Размещено на http://www.allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Для перемешивания глины при полусухом и пластичном формовании керамических изделий широко используют одновальные и двухвальные лопастные смесители непрерывного и циклического действия.

Смесители этой группы применяют как для приготовления шихты из нескольких компонентов, так и для приготовления однородной гомогенной массы в сухом виде или с увлажнением. Увлажнение может производиться водой или паром низкого давления. В последнем случае достигается более высокое качество изделий, так как пар прогревает массу и затем, конденсируясь, увлажняет ее. Главным параметром лопастных смесителей принята их производительность.

В лопастных смесителях непрерывного действия лопасти закрепляются на валу по винтовой линии, что обеспечивает одновременное перемешивание и перемещение продукта вдоль вала.

Для обеспечения необходимого качества перемешивания сыпучих продуктов в лопастном смесителе непрерывного действия экспериментально устанавливается оптимальное время смешивания, которое должно соответствовать времени перемещения сыпучих продуктов в смесителе от места загрузки к месту выгрузки. Это время можно изменять путем изменения числа оборотов вала с лопастями, а также угла поворота лопастей относительно вала. смеситель лопастной керамика перемешивание

Смеситель СМК-18 применяется на заводах, изготавливающих кирпич, черепицу и другие изделия строительной керамики с исходными показателями глиняного сырья:

- влажность 5-20 %;

- температура - не менее + 3⁰ С.

1. ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

2. СУЩНОСТЬ И НАЗНАЧЕНИЕ ПРОЦЕССА ПЕРЕМЕШИВАНИЯ

Двухвальный лопастной смеситель предназначен для создания однородной и равномерно увлажненной массы. Два лопастных вала, вращающиеся в корыте. Лопатки расположены по винтовой линии. В прямоточном смесителе оба вала при вращении перемещают материал в одну сторону и перемешивают. Пар подают в массу снизу через чешуйчатое днище, чтобы отверстия не забивались глиной. Часть глины при этом превращается в шликер, который собирают в емкости (грязевики), расположенные под чешуйчатым днищем.

Траектория смешиваемой массы: загрузочное отверстие, корыто, лопатки валов, увлажнение паром и/или водой. Применяют в производстве глиняных кирпичей пластическим методом.

Достоинства:

- оборудование непрерывного действия;

- наличие пароувлажнения;

- разогрев, повышение пластичности массы.

Недостатком является сложная конструкция.

Смеситель состоит из корытообразного сварного корпуса, ведомого и ведущего валов с лопастями и привода. Вращение валов передается от электродвигателя через фрикционную муфту, редуктор, соединительную муфту и цилиндрическую зубчатую передачу, находящуюся в закрытой коробке. Через днище корпуса подводится пар и отводится конденсат. Нижняя часть корпуса защищена теплоизоляцией и кожухом для удержания тепла. В верхней части корпуса имеется перфорированная труба для орошения массы водой. Глиняная масса подается через загрузочное отверстие в верхней части корпуса, а затем перемешивается вращающимися навстречу друг другу лопастями, которые продвигают массу к разгрузочному отверстию, находящемуся внизу корпуса. При перемешивании масса может увлажняться водой или паром. Скорость перемещения массы к разгрузочному люку, а следовательно, и производительность смесителя зависит от угла поворота лопастей смесительных валов. С увеличением угла поворота увеличивается и производительность смесителя. В то же время от угла поворота лопастей зависит и качество перемешивания массы. С уменьшением угла поворота лопастей качество перемешивания массы улучшается.

Смеситель применяется на заводах, изготавливающих кирпич, черепицу и другие изделия строительной керамики.

3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ГРУБОЙ КЕРАМИКИ

Производство керамических стеновых материалов основано главным образом на применении технологии пластического формования и полусухого прессования. Последние годы получает распространение технология пластического формования из керамических масс пониженной влажности с использованием отходов углеобогащения.

