ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ЯЧЕИСТОГО БЕТОНА АВТОКЛАВНОГО ТВЕРДЕНИЯ

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к производству строительных материалов.
Уровень техники
Известна конвейерная линия для производства изделий из ячеистого бетона (см. патент на полезную модель №41671, МПК: В28В 15/00, опубл. 2004.11.10), содержащая посты приготовления смеси, заливки и виброформования, выдержки массивов, распалубки, кантования, линию резки, и участок автоклавной обработки, связанные между собой транспортными наземными и навесными мостами. В известной конвейерной линии применено частичное дублирование используемого оборудования с целью повышения надежности работы линии. К недостаткам линии можно отнести большое количество транспортного оборудования, значительные занимаемые ею производственные площади, и выполнение поста выдержки массивов в виде конвейера, по рельсам которого перемещаются формы с твердеющим массивом, т.к. известно, что сотрясающие воздействия, оказываемые на твердеющий массив, снижают его качество.
Известна конвейерная линия для изготовления ячеистобетонных изделий (см. патент на изобретение №2054996, МПК: В28В 15/00, В28В 1/50, опубл. 1996.02.27), содержащая транспортный путь, вдоль которого в технологической последовательности расположены участки приготовления сырьевой смеси, заливки, формования массива, выдержки массива, распалубки, линия резки и участок автоклавной обработки. Параллельно упомянутому транспортному пути размещен транспортный путь возврата форм, связанный с первым посредством передаточных платформ с рельсовыми направляющими. В линии исключены транспортные тележки и транспортировка массивов осуществляется в форме, и затем на поддоне от формы, что исключает механические воздействия на сформированный массив. Среди недостатков известной линии можно отметить значительную ее протяженность, длительность оборачиваемости форм и их быстрый износ, вследствие того, что поддон от формы участвует в автоклавной (температурной) обработке изделий.
В качестве наиболее близкого аналога к заявляемому устройству принят технологический комплекс по производству изделий из поризованного бетона, охарактеризованный в патенте Германии DE 19632724, МПК: В28В 1/00, опубл. 19.02.98 г.
Комплекс содержит участок приготовления ячеистобетонной смеси с размещенными по вертикальной схеме расходными силосами для сырьевых компонентов, дозаторами и смесителем, размещенный под ним участок заливки и формования массива-сырца, участок выдержки массивов, размещенные на одном рельсовом пути участок распалубки и кантователь, связанный с линией резки, участок автоклавной обработки с автоклавами и рельсовыми путями для формирования автоклавного поезда, линию возврата форм, на которой осуществляют очистку, сборку и смазку форм. Комплекс содержит рельсовые пути для обеспечения технологических потоков, в т.ч. рельсовый путь участков формования и выдержки массивов, рельсовый путь участка распалубки и кантования, рельсовые пути линии резки и пути подготовки автоклавного поезда. Сообщение между упомянутыми рельсовыми путями и перемещение пустых и заполненных форм, автоклавных тележек, разрезанных массивов и готовых изделий обеспечивает транспортное оборудование в виде передаточных платформ и портальных кранов, которые смонтированы с возможностью перемещения поперек упомянутых рельсовых путей участков.
Среди недостатков известного технологического комплекса можно выделить значительные занимаемые им производственные площади, большое количество транспортного оборудования и низкий коэффициент его использования.
Раскрытие полезной модели
Технической задачей заявляемой полезной модели является экономия производственных площадей, снижение металлоемкости производства, повышение интенсивности использования транспортного оборудования.
Поставленная задача решена за счет того, что в технологическом комплексе для изготовления изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения, содержащем участок приготовления ячеистобетонной смеси с расходными емкостями для сырьевых материалов, дозаторами и бетоносмесителем, размещенный под ним участок заливки и формования массива-сырца, участок выдержки массивов, размещенные на одном рельсовом пути участок распалубки и кантователь, связанный с линией резки, участок автоклавной обработки, включающий, по меньшей мере, один автоклав и рельсовые пути формирования автоклавного поезда, участок очистки и сборки форм, а также транспортное оборудование, включающее передаточную платформу и средство перемещения разрезанных массивов, смонтированные с возможностью перемещения поперек линии резки, рельсового пути участка распалубки и кантователя и рельсовых
путей формирования автоклавного поезда, согласно заявляемой полезной модели, оборудование смонтировано по сторонам от пути перемещения передаточной платформы с расположением участка приготовления ячеистобетонной смеси, участка заливки и формования массива-сырца и автоклава по одну сторону, а участка распалубки, кантователя, линии резки и путей формирования автоклавного поезда - по другую сторону от пути перемещения передаточной платформы, а участок выдержки массивов выполнен в виде камер предварительного твердения, размещенных по обеим сторонам от пути перемещения передаточной платформы. Передаточная платформа выполнена с возможностью перемещения заполненных форм с участка заливки и формования массива-сырца на участок выдержки, с участка выдержки - на участок распалубки, с возможностью возврата пустых форм на упомянутый участок заливки и формования, и с возможностью перемещения автоклавных тележек с путей формирования автоклавного поезда в автоклав и обратно. Участок очистки и сборки форм совмещен с участком распалубки. Участок заливки и формования снабжен устройством виброуплотнения смеси.
