Строительные машины и оборудование, справочник







Конструктивные схемы асфальтобетонных смесителей

Категория:
   Машины для строительства асфальтобетонных покрытий


Конструктивные схемы асфальтобетонных смесителей

Асфальтобетонные покрытия являются наиболее распро страненным видом усовершенствованных дорожных покрытий капитального типа. Для приготовления асфальтобетонных смесей, из которых строятся покрытия, применяются специальные асфальтосмесители. Асфальтобетонная смесь состоит из минерального материала (щебня, песка, порошка) и вяжущего материала (битума или дегтя). В случае, если щебень заменяется гравийным материалом, такая смесь называется уже не асфальтобетоном, а черной гравийной смесью.

Для получения качественной смеси требуется точное дозирование исходных материалов, строгое соблюдение температурного режима, технологии работ и тщательное перемешивание минеральных материалов с вяжущими. Поэтому на всех асфальтосмесителях, независимо от типа и конструкции, имеются сушильное и смесительное оборудование, транспортные приспособления и контрольные приборы и на большинстве асфальтосмесителей — дозаторы.
Асфальтобетонные смесители выпускаются производительностью от 3 до 250 т/ч и более. По производительности они подразделяются на смесители малой производительности (до 15 т/ч), смесители средней производительности (до 60 т/ч) и смесители большой производительности (до 100 и более т/ч).
Смесители малой производительности используются на работах по ремонту покрытий автомобильных дорог и являются большей частью передвижными. Смесители средней и большой производительности выпускаются полустационарные и стационарные. Полустационарные смесители эксплуатируются обычно на одном месте 2—3 года, а затем демонтируются и перевозятся на новый строительный объект. Стационарные смесители используются на постоянно действующих асфальтобетонных заводах.

В зависимости от характера размещения агрегатов смесители разделяются на два типа: башенный и партерный. В смесителях башенного типа все агрегаты располагаются по технологической линии один под другим и исходные материалы, поднятые наверх, далее в процессе производства перемещаются вниз под действием силы тяжести.

В смесителях партерного типа все агрегаты размещаются не по вертикали, а по площади и обрабатываемые материалы от одного агрегата к другому подаются транспортными средствами (транспортерами, элеваторами, шнеками и т. п.).

Кроме указанной классификации, асфальтосмесители разделяются по технологической схеме на две группы; смесители со свободным перемешиванием и смесители с принудительным перемешиванием. Каждая из периодического и непрерывного действия. В смесителях периодического действия приготавливается определенный по весу замес и время перемешивания ничем не ограничено. При этом для приготовления смесей различного состава не требуется каких-либо перестановок элементов смесителя.

В смесителях непрерывного действия приготовление смесей различного состава связано с необходимостью перестановки лопастей. Кроме того, время перемешивания ограничено.

Для приготовления нового состава смеси приходится перестраивать дозаторы. Смесители непрерывного действия целесообразно использовать в условиях, где не приходится часто изменять состав смеси. Достоинством этих смесителей является стабильность состава приготавливаемой в них смеси. В этих смесителях, как правило, автоматизированы все элементы технологического процесса.

Рис. 154. Разрез смесителя со свободным перемешиванием

Смесители периодического действия со свободным перемешиванием промышленностью в настоящее время не изготовляются, однако они в большом количестве имеются в дорожном хозяйстве.

Смесители со свободным перемешиванием (рис. 153) в основном используются для приготовления крупнозернистых смесей. Разрез такого смесителя представлен на рис. 154. Он состоит из цилиндрического вращающегося барабана, разделенного внутри перегородкой на две части: сушильную и смесительную. Барабан опирается кольцевыми бандажами на ролики, закрепленные на раме. В торцовой стенке сушильной части имеется отверстие, используемое как для топки, так и для загрузочного бункера. Из бункера в барабан поступает минеральный материал. Внутри барабана имеется шнек, который продвигает материал к смесительной части барабана, а приваренные к шнеку отгребные ковши 5 отбрасывают материал обратно. При помощи имеющихся элеваторных лопастей 6 высушенный и нагретый материал сбрасывается на перепускной лоток и поступает в смесительную часть. На внутренней смесительной части барабана имеются перемешивающие лопасти и шнек, передвигающий материал к выпускному отверстию, расположенному в торце барабана. У торцовой стенки имеются, как и в сушильной части барабана, элеваторные лопасти, подающие приготовленную смесь на выпускной лоток.

