность сетчатого цилиндра. Наружные диаметры цилинд­ ров на машинах СМ-343, СМ-942, СМ-943 1000 мм, а на машинах СМ-343-М 850 мм.

Каркасная конструкция цилиндров несовершенна. Вращающийся цилиндр во время работы испытывает од­ ностороннее давление отжимных валов. Сварные швы и болтовые соединения каркаса цилиндра, когда он вра­ щается во время работы, испытывают напряжения раз­ личного характера. Это расстраивает-крепления колец и планок, каркас теряет жесткость, что служит причиной повреждения сетки.

Детали каркасных цилиндров характеризуются пониженной коррозионной стойкостью, особенно в ме­ стах контакта со сварными швами и с сеткой, что также обусловливает их преждевременный износ. -Сетчатые цилиндры трубчатой конструкции делают из цельнотя­ нутых или сварных труб. В трубу вставляют ободы, ко­ торые, как и у каркасного цилиндра, насаживаются на ось. В стенках трубы сверлят отверстия для отвода филь­ трата.. Площадь отверстий не превышает 45% всей по­ верхности цилиндра, в то время как в цилиндрах кар­ касной конструкции площадь зазоров между планками составляет 62—65%.

Перед установкой цилиндра в ванну на его поверх­ ность надевают две сетки: нижнюю латунную с разме­ ром ячеек в свету 4X4 мм и верхнюю из фосфористой бронзы с размером ячеек 0,166 мм между нитями основы и 0,365 мм между нитями утка. Сетки обозначаются но­ мерами. Раньше существовала дюймовая система обоз­ начения сеток, в которой номер сетки соответствовал числу ячеек на 1 пог. дюйм. Сейчас принята сантимет­ ровая система обозначений, в которой номер сетки ра­ вен числу ячеек на 1 пог. см.

На отечественных заводах используют сетки: ниж­ нюю— № 5 в дюймовом или № 2 в сантиметровом изме­ рении и верхнюю — № 60 в дюймовом или № 24 в сан­

36

трудняет фильтрацию и вызывает снижение производи­ тельности. Но это не так, поскольку площадь отверстий в верхней сетке в два раза меньше площади отверстий трубчатого цилиндра и составляет только 22,6% всей по­ верхности. Меньшая, площадь отверстий на поверхности цилиндра трубчатой конструкции затрудняет промывку сеток. В этом основной недостаток такого цилиндра. По жесткости же и коррозионной стойкости трубчатые ци­ линдры превосходят каркасные.

§ 2. Процесс фильтрации и работа сетчатого цилиндра

Сетчатый цилиндр предназначен для выполнения двух основных задач—.удаления из суспензии излишней воды и образования из асбестоцементных частиц слоя определенной структуры. Этой цели достигают в про­

происходят колебания производительности листоформо­ вочных машин и свойств выпускаемых ими листов.

Значение фильтрации на сетчатом цилиндре асбесто­ цементной суспензии видно из следующего примера.

В 1000 л суспензии концентрацией10%, поступаю-, щей в ванны листоформовочной машины, вода занимает объем 967 л, и только 33 л приходится на долю асбеста и цемента. Из этой суспензии получают 90 кг или 0,056 мг асбестоцементных листов, которые в свежесформованном состоянии содержат только 30 л воды. Следо­ вательно, из каждых 1000 л. суспензии на листоформо-

37

вочпой машине удаляется около 937 л воды, причем наи­ большее количество воды, около 757 л,-или 81%, удаля­ ется в процессе фильтрации на сетчатых цилиндрах.

Не менее важное значение имеет структура слоя, формирующаяся в ходе фильтрации. При одинаковом качестве асбеста и цемента только за счет изменения структуры слоя прочность листа на изгиб может изме­ няться до 30%.