По сравнению с прототипом и другими известными технологическими линиями по производству автоклавного газобетона, заявляемый комплекс характеризуется компактностью размещения технологического оборудования, пониженной металлоемкостью производства и высоким коэффициентом загрузки транспортного оборудования.
Достижение вышеупомянутых технических результатов стало возможным благодаря следующим отличительным моментам заявляемого технологического комплекса.
В заявляемом комплексе все транспортное оборудование, обеспечивающее связи между технологическими участками, выполнено в виде двух транспортирующих устройств: передаточной платформы и средства перемещения разрезанных массивов, в качестве которого может быть использован многофункциональный подъемный кран (мостовой, портальный, кран-балка и т.п.).
Все производственное оборудование скомпоновано по сторонам от передаточной платформы. Участки или части участков, имеющие наибольшую протяженность и содержащие рельсовые пути, размещены по одну сторону от упомянутой платформы, между последней и средством перемещения разрезанных массивов. Такая компоновка оборудования обеспечивает наибольшую компактность и позволяет наиболее рационально использовать производственные площади.
Участок предзаливочной подготовки форм (т.е. очистки, сборки и смазки форм) совмещен с участком распалубки, что также обеспечивает экономию производственных площадей, способствует снижению металлоемкости производства.
В отличие от известных решений, в заявляемом комплексе одна передаточная платформа выполняет несколько функций: функции перемещения пустых форм с участка распалубки/подготовки форм на участок заливки и формования массива-сырца, функции перемещения заполненных форм с участка заливки и формования массива-сырца на участок выдержки и с участка выдержки - на участок распалубки, а также функции перемещения автоклавных тележек с путей формирования автоклавного поезда в автоклав и обратно.
Возможность перемещения форм и автоклавных вагонеток передаточной платформой реализована за счет наличия на поверхности платформы рельсовых направляющих, выполненных в соответствии с рельсовыми путями участков, и за счет оснащения передаточной платформы роботом-манипулятором, взаимодействующим с упомянутыми формами и автоклавными тележками и обеспечивающим перемещение упомянутых форм и тележек на платформу и с нее.
Все осуществляемые передаточной платформой операции имеют свой приоритетный статус в технологическом процессе производства изделий из автоклавного газобетона. Приоритетный статус - это преимущество - право первого исполнения пред другими операциями. Задается упомянутая приоритетность программным образом и отслеживается системой управления. Возможность такой работы подтверждена действующим производством и примерами описания.
Выполнение участка выдержки массивов в виде камер предварительного твердения способствует улучшению качества созреваемого массива. Форма, в которой вспучивается массив, стационарно расположена в камере, что позволяет исключить какие-либо ударные или сотрясающие воздействия на массив в процессе его созревания и предохраняет массив от оседания. В камере поддерживается постоянная температура, что ускоряет процесс твердения массива.
Размещение камер по обеим сторонам от пути перемещения передаточной платформы, также способствует экономичному использованию производственных площадей.
В конкретном случае реализации комплекса устройство виброуплотнения смеси выполнено в виде внутренних вибраторов, погружаемых рабочей частью в бетонную
смесь и передающей ей колебания через корпус. Вследствие передачи бетонной смеси колебаний высокой частоты (от 3-18 тысяч колебаний в минуту) и малой амплитуды, смесь приобретает свойство тяжелой жидкости, т.е. она способна хорошо, плотно заполнять форму, втесняя избыточную воду и воздух.
В качестве таких смесителей может быть использован, например, высокочастотный вибратор марки И-21А с гибким валом и наконечником (кн. Бурлаков Г.С. Технология изделий из легкого бетона. М.: Высшая школа, 1986 г, стр.201-202), или любые другие известные из уровня техники глубинные центробежные вибраторы. К достоинствам упомянутых вибраторов относится их компактность и мобильность, низкая стоимость.
Однако использование внутренних вибраторов является частным случаем реализации комплекса и не ограничивает возможности использования других типов вибраторов, например виброплощадок.
В заявляемом комплексе может быть использовано несколько внутренних вибраторов, закрепленных в единой удерживающей конструкции.
