Меню Рубрики

Установки для тепловой обработки изделий

Установки для тепловой обработки бетонных и железобетонных изделий

2.Установки для ТО бетонных и ж/б изделий:

ямные камеры для ТО изделий, достоинства, недостатки, рациональные конструкции
камер и их тепловая изоляция, камеры проф. Семенова, гидроаэроциркулирующие камеры,
необходимость циркуляция теплоносителя (схемы).

щелевые, башенные камеры ТО, пакетировщик, рациональные конструкции, принципа
работы камер, режимы ТО, достоинства, недостатки, области применения (схемы).

— Т/о изделий в термоформах, особенности режима ТО (схемы).

Ямные камеры удобны в эксплуатации, занимают относительно малые производственные площади, имеют хороший коэффициент использования емкости и малые теплопотери. При использовании стоек и траверс стоповщику не нужно находиться в камере при установке и выгрузке форм с изделиями.

Недостатком ямной камеры является то, что для ТО используют паровоздушную смесь при этом перепад температуры между верхом и низом очень большой до 30. .35 °С. Кроме этого присутствие воздуха в паровоздушной смеси снижает коэффициент теплоотдачи. Невозможно автоматизировать все процессы, связанные с ТО, с выгрузкой и загрузкой (всегда надо использовать кран), большие потери при нагревании корпуса, простой камеры во время загрузки и выгрузки.

Дно делается с некоторым уклоном для стока конденсата и его удаления из камеры. Возможен такой вариант подачи пара в камеру: перфорированные трубы располагаются не внизу, а посередине камеры 4а и на этих трубах устанавливаются сопла Ловаля (с одной стороны они направлены вниз, с другой — вверх). Это дает возможность создать определенную циркуляцию в камере, что позволяет повысить коэффициент теплоотдачи паровоздушной смеси, а, следовательно, и нагревание изделий. Одновременно это способствует выравниванию температуры по высоте камеры.

1 — Корпус камеры (из ж/б, хорошо теплоизолируется), размер зависит от изделия; 2 -вентилятор для перекачки паровоздушной смеси в соседнюю камеру при охлаждении изделий, 3 — перфорированные трубы для подачи пара в камеру; 4 — трубопровод для отвода конденсата, 5 — железобетонные стены камеры; 6 — гидрозатвор — швеллер по периметру камеры, куда заливается вода, желательно, чтобы крышка была с двумя ребрами; 7 — металлический лист (1. 2 мм, теплоизолируется пенопластом, минеральной ватой, и др.) крышки камеры; 8 -вентиляция.

Камеры должны быть хорошо теплоизолированы (т.к. это дает возможность примерно на 6 5% сократить потери тепловой энергии).

а) 1 — ж/б корпус; 2 — теплоизолятор (пенопласт, мин. вата и др.); 3 — фольгоизол (для предохранения теплоизоляции от увлажнения) далее воздушная прослойка; 4 – металлический лист с эпоксидным покрытием или из нержавеющей стали.

б) 1 — ж/б корпус; 2 — лист из стеклопластика; 3 — фольгоизол; 4 — металлический или асбестоцементные листы.

в) 1 — ж/б плита; 2 — ребристая плита; 3 — цементные стяжки.

г) 1- ж/б плита; 2 — плита из пенопласта; 3 — растворная стяжка.

д) 1 — плита; 2 — песчаная подушка; 3 — пустотные пластины с растворной стяжкой.

Камера Семенова оборудована дополнительным паропроводом вверху камеры и трубой для выпуска смеси, которая охлаждается холодной водой. Вначале подается пар в нижние перфорированные трубы — в период нагрева изделий. Изделия нагреваются до максимальной температуры паровоздушной смеси. Далее охлаждается нижняя труба и пар начинает подаваться в верхние перфорированные трубы, причем отверстие в этих трубах направлено вверх. Поскольку пар легче паровоздушной смеси он скапливается в верхней части камеры и постепенно начинает вытеснять паровоздушную смесь через гидравлический клапан наружу. Отсюда температура повышается до 100 °С и влажность 100 % — температура и влажность по высоте камеры одинаковы. Так создаются наиболее благоприятные условия для твердения бетона на шлакопортландцементе и др. смешанных вяжущих.

