Машины по содержанию и ремонту автомобильных дорог и аэродромов

–источник тепла, нагревающий теплоноситель (масло или пар), который обеспечивает потребность производства в тепловой энергии.

Коллоидные мельницы бывают разных конструкций. Их основными характеристиками, определяющими качество выпускаемой эмульсии, являются:

–частота вращения;

–величина регулируемого или постоянного зазора между статором и ротором.

В общем виде коллоидная мельница представляет собой конструкцию, изображенную на рис. 4.22 [1].

Рис. 4.22. Коллоидная мельница

Конструкции коллоидных мельниц (гомогенизаторов) были разработаны в СССР еще до начала широкого применения битумных эмульсий. В центробежном гомогенизаторе [2], изображенном на рис. 4.23, происходит принудительное перемешивание дисперсной фазы и дисперсионной среды. Производительность такого гомогенизатора колеблется от 0,9 до 1,2 т эмульсии в час. Вал гомогенизатора имеет частоту вращения 2500…3000 об/мин и приводится от электродвигателя мощностью 22 кВт. Гомогенизатор состоит из литого чугунного корпуса 1, установленного на фундаменте. Корпус снабжен обогревающей рубашкой 2, через которую пропускается

235

пар. Отверстия 3, имеющиеся в корпусе гомогенизатора, служат для ввода пара и выпуска его. В цилиндрическую расточку корпуса вставлено сменное кольцо 4, внутренняя поверхность которого является рабочей. Крышки закрепляют сменное кольцо в осевом направлении и одновременно являются опорами для подшипников вала гомогенизатора. В нижней части крышек 5 и 6 имеются отверстия 8 для слива готовой эмульсии.

Рис. 4.23. Гомогенизатор двухдисковый:

1 – корпус; 2 – обогревающая рубашка; 3 – отверстия для ввода пара; 4 – сменное кольцо корпуса; 5, 6 – крышки корпуса; 7 – сальники; 8 – отверстия для слива готовой эмульсии; 9, 10 – рабочие диски

На валу машины жестко насажен рабочий диск 9, закрепленный установочным винтом, к диску на заклепках прикреплен второй рабочий диск 10. Нагруженные рабочие поверхности дисков имеют коническую форму. Вал вместе с рабочими дисками может перемещаться в осевом направлении благодаря наличию приспособления, позволяющего перемещать левый подшипниковый узел вместе с направляющей втулкой. Так как внутренняя поверхность сменного

236

кольца и наружная поверхность дисков 9 и 10 имеют коническую форму, то при перемещении дисков величина радиального рабочего зазора будет меняться. Изменение зазора влияет на производительность и качество приготовляемой эмульсии: чем меньше зазор, тем более дисперсной получается эмульсия. Величина зазора может меняться в пределах 0,15–1,0 мм.

К верхней части корпуса крепится загрузочная воронка, снабженная сеткой. Внутри прилива имеется канал для подвода битума и раствора эмульгатора в рабочую полость гомогенизатора. Смесь битума и раствора поступает в пространство между быстровращающимися дисками. Центробежной силой жидкость отжимается и поступает в зазор между внешней поверхностью дисков и внутренней поверхностью кольца, где благодаря трению происходит процесс объединения битума с раствором эмульгатора и образование эмульсии. Кроме гомогенизаторов с двумя рабочими дисками существуют и другие.

Трехступенчатый гомогенизатор, изображенный на рис. 4.24, имеет три диска на валу 10: один (5) – с рифленой поверхностью и два (6) – с гладкими коническими поверхностями. На внутренней поверхности корпуса напротив дисков укреплены три кольца: одно (24) – с рифленой и два (21) – с конической поверхностями. Между гладкими кольцами вставлены распорные кольца 23, а между дисками – распорные кольца 9. В рабочем положении выступы рифленого диска входят в выточки рифленого кольца. На обоих гладких конических кольцах и на внутренней поверхности правой крышки корпуса укреплены перегородки 22, а на каждом из трех дисков – по шесть нагнетательных лопаток 25.

Ширина рабочего зазора между дисками и кольцами изменяется регулировочным механизмом. Он состоит из регулировочных гаек 14 и 15, установочной гайки 16, распорной втулки 13, стопорной гайки 17, кольца со шкалой 18 и указателя 19. Вращением гаек 14 и 15 поступательно перемещается втулка 11, а вместе с ней и диски. Корпус 4 состоит из внутреннего 8 и наружного 7 цилиндров и крышек 3. Внутреннее пространство в корпусе используется для пара, обогревающего гомогенизатор. Ротор приводится во вращение электродвигателем мощностью 7 кВт посредством клиноременной

237

передачи 12. Производительность такого гомогенизатора составляет около 3 т/ч.