Топка представляет металлический полый барабан, выложенный внутри огнеупорным кирпичом. В топке расположена форсунка.

В загрузочный бункер дозированные вне машины минеральные материалы подаются элеватором, скиповым подъемником или ленточным транспортером.
В сушильной части материалы высушиваются и обогреваются горячими газами, поступающими из топки. Здесь применен прямоточный метод обогрева, т. е. направления движения газов и материалов совпадают. Подача порции битума производится самотеком из битумного ковша через трубу с отверстиями, расположенную внутри смесительной части барабана. Рабочая температура битума составляет 160—180° С, вес одного замеса — 2,5—3,0 т. Продолжительность перемешивания равна 10—15 мин, производительность смесителя составляет 12—15 т/ч.

Основными недостатками смесителей этого типа являются:
1) пониженное качество перемешивания материала;
2) выдувание потоком газов минерального порошка, что нарушает состав смеси;
3) прямоточная система подогрева;
4) отсутствие точной дозировки материалов.

Иногда для уменьшения потерь минерального порошка, которые составляют около 10%, его подают шнеком непосредственно в смесительную часть.
К числу машин периодического действия, имеющих принудительное перемешивание, относятся смесители производительностью 25—30 т/ч (рис. 155) и производительностью 8—10 т/ч (рис. 157).

В смесителе, представленном на рис. 155, смесительный агрегат отделен от сушильного барабана. Песок и щебень поступают на двухсекционный качающийся питатель, а отсюда — на холодный элеватор, который подает эти материалы в сушильный барабан. Барабан цилиндрической формы диаметром 1,2 л и длиной 4,8 ж вращается со скоростью 12 об/мин. Топка расположена со стороны разгрузочного отверстия барабана, и горячие газы движутся навстречу движению материалов. Таким образом, здесь осуществлен более эффективный противоточный метод обогрева. Ускорению сушки способствуют также имеющиеся внутри барабана лопасти, часть которых расположена параллельно, а другая часть — под углом к оси барабана. Из сушильного барабана материалы, нагретые до 225—250 С, поступают на горячий элеватор, который подает их на грохот. Отсортированные на грохоте на три фракции материалы поступают в соответствующие секции бункера. В четвертую секцию бункера по специальному элеватору подается минеральный порошок. Под бункером находится весовой дозатор, после которого материалы в нужных количествах поступают в лопастную мешалку. Битум, нагретый до температуры 160—180° С, взвешивают на битумных весах и по битумной системе 8 подают насосом в мешалку. На смесителе имеется также пылеулавливающая установка. Все агрегаты смонтированы на общей раме.

Каменный материал перемешивается вначале без битума в течение 10 20 сек, а затем — с битумом до получения качественной смеси Время перемешивания одного замеса весом 600 кГ составляет около 1,5 мин Температура смеси равна 130—160” С.

Рис. 155. Асфальтосмеситель периодического действия производительностью 25—30 т/ч

Устройство лопастной мешалки показано на рис. 156. Она состоит из сварного корыта, внутри которого укреплены два вала, несущих на себе лопасти. Внутренняя рабочая поверхность корыта оборудована съемными плитами. Валы вращаются со скоростью 75 об/мин. Лопасти укреплены на валах попарно под углом 45° к оси вала. Благодаря этому материал движется не только по окружности, но и вдоль оси мешалки, что способствует его более интенсивному перемешиванию. Однако при такой конструкции и расстановке лопастей перемешивание материала в средней части мешалки является недостаточным. Поэтому Ш. Л. Кравцовым разработана такая схема размещения лопастей, при которой смесь с краев мешалки перемещается к середине, а здесь лопасти одного вала перемещают материал вправо, а второго вала — влево. Применение этой системы способствует улучшению перемешивания и позволяет уменьшить количество лопастей.

Смесители имеют пылеулавливающие установки, состоящие обычно из двух циклонов, вентилятора и бункера для сбора пыли.

Смеситель производительностью 8—10 т/ч (рис. 157) относится к смесителям башенного типа. Он имеет технологическую схему, аналогичную схеме смесителя на 25—30 т/ч, но по компоновке они несколько отличаются.

На верхнем ярусе размещены сушильный барабан с топкой и грохот. Сюда подводятся также два элеватора: один — для щебня и песка, а второй — для минерального порошка. На элеватор минеральный материал подается питателем. С элеватора минеральный порошок подается в бункер. На нижнем ярусе находятся дозаторы для минеральных и вяжущих материалов, мешалка и топливное оборудование. Здесь также имеется пылеулавливающая установка 8.

Рис. 156. Мешалка смесителя:
1 – редуктор; 2 — корпус мешалки; 3 — лопасть; 4 — наконечник

Сушильный барабан и грохот имеют коническую форму, поэтому при вращении материал перемещается поступательно. Минеральные материалы проходят весовую дозировку, а битум — объемную, которая осуществляется в баке с поплавковым устройством. Бак снабжен паровым подогревом. Вес одного замеса — 40О кГ.

Образцами машин непрерывного действия являются выпускаемые нашей промышленностью смесители производительностью 40—50 т/ч и производительностью 4—6,5 т/ч.

Первый смеситель состоит из нескольких самостоятельных агрегатов с партерным размещением. Технологическая схема этого смесителя показана на рис. 158.

Каменный материал загружается в двухсекционный бункер, откуда качающимся питателем подается на холодный элеватор, а оттуда — в сушильный барабан. Топка в сушильном барабане расположена со стороны, противоположной поступлению материалов, и нагрев их горячими газами до 200—220 “С осуществляется противоточным способом. Жидкое топливо (мазут, нефть), сжигаемое в топке, подается в форсунки насосом низкого давления, а воздух — вентилятором высокого давления. Отходящие из сушильного барабана газы очищаются от пыли в циклонах и удаляются через дымовую трубу в атмосферу. Задержанная в циклонах пыль поступает на горячий элеватор и через виброгрохот — в соответствующий отсек горячего бункера.

Из сушильного барабана щебень и песок поступают на горячий элеватор и далее на плоский двухъярусный виброгрохот, где они сортируются на фракции 0—5, 5—15 и 15—35 мм. Эти фракции поступают в три отсека горячего бункера, а сверхмерный материал (крупнее 35 мм) направляется с грохота в специальный бункер. В четвертый отсек горячего бункера из механизированного склада И непрерывно поступает заполнитель — минеральный порошок. Под горячим бункером расположен весовой дозатор, откуда порции материала весом в 450 кГ периодически (через 32,5—40,5 сек) доставляются шнеком на элеватор, а с него — в мешалку.

Рис. 159. Асфальтосмеситель непрерывного действия производительностью 4,0—6,5 т/ч:
1 — форсунка; 2 — топка; 3 — сушильный барабан; 4 — ковшевой элеватор; 5 — элеватор для заполнителя

Пыль из кожухов виброгрохота и весового дозатора улавливается пылеулавливающей системой и подается в бункер, а из него она поступает на элеватор и используется в качестве минерального порошка.

Битум из битумоплавильни непрерывного действия непрерывно подается в мешалку поршневым насосом-дозатором.

Перемешивание в мешалке минеральных материалов с битумом происходит непрерывно и продолжается 2,0—2,5 мин. Готовая смесь выгружается через выходное отверстие мешалки, перекрываемое затвором 17 на время смены транспортных средств.

Автоматизированы следующие операции: взвешивание минеральных материалов, перепуск материалов с весов в элеватор, нагрев материалов в сушильном барабане, дозированная подача битума в мешалку и удаление пыли из бункера циклона.

В смесителе (рис. 159) передвижного типа все агрегаты смонтированы на платформе двухосного прицепа на пневмоколесном ходу.