Гидроаэроциркулирующие камеры обладают повышенной влажностью среды в отличие от обычных камер, а значит коэффициент теплоотдачи выше — это способствует более быстрому нагреву изделий и сокращению цикла тепловлажностной обработки.

1 — корпус; 2 — изоляция; 3 — емкость с водой; 4- сепаратор с отверстиями в верхней части; 5- центробежный насос; 6 — устройство для нагрева воды до 90 0 С — 100 0 С: 7 – эжекторный насос (воздух подсасывается из камеры в воду, циркулируется по системе).

Для исключения недостатков ямных камер при конвейерном и полуконвейерном способе производства используют камеры непрерывного действия, чаще всего щелевые, имеющие высоту до 1 м, ширина камеры зависит от ширины изделия, длина такая, чтобы обеспечить заданный режим ТО. Корпус хорошо тепло- и гидроизолируется. С наружной части корпуса стены и верх изолируется снаружи (обычно слой рубероида на горячем битуме, затем плиты из ячеистого стекла с полимерцементной связкой). Днище т.ж. из ячеистого стекла изолируется с растворной стяжкой. Торцы камер должны иметь затвор с механическим или гидравлическим приводом. Иногда такие камеры используют как камеры периодического действия. В камере три зоны: подогрев, изотермическая выдержка, охлаждение.

В пакетировщике изделие, ранее сформованное в термоформе, механическим или гидравлическим приводом поднимается и прижимается к днищу ранее поднятой и удерживаемой кронштейнами термоформы. В установках непрер. действия вверх на одно изделие передвигается весь пакет. Верхняя термоформа с изделием, пройдя весь цикл ТО передается на пост распалубки. Конструкции позволяют собрать в пакет 6.. 10 термоформ. Теплоноситель подается в каждый отсек автоматическими клапанами, который сблокирован с приводом стола — подъемника. В процессе передвижения формы вверх пар откл. И подключается при установки форм в фиксированное положение. Продолжительность 6..8 часов.

Читайте также:  Установка sqlite visual studio

1 — автомат клапаныподачи пара, 2- стол – подъемник, 3-термоформа, 4-изделие, 5-передат тележка

Камера Семенова непрерывного действия 1 -ж/б теплоизолированный корпус камеры в виде башни, верхнюю часть этого корпуса подается пар, который поднимается в верхнюю часть камеры вытесняя воздух. В верхней части постоянно поддерживается Т = 100 0С , с относ. влажн. 100%. Камера в башне разде­лена на два отсека. Изделие в первом в виде пакета с помощью гидродомкрата поднимаются вверх. По мере подъема вверх часть изделия постепенно прогревается, до максимальной температуры.

В верхней части изделия проходят изотермическую выдержку, затем поступают во второй отсек 3, где снижаются вниз, охлаждаются.

Высота камер до 12 м — если 2 пакета изделий, если 4 пакета — 6..7 м.

Контактный прогрев в термоформах осуществляется через днище и стенки формы, в геометрически закрытых формах — через крышку. Жесткие конструкции поддона и боковых стенок обшиваются металлическим листом и герметизируются, а образовавшиеся полости через штуцера подводится теплоноситель. В отсеки теплоноситель (пар, вода, высокотемпературные — масло, дитолилметан) подают с помощью перфорированных труб. Для равномерного распределения теплоносителя и его циркуляции в ребрах жесткости делают круглые или овальные отверстия 100мм.

Температура в тепловых отсеках 130..140 0 С, на заводах ЖБИ применяют стационарные (для изготовления крупноразмерных изделий постоянно подключены к тепловой сети, имеют неподвижный поддон и откидывающиеся борта, вибрация с помощью навесных или глубинных вибраторов) и передвижные термоформы

Широко применяют плоские термоформы: вертикальные — в кассетных установках, горизонтальные в пакетиповщиках.