Традиционная технология пластического формования из глиняной массы влажностью 18-24% предполагает наличие следующих основных переделов в кирпичном производстве: приготовления и переработки глиняной массы с добавками (отощающими и выгорающими), формования, резки бруса и укладки сырца на транспортные средства для сушки, обжига и пакетирования готовых изделий (рис. 1.1).

При добыче и переработке глиняной массы применяют многоковшовый экскаватор, глинорыхлитель, ящичный питатель, бегуны, вальцы, смесители.

Последовательность установки перечисленных машин зависит от типа изделий, реологических и структурных свойств сырья. Устойчивая работа всей линии обеспечивается применением механизированных шихтозапасников, которые делают работу комплекса оборудования независимой от подачи сырья из карьера и позволяют повысить качество изделий. Для формования изделий применяют шнековые ленточные прессы, а для резки бруса -- однострунные и многострунные резательные автоматы. Тонкостенные высококачественные изделия из глин, нуждающиеся в вакуумной обработке, формуются вакуумными прессами, которые, как правило, компонуют со смесителем. Безвакуумные прессы применяют обычно для формования полнотелых кирпичей.

Оборудование, обеспечивающее укладку сырца на транспортные средства для прохождения сушки и обжига, во многом зависит от типа сушил и обжиговых печей. Наиболее распространенными являются камерные, туннельные и конвейерные сушила. При использовании сушил небольшой производительности сырец укладывают на рейки и рамки (деревянные и алюминиевые) или на паллеты. В зависимости от типа сушил применяют различные типы вагонеток, на которых изделия проходят сушку. Для передачи сушильных вагонеток от сушил к обжиговым печам и возврата порожних вагонеток в исходное положение применяют электропередаточные тележки различных конструктивных исполнений. Конструкция автоматов, обеспечивающих разгрузку сушильных вагонеток и садку высушенных изделий на печные вагонетки, а также форма и количество штабелей на ней зависят от размеров и типа печей. Для перемещения груженых и порожних сушильных и печных вагонеток как вне сушил и печей, так и внутри их используют толкатели, и тележки. Готовые изделия выгружаются из печных вагонеток 15 и пакетируются при помощи автоматов-разгрузчиков и пакетировщиков, которые обеспечивают перевязку транспортного пакета лентами для транспортирования на стройку.

Разновидностью пластического формования стеновых материалов является формование из глиняной массы пониженной влажности. Оно обеспечивается шнековыми прессами с приводом мощностью, значительно превышающей мощность привода прессов, формующих изделия из глиняной массы нормальной формовочной влажности. Если механическая прочность сырца позволяет, то сырец укладывается на печную вагонетку для совмещения сушки и обжига.

Получает распространение ресурсосберегающая технология формования с использованием отходов углеобогащения (степень использования отходов до 100%). В этом случае технологическая линия включает наряду с традиционным набором оборудования специальные машины для переработки отходов углеобогащения и шнековые вакуумные прессы специального исполнения с приводом повышенной мощности.

Различают пластическое формование с глиняным порошком, полученным по технологии полусухого прессования. Порошок перемешивается в смесителе с добавками, увлажняется и подается в шнековый пресс.

Анализ работы отечественных и зарубежных комплексов оборудования показывает, что технический уровень и основные конструктивные и технологические особенности оборудования определяются способом укладки сырца на сушильные и печные транспортные средства. Многообразные технологические линии пластического формования, оснащенные различным оборудованием, по способу укладки можно разделить на четыре группы: с реечной (рамочной), палетной, этажерочной, штабельной сушкой.

Рис. 1.1. Технологическая схема производства керамического кирпича пластическим формованием:

1 -- многоковшовый экскаватор; 2 -- опрокидная вагонетка; 3 -- электровоз или автосамосвал; 4 -- дробилка; 5 -- грохот; 6 -- питатель; 7 -- глиномешалка; 8 -- смеситель; 9 -- ленточный шнековый пресс; 10 -- автомат резки и укладки сырца на сушильные вагонетки; 11 -- сушильная вагонетка; 12, 17 -- электропередаточная тележка; 13, 18 -- толкатели; 14 -- сушило; 15 -- печная вагонетка; 16 -- автомат перегрузки высушенного кирпича на печную вагонетку; 19 -- туннельная печь; 20 -- автомат разгрузки печных вагонеток и пакетировки; 21 -- бегуны мокрого помола; 22 -- камневыделительные вальцы; 23 -- ящичный питатель; 24 -- глинорыхлитель.

