
- •1.7. Первый закон термодинамики
- •1.9.2. Цикл Карно
- •2.1. Понятие о процессе парообразования
- •4.1. Основные понятия о тепловой обработке
- •4.2. Классификация способов тепловой обработки
- •4.5.3. Массообмен
- •4.9.2. Обеспечение применения ЭВМ
- •4.9.3. Принципы моделирования
- •6.2. Причины движения жидкости
- •5.3.1. Аэро- и гидродинамическое сопротивление каналов и трубопроводов
- •РАЗДЕЛ 4. ТЕПЛОГЕНЕРИРУЮЩИЕ УСТАНОВКИ
- •7.1. Классификация тепловых генераторов
- •7.2. Принципы использования тепловых генераторов для сушильных установок
- •8.2. Понятие о двигателях внешнего сгорания
- •9.1.1. Кинетика сушки влажных материалов
- •9.2. Система: материал — сушильная установка
- •9.2.1. Разработка математической модели системы: материал — сушильная установка
- •9.4. Принципы теплового и аэродинамического расчета сушильных установок
- •9.4.1. Расчет материального баланса
- •РАЗДЕЛ 7. ОБЖИГ МАТЕРИАЛОВ И ИЗДЕЛИЙ
- •10.5. Система: материал — обжиговая установка
- •11.2.2. Шахтные печи, работающие на природном газе
- •11.2.3. Печи кипящего слоя
- •11.3. Печи для обжига искусственных заполнителей бетона
- •13.2. Установки периодического действия
- •13.2.1. Камеры ямного типа
- •13.2.3. Пакетные установки
- •13.3.2. Вертикальные пропарочные камеры
- •РАЗДЕЛ 9. ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕПЛОВЫХ УСТАНОВОК
- •14.1. Основные понятия о системе автоматического регулирования
и
Рис. 13.11. Схема кассетной установки
1 — станина; |
2 — отсеки |
для |
подачи |
пара; 3 — разделительная |
стенка; 4 — |
|
отсеки |
для |
формования |
изделий; 5 — теплоизолирующие стенки; |
6 — фикси |
||
рующие |
упоры; 7 — механизм |
сжатия; |
8 — приводной механизм; |
9 — упорный |
||
|
|
|
|
дожимной винт |
|
смеси позволяет нагревать изделия в кассетах сравни тельно равномерно.
Удельный расход пара в кассетах составляет 150—250 кг/м3.
13.2.3. Пакетные установки
Для бескамерной тепловлажностной обработки бе тонных изделий применяют пакеты термоформ. Термо формы переоборудуют из обычных стальных форм, при варивая к каркасу поддона стальной лист. Образую щийся под формой отсек используют как нагреватель ный. В него вваривают два штуцера (патрубка), к ко торым с помощью гибких шлангов подсоединяют подачу пара и отбор конденсата. Для двухстороннего нагрева изделия в формах необходимо поставить в штабель одно на другое. Установку в штабель осуществляют с по мощью специального устройства — пакетировщика (рис. 13.12).
Пакетировщик состоит из стола-траверсы 1, четырех гидродомкратов 2, направляющих колонн 3 и четырех
Рис. 13.12. Схема пакетировщика
упоров-отсекателей 4. На стол-траверсу ставят термо форму с изделием 7, подготовленную к тепловой обра ботке. Включают гидродомкраты, которые поднимают стол-траверсу несколько выше упоров-отсекателей. При этом упоры-отсекатели утапливаются. После прохожде ния формы вверх упоры-отсекатели под действием экс центрично приложенной силы собственной массы воз вращаются в раскрытое положение. Далее стол опус кают, а термоформа остается на упорах-отсекателях. Следующая форма поднимается аналогично и поднятая ранее оказывается на ней.
Пакетировщик рассчитан на одновременную обра ботку шести форм. Пар подключается к каждому отсеку поддона формы 5 с помощью гибких шлангов. Также отводится конденсат. Изделия 6 в формах проходят по степенно снизу доверху и загружаются с интервалами. Поднимают температуру до 360—365 К за 2 ч; регули руют подачу пара по заданной программе автоматиче ским регулятором. Расход пара в таких установках со ставляет 250—300 кг/м3 бетона.
13.2.4. Автоклавы
Автоклав — герметически закрывающийся сосуд ци линдрического типа, предназначенный для тепловлаж ностной обработки изделий паром под давлением 0,8— 1,3 МПа. Внутренний диаметр автоклава 3,6 м, длина его корпуса 21 м. На рис. 13.13 показана схема авто клава, состоящего из корпуса 1 и его оборудования. Он оборудуется двумя быстро закрывающимися крышка ми 2, механизмом для закрывания и открывания крыш ки 3, двумя предохранительными клапанами 4 и патруб ком для перепуска пара 5. Через патрубок ввода па ра 12 пар поступает в смонтированную перфорирован ную трубу 6 и через перфорации попадает в автоклав.
