Рис. 5.7. Комплект агрегатов передвижного АБЗ в транспортном положении (Ви-Бау):
1 — сушильный агрегат; 2 — дозировочно-сортировочный агрегат; 3 — смесительный агрегат; 4 — кабина управления; 5 — накопительный бункер; 6 — агрегат пылеочистки

В составе оборудования имеются подъемно-транспортные машины в виде гидравлических домкратов, кранов, облегчающих процесс монтажа, или используются стреловые краны, имеющиеся на строительстве. Передвижные АБЗ снабжают материалами с прирельсовых баз и складов или размещают в районах месторождений каменных материалов.

Выбор типа АБЗ, его состав, размещение в районе потребления продукции представляют большую сложность. Экономическим критерием при выявлении оптимального варианта развития и размещения производственной базы служит минимум затрат на производство, транспортирование и потребление продукции.

Ввиду увеличивающихся с каждым годом объемов дорожного строительства, большого количества построенных дорог во многих районах Советского Союза наметилась тенденция . к снижению количества небольших АБЗ. При укрупнении АБЗ, более правильном их расположении, подчинении одной, организации увеличивается производительность труда, экономятся энергетические ресурсы, резко сокращается территория, занимаемая под АБЗ.

Стационарные предприятия в зимний период могут готовить асфальтобетонные брикеты из высококачественных смесей для централизованного снабжения ими небольших потребителей, имеющих несложное оборудование для «разогрева» брикетов, а также холодные смеси в запас для использования по мере надобности.

Выбор машин и оборудования для АБЗ. Промышленность Советского Союза выпускает большое количество типоразмеров асфальтосмесителей. Компоновка агрегатов АБЗ может быть башенной, партерной и полубашенной. Башенная, или вертикальная, компоновка (рис. 5.8,а) требует меньших затрат энергии на подачу материала, так как он поднимается 1 раз и затем за счет использования силы тяжести (гравитации) поступает на переработку. Площадь для размещения требуется относительно небольшая. Однако при этой компоновке необходимо большое количество монтажных и демонтажных работ при перебазировке АБЗ: затрудняется ремонт, усиливается вредное влияние вибрации на все весовые устройства. Этот недостаток устраняется применением гирационных (эксцентриковых) уравновешенных грохотов, отличающихся спокойной работой, высоким качеством сортировки и способностью работать в зоне высоких температур. При партерном (наземном) расположении агрегатов (рис. 5.8, б) горячие каменные материалы поднимаются несколько раз, поэтому суммарная высота подъема больше, чем в установках башенного типа. Соответственно увеличивается количество подъемно-транс- портных машин. Полубашенная схема (рис. 5.8, в) характерна тем, что сушильный барабан с загрузочным устройством вынесен из башни и подъем материалов осуществляется дважды: в сушильный барабан и из сушильного барабана.

Рис. 5.8. Компоновка асфальтосмесительных установок:
1 — автомобиль-самосвал; 2 — накопительный бункер; 3 — скиповый подъемник; 4 — агрегат минерального порошка; 5 — смеситель; 6 — битумный насос; 7 – грохот; 8 сушильный барабан; 9 — обеспыливающий агрегат; 10 — агрегат первичного дозирования каменных материалов;
11 — ленточный транспортер; 12 — дозатор

Основным технологическим оборудованием установок является смесительный агрегат (рис. 5.9). В нем происходит сортировка горячего песка и щебня, дозирование, перемешивание компонентов и выдача готовой смеси. По способу перемешивания компонентов различают смесители периодического и непрерывного действия; они пригодны для приготовления смесей с наибольшим размером частиц 40 мм. Продолжительность перемешивания неограниченна и может регулироваться с учетом условий работ и вида смеси. В смесителях непрерывного действия регулирование продолжительности перемешивания ограничено весьма узкими пределами и в большинстве случаев связано с необходимостью проведения трудоемких наладочных работ. В смесителях периодического действия переналадка может быть осуществлена быстро, тогда как в смесителях непрерывного действия для этого необходимо сначала удалить материал со всей) пути от дозатора до смесителя и перенастроить дозаторы. Если по местным условиям нужно изменять состав смеси в течение смены, предпочтительны смесители периодического действия.

Преимущество смесителей непрерывного действия состоит в меньшей мощности привода, меньших габаритных размерах, смесь можно выдавать независимо от грузоподъемности автомобилей-самосвалов, она стабильнее по качеству. Этим объясняется все более широкое использование таких смесителей для приготовления битумоминеральных, а в ряде случаев асфальтобетонных смесей.

Рис. 5.9. Схемы перемешивания асфальтобетонных смесей: 1 — дозатор; 2 — насос высокого давления; .3 — расходомер; 4 — дозатор по массе; 5 — лопастной смеситель; 6 — цистерна с горячим битумом

В составе АБЗ обязательно должен быть агрегат питания для подачи песка и щебня (холодного) и их предварительного дозирования. При приготовлении битумоминеральных смесей (не асфальтобетона) для дозирования каменных материалов устанавливается только этот агрегат. Он прост и удобен для перебазирования. Для хранения материалов служат расположенные рядом бункера емкостью 1,5—7,5 м3 и больше. Их количество зависит от числа фракций, применяемых при приготовлении смеси. Стремление увеличить запас материалов приводит к увеличению числа бункеров для одной фракции сдваиванием агрегатов питания.

Для загрузки агрегатов питания применяют легкие самоходные экскаваторы или краны с грейферным оборудованием. Бульдозеры требуют сооружения эстакады или опускания агрегатов питания в приямок. Бульдозеры загрязняют материал грунтом, дробят щебень, быстро изнашивается ходовая часть трактора, происходят частые поломки гусеничного хода. Широкое применение находят одноковшовые погрузчики на пневмоколесном ходу с фронтальной разгрузкой. Они дешевле экскаваторов и кранов, более производительны и мобильны.

Под каждым бункером агрегата питания установлены питатели и сборный ленточный транспортер, подающий материал в сушильный агрегат. Питатели могут быть кареточные, ленточные и вибрационные объемного действия. Они снабжены механизмом, регулирующим выдачу материала на ленту. Наиболее удобны в эксплуатации малогабаритные вибрационные питатели, но они дороги. Контроль количества материалов, подаваемых агрегатом питания, осуществляют ленточными дозаторами с сигнализирующими устройствами. В бункерах агрегата питания устанавливают сводооб- рушители, из которых наиболее^ эффективны малоэнергоемкие и надежные виброобрушители.

Удаление влаги и нагрев материалов до 160—250° С (при приготовлении горячих смесей) обеспечивает сушильный агрегат, который включает барабан, пылеулавливающее устройство для очистки запыленных дымовых газов и воздуха. Выпаривание поверхностной и гигроскопической влаги, нагревание песка и щебня происходят за счет тепла факела форсунки, соприкосновения с горячими деталями сушильного барабана и тепла дымовых газов, образующихся при сгорании топлива. Высокая эффективность сушки достигается при непосредственном контакте каменных материалов с потоками горячих газов. Благодаря лопастям, прикрепленным к внутренней поверхности барабана, материал многократно поднимается и сбрасывается в поток дымовых газов. Газы направлены навстречу движущемуся каменному материалу, что обеспечивает постоянное и равномерное нагревание материала сначала в зоне меньших, а затем в зоне более высоких температур газов. Лучшими являются топки, в которых обеспечивается полное сгорание топлива (мазут, дизельное, горючий газ бутан или пропан).

Использование бутана способствует лучшему распределению теплового потока в сушильном барабане, повышает его выработку, удлиняет срок службы барабана за счет исключения местного его перегрева, уменьшает эксплуатационные расходы, связанные с под- Держанием системы очистки отработавших газов. Экономичен по сравнению с жидким топливом. Форсунки регулируются вручную или автоматически, когда подача топлива прекращается при срыве факела пламени, изменении температуры нагрева каменных материалов (автоматически регулируется количество подаваемого топлива). Форсунки высокого давления, работающие на тяжелом топливе, более сложны, так как требуют зажигательных муфелей и установки дымососов. Жидкое топливо распыляется частью воздуха, необходимого для горения, или водяным паром, а основное количество воздуха для сгорания засасывается дымососом. В форсунках низкого давления весь воздух, нужный для горения, имеет низкое давление. За последние годы большое распространение находят форсунки среднего давления, в которые воздух подается воздуходувкой высокого давления для распыления топлива, а низкого — для подачи вторичного и остаточного воздуха, необходимого для сгорания топлива.

Безопасность зажигания форсунки обеспечивается тем, что сушильные барабаны оборудуют электрогазовым запалом. Возможен обогрев барабанов пропаном, электричеством и инфракрасными лучами.

АБЗ — дымное и пыльное предприятие, нежелательное для размещения вблизи населенных пунктов и жилых массивов. В СССР и за рубежом ведутся большие исследования, направленные на снижение пыли и дыма за счет лучшего сжигания топлива, распыления топлива горячим воздухом, рациональных геометрических размеров сушильного барабана, размещения лотков, подающих материал в сушильный барабан, и интенсификации процесса улавливания пйли обеспыливающими агрегатами. Применяют двухступенчатую очистку — сухую и мокрую, а в последнее время и тройную. Для сухой очистки используют тканевые фильтры, иногда электрофильтры. Система пылеулавливания оборудуется устройством для возвращения крупной пыли, осаждающейся в циклонах, в смесительный агрегат. Это целесообразно, если пыль не содержит глинистых и суглинистых частиц, а по структуре и физическим свойствам пригодна для использования в качестве минерального порошка. Такая пыль, как правило, отличается от минерального порошка, поэтому хранить ее надо в отдельном бункере, не допуская их смешивания, и использовать в качестве добавки к минеральному порошку только после анализа и рекомендации лаборатории.

Рис. 5.10. Усиленная газоочистка на АБЗ:
1 — циклон; 2 — камера фильтрации; 3 — механизм ворошения; 4— распределительное устройство; 5 — дымосос; 6 — дымовая труба; 7 — вентилятор обратной продувки; S — короб дымовых газов от сушильного барабана; 9 — пылесборннк

Эффективным и новым является применение для пылеулавливания зернистых фильтров-циклонов [5.4]. Принципиально новая схема обеспыливания с их использованием показана на рис. 5.10. Особенность состоит в использовании слоя песка или мелкого гравия. Для регенерации фильтров применяют ворошение слоев материалов и обратную их продувку очищенными дымовыми газами. На схеме сплошными стрелками показан путь движения запыленных газов при очистке, а пунктирной продувка при регенерации фильтров. Компоновка фильтров может быть разная. На рисунке показан фильтр-циклон из двух секций А а Б, работающих параллельно. Каждая секция — это конический циклон (СК-ЦН-34) с бункером для сбора пыли. Фильтровальные камеры расположены наверху. Материал с зернами 3 мм или гравий насыпают на перфорированный лист слоем 70—100 мм. Механизмы ворошения 3 пальчикового типа включают при регенерации слоя. Крупные зерна задерживаются в циклоне и собираются в. бункере, а мелкие уносятся потоком газа по центральной трубе циклона в фильтровальную камеру, проходя сверху вниз слой зернистого материала. Очищенные газы проходят через распределительное устройство и дымососом выбрасываются в атмосферу. Если регенерация не обеспечивает очистку, слой заменяют. На рисунке показан момент регенерации секции Б и работа секции Л по очистке запыленного воздуха.

Постоянство состава асфальтобетонных смесей обеспечивается повторной, более точной дозиррвкой после просушки и нагрева. Необходимость дозирования после сушки обоснована тем, что в холодных каменных материалах, подаваемых агрегатом питания, имеются частицы, по форме и размерам не отвечающие требованиям ТУ. После сортировки на грохоте материал поступает в отсеки теплого бункера по фракциям. Бункер имеет теплоизоляцию, а в ряде конструкций систему обогрева электричеством, жидким горячим теплоносителем, инфракрасными лучами. Дозирование каменных материалов и минерального порошка осуществляется по массе, битума — по массе и объему мерными баками или расходомерами. Сухие горячие компоненты перемешиваются с битумом в лопастных двухвальных смесителях. Лопасти, воздействуя на небольшие массы смеси, перемещают их; при этом происходит сдвиг и перемещение частиц также и внутри смеси. Наличие нескольких факторов перемешивания способствует созданию условий для структурообразования смеси. Лучшего перемешивания достигают не длительностью процесса, а его интенсификацией за счет улучшения конструкций смесителя. В современных смесителях принята кольцевая схема перемешивания, при которой материал перемещается по всему объему смесителя и равномернее распределяются компоненты смеси. За рубежом для приготовления мелкозернистых смесей устанавливают двух-, трехскоростные коробки передач, позволяющие регулировать число оборотов лопастей смесителя в зависимости от состава смеси.

Важным элементом технологии приготовления смеси является подача вяжущего. Каждая частица каменного материала должна быть полностью покрыта пленкой битума определенной толщины.

Битум подается: а) путем свободного истечения через отверстия распределительных труб — способ, применяемый в основном в смесителях свободного перемешивания и не обеспечивающий равномерной подачи и обволакивания частиц; б) через сопла распределительных труб под давлением до 6 кгс/см2, чем улучшается качество обволакивания частиц. Битум распределяется тонкими струями равномерно по всему замесу за короткий промежуток времени, чем сокращается длительность перемешивания и улучшается качество смеси; в) через распылительные форсунки под давлением 18—25 кгс/см2, битум выходит из форсунок в виде тумана.

Качество смеси во многом зависит от точности дозирования компонентов, в частности битума. Это особенно важно при непрерывном процессе приготовления смеси, поскольку дозирование битума тоже должно быть непрерывным. Оригинальным решением, этой задачи является разработка и экспериментальная проверка СКБ «Дормаш» оборудования для дозирования битума в асфаль- тосмесителях Д-645-3 100 т/ч (рис. 5.11). Оборудование для непрерывного дозирования битума включает фильтр ФГ10-50, измеритель объема КЦ-50-20, указатель количества и расхода УКР-1» датчик расхода ДР-1-15, измерительный преобразователь расхода ИПР-1 и указатель расхода УР-1 (предел измерений по расходу битума — 1,5—15 м3/ч).

Обезвоженный и нагретый до рабочей температуры битум по битумопроводу подают ч£рез фильтр, краны к шестеренчатому дозирующему насосу. Насосом через измеритель объема 9 и кран 11 битум нагнетается в распределительную трубу, из которой распыляется по всей ширине лопастного смесителя. Излишки битума, минуя фильтрующие элементы, возвращаются в биту- монагревательный агрегат. При высокой скорости вращения лопастей компоненты смеси находятся во взвешенном состоянии,, чем достигается их быстрое равномерное покрытие пленкой вяжущего.

Перемешивание происходит весьма энергично, что способствует образованию смесей высокого качества, особенно с мелкозернистой и однородной структурой. Такое перемешивание осуществляется в смесительных агрегатах Ви-Бау (ФРГ)—«Импактметод».

Рис. 5.11. Схема непрерывного дозирования битума:
1 — фильтр; 2 — пневматический цилиндр; 3, 4, И, 12 — краны; 5 и « — манометры; 6 — термометр; 7 — дозирующий шестеренчатый насос; 9 — измеритель объема с указателем количества и расхода; 10 — дистанционный указатель расхода; 13 — распределительная труба; 14 — измерительный преобразователь расхода

Для приготовления мелкозернистых смесей эффективно виброперемешивание, при котором улучшаются условия перемешивания мельчайших минеральных частиц, достигается некоторое разрушение структурных новообразований, затрудняющих распределение компонентов зерен.

Готовая смесь из смесителя может поступать непосредственно в автомобили-самосвалы небольшой грузоподъемности или в накопительные бункера при использовании автомобилей большой грузоподъемности. При использовании машин большой грузоподъемности можно лучше организовать работу транспортных средств, снизив потребность в автомобилях, уменьшить остывание смеси при перевозках. Перед погрузкой горячей смеси кузова автоматически смазываются краскораспылителями, расположенными так, чтобы при подходе заднего борта автомобиля они включались и опрыскивали дно и стенки кузова. Благодаря этому быстрее разгружается смесь. После разгрузки кузова необходимо тщательно очищать.

Накопительный бункер может быть с одной или несколькими емкостями смесей разных составов (рис. 5.12). Как правило, их загружают при помощи скиповых подъемников или тельферных (с передвигающими бункерами по кран-балке), цикл которых согласуют с циклом смесителя. Бункер устраивают термоизолирован- ным с обогревом горячим маслом или электричеством. Помимо накопительных бункеров применяют резервные бункера-термосы для кратковременного хранения горячей смеси. Они позволяют выпускать горячую смесь, не дожидаясь подхода автомобиля, не останавливая смесительную установку. Таким образом, на АБЗ обеспечивается постоянство технологического процесса, увеличивается выпуск продукции. Резервные бункера-термосы можно транспортировать на место укладки асфальтобетона, если это вызывается необходимостью и особенностью строительства.

При длительном хранении горячих и теплых смесей в бункерах- термосах происходит разделение смеси по крупности и форме зерен (сегрегация), что может привести к выдаче на трассу смеси, неоднородной по фракционному составу. В целях уменьшения этого разделения бункера рекомендуют выполнять цилиндрической формы, а выходные отверстия снабжать качающимся распределителем (лотком).

Всякий перерыв в работе АБЗ нарушает температурный режим сушильного барабана, что, в свою очередь, влияет на равномерность обволакивания минеральных зерен битумом и приводит к потере смеси при восстановлении требуемого режима нагрева в су- хпильном барабане. Часто непрерывность работы внутри смены зависит от обеспеченности АБЗ автомобилями для вывозки смеси. Нарушение ритма работы АБЗ — источник падения производительности; снижения качества смеси. Увеличение количества автомобилей-самосвалов сверх нормы всегда снижает экономический эффект. Расчет автомобилей см.