Сопоставление комплексов, основанных на различных способах сушки и обжига, указывает на то, что переход от малоемких сушильных вагонеток (реек и рамок) к более емким (палетам) создает благоприятные условия для работы транспортных систем, обеспечивает достижение более высокого технического уровня оборудования и лучших технико-экономических показателей работы комплекса в целом.

На рис. 1.2 приведена схема производства кирпича способом полусухого прессования. Технологическая линия обеспечивает последовательное выполнение следующих операций: добычу глины, ее сушку, измельчение, подготовку добавок, смешивание и увлажнение массы. Порошок спрессовывается в пресс-форме механического или гидравлического пресса, и сырец укладывается штабелями на печную вагонетку для прохождения обжига, а в случае необходимости -- подсушки. Обожженные изделия разгружаются, пакетируются и отправляются на стройку.

Разновидностью способа полусухого прессования является ресурсосберегающий способ прессования с использованием отходов углеобогащения, при котором в технологическую линию включают машины для подготовки отходов.

Кроме того, применяют полусухое прессование с использованием шликерного способа подготовки пресс-порошка. В этом случае в технологическую линию вводят распылительное сушило, которое обеспечивает получение глиняного порошка влажностью 8,5-9,5%. Порошок приготовляется путем роспуска карьерной глины, очистки полученного шликера от посторонних включений и распыла шликера с подсушкой.

Рис. 1.2 Технологическая схема производства керамического кирпича способом полусухого прессования:

1 -- вагонетка или автосамосвал; 2 -- ящичный питатель; 3 -- камневыделительные вальцы; 4,6,9 -- транспортеры; 5 -- сушильный барабан; 7 -- пластинчатый питатель; 8 -- глинозапасник; 10 -- бегуны сухого помола (дезинтегратор или мельница); 11 -- элеватор; 12 -- вибросито; 13 -- бункер; 14 -- питатель; 15 -- смеситель (увлажнитель); 16 -- пресс с укладчиком сырца на печную вагонетку; 17 -- печная вагонетка; 18 -- сушило; 19 -- тележка электропередаточная; 20 -- толкатель; 21 -- туннельная печь; 22 -- автомат-разгрузчик и пакетировщик.

4. ОПИСАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ДВУХВАЛЬНОГО ЛОПАСТНОГО СМЕСИТЕЛЯ

Глина и добавки в заданной пропорции непрерывно загружаются в смесители и смешиваются насаженными на валы вращающимися лопастями, которые одновременно продвигают смесь к разгрузочному отверстию. Скорость смешивания и обработку массы регулируют, изменяя угол наклона лопастей.

Если производительность смесителя превышает производительность последующих за ней глинообрабатывающих и формующих машин, то для устранения частых остановок сокращают число оборотов вала.

Лучшее смешивание и обработка пластичных масс получаются, когда масса, заполняющая корпус смесителя, покрывает валы, но не выше чем на 1/3 высоты лопастей, находящихся в верхнем положении. Расстояние между концом лопасти и стенкой корыта смесителя не должно быть больше 2-3 см. При работе смесителя необходимо следить за тем, чтобы равномерно подавались компоненты шихты. Нельзя допускать перегрузки смесителя.

Корпус смесителя должен бытъ накрыт металлической решеткой. Становиться на нее, а также проталкивать массу сквозь решетку каким-либо предметом запрещается. Брать пробу глины из смесителя во время его работы можно только специальным совком. В процессе работы не допускается открывать крышку и снимать решетку.