Весь технологический процесс, начиная с приема материала и кончая выдачей готовой смеси, осуществляется непрерывно. Два ковшовых элеватора подают щебень и песок в два бункера, из которых качающимися питателями определенные порции материала подаются в сушильный барабан. Сушильный барабан противоточного типа обогревается форсункой воздушного распыления. Топливом служит мазут. Из сушильного барабана нагретые материалы выгружаются в мешалку непрерывного действия, куда непрерывно поступают минеральный порошок и горячий битум, Порошок подается специальным элеватором и дозируется шнековым дозатором, а битум подается по трубопроводам и дозируется шестеренчатым насосом,

Корпус насоса (рис. 160) состоит из трех находящихся в постоянном зацеплении шестерен (ведущей, промежуточной и дозирующей), из которых крайняя может перемещаться в осевом направлении, в результате чего длина зацепления зубьев будет изменяться. С изменением длины зацепления будет меняться производительность насоса, а следовательно, в дозатор, а из него насосом высокого давления нагнетается в распределительные сопла, расположенные в мешалке. На соплах имеются насадки, распыляющие битум. Отсчет количества битума, поступающего в мешалку, учитывается по шкале. Излишек битума из импактора возвращается по специальному битумопроводу обратно в котел.

В настоящее время в практику строительства начинает внедряться метод вибрационного перемешивания асфальтобетонных смесей. Как показали исследования и опыт эксплуатации вибросмесителей, при совместном воздействии на асфальтобетонную смесь вибрации и принудительного перемешивания резко повышается эффект перемешивания.

Интенсификации перемешивания способствует также увеличение времени перемешивания, скорости вращения лопастей и введение в смесь поверхностно-активных веществ, понижающих поверхностное натяжение и количество битума, поступающего в мешалку. При полном зацеплении производительность насоса будет максимальной. Установка шестерни в требуемом положении производится перед началом работы насоса специальным регулировочным механизмом винтового типа. При работе насоса битум всасывается через канал и выдается по нагнетательным каналам, причем регулируемое количество битума выдается из канала дозирующей шестерней, а постоянное количество — из канала. промежуточной шестерней.

Существенным недостатком рассматриваемого смесителя является то, что все компоненты смеси дозируются по объему, а не по весу, что снижает точность дозировки.

Вопросу улучшения качества асфальтобетонной смеси в настоящее время уделяется исключительное внимание. Появился новый способ перемешивания, заключающийся в следующем. Битум под давлением до 20 атм распыляется в смесителе в виде тумана из мельчайших капель. Частицы каменного материала под воздействием быстро вращающихся лопастей мешалки (до 200 об/мин) приобретают большую скорость и подбрасываются вверх на значительную высоту. Во время полета частицы легко и со всех сторон обволакиваются тонкими слоями битума. При этом способе перемешивания значительно снижается расход битума.

На рис. 161 показана технологическая схема установки, работающей по новому способу перемешивания. Битум подается насосом из битумного котла У по нагнетательному битумопроводу в импактор, представляющий собой цилиндрический сосуд, внутри которого находится сетчатый фильтр с мелкими отверстиями. Из фильтра битум попадает на границе битум — минеральный материал, чем создаются условия для более полного обволакивания битумом минерального материала. Вместе с тем с увеличением времени перемешивания уменьшается производительность смесителя.

Помимо мероприятий по повышению качества смеси в настоящее время ведутся большие теоретические и экспериментальные работы по усовершенствованию конструкции смесителей, уменьшению металлоемкости и энергоемкости и повышению производительности труда при работе на асфальтосмесителях. Развитие техники идет по пути повышения производительности смесителей за счет увеличения геометрических размеров, создания компактных, мобильных, легко монтируемых и демонтируемых машин и автоматизации управления.

Система автоматического управления на асфальтосмесителе должна обеспечить:
1) точное дозирование минеральных и вяжущих материалов;
2) строгое и последовательное выполнение всех операций технологического процесса при разных составах асфальтобетона;
3) соблюдение температурного режима при сушке и перемешивании материалов;
4) соблюдение требуемого времени перемешивания;
5) учет количества приготовленных замесов.

При автоматизации асфальтосмесителей широко используется электропневматическая система, при которой исполнительными элементами служат пневмоцилиндры, управляемые электровоздушными клапанами. Находит также применение электромеханическая система, разработанная СоюздорНИИ, в которой в качестве исполнительных элементов использованы электровинты.

