Передвижные асфальтосмесительные установки

07.06.2016

Передвижные асфальтосмесители эффективны при небольших объемах работ, а также при удаленности объекта производства от стационарных асфальтосмесительных установок. В соответствии с этим они должны иметь компактную конструкцию, невысокую стоимость, максимальную мобильность при минимальной трудоемкости монтажных и демонтажных работ, а также обеспечивать возможность выпуска различных типов асфальтобетонных смесей.
Исходя из конструктивной компоновки и количества технологических узлов, можно выделить две основные группы передвижных асфальтосмесительных установок: малой (3-50 т/ч) и большой (50-150 т/ч) производительности.
Асфальтосмесители первой группы обычно устанавливают на двухосных прицепах и транспортируют грузовыми автомобилями. В рабочем положении асфальтосмеситель опирается на винтовые домкраты. Основными узлами такого асфальтосмесителя являются рама, загрузочные устройства, сушильный барабан, дозирующие устройства, смеситель, расходные емкости для хранения топлива и вяжущего материала. Для загрузки минеральных материалов используют ковшовые элеваторы. Дозирование материалов осуществляют объемным способом. В данных асфальтосмесителях применяют смесители принудительного типа, периодического или непрерывного действия. Привод механизмов может быть от дизельного двигателя, а также от собственной генераторной установки или от внешней электросети.
Асфальтосмесители второй группы состоят из двух, трех или более агрегатов, базирующихся на прицепах или полуприцепах к грузовым автомобилям, и включают в себя узлы, аналогичные узлам стационарных асфальтосмесителей.
В союзном государстве выпускают небольшой ассортимент передвижных асфальтосмесителей.
Особенности технологических процессов приготовления АБ смесей на установках периодического и непрерывного действия можно проанализировать по рисунку 2.29, на котором представлены асфальтосмесители башенного и партерного типа.
На первом этапе подготовка компонентов не зависит от типа установки. Со склада минеральных материалов песок и щебень в исходном состоянии подают в бункеры агрегата питания 1, в котором их непрерывно дозируют в соответствии с требуемой подачей. Затем их подают многоковшовым конвейером 2 в барабан сушильного агрегата 3, в котором щебень и песок высушивают и нагревают до заданной температуры. Нагрев производят сжиганием в топках сушильных агрегатов жидкого (из бака 13) или газообразного топлива. Горячие газы и пыль отводят в атмосферу через пылеулавливающие устройства сухой 18 и мокрой 19 очистки.
Передвижные асфальтосмесительные установки

Следующие этапы уже зависят от типа установки. В установке периодического действия башенного типа (рисунок 2.29, а) нагретый минеральный материал подают конвейером 4 в сортировочное устройство 7 смесительного агрегата для распределения по фракциям. Каждая фракция попадает в отдельный отсек бункера 8. Под бункером размещают автоматический весовой дозатор 6 периодического действия, в котором последовательно взвешивают отдельные фракции щебня и песок (в соответствии с заданной рецептурой смеси) и подают в лопастной смеситель 5.
В установке непрерывного действия партерного типа (рисунок 2.29, б) нагретый минеральный материал поступает с конвейера 4 непосредственно в смеситель 5 непрерывного действия. В этом смесителе предварительно отдозированные компоненты смеси перемещаются непрерывным потоком от загрузочного к разгрузочному концу, снабженному бункером, днище которого перекрывает затвор.
Мобильность передвижных установок находит отражение в конструкциях основных агрегатов. На рисунке 2.30 представлена конструктивная схема передвижного агрегата питания, выполненного в виде двухосного безрессорного прицепа, оснащенного пневмоколесным ходовым оборудованием. На раме 6 прицепа размещают бункеры 1, закрытые сверху стальными решетками во избежание попадания негабарита. На боковой стенке каждого бункера устанавливают вибрационный сводообрушитель 2. Под каждым бункером устанавливают питатель 8, который обеспечивает дозирование и подачу равномерным потоком минерального материала (щебня и песка) на ленту собирающего конвейера 7. Для этих целей применяют различные типы питателей. В их числе лотковые электровибрационные и ленточные питатели непрерывного действия. Производительность питателей регулируют из кабины управления асфальтосмесителя.
Передвижные асфальтосмесительные установки

Передвижной сушильный агрегат асфальтосмесителя непрерывного действия также изготовлен в виде отдельного прицепа на пневмоколесном ходу (рисунок 2.31). Раму 10 устанавливают на ходовые тележки 6 и 13 и оснащают сушильным барабаном 3 с приводом вращения 9, загрузочной 2 и разгрузочной 4 коробками и топочным устройством 5. Кроме того, перед загрузочной коробкой устанавливают весовое устройство 1 для контроля работы питателей агрегата питания асфальтосмесителя. Сушильный барабан мобильной установки принципиально не отличается от барабана стационарного агрегата. Он представляет собой набор подъемно-транспортных лопастей, которые обеспечивают непрерывное перемешивание и перемещение компонентов минерального материала от загрузочной к разгрузочной коробке. При этом происходят нагрев и сушка материала в основном за счет движения горячих газов и контакта с нагретыми элементами барабана.
Привод 9 вращения сушильного барабана осуществляют от электродвигателя через редуктор и механическую передачу. Для этого используют открытую зубчатую, цепную или фрикционную передачу. В последнем случае вращение барабану передают через опорные ролики.
Передвижные асфальтосмесительные установки

Передвижной пылеулавливающий агрегат, представленный на рисунке 2.32, также имеет пневмоколесное ходовое устройство, на котором смонтирована рама 1. На раме установлено три пылеулавливающих устройства: циклон 9 рециркуляции, батарейный циклон 4 и барботажно-вихревое устройство мокрой очистки 2. Их используют для того, чтобы создать разрежение в кожухах агрегатов асфальтосмесительного оборудования и тем самым снизить пыление до действующих санитарных норм.
Горячий газ и пыль из сушильного барабана поступают в дымосос 8, из которого часть газов отводят по трубе 7 в циклон 9 для первичной очистки от крупных частиц. Далее очищенные газы возвращаются в дымосос по трубе 6 в дымосос 8 и затем общим газовым потоком направляются по трубе 5 в батарейный циклон 4 (вторую ступень очистки). Из циклона 4 газы попадают в барботажно-вихревое пылеулавливающее устройство мокрой очистки 2 и затем уже очищенные через дымовую трубу 3 выходят в атмосферу (на высоте около 17 м).
Сухая пыль, собранная в устройствах первой и второй ступеней очистки, поступает на винтовой конвейер 10 и через элеватор отводится в бункер для нов горного использования.
Передвижные асфальтосмесительные установки

Совершенствование технологии получения асфальтобетонных смесей осуществляют в нескольких направлениях, в их числе вибрационное смешение и беспыльное приготовление АБ смесей.
При вибрационном смешении все технологические агрегаты, кроме смесителя, остаются неизменными. Для этих целей используют или вибрационный смеситель барабанного типа, или двухвальный лопастной смеситель периодического действия с вибрирующими корпусом и валами. Вибрация корпуса и рабочих органов смесителя создает в смеси значительные ускорения частиц и разрушает коагуляционную структуру битума, что облегчает адсорбцию асфальтенов, входящих в его состав, на поверхности минеральных материалов.
При вибрации битум переходит в пленочное состояние и лучше обволакивает минеральные частицы, а сами пленки битума становятся более однородными по толщине, что приводит к повышению качества асфальтобетонной смеси и, как следствие, - повышению долговечности асфальтобетонного покрытия. Однако, несмотря на преимущества вибрационного смешивания, этот метод не получил пока распространения из-за низкой долговечности узлов вибрационных смесителей.
Технология беспыльного приготовления асфальтобетонной смеси существенно отличается от традиционной. Существуют два способа беспыльного приготовления смеси: в первом - минеральные материалы смешивают с битумом в двухвальном лопастном с мест еле до сушки, во втором - минеральные материалы смешивают с битумом в процессе сушки и нагрева материала в сушильно-смесительном барабане.
По первому способу, разработанному немецкой фирмой «Wibau», предварительно отдозированные агрегатом питания влажные минеральные материалы подают в двухвальный лопастный смеситель, в который последовательно поступают активирующая добавка и битум.
Водный раствор активирующей добавки придает частицам минерального материала водоотталкивающие свойства и улучшает их адгезию к битуму. После введения в холодную смесь горячего распыленного битума его капли застывают, связывая мелкие частицы минерального материала в гранулы.
Приготовленная в смесителе холодная смесь поступает далее в сушильный барабан-активатор, где происходит испарение влаги и расплавление капель битума. Благодаря действию активирующей добавки расплавленный битум эффективно обволакивает частицы минерального материала.
Данный способ имеет многие достоинства, в их числе возможность использования серийного оборудования; снижение стоимости и металлоемкости асфальтосмесителя вследствие исключения горячего элеватора, грохота, горячего бункера и дозаторов минеральных материалов; возможность длительного хранения холодной смеси и последующего приготовления асфальтобетонной смеси на объекте с использованием только сушильного барабана-активатора.
Недостатки способа обусловлены рядом обстоятельств. К ним относятся сложность соблюдения заданного рецептурного состава, поскольку дозирование осуществляет агрегат питания; строгий контроль влажности песка и щебня для сохранения заданного соотношения массы минерального материала и битума; применение минеральных порошков, не склонных к набуханию, а также дорогостоящей активирующей добавки; повышенные требования к стабильности теплового процесса во избежание разрушения и окисления битумной пленки. Кроме того, приготовление асфальтобетонной смеси (по способу фирмы «Wibau») не нашло широкого применения из-за контакта горячих газов с открытым битумом, который при нагреве выше 100°С вспенивается, интенсивно стареет и выгорает. Замена противоточного барабана-активатора на поточный также не уменьшает явления старения и выгорания битума.
Второй способ беспыльного приготовления асфальтобетонной смеси получил большее распространение. В нем влажные и холодные песок и щебень, предварительно отдозированные в агрегате питания, и минеральный порошок по ленточному конвейеру подают в сушильный барабан, работающий по поточному способу сушки. В первой (радиационной) зоне сушильного барабана происходит нагрев и сушка минеральных материалов. Во вторую (конвективную) зону сушильного барабана подают битум, где в среде горячих газов и паров воды происходят дальнейший нагрев минеральных материалов и их обволакивание.
Дозирование битума основано на применении расходомеров и сблокировано с системой дозирования минеральных материалов при строгом контроле их влажности.
Для исключения прямого контакта факела горящего топлива с битумом используют различные методы. Фирмы «Astec» (США) и «Gеnсоr» (Великобритания) разделяют радиационную и конвективную зоны сушильно-смесительного барабана диафрагмой. Фирма «Ermont» (Франция) применяет специальную систему подъемно-сбрасывающих лопастей, создающих непроницаемый для излучения факела экран из ссыпающегося материала, обеспечивающий качественное просушивание материалов в барабане.
Наличие в зоне активного пылеобразования жидкого битума способствует улавливанию частиц пыли, однако полностью исключить вынос пыли из сушильно-смесительного барабана не удается. Температура выходящей готовой смеси составляет 120-140 °С для менее вязких и 135-175 °С для более вязких битумов. Готовую смесь выдают или непосредственно в транспортное средство, или элеватором в накопительный бункер.
Достоинства установок с сушильно-смесительными барабанами заключаются в простоте оборудования, значительном снижении металлоемкости и энергоемкости, а также в меньшем количестве пыли, выносимой из сушильносмесительного барабана, что упрощает очистку дымовых газов.
К недостаткам беспыльного приготовления смеси в сушильносмесительном барабане следует отнести необходимость жесткого контроля влажности компонентов, применение минерального порошка, не склонного к набуханию, высокую влажность готовой смеси (до 1-3 %); высокую температуру образующихся дымовых газов (до 300-350 °С) и др.
Для замедления старения битума в сушильно-смесительном барабане применяют короткофакельные топки с интенсивным режимом горения и очень низким коэффициентом избытка воздуха, не превышающим 1,05.
Следует отметить, что достоинства этого метода компенсируют перечисленные недостатки, поэтому выпуск установок с сушильно-смесительными барабанами ведущими производителями технологического оборудования постоянно растет.