Автоматизация ямной пропарочной камеры

СОДЕРЖАНИЕ

 ВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………..…3

 ОПИСАНИЕ  ОБОРУДОВАНИЯ, ДАТЧИКОВ И СХЕМА

АВТОМАТИЗАЦИИ…………………..…………………………………..…………...4

 ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………….8

 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ  СПИСОК………………………………………………...9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

  
 

ВВЕДЕНИЕ

   В целях сокращения сроков распалубки железобетонных (ж/б) конструкций и сдачи их под нагрузку строители всегда стремились ускорить твердение бетона. Этот вопрос приобрел особую актуальность при изготовлении бетонных и ж/б изделий в заводских условиях, т.к. предприятия заинтересованы в максимальном использовании производственных площадей и в сокращении сроков изготовления изделий.

   В настоящее время наиболее распространенным способом ускорения твердения бетона, позволяющим получать в короткий срок изделия с отпускной прочностью, при которой их можно транспортировать на строительную площадку и монтировать в зданиях и сооружениях, является тепловая обработка. В заводских условиях она осуществляется путем пропаривания изделий в камерах и автоклавах, обогрева в формующих агрегатах или на стендах, а при приготовлении монолитных конструкций - путем электропрогрева, пропаривания и прогрева теплым воздухом.

   При пропаривании сформованные изделия  выдерживаются в камере в среде  насыщенного пара или паровоздушной  смеси до достижения бетоном заданной прочности. В пропарочной камере создаются не только благоприятная температура для ускоренного твердения (в пределах 60 - 100°С), но и оптимальная влажность среды, способствующая сохранению влаги в бетоне для его дальнейшего твердения и после окончания пропаривания. Это дает основание считать пропаривание эффективной тепловлажностной обработки (ТВО) бетона.

   Эффективность пропаривания, как и других видов  тепловой обработки, определяется выбором  рационального режима обработки  в полном соответствии с принятым составом бетона, характеристикой составляющих материалов, особенностью цемента, размерами и конфигурацией изделия, начальной прочностью 6стона к моменту обработки и др. 

  
 

 ОПИСАНИЕ  ОБОРУДОВАНИЯ, ДАТЧИКОВ И СХЕМА

   АВТОМАТИЗАЦИИ

   На  заводах ЖБИ широко применяется  тепловая обработка бетонных и ж/б изделий в ямных пропарочных камерах.

   При правильно выбранном температурном  режиме обработки получают изделия  необходимой прочности при минимальных  затратах тепла. Температурный режим, зависящий от марки применяемого цемента, назначения, технологии изготовления изделий и других факторов, может изменяться в широких пределах. Регулировать температуру в термокамерах очень сложно и трудоемко.

   Из  применяемых схем автоматизации  термокамер наиболее распространены схемы, предусматривающие программное регулирование процесса нагрева отформованных изделий. При программном регулировании для каждого вида цемента и рода изделий обеспечивается более эффективный тепловой режим, позволяющий наиболее целесообразно использовать свойства данного цемента и, следовательно, снизить его расход.

   Для программного регулирования термообработки изделий применяют как пневматические регуляторы, так и электронные.

Автоматизация ямных камер.

   Ямные камеры располагают обычно ниже уровня пола корпуса. Стенки камер делают из кирпича или бетона, камеры перекрывают утепленными крышками с гидравлическим затвором, которые снимают краном при загрузке и разгрузке. Крышки ямных камер устраивают двускатные с углом наклона скатов около 8°, при котором конденсат стекает по стенкам камер, не попадая на изделие.

   Размеры камеры рассчитаны на размещение одного изделия по длине и одного-двух по ширине в три — пять ярусов. По периметру камеры укладывают перфорированные  трубы, имеющие отверстия диаметром 3—4 мм через каждые 150—200 мм. Пар после выхода из отверстий перфорированных труб направляется вверх под углом 60—70°.

   На  вводе паропровода в камеру врезаны  патрубки с двумя дроссельными шайбами, имеющими калиброванные отверстия. Дроссельные шайбы исключают возможность произвольного увеличения подачи пара и ограничивают его расход. В период подъема температуры через дроссельную шайбу большого диаметра при полностью открытом вентиле происходит наибольший расчетный расход пара, а по окончании его вентиль полностью закрывают. В период изотермического прогрева пар поступает в камеру по обводной линии через дроссельную шайбу меньшего диаметра.

   В схемах предусмотрена установка  дифманометра и регулятора давления прямого действия «после себя» на паропроводе, а также программного регулятора температуры.

   В камерах пропаривания перфорированные  трубы смонтированы в один нижний ряд, что упрощает систему автоматического  управления режимом термовлажностной обработки. Для сохранения давления внутри камер на уровне атмосферного объем камеры сообщается с атмосферой при помощи трубы, снабженной обратным клапаном. Камера является безнапорной.

   По  мере удаления паровоздушной смеси  из камеры объем ее заполняется чистым паром температурой около 100° С.

   Безнапорные камеры тщательно герметизируют, иначе вместо вытеснения воздуха из камер будет наблюдаться обратное явление — подсос холодного воздуха, следовательно, понижение температуры в камере.

   Процесс пропаривания складывается из следующих  операций: подъема температуры в камере, изотермического прогрева изделий (при постоянной температуре) и частичного остывания изделий внутри камеры. В общий цикл ускоренного твердения, кроме того, входит выдержка изделий перед подъемом температуры и их охлаждение после выгрузки из камеры. В пропарочных камерах при атмосферном давлении поддерживается температура порядка 80—98° С и максимальная влажность среды (смеси пара с воздухом или чистого пара).

   Вследствие  значительного расширения воды и  воздушных пор в бетонной смеси  при быстром подъеме температуры нарушается структура бетона и медленно набирается его прочность по сравнению с твердением его в нормальных условиях.

   Каждому виду цемента при прочих равных условиях должен соответствовать оптимальный  режим тепловой обработки, при котором недобор прочности пропаренного бетона по отношению к 28-суточной прочности естественного твердения будет минимальным.

   Повышать  температуру в пропарочной камере нужно плавно, не более чем по 20—26° С в 1 ч, при этом для мелких тонкостенный изделий скорость подъема температуры может быть большей, чем для массивных. Для прогрева изделий из жестких бетонных смесей скорость подъема температуры можно повысить до 35—40°С в 1 ч.

   Оптимальная температура прогрева изделий составляет 90—95° С; не следует допускать понижения температуры пропаривания ниже 60° С. Отклонения от заданной температуры прогрева не разрешается превышать на ±5°С. Относительная влажность в камере должна приближаться к 90—100% .

   Длительность  изотермического прогрева, зависящая  от вида применяемого цемента, приближенно равна 6—8 ч. Изделия, получаемые из подвижных бетонных смесей, после окончания прогрева нужно охлаждать в камере до температуры не выше 50—40° С.

   В пропарочных камерах важно обеспечить заданный температурный режим, необходимый для нормального твердения изделий, поэтому температура в камере должна находиться под постоянным контролем и регулироваться. Предусматривают также контроль за давлением пара в паропроводе и за расходом его.

   Электронные программные регуляторы температуры ПРТЭ-2М обеспечивают автоматическое регулирование ее по заданной программе. Регуляторы работают в комплексе с электрическими медными термометрами сопротивления типа TCM и исполнительными механизмами — соленоидными вентилями типа СВВ.

   Регуляторы  типа ПРТЭ — двухпозиционные с пределами измерения температуры от 0 до 100° С. Точность измерения температуры от верхнего предела шкалы составляет ±2,5%; пределы регулирования ее — 20—100° С.

      Чувствительность регулятора — не менее 0,5°С, максимальная продолжительность регулирования его — 24 ч, напряжение питания регулятора — 220 или 127 В переменного тока, потребляемая мощность — 35 Вт. 

Функциональная  схема автоматизации с применением  этого метода.

   Автоматическое  программное регулирование процесса термообработки обеспечивается с помощью программного регулятора типа ПРТЭ-2М. Этот прибор показывает регулируемую температуру, а также сигнализирует об окончании цикла термообработки. В случае перерыва в подаче пара цикл термообработки удлиняется автоматически.

   Для учета времени отсутствия пара используют сигнализатор падения давления. В качестве исполнительного механизма, открывающего доступ пара, в схеме использован электромагнитный вентиль.

   Расход  пара учитывают дифманометром, работающим в паре со вторичным интегрирующим и записывающим прибором. Контроль и запись температуры производят с помощью электронного автоматического компенсатора.

   Схемой  предусмотрены ручной и автоматический режимы управления вентилем подачи пара. Выбор режима производят переключателем. Для каждой камеры предусмотрена следующая технологическая сигнализация: световая — о состоянии вентиля подачи пара; световая и звуковая сигнализации — о падении давления пара.

   В этой работе представлена самая простая  схема автоматизации ямной пропарочной камеры:

1 —  датчики температуры; 2 — программный  регулятор, настроенный на поддержание заданной температуры; 3 — электрический исполнительный механизм, приводящий в действие устройство; 4 — устройство, регулирующее подачу пара. 
 
 
 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   В данной курсовой работе дано общее описание ямной пропарочной камеры, температурного режима, произведено построение функциональной схемы автоматизации. Следует добавить, что не рассматривалась замена конкретных приборов на более современные их аналоги. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

   1. Тихонов А.Ф. Автоматизация и роботизация технологических процессов и машин в строительстве / Учебное пособие. – М.: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2005. – 464 с.

   2. Технология бетона, строительных  изделий и конструкций. Учебник для вузов. Ю.М. Баженов, Л.А. Алимов, В.В. Воронин, У.Х. Магдеев. – М.: Изд-во АСВ, 2004 – 256 с., с илл.

   3. http://stroim-domik.ru