Общие понятия о фильтрации. Процесс фильтрации известен очень давно. Задолго до возникновения про­ мышленного производства воду, молоко и другие жидкости очищали от содержавшихся в них твердых загрязняющих частиц процеживанием (фильтрацией) сквозь ткани из растительных волоком или фильтры из

чтобы проследить, как формируется структура слоя и от чего зависит скорость обезвоживания.

На рис. 18 показана в разрезе воронка 1, имеющая дно 2 с отверстиями. Воронка установлена на сосуде 3, предназначенном для сбора отфильтрованной жидкости (фильтрата). На дно воронки уложены две сетки, ниж­ няя и верхняя 4, 5. Размеры ячеек сеток такие же, как и сеток сетчатых цилиндров.

Если в воронку налить асбестоцементную' суспен­ зию 6, то вода будет проходить сквозь ячейки сеток и от­ верстия в дне в сосуд 3, а твердые частицы, которые больше ячеек верхней сетки, будут задерживаться на ее поверхности, образуя слой 7,'Частицы меньше, чем раз­ мер ячеек в верхней сетке, пройдут вместе с фильтратом в сосуд <3, поэтому фильтрат будет мутным. Поскольку размер ячеек верхней сетки 0,166X0,365 мм, а диаметр зерен цемента не более 0Д00 мм, то с фильтратом уно­ сится главным образом свободный, не связанный с во­

в уносе не превышает 10%.

Для лучшего понимания процесса фильтрации вос­ пользуемся результатами одного опыта. Суспензию кон­ центрацией 8% фильтровали на воронке в течение 8 сек. Уровень суспензии в воронке все это время под­ держивали постоянным. Через каждую секунду измеря­ ли: объем профильтрованной суспензии, объем фильтра­

38

та, вес сухого и влажного слоев, толщину слоя на сетке, вес твердых частиц, уносимых с фильтратом.

В опыте количество твердых частиц, уносимых филь­ тратом, увеличивалось при продолжительности филь­ трации до 2 сек, а затем уже не менялось.

Если под воронкой вместо одного сосуда для сбора фильтрата установить несколько сосудов на вращаю­ щейся платформе, например так, чтобы их менять через каждые 0,1 сек, то можно увидеть, как постепенно филь­ трат становится все менее мутным. Через 1—2 сек (в за­ висимости от свойств сырья и концентрации суспензии) фильтрат становится совершенно прозрачным.

В процессе фильтрации толщина слоя асбестоцемент­ ных частиц, отложившихся на верхней сетке, увеличи­ вается. Очень важно проследить, как при этом изменя­ ется структура слоя. В начале фильтрации на сетке задерживаются главным образом частицы асбеста, раз­ мер которых больше минимальной величины ячеек, т. е. больше 0,166 мм. Они перекрывают отверстия сетки и

.создают на ней как бы вторую сетку с меньшими.порами. Следующие частицы будут перекрывать (закупоривать) поры в этой «второй сетке» и т. д., пока не образуется слой с такими малыми порами, что будет задерживать все твердые частицы суспензии, а пропускать только чистую воду. Следовательно, сетка служит фильтром только в самом начале фильтрации, а затем уже филь­ тром будут сетка и слой частиц, отложившихся на ее поверхности. Поры такого фильтра уменьшаются, пока их размер не станет столь малым, что твердые частицы не смогут пройти через них. Унос твердых частиц с филь­ тратом— одна из причин неоднородности асбестоцемен­ та. В примыкающей к сетке части слоя, образующегося в период формирования, т. е. в то время, пока наблю­ дается унос, меньше вяжущего п больше асбеста по сравнению с соотношением между ними в фильтруемой суспензии.

Измерения показали, что разница в количестве це­ мента в частях слоя со стороны, обращенной к сетке, и со стороны, примыкающей к суспензии, может достигать 25%. Следовательно, слой, образующийся на сетчатом цилиндре, также неоднороден по составу.

По окончании формирования слоя самые малые зерна цемента, уходившие раньше в фильтрат, проникают те­ перь в промежутки между крупными частицами слоя и за­

39