Рис. 1. Полустационарная эмульсионная установка:
1 - емкость для хранения эмульсии; 2 - емкости для водного раствора эмульгатора; 3 - емкость для мыла; 4 - водяной насос; 5 - котел для разогрева воды; 6 - битумные котлы; 7 - насос для подачи битума; 8 - емкость для ПАВ; 9 - насос для подачи ПАВ; 10 - воздуходувка; 11 - котел-мешалка; 12 - насос, обслуживающий мешалку; 13 - топливный насос; 14 - емкость для эмульгатора; 13 - емкость для топлива; 16 - баки для приготовления раствора едкого натра; 17 - кран-укосина; 18 - насос для эмульсии; 19 - промежуточный бак; 20 - диспергатор
Узел II включает три полустационарных котла объемом по 15 м3 (водогрейный и два битумоварочных с приставными топками), водяной центробежный насос, битумный насос, воздушный вентилятор, воздухо-, газопровод и котел-мешалку. Водогрейный котел обеспечивает горячей водой весь технологический процесс. Битумоварочные котлы служат для разогрева, выпаривания и доведения до рабочей температуры битума. Загрузка котлов, подача готового битума по трубопроводам осуществляется насосом. При необходимости в битум вводят ПАВ. Для хранения ПАВ имеется отдельная емкость и насос для подачи их в дозатор. В котле-мешалке варят мыло. Объем котла-мешалки 3 - 5 м3. Она оборудована перемешивающим устройством с механическим приводом.
Узел III состоит из двух металлических баков, крана-укосины, трех резервуаров объемом до 5,3 м3, шестеренчатого и топливного насосов. В баках приготовляют водный раствор едкого натра заданной концентрации. Щелочь в бак загружают с помощью крана-укосины, снабженного электротельфером. Один резервуар служит для хранения технологического запаса эмульгатора, в двух других хранится запас топлива.
Узел IV включает кабину оператора, пульт управления, диспергатор, стабилизатор напора, насос и промежуточный бак. Загрузка диспергатора осуществляется через два крана. Внутри кабины установлен щит дистанционного управления технологическим процессом. На этом щите смонтированы пусковые приборы и контрольно-сигнальная аппаратура. Готовая эмульсия из диспергатора поступает в промежуточный бак. По мере его наполнения эмульсию из бака перекачивают насосом в емкости для хранения. Загрузка эмульсии в транспортные средства производится тем же насосом.
Трубопроводы связывают отдельные элементы установки в единое целое производство. Трубопроводы, по которым подается битум, эмульгатор и водный раствор эмульгатора, снабжены обогревательной рубашкой с циркуляцией горячей воды.
Рис. 2. Полустационарная эмульсионная установка (конструкции ПКБ Главстроймеханизации):
1 - битумные котлы; 2 - емкости для хранения эмульсии; 3 - водоумягчительное оборудование; 4 - кран; 5 - емкости для раствора едкого натра; 6 - уравнительные баки; 7 - диспергатор; 8 - контрольный бак; 9 - дозатор воды; 10 - мешалка для раствора эмульгатора; 11 - дозатор раствора едкого натра; 13 - дозатор мыла; 13 - дозатор эмульгатора; 14 - дозатор раствора едкого натра; 15 - мыловарочные котлы; 16 - насос; 17 - емкости для раствора эмульгатора.
Для достижения необходимой мобильности основное оборудование устанавливается на рамах и опорах. Последние предусматривают монтаж оборудования на любой спланированной и уплотненной площадке с точной фиксацией положения всего оборудования Трубопроводы и электропроводка размещены узлами и обеспечивают легкость монтажа и подключения к общим коммуникациям.
Погрузочно-разгрузочные работы при демонтаже и монтаже оборудования осуществляют краном, а перевозку выполняют трейлером и автомобилями.
II. Типовая полустационарная эмульсионная установка (рис. 2) производительностью 6 т/ч разработана ПКБ Главстроймеханизации Минтрансстроя СССР.
Для подготовки битума на эмульсионной установке использована батарея общим объемом 45 м3, состоящая из трех битумоварочных котлов с перемешивающими устройствами и приставными топками.
Оборудование для растворения едкого натра в воде состоит из двух резервуаров и центробежного насоса с электродвигателем. Стальная бочка с едким натром при помощи крана с захватами устанавливается открытым разгрузочным отверстием под горловиной одного из резервуаров и в отверстие через сопло подается струя пара. Растворенный едкий натр стекает в резервуар, где разбавляется водой до требуемой концентрации. Раствор перемешивается с помощью насоса, обеспечивающего непрерывную циркуляцию.
Варка мыла осуществляется в котлах, возле которых установлены объемные дозаторы для воды, эмульгатора и раствора едкого натра. Котел состоит из цилиндрического корпуса, внутри которого расположен вертикальный вал с перемешивающими лопастями и паровой змеевик. Снаружи корпус имеет теплоизоляцию из минеральной ваты и стального кожуха. Под днищем котла установлен электродвигатель с червячным редуктором, вращающий лопастный вал со скоростью 30 об/мин. Приготовленное мыло вытекает из сливного патрубка.
Водный раствор эмульгатора приготовляется в котлах для варки мыла или в специальной лопастной мешалке, имеющей дозаторы для раствора эмульгатора, раствора едкого натра и воды. Приготовленный водный раствор эмульгатора перекачивается насосом в резервуары для хранения и подогрева до рабочей температуры, оборудованные перемешивающими устройствами и паровыми змеевиками.
Водоумягчительное оборудование включает в себя катионитовый фильтр, солерастворитель, бак для хранения запаса умягченной воды и центробежный насос. Для работы оборудования требуется сульфированный уголь, поваренная соль и кварцевый песок. Сульфированный уголь периодически (через 10 - 12 ч работы) подвергается регенерации.
Для хранения приготовленной эмульсии на установке имеются шесть стальных емкостей по 20 м3, одна из которых заглублена в землю на 2,6 м с тем, чтобы эмульсия из диспергатора поступала в нее самотеком. Остальные емкости размещаются на поверхности земли и заполняются эмульсией перекачиваемой насосом из заглубленной емкости.
При размещении установки на АБЗ из всего комплекта приобретается только следующее оборудование диспергатор, котлы для варки мыла, резервуары для растворения едкого натра, резервуары для водного раствора эмульгатора, резервуары для хранения эмульсии. Водоумягчительное оборудование используется при отсутствии на месте производства эмульсии мягкой воды
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ЭМУЛЬСИОННЫЕ МАШИНЫ
Многодисковый диспергатор ЭМ-25. Принцип действия многодискового диспергатора состоит в том, что битум и водный раствор эмульгатора продавливаются через многочисленные отверстия в системе подвижных и неподвижных дисков. Образующиеся в результате многократных срезов мельчайшие битумные капли стабилизируются в растворе эмульгатора.
Техническая характеристика диспергатора ЭМ-25:
Производительность, т/ч........................................................................................ 25
Скорость вращения ротора, об/мин................................................................... 1460
Наибольший диаметр ротора, мм........................................................................ 261
Наименьший диаметр ротора, мм........................................................................ 128
Окружная скорость по среднему диаметру ротора, м/с................................... 14,9
Число неподвижных дисков, шт.............................................................................. 6
Число вращающихся дисков, шт.............................................................................. 4
Тип двигателя....................................................................................................... А-62
Мощность электродвигателя, кВт......................................................................... 14
Габаритные размеры, мм:
длина.................................................................................................................. 635
ширина............................................................................................................... 620
высота............................................................................................................... 1585
Масса без электродвигателя и рамы, кг.............................................................. 365
Общая масса, кг..................................................................................................... 520
Диспергатор ЭМ-25 (рис. 1) представляет собой агрегат сборного типа, состоящий из следующих узлов: рамы, рабочего органа, корпуса, коллектора.
Рама сварена из отдельных швеллеров, стоек и поперечин. На верхней части рамы на плите монтируется один из основных узлов диспергатора - опорный узел. Два поперечных швеллера, находящиеся внутри рамы, служат опорой для электродвигателя - привода диспергатора.
Рабочий орган диспергатора состоит из вала и двух рабочих секций, разделенных между собой сгонным кольцом и крыльчаткой. Верхняя и нижняя рабочие секции однотипны и каждая состоит из крыльчатки, двух подвижных и трех неподвижных дисков. Подвижные диски разделены между собой внутренними кольцами, неподвижные диски - наружными распорными кольцами. Верхняя рабочая секция опирается на промежуточную крыльчатку. Крыльчатки, подвижные диски, внутренние распорные кольца через шпонку соединяются с валом рабочего органа, который опирается на два радиально - упорных подшипника, установленные в опорном узле. Все подвижные элементы рабочего органа собираются на валу и крепятся болтом с накладкой. Наружные распорные кольца, неподвижные диски, сгонное кольцо через штифт крепятся к корпусу диспергатора.
Корпус диспергатора предназначен для объединения в единое целое основных элементов диспергатора (вала, рабочего органа, коллектора и др.). Корпус представляет собой сварную конструкцию, состоящую из внутренней части, в которой размещается рабочий орган диспергатора, дна с сальниковой коробкой, ребер, жестко соединяющих основание с опорным узлом, паровой рубашки с верхним кольцом.
В верхней части корпус прикрывается крышкой, служащей основанием коллектора. Она крепится болтами к кольцу паровой рубашки. В нижней части корпуса находится отверстие с отводным патрубком для выхода готовой эмульсии. Пар в паровую рубашку подводится через верхний патрубок, а отводится через нижний.
Коллектор представляет собой сварную конструкцию и предназначен для направления в диспергатор битума и водного раствора эмульгатора, грубой очистки и направления их в рабочую полость диспергатора. Коллектор состоит из двух подводящих патрубков, корпуса и нижней плиты (крышки диспергатора). Во внутренней части корпуса коллектора имеется рамка с металлической сеткой. Привод вращения вала диспергатора осуществляется от электродвигателя типа А-62. Через муфту двигатель крепится болтами к двум поперечным швеллерам рамы. Диспергатор устанавливается на бетонное основание и закрепляется анкерными болтами.
На рис. 2 представлена схема подключения диспергатора. На входных патрубках диспергатора устанавливаются два трехходовых регулировочных крана. К регулировочному крану битум из котла шестеренчатым насосом подается по трубопроводу. Излишки битума, не попавшие в диспергатор, отводятся по сливному трубопроводу обратно в котел. Одновременно водный раствор эмульгатора из емкости центробежным насосом по трубопроводу направляется к другому регулировочному крану. Готовая эмульсия по трубопроводу поступает в хранилище.
Рис. 1. Схема устройства многодискового диспергатора ЭМ-25:
1 - выходные патрубки; 2 - фильтр; 3 - крышка; 4 - корпус; 5 - паровая рубашка; 6 - неподвижные диски; 7 - вращающиеся диски; 8 - вал диспергатора; 9 - сальник; 10 - крыльчатка; 11 - сгонное кольцо; 12 - распорные кольца; 13 - выходной патрубок; 14 - подшипниковая коробка; 15 - соединительная муфта; 16 - рама; 17 - электродвигатель.
Рис. 2. Схема подключения многодискового диспергатора ЭМ-25:
1 - битумный котел; 2 - проходной вентиль; 3 - битумный насос; 4 - емкость с раствором эмульгатора; 5 - проходной вентиль; 6 - центробежный насос; 7, 8 - трубопроводы водного раствора эмульгатора и битума; 9, 10 - регулировочные краны; 11 - диспергатор; 12 - трубопровод для эмульсии; 13 - хранилище эмульсии.
Многощелевой диспергатор. В этой машине эмульсия образуется в узких зазорах между поверхностями неподвижного и вращающегося рабочих органов. В результате трения эмульгируемых материалов о поверхности рабочих органов капли битума, распределенные в растворе эмульгатора, растягиваются в нити, которые по достижении определенной длины распадаются на более мелкие капельки.
Многощелевой диспергатор роторного типа (рис. 3) состоит из корпуса, ротора, статора и вала со шкивом клиноременной передачи. Ротор имеет несколько концентричных выступов с коническими поверхностями, статор - несколько концентричных впадин также с коническими поверхностями. Выступы ротора входят во впадины статора, образуя рабочие щели между соответствующими коническими поверхностями.
Рис. 3. Схема устройства многощелевого диспергатора:
1 - корпус; 2 - ротор; 3 - статор; 4 - патрубок для подвода пара; 5 - стопорное устройство; 6 - указательное кольцо; 7 - штурвал; 8 - регулировочный механизм; 9 - загрузочная воронка; 10 - распределитель; 11 - вал; 12 - сливной патрубок
Для изменения величины зазоров (ширины щелей) между ротором и статором предусмотрен регулировочный механизм. При повороте штурвала вал с ротором перемещается в осевом направлении и при этом изменяется ширина зазоров. Величина зазоров выбирается в зависимости от вида используемого эмульгатора и устанавливается по шкале, нанесенной на указательном кольце. Фиксирование зазоров производится стопорным устройством.
Битум и водный раствор эмульгатора поступает через приемную воронку в верхнюю камеру, где они с помощью распределителя предварительно перемешиваются и распределяются по поверхности статора и затем через отверстия в статоре попадают в рабочие зазоры. Здесь происходит измельчение и эмульгирование битума.
Готовая эмульсия из рабочих зазоров по радиальным отверстиям ротора поступает в нижнюю камеру машины и далее через сливной патрубок выводится наружу.
Разогрев ротора и статора перед, началом работы осуществляется паром, который подается в машину через патрубок в течение 3 - 5 мин. Разогревать рабочие органы можно также горячим раствором эмульгатора, подаваемым через воронку. Производительность диспергатора - 5 - 7 т/ч, мощность электродвигателя - 7,5 кВт.
Акустическая установка. К машинам периодического действия относится полустационарная акустическая установка производительностью 1 т/ч. состоящая из бака с мешалкой, в котором растворяется эмульгатор, расходного бака для водного раствора эмульгатора, эмульсионного бака с дозатором битума, гидродинамического вибратора и насоса (рис. 4).
