Машины для строительства, ремонта и содержания автомобильных дорог

Пример агрегата питания приведен на рис. 9.42.

Рис. 9.42. Агрегат питания:

1 – расходные бункера; 2 – рама; 3 – ленточный конвейер; 4 – дозаторы-питатели; 5 – сводообрушители

Сушильный агрегат служит для полного удаления влаги из песка и щебня и нагрева их до температуры 160…250 °С в зависимости от вида приготовляемых смесей. По схеме движения в сушильном барабане нагреваемого материала и теплоносителя различают агре-

гаты с поточным и противоточным обогревом: в первых мате-

риал и теплоноситель движутся в одном направлении, во вторых – навстречу друг другу. В большинстве асфальтосмесительных установок применяют сушильные агрегаты непрерывного действия с противоточным обогревом.

Сушильный агрегат (рис. 9.43) состоит из цилиндрического сушильного барабана и топочного устройства, в состав которого входят топка, форсунка, система подачи топлива, вентилятор.

Сушильный барабан 2 опирается на опорные ролики 15 через бандажи 3, 5, прикрепленные к обечайке барабана с помощью упругих компенсаторов 4, служащих для компенсации различных температурных деформаций барабана и бандажей. Барабаны изготавливаются сварными из листовой стали или из труб соответствующего диаметра. Для обеспечения непрерывного движения материала сушильный барабан устанавливается под углом 2…5° в сторону разгрузки. От осевого смещения барабан удерживает упорный ролик 18.

370

Рис. 9.43. Сушильный агрегат:

а – общийвид;б – схема сушильного барабана;1 – загрузочнаяи дымовая коробки; 2 – сушильный барабан; 3, 5 – бандажи; 4 – компенсаторы; 6 – кожух охлаждения барабана;7 – разгрузочнаякоробка;8 – топка;9, 11 – запальнаяиосновнаяфорсунки; 10 – датчикгорения;12 – топливопровод;13 – разгрузочныйлоток; 14 – вентилятор охлаждения барабана и топочного дутья; 15 – опорный ролик; 16 – зубчатый венец; I7 – привод;18 – упорныйролик;19 – рама;20– отгребающиелопасти, 21– подъемно-

сбрасывающие лопасти; 22 – обечайка; 23 – разгрузочные лопасти; 24 – разгрузочное отверстие

Материал поступает внутрь сушильного барабана (рис. 9.43 б) и попадает на отгребающиелопасти 20, перемещающие материалвперед и не допускающие его обратного движения. Подъемно-сбрасывающие лопасти 27 при вращении барабана пересыпают материал, что способствует лучшему контакту его с топочными газами. Дополнительное пересыпание материала и разгрузка производятся разгрузочными лопастями 23. Вращение барабана осуществляется цепным или шесте-

371

ренным приводом. Зубчатый венец, как и бандажи, крепится на обечайке барабана через компенсаторы. Для уменьшения тепловых потерь, защиты привода и опор от перегрева некоторые сушильные барабаны оборудуются изоляцией в видевоздушной рубашки 1.

Современные сушильные агрегаты работают на газообразном или жидком топливе. В качестве жидкого топлива применяется мазут, при подогревании которого до температуры 70…85°С происходит хорошее распыливание и сгорание. Полное сгорание топлива может происходить непосредственно в сушильном барабане или в выносной топке.

Форсунки, применяемые для распыливания топлива, бывают вы-

сокого, среднего и низкого давления. Форсунки высокого давления устанавливаются на сушильных барабанах большой производительности. Распыливание топлива в тонких форсунках производится паром под давлением 0,4…0,8 МПа или сжатым воздухом под давлением 0,5…0,6 МПа. При установке форсунок низкого давления все количество воздуха, необходимое для горения, подводится под давлением до 0,1 МПа.

Зная производительность асфальтосмесителя, используют материальный баланс для определения количества нагреваемого материала и выпариваемости влаги за 1 ч работы сушильного барабана.

Производительность (в кг/ч) сушильного барабана по сухому материалу

Пc П(100 qмп qб) /100 ,

где П – производительность смесителя по выпуску асфальтобетонной смеси, кг/ч;

qмп – расход минерального порошка, % от массы готовой смеси; qб – расход битума, % от массы готовой смеси.

Количество влаги, которую следует удалить из высушиваемого материала (в кг/ч):

Пв П ω1 ω0 , 100 ω1

372

где ω1 – относительная влажность высушиваемых материалов,

ω1 = 5 %;

ω0 – влажность материала после сушки, ω0 = 0 %.