Рис. 4.24. Трехступенчатый гомогенизатор:

1 – шпонка; 2 – приемный патрубок; 3 – крышки; 4 – корпус; 5, 6 – диски; 7, 8 – наружный и внутренний цилиндры; 9, 23 – распорные кольца; 10 – вал; 11 – регулировочная втулка; 12 – шкив; 13 – распорная втулка; 14, 15 – регулировочные гайки; 16 – установочная гайка; 17 – стопорная гайка; 18 – кольцо;

19 – указатель; 20 – сливной патрубок; 21, 24 – рабочие кольца; 22 – перегородки; 25 – нагнетательные лопатки; 26 – болты

Эмульгируемые жидкости, поступающие по приемному патрубку 2 внутрь машины, проходят три ступени эмульгирования – вначале продавливаются через зазор между рифлеными, а затем – последовательно через оба зазора между гладкими коническими поверхностями. Готовая эмульсия истекает через патрубок 20.

На рис. 4.25 показано приготовление эмульсии при помощи акустического вибратора 8, состоящего из штуцера, сопла и вибрирующей пластины. Битум и водный раствор эмульгатора, нагретые до рабочей температуры, подаются в необходимых пропорциях в рабочий бак 6. Уровень жидкостей в баке должен быть таким, что-

238

бы вибратор 8 оказался погруженным в жидкость, затем включается насос 2 и жидкость под давлением 6–8 кг/см2 подается через фильтр 7 к вибратору. Пройдя через вибратор, жидкости возвращаются в бак 6. Непрерывная циркуляция продолжается до тех пор, пока в рабочем баке не образуется эмульсия. Вибратор будет работать наиболее эффективно, если он настроен в резонанс, т.е. когда частота собственных колебаний пластины совпадает с частотой вынужденных колебаний.

Рис. 4.25. Акустическая эмульсионная установка:

1 – электродвигатель; 2 – насос; 3 – всасывающий трубопровод; 4 – нагнетательный трубопровод; 5 – манометр; 6 – рабочий бак; 7 – фильтр; 8 – вибратор;

9 – резервуар для эмульсии

Европейский опыт производства битумной эмульсии свидетельствует, что оптимальной конструкцией диспергирующего устройства является коллоидная мельница. Битумная эмульсия, полученная в таких установках, имеет стабильные и высокие показатели основных параметров, регламентированных требованиями действующих нормативных документов.

В настоящее время на рынке Республики Беларусь и России представлены установки для производства битумных эмульсий, использующие в качестве диспергирующего устройства коллоидные мельницы с постоянным или регулируемым зазором между ротором и статором производства ведущих зарубежных фирм [3]:

239

1.Компания «BREINING» (Германия) производит установки произ-

водительностью 10 т/ч моделей «EMU–MIX S 10», «EMU–MIX 10».

Стоимость оборудования EMU–MIX 10 (без цистерн) составляет около 180 000 долларов США на условиях поставки EXW– Германия. «BREINING» также предлагает лабораторные установки для испытания эмульсии серии EMU–LAB производительностью до

200 л/ч.

2.Компания «RINCHEVALE (FAYAT GROUPE)» (Франция)

производит установки производительностью от 3 до 20 т/ч различных модификаций: стационарные, мобильные, контейнерного типа.

Вкомплект поставки могут входить передвижные цистерны емкостью от 60 до 130 м3. Стоимость установки контейнерного типа производительностью 5 т/ч составляет от около 150000 до 200000 долларов США на условиях поставки EXW–Франция.

3.Компания «EMULBITUME» (Франция) предлагает на рынке СНГ установки моделей ATOMIX–5 производительностью 5 т/ч и ATOMIX–10 производительностью 10 т/ч. Стоимость установок ATOMIX–5 и ATOMIX–10 на условиях поставки DDP–Москва составляет соответственно около 150 000 и 180 000 долларов США.

4.Компания «AKZO NOBEL» (Швеция) предлагает комплект оборудования по производству битумных эмульсий производительностью 10, 12, 16 и 20 т/ч. Стоимость оборудования без цистерн может составлять от 500 000 долларов США для установки производительностью 12 т/ч до 650 000 долларов США для установки производительностью 20 т/ч на условиях поставки EXW–Швеция.

5.Компания «MASSENZA» (Италия) производит установки для производства катионных битумных эмульсий производительностью 3…5 т/ч и 10…12 т/ч, стоимость которых в зависимости от комплектации составляет 300 000…350 000 долларов США на условиях поставки EXW–Италия.

6.Компания «KALOTTIKONE» (Финляндия) производит полностью укомплектованные эмульсионные заводы производительностью 25 т/ч. Ориентировочная стоимость завода (без стоимости цистерн) составляет 1 600 000 финских марок.

7.Компания «ITG» производит заводы VSS EMULTEC и ITG– AE для производства битумных эмульсий любых типов, в том числе

240

с использованием полимеров, производительностью от 10 до 50 т/ч, стоимость которых составляет от 130 000 долларов США на условиях CIF–Москва.

Имеющиеся образцы установок отечественного производства являются, по сути, опытными образцами, требующими доработок и эксплуатационных испытаний [3], которые представлены на российском рынке следующими предприятиями:

1.ФГУП «Центральное научно-конструкторское бюро» производит стационарную установку по производству битумных эмульсий модели ЦНКБ–ЭУ производительностью 5…10 т/ч. Стоимость оборудования (без цистерн) составляет 200 000…230 000 долларов США в зависимости от комплектации.

2.ЗАО «Инженерный центр планета» производит установку контейнерного типа для производства битумных эмульсий модели «Планета–ЭУ» производительностью 3…5 т/ч. Стоимость установки (без цистерн) составляет 50 000…70 000 долларов США в зависимости от комплектации.

3.ОАО «Завод Дормаш» (г. Верхний Уфалей Челябинской области) производит установку модели БЭМК–5 стационарного типа производительностью 5 т/ч. Стоимость данной установки (без стоимости цистерн) составляет 220 000…230 000 долларов США в зависимости от комплектации.

4.ОАО «АСДОР» (г. Москва) предлагает установку для производства битумной эмульсии производительностью 3…5 т/ч, размещаемую стационарно или контейнерного типа стоимостью в 2…3 раза ниже зарубежных аналогов в зависимости от комплектации.

Схема завода по производству битумной эмульсии, включающего перечисленное выше оборудование, представлена на рис. 4.26.

Перевозка битумной эмульсии осуществляется аналогично пере-

возке битума, но из-за того, что ее температура не превышает 96 С [4] (при 96 С происходит выкипание водной фазы), битумная эмульсия не относится к опасным грузам [5] и может перевозиться без ограничений на общих основаниях.

241

тых сегодня с производства автомобильных шасси типа ГАЗ–52, 53, ЗИЛ–130, 131, 133, реже КамАЗ–53212, 53213, большой износ вследствие запуска в эксплуатацию в 1980–1990 годах.

Наиболее распространенной машиной данной группы является машина КДМ (комбинированная дорожная машина), выполняющая в летний период ямочный ремонт укладкой мелкозернистого асфальтобетона и распределение минерального материала (щебня) при производстве поверхностной обработки, а в зимний период – распределение песчано-соляной смеси. Данные машины выпускались Смоленским заводом дорожных машин (в настоящее время ОАО «КДМ»), Новосибирским заводом дорожных машин (в настоящее время – ОАО «Новосибирский завод дорожных машин»), Осиповичским заводом «Коммаш», которые выпускают их и сегодня в варианте для зимнего содержания автодорог, и рядом других предприятий.

Наиболее распространенная конструкция машины КДМ (рис. 4.27) представляет собой кузов объемом 2,7 м3, загружаемый горячей асфальтобетонной смесью, который смонтирован на раме из профилей двутаврового сечения, крепящейся к шасси автомобиля ЗИЛ– МСК–Т (ЗИЛ–130) посредством стремянок. Для выгрузки материала из кузова через задний борт с шиберной заслонкой, регулирующей его подачу, к разбрасывающему диску служит цепной транспортер, представляющий собой сварную калиброванную цепь, к которой приварены стальные скребки, установленные в нижней части бункера. В передней части бункера установлено натяжное устройство транспортера. Над разбрасывающим диском смонтирован отражатель, препятствующий вылету технологического материала выше плоскости вращения диска.

Привод транспортера и разбрасывающего диска осуществляется гидромоторами, приводимыми в действие от двух насосов, установленных на коробке отбора мощности базового шасси. Гидросистема привода оборудования машины включает в себя также два гидрораспределителя, два регулятора потока с предохранительными клапанами, управляющими и регулирующими частоту вращения гидромоторов, гидробак с фильтром. Регулировка подачи материала в

243