1 -днище форм, 2 — опора форм 3- перфорированный паропровод. 4 — рамная конструкция формы

источник

Тема лекции 10. Тепловлажностная обработка строительных материалов Назначение тепловлажностной обработки. Стадии тепловлажностной обрабоки. Виды и характеристика теплоносителей

Контрольные вопросы

1.Что понимают под линии постоянной энтальпией.

2.Зависимости основных параметров влажного воздуха..

3. Температура точки росы tр.

5. Что называется кривой насыщения.

Установки для тепловлажностной обработки предназначены для ускоренного твердения изделий. Обычно тепловлажностную обработку ведут до достижения 70% полной проектной прочности бетона.

Тепловлажностная обработка бетона насыщенным паром — основной способ, который позволяет создать влажностные условия нагрева и сохранить влагу затворения в материале. Поэтому именно этот способ приме­няется на большинстве заводов. Чтобы представить себе процессы, проходящие в установке и материале при тепловлажностной обработке, на первом этапе изучения предположим, что свежесформованный бетон после предварительной выдержки набрал какую-то начальную прочность, которая позволяет подвергать его обработке без формы и поддона

Установки для теп­ловлажностной обработки разделяют по следующим: признакам:

1. По режиму работы — на установки периодическо­го и непрерывного действия. Установки периодического действия в свою очередь подразделяются на две груп­пы: на работающие при атмосферном и избыточном дав­лении. Установки непрерывного действия могут работать только при атмосферном давлении. В качестве устано­вок периодического действия применяют ямные и на­польные камеры, кассеты, пакеты, термоформы и авто­клавы. Установки непрерывного действия изготовляют в виде горизонтальных и вертикальных камер, в кото­рых происходит непрерывное или импульсное передви­жение подвергаемого обработке материала.

2. По виду используемого теплоносителя различают установки, в которых используют водяной пар при ат­мосферном и избыточном давлениях; паровоздушную смесь, горячую воду, электроэнергию, продукты горения топлива и высокотемпературные органические теплоно­сители (горячие масла, даутерм, дитолилметан и др.)-

Кроме установок для тепловлажностной обработки в технологии сборного бетона и железобетона применя­ют установки для разогрева бетонной смеси и подогрева заполнителей.

Установки периодического действия

Раньше всех на заводах сборного бетона и железо­бетона появились ямные и туннельные камеры периоди­ческого действия. Постепенно с развитием промышленности несовершенные туннельные камеры периодическо­го действия утратили свое значение, и в промышленности остались только камеры ямного типа. Технический прогресс привел к появлению новых типов установок периодического действия, таких как кассеты, пакеты, термоформы и др.

Рисунок —10.1. Пропарочная камера ямного типа

Камеры ямного типа. Простейшей и наиболее распространенной является пропарочная камера ямного типа. Эти -камеры, которые называют просто ямными, применяют как на заводах, так и на полигонах. В зави­симости от условий эксплуатации, уровня грунтовых вод камеру либо заглубляют в землю так, чтобы ее края для удобства эксплуатации возвышались над полом це­ха не более 0,6—0,7 м, или устанавливают на уровне пола. В этом случае для обслуживания устраивают спе­циальные площадки.

Камеры имеют прямоугольную форму и изготовляют их из железобетона (рис. 10.1), стены камеры снабжают теплоизоляцией 17 для снижения потерь теплоты в ок­ружающую среду. Пол камеры I делают с уклоном для стока конденсата. В полу есть трап 2 для вывода кон­денсата. В приямке трапа, куда стекает конденсат, де­лают конденсатоотводящее устройство 3, в качестве ко­торого чаще всего ставят водоотделительную петлю. В камеру с помощью направляющих, в качестве ко­торых используют опорные стойки, краном загружают изделия в формах. Каждая форма от следующей изоли­руется прокладками из металла для того, чтобы пар обогревал формы со всех сторон. Высота камеры дости­гает 2,5—3 м. Ширину и длину обычно выбирают с уче­том размещения в ней двух штабелей изделий в формах. Между штабелями изделий и между штабелем и стенка­ми камеры устраивают зазоры, чтобы обеспечить захват изделий автоматическими траверсами при загрузке и разгрузке камеры.

