Лопастные смесители
Смешивание минеральных материалов (щебня, песка, минерального порошка) с битумом является важнейшей операцией технологического процесса приготовления асфальтобетона, активно влияющей на формирование его структуры.
В настоящее время для приготовления асфальтобетонных смесей применяют в основном лопастные смесители принудительного смешивания (рис. 11.27), которые разделяют на смесители периодического и непрерывного действия.
Смесители имеют корытообразное днище-корпус, боковые и торцовые стенки, два вала с лопастями, синхронно вращающимися внутри корпуса навстречу друг другу.
Лопасти закреплены на валах посредством кронштейнов и расположены попарно, причем каждая пара лопастей повернута относительно соседней на угол смещения кронштейнов (р, равный 90° в смесителях периодического действия. По отношению к оси вала лопасти закрепляют на кронштейнах под углом а, чаще всего равным 45°. Лопасти располагают на валу по прерывистой винтовой линии. Это необходимо для
перемещения материала не только в плоскости вращения лопастей, но и вдоль корпуса смесителя.
А А Рис. 11.27. Лопастные смесители принудительного смешивания: а — периодического действия, б — непрерывного действия. |
Смесители непрерывного действия имеют удлиненный корпус, материал загружается в торце смесителя через люк в кожухе. В некоторых конструкциях смесителей в зоне загрузки 4-5 пар лопастей каждого вала установлены с углом смещения кронштейнов <р, равным 30 или 45°. При вращении лопастных валов смесь перемещается от одного тор
ца к другому, где и разгружается через отверстие в нижней части торцовой стенки корпуса.
Длительность смешивания возможно регулировать изменением подачи материала в смеситель и изменением скорости движения смеси в корпусе смесителя. При любой производительности для получения качественной смеси ее уровень должен закрывать лопасти смесителя, что достигается или изменением наклона смесителя, или подъемом подпорной заслонки. Смесители периодического действия имеют более короткий корпус, чем смесители непрерывного действия, материал загружается через люки в кожухе смесителя. Готовая смесь разгружается через открываемое днище-затвор.
Движение материала внутри корпуса смесителя, приводящее к равномерному распределению компонентов по объему замеса, зависит от установки лопастей на валах. Существуют две схемы движения смеси: противоточная и поточно-контурная (рис. 11.28).
Рис. И.28. Затворы лопастных смесителей периодического действия: а — шиберный; б — секторный; в — грейферный; г — лепестковый.
При противоточной схеме движения смеси лопасти установлены на валах так, что при вращении последних смесь движется от торцов смесителя к центру. В центре смесь поднимается конусом и веерообразно растекается с вершины конуса.
Лопасти, расположенные в середине вала, почти полностью загружены, так как находятся в смеси, а лопасти у торцовых стенок загружены очень мало. Особенно большая неравномерность загрузки лопастей по длине вала наблюдается у длинных смесителей, имеющих коэффициент формы корпуса смесителя |I (отношение длины корпуса смесителя 1к к его ширине Ьк) 1,4 и более.
Пропорционально загрузке лопастей неравномерно изнашивается днище смесителя.
При поточно-контурной схеме движения смеси лопасти установлены на валах так, что при вращении последних смесь движется вдоль валов. Лопасти одного вала смещают смесь от одного торца смесителя к другому, где одна-две пары отбойных лопастей отгребают смесь от торца и передают на другой вал; лопасти второго вала смещают смесь в противоположную сторону, где отбойные лопасти передают смесь на первый вал. Так образуется замкнутая схема движения смеси по контуру — большой круг циркуляции смеси. В средней части смесителя лопасти соседних валов смещают смесь в разные стороны, что в сочетании с поперечным движением масс смеси приводит к возникновению малых кругов циркуляции и более быстрому распределению компонентов по объему замеса.
При поточно-контурной схеме движения смеси лопасти по всей длине валов загружены равномерно, износ днища и лопастей идет равномерно по длине смесителя, но лопастные валы нагружены значительными осевыми силами, воспринимаемыми опорными подшипниками лопастных валов.
Затворы лопастных смесителей периодического действия могут быть трех типов: шиберными (выдвижными), секторными (поворотными) и створчатыми, которые подразделяют на грейферные и лепестковые.
Шиберные затворы представляют собой часть днища корпуса смесителя с рамкой и опорными катками, перемещающимися по подвесной раме (рис. 11.29, а). Привод шиберного затвора осуществляется электромеханическим или пневматическим устройством.
Достоинства шиберных затворов следующие: небольшая габаритная высота, простота и надежность уплотнения между неподвижным корпусом и подвижной частью затвора, благодаря чему исключается просыпание материала при работе смесителя.
Недостатками шиберных затворов являются большое усилие открывания, особенно при выключенном приводе лопастных валов смесителя и наличии смеси в корпусе смесителя, значительное время открывания и закрывания затвора, малая площадь разгрузочного отвер
стия, поскольку выдвижение затвора осуществляется на 1/3-1/2 длины корпуса смесителя.
Рис. 11.29. Схема движения смеси в корпусе смесителя: а — проти — воточная; 6 — поточно-контурная; 1 — уровень смеси в смесителе;
2 — большие круги циркуляции; 3 — малые круги циркуляции.
Секторный затвор (рис. 11.29, б) устанавливают на подвесных опорах. Выгрузка смеси осуществляется при повороте затвора вокруг его продольной оси при помощи пневмоцилиндра. Достоинство секторного затвора заключается в быстроте и легкости открывания даже при остановленном приводе валов смесителя.
Недостатками секторного затвора являются трудности надежного уплотнения зазора между подвижным сектором и неподвижным днищем и, как следствие, просыпание мелких фракций сухого материала, малая площадь разгрузочного отверстия и несколько большая габаритная высота (по сравнению с шиберными затворами).
Грейферный затвор створчатого типа (рис. 11.29, в) состоит из двух подвесных створок, валов, кронштейнов и соединительных тяг. Привод створок осуществляется одним пневмоцилиндром. Створки поворачиваются синхронно. Преимущества грейферного затвора состоят в быстроте и легкости открывания створок, большой площади затвора, что приводит к быстрой разгрузке смеси.
Недостатки грейферного затвора: при большой площади створок велико давление на них смеси, что вызывает деформацию синхронизирующих валов, кронштейнов и тяг, и большие габаритные размеры затвора в раскрытом состоянии.
Лепестковый затвор состоит из двух створок (рис. 11.29, г) с независимым управлением. Каждая створка подвешена шарнирно на общей оси и управляется двумя иневмоцилиндрами. Достоинства лепесткового затвора: надежное уплотнение зазоров и отсутствие просыпания материала, легкость и быстрота открывания створок.
Недостатки лепесткового затвора: малая площадь разгрузочного отверстия, разброс смеси в стороны при открывании створок.