Количество влажного материала (в кг/ч), поступающего в сушильный барабан:

Пвм П Пв П(100 1) /100 .

Внутри барабана определяются три технологические зоны: в первой зоне происходит подогрев материала, во второй – выпаривание влаги, в третьей – нагрев высушенного материала.

Впервой зоне тепло, расходуемое на подогрев материала и влаги

вматериале (в кДж/ч):

Q1 cмП(t2 t1) cвПв(t2 t1) ,

где см – удельная теплоемкость материала, см = 0,837 кДж/(кг оС); t2 – температура интенсивного испарения влаги, t2 = 95°С;

t1 – температура поступающих материалов, t1 = 10°С;

na – удельная теплоемкость воды, na = 4,1838 кДж/(кг °С).

Во второй зоне расход тепла на выпаривание влаги и подогрев воды до температуры дымовых газов (в кДж/ч)

Q2 Пвl cпПв(tг t2 ) ,

где l – удельная теплота фазового превращения, l = 2269 кДж/кг; сп – удельная теплоемкость пара, сп = 1,926 кДж/(кг °С);

tг – температура дымовых газов на выходе из сушильного бара-

бана, tг = 150...200 С.

В третьей зоне тепло, расходуемое на нагрев высушенного материала:

Q3 cмП(t3 t2 ) ,

где t3 – температура нагретого материала, t3 = 180…200°С.

373

Общее количество тепла (в кДж), полезно используемого в барабане:

Q Q1 Q2 Q3 .

Тепловой баланс сушильного барабана учитывает полезные затраты тепла в трех зонах барабана, потери тепла топкой, стенками барабана, дымовыми газами, от неполноты сгорания топлива, а также другие неучтенные потери.

Автоматизация сушильного агрегата заключается в контроле и поддержании заданной температуры материала на выходе, а также в контроле за наличием пламени в форсунке. Регулирование температуры осуществляется подачей топлива в форсунку.

Система автоматического контроля за наличием пламени в форсунке основана на применении фотоэлектрических датчиков. При угасании пламени сигнал от фотоэлемента усиливается и подается на вспомогательный двигатель, воздействующий на кран подачи топлива к форсунке. В современных асфальтосмесительных установках для дистанционного розжига топок широко применяют электрогазовый запал, работающий от электрического разрядника.

Смесительный агрегат предназначен для сортирования и дозирования нагретых песка и щебня, дозирования минерального порошка и битума, перемешивания всех составляющих и выдачи готовой смеси. Материалы сортируются, как правило, на инерционных грохотах. Под грохотом расположен расходный горячий бункер с отсеками для каждой фракции материалов и отсеком минерального порошка.

Разгрузочные отверстия отсеков бункера перекрываются затворами, управляемыми исполнительными механизмами (пневмоили гидроцилиндрами) или вручную. Для отмеривания и выдачи каждой фракции минерального материала и битума в соответствии с рецептом смеси используются дозаторы.

В смесителях периодического действия дозирование минеральных материалов обычно осуществляется в весовых дозаторах, а дозирование битума – в объемных. Отдельные фракции минеральных составляющих могут одновременно взвешиваться раздельно на рядом расположенных весах или последовательно – на суммирующих весовых устройствах.

374

Битум на установках непрерывного действия дозируется битумными насосами-дозаторами (рис. 9.44). В корпусе 1 насоса расположены три шестерни 2, 4 и 8, находящиеся в постоянном зацеплении.

Рис. 9.44. Битумный насос-дозатор

Шестерня 4, кроме вращательного движения, может совершать осевое перемещение с помощью винта 7. В обратном направлении шестерня подается пружиной 5. Вкладыш 6, перемещающийся одновременно с шестерней 4, имеет цилиндрический вырез с радиусом кривизны, соответствующим радиусу окружности выступов шестерни 2. Этот вкладыш разобщает всасывающий канал 9 и нагнетательный канал 3 отдозированного битума, заменяя собой цилиндрическую поверхность корпуса насоса. При вращении ведущей шестерни 8 против часовой стрелки промежуточная 2 и дозирующая 4 шестерни увлекают жидкость из канала 9 и выдают ее следующим образом:

375

дозирующая шестерня – в канал 3, промежуточная – в канал 10. Количество битума, подаваемое в канал 10, остается постоянным, а количество жидкости, подаваемое в канал 3, меняется передвижением шестерни 4, так как при этом изменяется длина ее зацепления и, как следствие, изменяется количество битума, подаваемого в канал 3.