Читайте также:  Установка автоматического выключателя расценка в смете

Установки непрерывного действия. В установках непрерывного действия в отличие от периодических легче механизировать и автоматизиро­вать весь процесс. Производительность труда обслу­живающего персонала на них значительно возрастает, поэтому в настоящее время они и внедряются наиболее широко в производство. В качестве установок непре­рывного действия для тепловлажностной обработки наи­более широко применяют щелевые горизонтальные, ще­левые полигональные и вертикальные пропарочные ка­меры.

Горизонтальные пропарочные камеры щелево­го типапредставляют собой туннель длиной b = 100—120 м. Ширина туннеля проектируется в расче­те на движение через него одного-двух изделий на каждой форме-вагонетке и находится в пределах b =5—7 м. Высота h=1,0—1,17 м. В камере помещает­ся от 17 до 27 вагонеток с изделиями. В отличие от пе­риодически действующих камер, где подъем температу­ры, а затем изотермическая выдержка и охлаждение осуществляются последовательно во времени в одной камере, щелевые пропарочные камеры по длине разде­ляются на соответствующие зоны: зону подъема темпе­ратуры среды, изотермической выдержки и охлаждения. В первую и вторую подводится тепловая энергия, третья зона — зона охлаждения, теплом не снабжается, а нао­борот, вентилируется холодным воздухом. Разделение камеры на функциональные зоны позволяет экономить тепловую энергию за счет затрат теплоты на нагрев конструкций после каждого цикла по сравнению с уста­новками периодического действия.

Схема горизонтальной щелевой пропарочной камеры показана на рис. 10.2 Принцип работы такой камеры следующий. Вагонетка с изделием в форме 1 поступает на снижатель 2, оборудованный толкателем. Снижатель опускает вагонетку на уровень рельсов щелевой камеры 4, и толкатель выталкивает вагонетку со снижателя в камеру. При этом вагонетка с изделием проходит под механической шторой 3, которая предохраняет торец, камеры от выбивания паровоздушной смеси и проника­ния в нее холодного воздуха. Одновременно вагонетка с изделием усилием толкателя продвигает весь поезд, находящийся в камере, и последняя вагонетка также че­рез герметизирующую штору 5 выдвигается на подъем­ник 6, который поднимает вагонетку на уровень пола, откуда она транспортируется на пост распалубки изде­лий. Изменяя ритм загрузки вагонеток можно повы­шать или снижать производительность камеры.

Камера разделяется на три зоны: зону подъема тем­пературы — подогрева /, зону изотермической выдержки II и зону охлаждения III. Тепловая обработка изделий в камере сводится к следующему. Материал, поступив­ший в камеру, может подогреваться либо паром, либо ТЭНами. При нагреве паром для его подачи используют двухсторонние стояки, причем первая пара стояков рас­полагается на расстоянии 20—25 м от входа с шагом от 2 до 6 м, а последняя — на расстоянии 35—40 м от выг­рузочного торца камеры. Пар смешивается с воздухом, образуя паровоздушную смесь. Для улучшения исполь­зования теплоты пара устраивают рециркуляцию: паро­воздушную смесь отбирают у загрузочного конца камеры и возвращают в конец зоны подогрева. Рецир­куляция помогает уменьшить потери пара, проникающе­го в зону охлаждения за счет его передвижения к загру­зочному концу камеры. Кроме того, в этих же целях между зоной изотермической выдержки и охлаждения устраивают воздушные завесы или перегородки из тер­мостойкой резины. Воздушные завесы в целях экономии тепла устраивают и в месте загрузки камеры. Макси­мальный нагрев изделий при использовании пара со­ставляет 80—85 °С, ибо в данном случае в камере кроме пара находится воздух.