Патрубок |
7 предназначен |
для вывода |
конденсата, а |
патрубок |
10 — для подсоединения к |
вакуум-системе. |
|
Автоклав устанавливают |
на подвижные опоры Л и на |
одну неподвижную опору 8. По автоклаву проложены рельсы 9, по которым закатывается поезд вагонеток с изделиями.
Производительность автоклава характеризуется про должительностью цикла работы и количеством загру жаемой продукции. Поэтому стремятся максимально увеличить число изделий на вагонетках. Отношение объема загруженного материала в автоклав к объему автоклава называют коэффициентом заполнения К. Цикл работы автоклава складывается из времени на загрузку и выгрузку изделий, а также на их тепловую обработку.
Тепловая обработка делится на периоды: период подъема температуры, период изотермической выдержки (в эти периоды в автоклав подается пар) и период охлаждения, когда пар из автоклава постепенно уда ляется. После охлаждения открывают крышки, поезд с готовой продукцией из автоклава выкатывается, авто клав подвергается чистке, и цикл повторяется.
Цикл работы автоклава для различных материалов длится 12—18 ч. Учитывая, что в автоклаве поддержи вается высокое давление (0,8—1,3 МПа), эти установки относят к агрегатам повышенной опасности. Удельный
расход пара в автоклавах |
велик |
и |
составляет 300— |
|
400 кг/м3 плотных изделий. |
|
|
|
|
Для снижения |
энергоемкости процесса автоклавиро |
|||
вания применяют |
перепуск |
пара |
из |
автоклава, где за- |
кончена изотермическая выдержка, в другой автоклав, где происходит подъем температуры. Иногда устанав ливают в качестве дополнительной емкости старый авто клав, и пар, если его некуда перепускать, подают в эту емкость, а при необходимости пар отсюда подают в автоклав.
Например, чтобы из автоклава пар передать в до полнительную емкость, поступают следующим образом. В нее закачивают некоторое количество горячей воды, и трубу, по которой идет перепуск пара, опускают в го рячую воду. Пар при этом конденсируется, а его объем уменьшается почти в 10 раз. Таким образом, в допол нительной емкости находится конденсат под определен ным давлением. При передаче этого конденсата в загру женный автоклав он (попадая в среду с меньшим дав лением) снова вскипает, превращаясь в пар. Такой пе репуск пара дает возможность экономить до 10—15% свежего пара, удельный расход пара снижается до 270—350 кг/м3 бетона.
13.3. Установки непрерывного действия
Как указывалось, с развитием механизации и авто матизации строительного производства для тепловлаж ностной обработки бетонных изделий стали применять установки непрерывного действия. При их использова нии значительно возрастает производительность труда и улучшаются условия труда.
Из пропарочных установок непрерывного действия в промышленности строительных материалов широко применяются горизонтальные щелевые различных типов
ивертикальные камеры.
13.3.1.Горизонтальные щелевые пропарочные
камеры
Горизонтальная щелевая пропарочная камера пред ставляет собой туннель длиной 80—100 м. Ширина тун неля проектируется в расчете на движение через него одного-двух изделий, загружаемых в один ряд на каж дой форме-вагонетке, и составляет 5—7 м, а высота тун неля 1—1,5 м. В зависимости от длины камеры в ней размещается 12—25 вагонеток с изделиями.
Горизонтальная щелевая пропарочная камера (рис. 13.14) работает по следующему принципу. Формавагонетка с отформованным изделием 1 поступает на снижатель 2, который опускает форму-вагонетку на уро вень рельс, проложенных в камере. Камера в целях уменьшения площади цеха, занятой под технологический процесс, заглублена в землю. Снижатель 2 оборудован толкателем вагонетки в камеру. Вагонетка проходит под механической шторой 3 и проталкивает весь поезд ваго неток по камере 4 на одну позицию. Вагонетка, нахо дившаяся на последней позиции, поднимает герметизи рующую штору 5, выкатывается на подъемник 6, кото рый поднимает вагонетку с готовой продукцией на уро вень пола цеха и скатывает ее на рельсовый путь. За грузка и выгрузка вагонеток происходит с интервалом.
Время нахождения-_вашнетки--в щелевой пропароч ной камере соответствует времени тепловой обработки. Изменяя интервал загрузки, можно менять время тепло вой обработки изделий. По длине I камеру условно де лят на три зоны. Первая, начиная от места загрузки, является зоной нагревания h, вторая зона, где материал выдерживается при достигнутой в зоне нагревания тем пературе, называется зоной изотермической выдержки /п, в третьей зоне /щ проходит охлаждение материала. В зоне нагревания и зоне изотермической выдержки в качестве теплоносителя используется пар. Для нагрева ния этих зон могут применяться и такие источники, как ТЭНы и индукторы.
Изделия охлаждают наружным воздухом. Для дви-
Рис. 13.14. Схема горизонтальной щелевой пропарочной камеры
Рис. 13.15. Схема зоны охлаждения горизонтальной щелевой про парочной камеры
а — план; б — разрез
|
|
|
_zL_ |
|
h2U.— |
#4=4 УМНЯММЯЛ23 |
|
||
|
|
tizr/rssss//& |
||
|
|
|
J '//////////////, |
|
Рис. 13.16. Схема двухъярусной щелевой |
пропарочной |
камеры |
||
1 — изделие в |
форме-вагонетке; |
2 — сннжатель; |
3 — подъемник; |
/ —/// — со« |
ответственно |
зоны нагревания, |
изотермической |
выдержки и охлаждения |
жения наружного воздуха зона охлаждения с каждой стороны оборудуется дополнительными каналами. Схе ма зоны охлаждения, отличающаяся только наличием боковых каналов, показана на рис. 13.15.
В одном из боковых каналов 3 зоны охлаждения устраивают две-три заборные шахты 2, снабженные жа люзийными решетками 1 для регулирования количества забираемого наружного воздуха. Воздух через шахты 2 поступает в канал 3, откуда через окна 4 поступает в зону охлаждения, отбирает теплоту от изделий 5. От работанный (нагретый) воздух через окна 6 попадает в канал 7, из которого через патрубок 8 забирается вен тилятором 9 и через трубу 10 выбрасывается в атмос феру.
При использовании пара для его подачи применяют двухсторонние стояки-коллекторы, причем их первая пара размещена на расстоянии 18—20 м от входа в ка меру. Стояки располагают с шагом 3—6 м и заканчи вают их установку на расстоянии 35—40 м от выгрузоч ного конца камеры. Чтобы исключить попадание пара в зону охлаждения, на границе зон выдержки и охлаж дения устраивают воздушную завесу. Максимальная температура в камере при использовании пара дости гает 353—358 К. Удельный расход пара составляет 150—200 кг/м3 бетона.
Применение ТЭНов поднимает максимальную темпе ратуру в камере до 390—400 К за счет перегрева пара. ТЭНы в виде блоков начинают размещать на расстоя нии 8—10 м от загрузочного конца камеры и заканчи вают в конце зоны изотермической выдержки. Удельный расход электрической энергии в пересчете на пар также составляет 150—200 кг/м3. Камеры с ТЭНами исполь зуются для тепловой обработки керамзитобетонных из делий.
Существует много разновидностей щелевых камер. Самая распространенная — двухъярусная щелевая про парочная камера (рис. 13.16). Работа Такой камеры почти не отличается от рассмотренной. Единственное ее преимущество — более простая компоновка технологи ческого процесса по дозировке и формовке изделий, так как загрузка их в камеры и выгрузка из Иов значитель но сближены. Разновидностью щелевой нропарочной камеры является зона термообработки ви^ропрокатного стана.
А-А
|
Рис. |
13.17. |
Схема |
вибропрокатного |
стана |
|||||||
с — продольный |
разрез; |
б — поперечный |
разрез; |
/ — опроки |
||||||||
дыватель; |
2 — обгонный |
роликовый |
конвейер; |
3 |
— приводная |
|||||||
станция; 4 , |
1 6 — формующая |
лента; |
5 — щелевая |
камера; 6 — |
||||||||
смотровые |
окна; |
7 — трубопровод |
раздачи |
пара; |
8 — отводя |
|||||||
щий паропровод; |
9 — натяжная |
станция |
надрывной |
ленты; |
||||||||
1 0 — стан; |
1 1 — бетоносмеситель; |
1 2 |
— фундамент; |
1 3 |
и 1 4 — |
|||||||
соответственно |
верхняя и |
нижняя |
|
ветви |
накрывной |
ленты; |
||||||
1 5 — изделие; |
1 7 |
— паропровод для |
подвода |
пара: |
1 8 — па |
|||||||
трубки; 1 9 |
— нижняя ветвь |
формующей |
ленты; |
2 0 |
— натяжная |
|||||||
|
|
станция |
формующей ленты |
|
|
|
|