Смесители для приготовления асфальтобетонных смесей разделяют на двухвальные лопастные и барабанные. Барабанные гравитационные смесители не обеспечивают качественного перемешивания и применяются только для приготовления черненого» щебня, т.е. для перемешивания щебня с битумом. Двухвальные лопастные смесители могут быть периодического и непрерывного действия.

Двухвальный лопастной смеситель периодического действия (рис. 9.45 а) представляет собой сварной корпус, внутренняя поверхность которого закрыта съемными броневыми листами.

Рис. 9.45. Лопастные смесители принудительного перемешивания: а – цикличного действия; б – непрерывного действия

Внутри корпуса на роликовых подшипниках установлены два вала квадратного сечения, на каждом из которых закреплено по шестнадцать лопастей с броневыми лопатками. Плоскость каждой пары лопастей на валу повернута относительно плоскости соседней пары на 90°, плоскость броневых лопаток относительно направления вращения вала – на 45°. В дне корпуса смесителя имеется отверстие, закрытое затвором, через которое готовая смесь выгружается.

376

Конструкция смесителя непрерывного действия (рис. 9.45 б) отличается от конструкции описанного тем, что один из торцов удлиненногокорпуса открывается, и через неговыгружается готовая смесь.

Агрегаты минерального порошка служат для временного хра-

нения порошка, а иногда и пыли, и для подачи материалов в расходный бункер. В состав агрегата входят: силос, механические и пневматические устройства подачи, питатели, дозаторы.

Бункерные системы готовой смеси предназначены для приема,

кратковременного хранения и выдачи готовой смеси. Они позволяют в течение некоторого времени обеспечивать равномерную работу асфальтосмесительной установки непрерывного действия при отсутствии транспортных средств.

Эксплуатационная производительность асфальтобетонного смесителя периодического действия (в т/ч)

Пт QnКв /1000,

где Q – замес, кг;

n– расчетное число циклов за 1 ч работы, n 3600Тц ;

Кв – коэффициент использования смесителя по времени, Кв =

=0,8...0,9.

Производительность асфальтобетонных установок – 6, 12, 25, 50,

100, 200 и 400 т/ч.

При работе асфальтобетонных установок происходит интенсивное образование пыли. Выброс пыли из сушильного барабана и с просеивающих поверхностей горячего грохота составляет до 3,5 % общего количества просушиваемого материала. Для очистки дымовых газов используются пылеулавливающие вытяжные устройства как су-

хой, так и мокрой очистки – циклоны, матерчатые и гравийные фильтры, циклоны-промыватели и другие очистительные устройства.

Широкое применение для очистки пылегазовых смесей получили циклоны. Поступающая в циклон со скоростью до 20 м/с пылегазовая смесь, вращаясь и опускаясь по винтовой линии, теряет твердые частицы, отбрасываемые под действием центробежной силы к стенкам корпуса. Силы трения, действующие на твердые частицы, снижают их скорость и способствуют их оседанию. Освобождаемый от пыли газ отсасывается из циклона вентилятором по централь-

377

ной трубе. Степень извлечения пыли в циклонах достигает 90…98 %. Циклоны изготавливаются производительностью 700…1500 м3/ч очищенного газа. На асфальтосмесительных установках применяются одиночныеи групповыециклоны, состоящиеиз 2, 4, 6 и 8циклонов.

На рис. 9.46 дана схема воздухоочистительного пылеулавливающего двухступенчатого устройства с клапанным распределителем воздушногопотока и механическими очистителями стенок циклонов.

Рис. 9.46. Схема двухступенчатого пылеулавливающего устройства: 1 – циклон; 2 – фильтр; 3 – привод очистителя циклона;

4– распределитель потока; 5, 7 – центробежные вентиляторы; 6, 8 – выпускной и входной воздухопроводы; 9 – бункера

9.7.4.Установки для приготовления асфальтобетонных смесей

Асфальтосмесительные установки для приготовления различных асфальтобетонных и битумоминеральных смесей комплектуются из унифицированных агрегатов различных типоразмеров и имеют производительность 25, 50, 100 и 200 т/ч.

Асфальтосмесительная установка производительностью 100 т/ч (рис. 9.47) включает в свой состав агрегаты: питания 1, сушильный 2, смесительный 3, пылеулавливающий 5, минерального порошка 6, а также битумную цистерну 8, нагреватель битума 9, топливные баки 7, кабину 10 управления и накопительный бункер 4 готовой смеси.

378