Рисунок 10.2 — Схема горизонтальной пропарочной камеры щелевого типа

t — длина камеры; lI ZI , tI —соответственно длины зон подъема тем­пературы, tII изотермической выдержки и tIII охлаждения

Рисунок 10.3 – Схема полигиональной пропарочной камеры

Кроме рассмотренных на заводах применяют щелевые камеры с расположенными на разных уровнях зонами тепловой обработки. Схемы таких камер даны на рис. 11.2 На рис. 11.3, а показана щелевая камера, где ма­териал на вагонетке входит в зону подогрева I, подо­гревается и попадает на снижатель 2. Снижатель спу­скает изделие на уровень рельсов зоны изотермиче­ской выдержки II, которая отделена от зоны подогрева глухим перекрытием. После зоны II материал попадает в зону III, где охлаждается за счет просасывания хо­лодного воздуха, и материал через подъемник 3 тран­спортируется на пост распалубки. Принцип подачи и отбора воздуха аналогичен принятому для горизонталь­ной щелевой камеры (см. рис. 10.3). Тепловлажностная обработка в камерах, расположенных на разных уров­нях, может осуществляться паром или ТЭНами. Такая камера занимает меньше места и легче компонуется с остальным оборудованием.

Более совершенная конструкция камеры предложена сотрудниками Киевского инженерно-строительного ин­ститута (рис.10.3). Она несколько отличается от пре­дыдущей. Часть камеры, расположенная над полом, удлинена, а длина камеры, расположенной под полом по отношению к камере, показанной на рис. 10.4, а, уменьшена. Таким образом зона подогрева I находится под зоной охлаждения III. Кроме того, между зоной ох­лаждения и зоной подогрева сплошного перекрытия не делают. Зона изотермической выдержки II располагает­ся на втором и первом ярусах и разделена сплошным перекрытием

Рисунок 10.4 — Схема двухъярусной пропарочной камеры

а — двухъярусная пропарочная камера; б — камера Киевского инженерно-стро­ительного института

Вертикальные пропарочные камеры.В поисках способа более рационального использования теплоты и уменьшения площади цеха проф. Л. А. Семенов предло­жил вертикальную пропарочную камеру, схема которой лриведена на рис. 5.15. Принцип работы такой камеры заключается в следующем. Изделие в форме 1 по при­водному рольгангу 2 проходит до положения 3, пока­занного пунктиром, в камеру 4, состоящую из бетонной коробки 5, покрытой теплоизоляционным слоем 6. Свер­ху бетонную коробку 5 покрывают герметичной сталь­ной крышкой 7. В положении 3 изделие останавливается концевым выключателем. Этот же концевой выключа­тель включает в работу загрузочные гидродомкраты 14. Они поднимают изделие из положения 3, при этом форма с изделием утапливает защелки 13, а штабель оказывается выше защелок. занимают положение, показанное на рисунке. После вы­хода защелок гидродомкраты начинают опускаться вниз, проходят между защелками, оставляя штабель изделий на защелках. Пока такие камеры применяют лишь на ограниченном числе предприятий

Читайте также:  Установка водосточного желоба из пвх

Разрез А-А

Рисунок 10.5 Схема вертикальной пропарочной камера

Пакетные установки.Для бескамерной тепло­вой обработки бетона наиболее широко применяют па­кеты, установленные в штабель на специальном устрой­стве— пакетировщике (рис. 10.5). Он состоит из подъ­емного стола — траверсы 1, четырех гидродомкратов 2, направляющих колонн 3 и четырех упоров-отсекателей 4. Работа пакетировщика заключается в следующем. На стол-траверсу ставят термоформу со сформован­ным изделием 7, готовую к тепловой обработке. Вклю­чают гидродомкраты и поднимают стол-траверсу немно­го выше упоров-отсекателей. При этом упоры-отсекате-ли во время прохождения формы утапливаются. После того, как форма поднялась вверх, упоры-отсекатели под действием эксцентрично приложенной силы собственной массы возращаются в нормальное положение. Далее стол опускается, а форма с изделием остается на упорах и подключается к системе пароснабжения. Следующая форма с изделием поднимается аналогичным образом, только форма, стоящая на упорах, оказывается на уже поднятой. Пакетировщик рассчитан на одновременную обработку шести форм.

