Объект автоматизации и управления
Технология производства сухих строительных смесей относительно проста, хотя и имеет свои специфические особенности. Упрощённо она может быть сведена к сушке и фракционированию заполнителей, сушке и размолу минеральных наполнителей (в случае, если они не поставляются на завод в готовом виде), складированию всех компонентов (в том числе вяжущих веществ и добавок) и их дозированию в аппарат-смеситель. Аппарат-смеситель (основной агрегат технологического цикла) – периодически действующий сухой смеситель, способный гомогенизировать порошки из исходных компонентов, отличающихся друг от друга по размеру частиц и плотности. Заключительный цикл технологического процесса – упаковка и отгрузка готовой продукции (преимущественно в бумажных мешках).
Технологические процессы, осуществляемые при производстве сухих смесей: хранение порошков, дозирование, сушка, пневмотранспорт, упаковка, отгрузка – аналогичны процессам, реализуемым при производстве цемента и других вяжущих веществ.
Смесители являются основным оборудованием на производстве строительных смесей.
Во время смешивания сухих строительных компонентов частицы подвергаются действию различно направленных сил, а движение частиц является результирующим эффектом сложения этих сил. Кроме того, механизм смешивания зависит от конструкции смесителя и способа проведения процесса, что вызывает дополнительные трудности при математическом описании и моделировании этого явления. Можно выделить пять основных подпроцессов в процессе смешивания:
− образование в массе слоя скользящих друг по другу плоскостей - срезающее смешивание;
− перемещение групп частиц из одного положения в другое - конвективное смешивание;
− изменение позиции единичными (отдельными) частицами слоя - диффузионное смешивание;
− рассеивание единичных частиц под влиянием их столкновений или ударов о стенки смесителя - ударное смешивание;
− деформация и растирание порции слоя - измельчение.
Общим признаком работы аппаратов этого типа является способ работы, основанный на том, что весь смеситель приводится во вращательное движение, вызывающее осыпание, а значит и смешивание сыпучего материала. В связи с относительно несложным характером процесса такой способ смешивания наиболее часто используется в исследовательских работах, касающихся изучения механизма смешивания, и поэтому полнее других способов описан теоретически. В этой группе обычно выделяют горизонтальные барабанные смесители (рисунок 3).
Рисунок 1 – Горизонтальный барабанный смеситель
В настоящее время выпускаются как горизонтальные (ось вращения совпадает с продольной осью аппарата), так и наклонные барабанные смесители. В тех случаях, когда возникает тенденция к слеживанию (комкованию), хороший результат смешивания получается в барабанных смесителях с оребренной внутренней поверхностью, так как наряду с пересыпанием материал в таком аппарате срезается ребрами, что приводит к разрушению агломерата. Смесители такого типа наиболее эффективно работают при больших объемах барабана. Различные по производительности барабанные смесители имеют и очень отличающиеся потребляемые мощности. Этот параметр не является, однако, определяющим при выборе типа смесителя, если аппарат удовлетворяет другим требованиям. Лишь в тех случаях, когда несколько типов смесителей обеспечивают все требования технологии приготовления смесей, с учетом эксплуатационных расходов и производительности выбирается один или несколько смесителей меньшей мощности
Несмотря на то, что смесители являются основным инструментом изготовления сухих строительных смесей, помимо них на производстве применяется целый ряд технических устройств.
Фасовочная машина предназначена для фасовки сыпучих продуктов различного состава (от тонкодисперсных до зернистых). Также такие машины могут применяться и для упаковки сухих шпатлевок, клеев и для сухого бетона. Производительность фасовочных машин зависит от свойств фасуемого продукта и емкости мешков и может составлять несколько сот мешков в час.
Дозирование добавок может происходить как автоматически (с помощью автоматических дозаторов добавок), так и вручную, с помощью предварительно взвешенной порции добавок в специальных воронках, оборудованных затвором. В нужный момент (согласно технологического процесса производства той или иной строительной сухой смеси) затвор открывается либо автоматически, либо вручную оператором.
Рисунок 2 – Автоматический дозатор
Устройства по распаковке мешков. Различные компоненты, входящие в состав строительных сухих смесей, обычно поступают в упакованном виде. Распаковочные устройства представляют собой воронку, которая оборудована решеткой и рукавным фильтром. Мешки на решетке вспарываются вручную оператором, а запыленный воздух втягивается через фильтр и очищается.
Сушильная установка, предназначена для тепловой обработки в непрерывном режиме сыпучих материалов. Конструкция предусматривает установку на сушильный барабан тепловентилятора или горелок на жидком и газообразном топливе.
Шнековый конвейер — транспортирующее устройство для сыпучих, пылевидных, порошкообразных материалов. Шнеки используют на предприятиях по производству строительных материалов для перемещения в горизонтальном, вертикальном и наклонном направлениях сыпучих материалов (как правило на расстояние до 40 м по горизонтали и до 30 м — по вертикали).