Перед прекращением работы сначала выключают машины, подающие материал в· смеситель, и после выработки всей массы - электродвигатель и устройство, транспортирующее обработанный материал.

В конце смены вал с ножами и корпус смесителя нужно очищать от налипшей смеси с внутренней и наружной сторон. При износе лопасти смесителя необходимо заменять или наплавлять износостойкими сплавами ОИ-15 и ОИ-7. Применение этих сплавов увеличивает срок службы лопастей более чем в 5 раз.

5. СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МАШИН И ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ СМЕШЕНИЯ ГЛИНИСТЫХ МАСС

Мощность , на преодоление сопротивления трения смеси о стенки корпуса при смешивании, и транспортировании может быть с достаточной достоверностью определена по формуле, кВт,

где Q - производительность смесителя, м³/ч; р - объемная масса смеси, кг/м³; g - ускорение свободного падения, м/с²; w - коэффициент сопротивления движению смеси, рекомендуется в пределах 4...5,5; / - рабочая длина корпуса смесителя, м.

Мощность Р₂, кВт, необходимая на разрезание массы смеси лопастями при их вращении, определяется по выражению:

где кр - удельное сопротивление смеси резанию, для цементобетонных смесей к = (3,0 ... 6,0)-100² Па; b - средняя ширина лопасти, м; i - количество лопастей, одновременно погружаемых в массу смеси на одном валу; z - количество лопастных валов; R„, R_b - наружный и внутренний радиус лопасти; м; - угловая скорость лопастного вала, рад/с, =2Пп.

Расход мощности на определение сопротивления трения в узлах и деталях привода учитывается с расчетом коэффициентов полезного действия, который находится либо расчетным путем, либо принимается в пределах 0,65 ... 0,85.

Тогда потребная мощность двигателя Р_дв для данного смесителя:

Показатели производительности и мощности практически совпадают. Табличное значение для СМК-18 производительности равна 50 м³/ч, а по нашим вычислениям получилось 46 м³/ч. Табличное значение для СМК-18 мощность равна 30кВт, а по нашим вычислениям получилось 26 кВт. Это объясняется тем, что мы не можем учитывать всех факторов и брать точные данные для расчета.

Определим годовую производительность смесителя при двухсменной работе по восемь часов и 247 рабочих дней в году.

8. МЕРОПРИЯТИЯ ПО ОХРАНЕ ТРУДА И ЗАЩИТЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

Загрязняющие вещества, поступающие от предприятий по производству керамических изделий, в зависимости от конкретных технологических процессов могут попадать с выбросами в воздух, со стоками в водные объекты и накапливаться на поверхности земли в виде отходов. Воздействие на окружающую среду также оказывают шум и неприятные запахи. Характер и уровень загрязнения воздуха, количество твердых отходов и сточных вод зависят от различных факторов, в частности, от вида используемого сырья, вспомогательных веществ, топлива, а также от способа производства:

* выбросы в воздух: при производстве керамики могут выделяться пыль / твердые частицы, сажа, газообразные вещества (оксиды углерода, азота, серы, неорганические соединения фтора и хлора, органические соединения, тяжелые металлы)

* сбросы сточных вод: по большей части содержат минеральные (взвешенные частицы) и иные неорганические компоненты, небольшое количество различных органических веществ, а также тяжелые металлы

* технологические потери/отходы производства: отходы при производстве керамических изделий в основном представляют собой различные осадки, бой изделий, отработанные гипсовые формы и сорбирующие агенты, сухой остаток (пыль, зола) и отходы упаковки

* потребление энергии/выброс CO2: все отрасли керамической промышленности потребляют значительное количество энергии, поскольку основные стадии процесса включают сушку и последующий обжиг при температуре от 800 до 2000 °C. В настоящее время в странах-членах ЕС для обжига применяют преимущественно природный и сжиженный газ (пропан и бутан), мазут марки EL, кроме этого, топливом могут служить тяжелый мазут, сжиженный природный газ, биогаз / биомасса, электричество и различные виды твердого топлива (уголь, нефтяной кокс).

Из этого следует, что при производстве керамики, возникают все виды загрязнения. Существует множество способом по их очистки.

Основными условиями для улучшения экологии в стране являются: рациональное использование, охрана и трата запасов природного резерва, обеспечение безопасности экологии и противорадиационные меры, повышение и формирование экологического мышления у населения, а также контроль над экологией в промышленности. Охрана окружающей среды на предприятии определила ряд мероприятий для снижения уровня загрязнений, вырабатываемого предприятиями:

Выявление, оценка, постоянный контроль и ограничение выброса вредных элементов в атмосферу, а также создание технологий и техники, охраняющих и сберегающих природу и ее ресурсы. Разработка правовых законов, направленных на охранные меры окружающей среды и материальное стимулирование выполненных требований и профилактики комплекса природоохранных мероприятий. Профилактика экологической обстановки путем выделения специально отведенных территорий (зон). Помимо экологической безопасности объекта (охрана окружающей среды на предприятии) не менее важна и безопасность жизнедеятельности (БЖД) на предприятии. В это понятие включен комплекс организационных предприятий и технических средств для предотвращения отрицательного воздействия производственных факторов на человека. Для начала все работники предприятия прослушивают курс по технике безопасности, который инструктирует непосредственный начальник или работник по охране труда. Помимо простой техники безопасности рабочие должны также соблюдать ряд правил по техническим требованиям и нормативам предприятия, а также поддерживать санитарно-гигиенические нормы и микроклимат на рабочем месте. Все нормы и правила экологической и рабочей безопасности должны быть определены и зафиксированы в определенном документе. Экологический паспорт предприятия - это комплексная статистика данных, отображающих степень пользования данным предприятием природных ресурсов и его уровню загрязнения прилегающих территорий. Экологический паспорт предприятия разрабатывается за счет компании после согласования с соответствующим уполномоченным органом и подвергается постоянной корректировке в связи с перепрофилированием, изменениями в технологии, оборудовании, материалов и т.д. Для правильного составления паспорта предприятия и во избежание мошенничества контролирование содержания вредных веществ в окружающей предприятие природе ведет специальная служба экологического контроля. Работники службы участвуют в заполнении и оформлении всех граф экологического паспорта, учитывая суммарное воздействие вредных выбросов в окружающую среду. При этом учитываются допустимые концентрационные уровни вредных веществ на прилегающих к предприятию территориях, воздухе, поверхностных слоях почвы и водоемов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изобретение относится к оборудованию для производства строительной керамики (кирпича, черепицы), а именно к устройствам для подготовки керамической массы к формованию путем ее смешивания, переработки и, при необходимости, очистки от посторонних включений.

Для подготовки керамической массы к формованию обычно используют два последовательно установленные друг за другом устройства: смеситель для смешивания компонентов на макроуровне (равномерно их распределения по объему), шнековый нагнетатель с фильтрующей решеткой для переработки керамической массы и очистки ее от посторонних включений. Причем, смешивание осуществляется в двухвальном лопастном смесителе, который значительно превосходит по эффективности одновальный.

Такое разделение процесса позволяет обеспечить рациональные технологические и конструктивные параметры для каждого устройства, но наличие двух устройств с приводами, системами управления, рамами и т.д. снижает технико-экономические показатели этой стадии технологического процесса, увеличивая габариты оборудования, металлоемкость, трудоемкость обслуживания и ремонта.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Строительные машины Т.2. Оборудование для производства строительных материалов и изделий. М.Н. Горбовец, 1991. - 496 с.

2. Технология строительной керамики. И.И. Мороз, 1972. - 416 с.

3. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкции. М.Я. Сапожников, 1976. - 384 с.

4. Машины и оборудования для заводов производства керамики и огнеупора. А.П. Ильевич, 1968. - 355 с.

5. Строительные машины. Справочник. В 2-х т. Ф.А. Лапир, 1977.-491 с.

Размещено на Allbest.ru