Целесообразным является закрепление вибраторов в одном уровне с бетоносмесителем при вертикальной компоновочной схеме размещения участков приготовления ячеистобетонной смеси и формования массива-сырца. В этом случае уплотнение смеси осуществляют одновременно с ее заливкой.
Кантователь обеспечивает поворот массива на 90° с его установкой на резательную тележку и обратное кантование разрезанного массива с установкой на автоклавную тележку.
Заявляемый комплекс может быть использован для производства автоклавного газобетона по известной технологии на основе песка и цемента. Однако предпочтительным является использование комплекса для производства газобетонных изделий на основе зольных отходов ТЭЦ.
В этом случае оборудование участка приготовления ячеистобетонной смеси включает расходные емкости с дозаторами для компонентов ячеистобетонной смеси: золы, цемента, известково-зольной смеси вяжущего (ИЗС), возвратного шлама, воды и суспензии алюминиевой пудры, и смеситель для перемешивания перечисленных компонентов.
Участок снабжен также отделением приема и дробления извести, отделением приготовления известково-зольной смеси, системой аспирации и автоматической системой управления процессом приготовления ячеистобетонной смеси.
Вертикальная схема размещения оборудования участков приготовления ячеистобетонной смеси, заливки и формования является наиболее технологичной, т.к. компоненты смеси и затем сама смесь транспортируются сверху вниз практически под действием собственного веса. Вертикальная схема размещения оборудования также способствует экономному использованию производственных площадей.
Краткое описание чертежей
Работа и устройство технологического комплекса для изготовления изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения поясняется чертежами, где
на фиг.1 - схематично показан общий вид заявляемого комплекса, (вид в плане);
на фиг.2 - показан участок приготовления ячеистобетонной смеси.
Осуществление полезной модели
Технологический комплекс для изготовления изделий из ячеистого бетона автоклавного твердения (см. фиг.1) содержит участок 1 приготовления ячеистобетонной смеси, размещенный под ним участок 2 заливки и формования массива-сырца, участок 3 выдержки массивов с камерами 4 предварительного твердения, участок 5 распалубки форм и их предзаливочной подготовки (далее просто участок распалубки) и кантователь 6, линию резки 7, автоклавы 8 и пути 9 формирования автоклавного поезда, передаточную платформу 10 и многофункциональный подъемный кран 11.
На поверхности передаточной платформы 10 смонтированы рельсовые направляющие 12 и робот-манипулятор 13, обеспечивающие перемещение форм 14 и автоклавных тележек 15 на платформу и с нее.
Передаточная платформа 10 установлена на рельсовом пути 16, расположенном также как и направляющие рабочей каретки крана 11 поперек линии резки 7, рельсового пути 17, вдоль которого последовательно смонтировано оборудование участка 5 распалубки и кантователь 6, а также поперек рельсовых путей 9 подготовки автоклавного поезда.
Участок 1 приготовления ячеистобетонной смеси, участок 2 заливки и формования массива-сырца и автоклавы 8 смонтированы по одну сторону от пути 16 перемещения передаточной платформы 10. Участок 5 распалубки, кантователь 6, линия резки 7 и пути 9 формирования автоклавного поезда - по другую сторону от пути 16. Камеры 4 предварительного твердения размещены по обеим сторонам от пути 16 перемещения передаточной платформы 10.
Оборудование участка 1 приготовления ячеистобетонной смеси смонтировано (см. фиг.2) по вертикальной схеме, предполагающей размещение этого оборудования в нескольких уровнях по вертикали, согласно технологическому процессу. В верхнем уровне НЗ смонтированы расходные емкости 18 для золы, цемента, известково-зольной смеси, возвратного шлама, воды и суспензии алюминиевой пудры с соответствующими дозаторами 19. Во втором уровне Н2 закреплен смеситель 20 для приготовления ячеистобетонной смеси и устройство виброуплотнения смеси в виде внутренних вибраторов 21. В нижнем уровне H1, под бетоносмесителем, устанавливают форму 14.
Участок 1 снабжен отделением 22 приема и дробления извести, которое включает приемный бункер 23, ленточный транспортер 24 с металле детектором и роторную дробилку 25, отделением 26 приготовления известково-зольной смеси, а также системой аспирации и автоматической системой управления процессом приготовления ячеистобетонной смеси (на чертеже не показаны).
2
Отделение 26 приготовления известково-зольной смеси содержит емкости 27 для извести и золы, каждая из которых оборудована виброактиватором днища и сигнализатором уровня, шнековые транспортеры 28, бункерные весы 29, шаровую мельницу 30 для совместного помола золы и извести до удельной поверхности 4500 cм/г и, по меньшей мере, один накопительный бункер 31 для известково-зольной смеси.
Технологический комплекс работает следующим образом.
Передаточная платформа 10 перемещается в положение А и устанавливает на участке 2 пустую форму 14, подготовленную для заливки ячеистобетонной смеси.
Компоненты ячеистобетонной смеси из расходных емкостей 18 подаются в соответствующие весовые дозаторы 19 и оттуда согласно заданной рецептуре последовательно загружаются в смеситель 20 в следующем порядке: шлам с водой, зола, затем цемент и известково-зольная смесь, алюминиевая суспензия в последнюю очередь.
Как только алюминий хорошо смешается с остальными компонентами, ячеистобетонную смесь заливают в форму 14. В процессе заливки осуществляют уплотнение смеси посредством вибраторов 21.
Передаточная платформа 10 либо ожидает, стоя в позиции А напротив участка 2 формования, либо ее перемещают в упомянутую позицию. Манипулятор 13 захватывает заполненную ячеистобетонной смесью форму 14 и передвигает ее на платформу 10, которая перемещает форму 14 на участок 3 выдержки (на чертеже - условная позиция В, условная, т.к. платформа 10 устанавливается напротив любой из камер 4 предварительного твердения).
Посредством манипулятора 13 форма с массивом-сырцом передвигается в одну из камер 4 предварительного твердения.
Производственный процесс предполагает последовательное заполнение камер 4 предварительного твердения аналогичным образом.
Как только первый массив (или один из массивов) достигнет необходимого размера и заданной распалубочной прочности, передаточная платформа 10 также при помощи манипулятора 13 забирает форму 14 с массивом из камеры 4 предварительного твердения и перемещает ее на участок 5 распалубки (также позиция А). На этом участке бортоснастку формы 14 раскрывают и открытая форма вдвигается в кантователь 6, который поворачивает массив на 90° в вертикальное положение и устанавливает его на тележку линии 7 резки.
Пустая форма 14 возвращается кантователем 6 в исходное положение (опрокидывается обратно). В дальнейшем форма будет подвергнута чистке, сборке и смазке и будет здесь же ожидать повторной подачи на заливку.
Установленный в вертикальном положении на тележке линии резки массив последовательно калибруется по длине, режется по высоте и по толщине. Разрезанный массив возвращается посредством кантователя 6 в исходное положение, после чего удаляется нижний слой. Отходы резки собираются и подаются в шламбассейн, где они запариваются, измельчаются, перемешиваются и доводятся до нужных параметров влажности и плотности.
Разрезанный на блоки массив 32 переносится краном 11 на автоклавную тележку 15, установленную на путях 9 для формирования автоклавного поезда.
Как только одна из форм 14 готова к заливке система управления запускает процесс приготовления очередной порции ячеистобетонной смеси на участке 1. Платформа 10 осуществляет передачу формы 14 на участок 2 формования. Процесс заливки и формования повторяется. В это время передаточная платформа 10 осуществляет перемещение очередной формы с массивом, достигшим распалубочной прочности, из камеры 4 предварительного твердения на участок 5 распалубки.
Из автоклавных тележек 15 с установленными на них разрезанными массивами 30 на путях 9 формируется автоклавный поезд. Как только автоклавный поезд сформирован, системой управления подается сигнал на передаточную платформу 10, и последняя перемещается и устанавливается в позицию С напротив соответствующего автоклава 8. Автоклавные тележки 15 с разрезанными массивами перемещаются в автоклав 8.
Время автоклавной обработки массивов составляет не более 12 часов при давлении 14 бар и t=190°С.
В течение времени, когда происходит автоклавное твердение изделий, платформа 10 выполняет другие операции по перемещению пустых и заполненных форм 14 в соответствии с важностью, статусом операции, соблюдение которого обеспечивается программно системой управления.
По завершении процесса автоклавной обработки также через передаточную платформу 10 осуществляют выгрузку автоклавных тележек 15 с готовыми изделиями из автоклава 8 на пути 9. Автоклавы 8 работают поочередно.
Кран 11 осуществляет перемещение разрезанных массивов с линии резки 7 на пути 9 для формирования автоклавного поезда, а также готовых изделий после автоклавной обработки на участок готовой продукции, откуда они забираются, например автопогрузчиком 33, и переносятся на операцию упаковки (на чертеже не показано).
Преимущества заявляемого комплекса:
1. Компактность размещения оборудования, что позволяет использовать комплекс для производства строительных изделий в условиях малых предприятий.
2. Упрощение конструкции комплекса и его металлоемкости за счет сокращения транспортных путей и количества вспомогательного транспортирующего оборудования.
3. Высокий коэффициент загрузки транспортирующего оборудования.
4. Размещение форм в камерах предварительной выдержки, что обеспечивает поддержание постоянной температуры в процессе созревания массива и отсутствие каких бы то ни было сотрясений и ударов, что способствует улучшению качества созреваемого массива.