На рис. 162 представлена схема автоматического управления смесителем с электропневматической системой, разработанная ВНИИстрой-дормашем. На пульте управления расположены кнопки управления автоматической системой, дистанционная система регулирования технологического процесса, дистанционная весовая головка, блок высокочастотных электронных реле, световая сигнализация, переключатели бункеров и количества замесов и кнопки звукового сигнала. Выключение всех двигателей производится также с пульта управления машиниста.

Весовая головка учитывает весовое количество минеральных материалов, поступающих из четырехсекционного бункера. Она имеет пять стрелок, из которых четыре дозирующие, которые устанавливаются в соответствии с заданным составом смеси, а пятая — указывающая отдозированное количество.

Рис. 162. Схема автоматического управления смесителем

Затвор каждой секции бункера управляется пневмо-цилиндром. Пнев.моцилиндры используются также для поворота кранов дозаторов поверхностно-активных веществ и битума. Необходимое количество битума устанавливается по линейке поплавкового устройства в мерном баке путем соответствующего перемещения ртутного переключателя. При заполнении заданного объема битумом противовес поплавка размыкает контакт ртутного выключателя. Дозатор поверхностно-активных веществ (петролатума) работает так же, как и дозатор битума. Для управления пневмоцилиндрами предусмотрен блок электровоздушных клапанов, включаемых соответствующими промежуточными реле.

Суммарный вес последовательно дозируемых порций минеральных материалов учитывается циферблатной весовой головкой, соединенной рычажной системой с весовым бункером. Передача сигналов поворота стрелки весовой головки на аналогичную головку, размещенную на пульте управления, осуществляется сельсинной связью, представляющей два синхронных электродвигателя. Продолжительность открытия весового бункера, перемешивания в мешалке и открытия затвора 8 мешалки обеспечивается командным электропневматическим прибором КЭП-12, имеющим электродвигатель с постоянным числом оборотов. При включенном электродвигателе загорается сигнальная лампа. Питаниесжатым воздухом пневмоцилиндров и пневмопобудителя для аэрации минерального порошка осуществляется компрессорной установкой производительностью 1 м/мин и степенью сжатия до 7 атм.

При приготовлении асфальтобетона требуется выполнить, кроме основных технологических операций по приготовлению смеси, и ряд вспомогательных операций, связанных с приготовлением и переработкой материалов, составляющих асфальтобетонную смесь. Для этих целей сооружаются специальные асфальтобетонные заводы. В состав асфальтобетонного завода всегда входят цехи: битумный, смесительный, транспортный и складское хозяйство. На ряде заводов имеются дополнительно дробильно-сортировочный цех и цех по приготовлению минерального порошка. В последнее время на асфальтобетонных заводах организуются эмульсионные цехи. На асфальтобетонном заводе могут устанавливаться один или несколько асфал ьтосмесителей.

На рис. 163 показана типовая схема асфальтобетонного завода с двумя смесителями производительностью 25—30 т/ч. На заводе есть также эмульсионный цех. Территория завода занимает площадь 2—2,5 га. Завод расположен у железнодорожной магистрали, по которой поступают все исходные материалы. Вдоль железнодорожного пути размещены склады материалов и битумохранилище. Смесители расположены параллельно и на близком расстоянии друг от друга, что сокращает пути перемещения материалов. Эмульсионный цех размещен на площадке между битумными котлами и асфальтосмесителями. Это сокращает путь перемещения битума из битумных котлов к эмульсионному оборудованию, а также — эмульсии в мешалки.

Для внутризаводской транспортировки щебня и песка на крупных заводах используются траншейные ленточные транспортеры, а для минерального порошка — шнеки.

Битум н эмульсия транспортируются по трубам. Все работы на асфальтобетонных заводах полностью механизированы, а основные операции технологического процесса имеют дистанционное управление. Имеются также полностью автоматизированные асфальтобетонные заводы. Вместе с тем не полностью механизированы работы по разгрузке поступающих по железной дороге или водным путям минеральных материалов. Не решен также вопрос о механизации приема и подачи вязких эмульгаторов в эмульсионный цех. Для этих работ требуется еще создавать эффективные средства механизации.


Читать далее:

Категория: - Машины для строительства асфальтобетонных покрытий





Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины