Чтобы снизить затраты на поставку этих материалов, целесообразно упаковывать их непосредственно в местах потребления, доставляя к ним сыпучие материалы специализированным автомобильным или железнодорожным транспортом. Такая технология организации работ требует силосные емкости для приема и складирования материалов, а также специальное оборудование для их упаковки. Наиболее удачно перечисленные работы выполняют, используя сложившиеся системы пневмотранспортирования, которые объединяют оборудование в единый комплекс.
В условиях работы прирельсового силосного комплекса упаковку цемента целесообразно организовать в отдельном фасовочном помещении, в котором есть площади для временного складирования упакованной продукции и средства механизации для ее погрузки. Наиболее удобна упаковка в клапанные мешки по 50 кг, выполняемая фасовочными машинами.
Рис. 14.13. Принципиальная схема силосного склада-пневмокомплекса с фасовочным помещением.
1 – бункер для сбора просыпей; 2, 5 – компрессор; 3 – пневмовинтовой насос; 4, 20 – аэрожелоб;
6 – ресивер; 7 – вакуум-насос; 8 — всасывающий трубопровод; 9 – приемный бункер;
10 – железнодорожный вагон; 11 – вибрационное сопло; 12 – тельфер; 13 – резинотканевый рукав;
14 – кран-укосина; 15 – осадительная камера пневморазгрузчика цемента; 16 – нагнетательный трубопровод; 17 – воздухопровод; 18 – силос; 19 – бункер-осадитель; 21, 26 – фильтр; 22, 27 – вытяжной вентилятор; 23 – донный разгружатель; 24 – двухходовой переключатель; 25 – нагнетательный трубопровод в бетоносмесительное отделение; 28 – указатель уровня; 29 – приемный бункер;
30 – шиберный затвор; 37 – шлюзовой питатель; 32 – контрольное сито; 33 – фасовочная машина;
34 – бумажный мешок; 35 – вилочный погрузчик; 36 – ленточный транспортер
На рис 14.13 показана принципиальная схема силосного склада, дополненного специальным фасовочным помещением. В этом помещении на эстакаде монтируются один-два приемных бункера или силоса, материал в которые можно подавать из емкостей силосного склада или автоцементовоза. Для подачи цемента из основных силосов можно использовать ответвления магистральных цементопроводов, идущих от силосного склада к бетоносмесительному отделению. Применение на этой линии двухходовых переключателей с дистанционным управлением от сигнализаторов уровня приемного бункера обеспечивает возможность включения данной системы комплекса в общую автоматизированную сеть управления силосного склада. Инвентарные силосные склады цемента емкостью 16–100 т также можно использовать при создании фасовочных комплексов для различных строительных материалов. Одним из вариантов подобного комплекса является фасовочный мини-терминал (рис. 14.14). Комплекс включает в себя стальной силос 1 емкостью до 120 м3 и фасовочную машину 3, установленную непосредственно под ним, а выпускное отверстие силоса оборудуется шиберным или секторным затвором. Силос установлен на удлиненных опорах, что дает возможность подавать наполненные мешки на погрузку по склизу 4. Силос оборудован рукавным фильтром 3, который используется для очистки транспортирующего воздуха при пневматической загрузке силоса, а также аспирационного воздуха от фасовочной машины, подаваемого в верхнюю часть силоса пылевым вентилятором 6.
Рис. 14.14. Фасовочный мини-терминал.
1 – силос; 2 – затвор; 3 – фасовочная машина; 4 – склад; 5 – фильтр рукавный;
6 – пылевой вентилятор; 7 – компрессор; 8 – сетка
Сжатый воздух для работы фасовочной машины и аэрации материала в нижней части силоса вырабатывается компрессором 7, производительностью 0,5 м3/мин при давлении 0,6 МПа. Доставка строительных материалов для фасовки осуществляется специализированным автомобильным транспортом. На нагнетательной линии подачи материала в силос устанавливается сетка 8 для защиты от возможных загрязнений. По данным эксплуатации подобных комплексов скорость фасовки составляет около 15 т/ч, а в сутки расфасовывается до 100 т материала, при этом главным сдерживающим фактором является малый объем силоса.
В другом варианте фасовочного комплекса (рис. 14.15), не требующем изменения конструкции опорной части инвентарного склада цемента, используется специальный приемный бункер 7, материал в который подается из силоса наклонным винтовым питателем склада 4.
Рис. 14.15. Фасовочный комплекс с инвентарным складом цемента:
1 – фильтр рукавный; 2 – силос; 3 – трубопровод для подачи цемента от цементовоза; 4 – винтовой питатель; 5 – бункер сбора просыпей; 6 – компрессор; 7 – приемный бункер; 8 – затвор; 9 – шлюзовой питатель; 10 — защитная сетка; 11 – бункер фасовочной машины; 12 – фасовочная машина;
13 — ленточный транспортер; 14 — погрузчик
Учитывая, что при подаче в бункер материал проходит защитную сетку 10, между приемным бункером и фасовочной машиной достаточно установить только затвор. Фасовочная машина и упакованная продукция должны быть защищены от внешних воздействий.
Машиностроительная компания Вселуг предлагает еще один вариант – мобильный фасовочный комплекс (рис. 14.16).
Рис. 14.16. Мобильный фасовочный комплекс.
1 – рукавный фильтр; 2 – приемный бункер; 3 – затвор; 4 – шлюэовый питатель; 5 – бункер фасовочных машин; 6 – автомашина; 7 – винтовой питатель; 8 – фасовочная машина; 9 – контейнер; 10 – бункер для сбора просыпей; 11, 12 — ленточный транспорт
В этом случае оборудование (двухмодульная фасовочная машина) смонтировано в контейнерах размером 2,4 х 12 х 2,7 м, которые перевозятся обычным грузовым автотранспортом. В месте размещения комплекса требуется сделать легкий фундамент, установить контейнеры друг на друга, подвести электроэнергию и подать материал из силоса в циклонный разгружатель пневмотранспортом.
Отгрузка упакованной продукции в автотранспорт производится с двух точек, что позволяет получить производительность комплекса до 400 т/сут.
Целесообразность выбора мобильного варианта может быть связана с необходимостью запуска производства в кратчайшие сроки, а также с возможностью перемещения в дальнейшем производства на новое место.
Рис. 14.17. Схема фасовочной машины.
1 – бункер; 2 – электрошкаф; 3 – турбинка;
4 – дозирующий шибер; 5 – наполнительный патрубок; 6 – механизм сброса;
7 – пылеосадительная камера
Фасовочный модуль для клапанных мешков (рис. 14.17) состоит из двух основных устройств: устройства подачи продукта и весодозирующего устройства. Для подачи в мешок мелкодисперсных материалов наиболее широко применяется турбинный нагнетатель, который располагается под бункером с материалом, слой которого над нагнетателем поддерживается на уровне не менее 1 м.
Бункер оснащен одним или двумя сигнализаторами уровня, управляющими включением и остановкой устройства, подающего материал в бункер (шлюзовой питатель, винтовой питатель).
Весодозирующее устройство (брутто-дозатор) состоит из устройства взвешивания и дозирующего клапана.
Устройство взвешивания выполнено в виде вертикальной весовой рамы, на которой расположены наполнительный патрубок с механизмом прижима мешка, седло, на которое мешок опирается в процессе наполнения, и механизм сброса наполненного мешка. Вес рамы вместе с расположенными на ней устройствами воспринимается тензодатчиком. Дозирующий трехпозиционный клапан обеспечивает возможность подачи материала «грубым» и «тонким» потоком.
Сброс наполненного мешка, в зависимости от применяемого в модуле механизма, может быть вертикальным (при котором мешок «проваливается» на ленту конвейера) или с переворотом на 180°.
Наполнительные патрубки применяются различных размеров, соответствующих ширине клапана мешка. Прижим служит для фиксации мешка на наполнительном патрубке в процессе наполнения.
При заполнении мешка наружу вытесняется запыленный воздух – через зазор между наполнительным патрубком и клапаном мешка и через сквозную перфорацию в верхней части мешка. Для сбора запыленного воздуха применяются различные устройства, связанные с системой аспирации.
Заполнение мешка и контроль всех операций выполняются в соответствии с командами системы управления, причем «грубая» и «тонкая» засыпки сопоставимы по времени. Общее время заполнения мешка должно составлять 3-8 с. На рис. 14.18 показан общий вид фасовочных машин.
Рис. 14.18. Фасовочные модули машиностроительной компании «Вселуг».
а – модель 2П; б – модель ТУРБО КЛ4
Упаковочные машины выпускаются рядом зарубежных фирм. На рис. 14.19 показаны рядные и роторные машины фирмы Claudius Peters Technologies, производящие упаковку в мешки от 25 до 50 кг.
Рис. 14.19. Рядные (а) и роторные (б) системы для упаковки сыпучих материалов в мешки фирмы Claudius Peters Technologies
Они являются полностью автоматизированными устройствами модульного типа, в которых каждый модуль является отдельной конструктивной единицей, способной автономно производить заполнение мешков. В состав модуля входит механизм заполнения мешков, электронные весы и приборы регулирующие и контролирующие работу. Рядные упаковщики выпускаются с 1-4 модулями, роторные могут содержать от 3 до 16 модулей. Производительность упаковки зависит от количества модулей и может составлять от 300 до 5000 мешков по 50 кг в час и 400–6400 мешков по 25 кг в час.
Для полностью автономного укладывания мешков на поддоны и формирования пакетов используется палеттировщик этой же фирмы, что значительно облегчает дальнейшие погрузо-разгрузочные работы.
Компания Ventomatic, а также промышленная группа компании F. L. Smidht-Fuller (США) выпускают большое количество моделей передвижного и стационарного оборудования для упаковки материала в мешки и укладки на поддоны. Данное оборудование применяется для работы вместе с пневмотранспортным оборудованием компании Fuller-Kovako.
Производительность фасовочных машин зависит от множества факторов: свойств фасуемого продукта, требуемой точности дозирования, размеров мешка и от конструктивных особенностей и настройки фасовочной машины. В приведенном описании дана одна из конструктивных схем фасовочного модуля, без рассмотрения различных вариантов конструкции рабочих узлов. Производительность фасовочного модуля составляет ориентировочно 300 мешков в час емкостью 50 кг.
Обычно в ряд вдоль приемного конвейера устанавливают не более 4 модулей. Выпускаются карусельные машины, состоящие из 3-8 модулей. Их производительность составляет 900–2400 мешков в час. Производители фасовочного оборудования обычно гарантируют эти показатели для материалов, с которыми уже имеют опыт работы.
При выборе необходимой производительности пневмокомплекса для упаковки строительных материалов необходимо учитывать сезонность спроса – упакованный цемент, например, находит спрос в средней полосе России только на протяжении 6 месяцев – с середины апреля до середины октября.
Часто возможности фасовочной машины используются не в полной мере из-за недостаточной емкости силосов и нестабильной подачи материала от силоса к формовочной машине. Существенным является и организация отгрузки упакованной продукции. Если технологическая схема не предусматривает накопления мешков на складе, производительность фасовки определяется скоростью их погрузки.