Термоформу пакетировщика переоборудуют из обыч­ной, жесткой стальной формы посредством приварки ккаркасу поддона формы стального листа. Образующу­юся под формой полость используют как нагревательный отсек. В.нее подают пар и из нее отбирают конденсат. Схема пароснабжения пакетировщика показана на рис. 10.5, где для наглядности поддоны раздвинуты. Пар в полость каждого поддона-формы 4 подают, присоединяя к штуцеру формы гибкий шланг 3 от парораспредели­тельной системы / и регулируют его подачу вентилями 2. Отбор конденсата осуществляется также с помощью шлангов 5, присоединяемых к штуцерам поддона фор мы. Открываются вентили 6 и конденсат через конден-сатоотводчик 7 спускается в систему конденсатоотбора. Тепловую обработку изделий проводят без предвари­тельной выдержки. Каждое изделие, кроме верхнего, обогревается сдвух сторон. Чтобы обеспечить оптималь­ные режимы тепловой обработки на пакетировщике ус­танавливают регулятор программного регулирования температуры. Подъем температуры осуществляют до 90—95 °С за 2 ч. Однако прогрев изделий в таких фор­мах неравномерен, в местах, удаленных от подачи па­ра, температура бетона на 30—40 °С в течение первых 2—3 ч меньше. Поэтому прочность на сжатие изделий, прошедших тепловую обработку в пакетировщиках, в разных точках бывает различной.

Автоклавные установки представляют собой герметически закрывающиеся сосуды цилиндрического типа, рассчитанные на тепловлажностную обработку из­делий паром под давлением порядка 0,8—1,3 МПа. Внут­ренний диаметр современных автоклавов 3,6 м, длина корпуса 21 м, они так называемого проходного типа. В такой автоклав поезд из вагонеток заталкивается с одного конца, а через другой после работы выгружается готовая продукция. На рис. 10.6 схематически показанавтоклав, состоящий из корпуса I с теплоизоляцией 13 и его оборудования. К оборудованию относятся две быст­ро закрывающиеся крышки 2, механизм, закрывающий и открывающий крышки 3, два предохранительных кла­пана 4, патрубок ввода пара 12, патрубок для вывода конденсата 7, патрубок для включения в вакуум-систе­му 10 и патрубок для перепуска пара 5. Сам корпус ус­танавливают на опоры, одна из которых закреплена не­подвижно—У/, а остальные — подвижные 5, что позволя­ет корпусу при тепловом расширении передвигаться по ним. В корпусе для загрузки вагонеток на специальных опорах смонтирован рельсовый путь 9 с колеей 1524 мм. Внизу между рельсами во всю длину корпуса вмонтиро­вана перфорированная труба 6, соединенная с патруб­ком ввода пара и предназначенная для раздачи пара в автоклаве.

Рисунок 10.6-Схема автоклавной установки

Производительность автоклава характеризуется дли­тельностью цикла работы и количеством загружаемой продукции. К садке изделий на вагонетку предъявляют большие требования. Чем больший объем изделий уда­ется разместить на вагонетке, тем экономичнее работа ав­токлава. Количество изделий, загруженных в автоклав, характеризуют коэффициентом его заполнения К. Под коэффициентом заполнения понимают отношение объема загруженных изделий Уи к объему автоклава Va:

Цикл работы автоклава складывается из времени, необходимого на загрузку ть времени, необходимого на тепловую обработку %2, равного времени, затрачивае­мому на периоды подъема температуры тп, изотермичес­кой выдержки тв и времени т охлаждения материала (т2=тп+тв+-с), а также времени на выгрузку и чист­ку самого автоклава т3. Цикл выражают в часах и для различных материалов он колеблется в пределах 12—18 ч. Работу автоклава контролирует инспекция кот­лонадзора. Необходимо неукоснительное соблюдение правил охраны труда и техники безопасности, ибо авто­клав представляет собой установку повышенной опасно­сти. Например, на крышку автоклава диаметром 3,6 м при работе на давлении Р=1 МПа действует сила, рав­ная 10170 кН, что необходимо помнить при его обслуживании. Расход пара на тепловлажностную обработку до­статочно велик и составляет в среднем 300—400 кг на 1 м 3 плотных изделий.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник