CC BY
13Тел.: 8-919-437-93-63 Чертов В.Г. ст. преп.
Белгородский государственный технологический университет им. В.Г.Шухова
ЭНЕРГО И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ МОБИЛЬНЫХ ПНЕВМОТРАНСПОРТНЫХ УСТАНОВОК В СТРОИТЕЛЬСТВЕ, ПРОИЗВОДСТВЕ, РЕМОНТЕ, ЭКСПЛУАТАЦИИ
Автором предлагается принципиально новая разработка ряда мобильных пылесосных установок, которые находят распространение в последнее время и позволяют осуществлять не только плоскую, но и объемную уборку, имеют максимальную единичную производительность насадка до сотни раз выше, чем в традиционных пылеуборочных установках. Реализация проекта позволит получить тройной экологический эффект, существенно улучшить экономические и технические показатели установок, в несколько раз повысить производительность, механизировать, а в перспективе и автоматизировать процесс строительства пылеуборки.
В процессе переработки различных сыпучих материалов создаются значительные массы просыпи, а на строительных конструкциях, крановом и другом оборудовании осаждаются большое количество пыли. Образующаяся в процессе технологических операций пыль загрязняет воздушную среду помещений, поверхности строительных конструкций и оборудования. Просыпь и осевшая пыль являются главными источниками вторичного пылеобразования возникающего при ручной уборке. Ручная пылеуборка связанна с перемещением значительных масс пыли, весьма трудоемка, и осуществляется в экологически вредных условиях. При уборке строительных конструкций и оборудования, и обрушении значительных масс пыли, в несколько десятков раз ухудшаются условия труда в рабочих зонах, ускоряется процесс износа оборудования. При значительных количествах пыль может слеживаться, слипаться, схватываться, склеиваться, налипать и накапливаться на строительных конструкциях и оборудовании. Причем если вновь осевшая пыль, при регулярной уборке, легко удаляется, то слежавшаяся и схватившаяся, например, цементная пыль, со временем с трудом удаляется даже с помощью отбойного молотка. Такая пыль может привести к обрушению конструкций, что неоднократно подтверждалось практикой. Подобную проблему представляет уборка с дорог свежевыпавшего и смерзшегося снега. Большую трудоемкость, при существенных экономических потерях, представляет очистка внутренних поверхностей оборудования различного назначения, мельниц, бункеров, пылевых камер, а также ликвидация последствий аварий и катастроф техногенного характера. Возгораемые и взрывоопасные пыли типа целлюлозы, муки, древесной и угольной пыли, отходы производства резинотехнических изделий, текстильной промышленности, химических производств и пр. повышают пожарную и взрывоопасность. Традиционно ручная и механизированная пылеубор-ка осуществляется в 3 стадии: вначале пыль перемеща-
ется с места на место, а затем она непосредственно убирается и утилизируется. Вакуумная пылеуборка, позволяющая объединить 3 стадии в одну и актуальна практически для всех отраслей промышленности, где уборка осуществляется обычно вручную, особенно для эффективной профилактики и ликвидации последствий различных вредных, возгораемых и взрывоопасных выбросов. Эта проблема обострилась в последнее время в связи с существенным сокращением производства и персонала, отсутствием и экономией средств на переход к безопасным технологиям, техническое перевооружение. В условиях экономического кризиса, на многих предприятиях не проводятся мероприятия по технике безопасности и даже отсутствуют соответствующие службы. Промышленная пылеуборка обеспечивает санитарно-гигиенические требования к помещению и повышает безопасность труда. Для предприятий важна не только плоская пылеуборка, но и механизация уборки труднодоступных мест по всему объему помещения, которую предлагается называть объемной. Снижение количества пыли в помещениях во многом зависит от своевременного ремонта оборудования, рациональной организации технологического процесса, применения эффективных вентиляционных устройств, регулярной пылеуборки и других профилактических мер.
Для повышения производительности труда при пы-леуборке, ликвидации вторичной запыленности применяют гидросмыв, передвижные пневмотранспортные установки (ППУ), мобильные пневмотранспортные установки (МПУ), централизованные пылеуборочные установки (ЦПУ). Гидросмыв требует значительного количества воды, специального исполнения технологического оборудования, системы шламоудаления, дополнительной гидроизоляции оборудования и строительных конструкций и может применяться только в отапливаемых помещениях и не применим для прилегающих территорий.
Классификация пылеуборочных установок
Таблица
№
Производительность V насадка, т/час
Общий вид установки
Типы пылесборных установок
и
в
д
е р
ре Пе
ын ан
в о
изо
ртне
е
иг
о
а
6
е ны
ь
б о
*Конструкции автора.
ППУ предназначены преимущественно для уборки больших ровных площадок с малой запыленностью и неприменимы в условиях большой запыленности и загро-можденности предприятий оборудованием, и площадками обслуживания на различных уровнях. Недостатками ППУ являются также, загрязнение атмосферы помещения наиболее вредной мелкодисперсной пылью после фильтра, необходимость транспортировки уловленной пыли, малая производительность и емкость пылесборника и т.д.
Эффективным средством уборки просыпи и пыли в условиях сухих производств строительных и других пылящих материалов является вакуумная уборка централизованными пылеуборочными установками (ЦПУ). Достоинством ЦПУ является высокая производительность, возможность компоновки с любой расстановкой оборудования, автоматический возврат пыли в технологическую линию. Широкое внедрение ЦПУ в промышленность сдерживается отсутствием производства целевого оборудования для этих систем.
Автором предлагается принципиально новая разработка ряда мобильных пылесосных установок (МПУ), которые находят распространение в последнее время и позволяют осуществлять не только плоскую, но и объемную уборку в автоматическом режиме, имеют максимальную единичную производительность насадка до сотни раз выше, чем в традиционных пылеуборочных установках. Реализация проекта позволит получить тройной экологический эффект, существенно улучшить экономи-
ческие и технические показатели установок, в несколько раз повысить производительность, механизировать, а в перспективе и автоматизировать процесс пылеуборки.
Классификация пылеуборочных устройств представлена в таблице.
Разновидностью МПУ является также новый тип наиболее простых по конструкции, и минимальных по себестоимости, стационарных пылеуборочных устройств (СПУ), которые выполнены в виде контейнера устанавливаемого стационарно в местах наибольших пылевыделе-ний и имеют возможность перемещаться специальными устройствами или устанавливаться при необходимости на мобильной платформе при изменении компоновки оборудования или пылевой обстановки. Применение СПУ упрощает ремонт, обслуживание и модернизацию установок путем организации обменного фонда, что повышает их надежность. Общий вид СПУ см. таблицу.
МПУ являются частью широко распространенного трубопроводного транспорта. В настоящее время передвижные трубопроводные установки, имеющие мобильные пространственные трубопроводы, представлены только бетононасосами. Этот ряд предлагается дополнить рядом мобильных пневмотранспортных установок, и представляется новое название для всего класса этих машин: мобильные трубопроводные установки (МТУ). Общие виды мобильных трубопроводных установок показаны на рис. 1 и 2. Общий вид рекомендуемой установке по переработке отходов приведен на рис. 3, а).
Рис. 1. Мобильные пневмотранспортные установки (МПУ):
а) дорог и территорий производительностью 40 т/ч
б) помещений производительностью 10 т/ч
Рис. 3. Малотоннажная линия производства листовых материалов из отходов производительностью до \ т/ч (а), 6) образцы стройматериалов из отходов
Рис. 2. Машины для ремонта дорог и сооружений (АПС):
а) дорог и территорий производительностью до 50 т/ч,
б) для помещений производительностью до ] 0 т/ч
Вовремя собранные сухие растительные остатки с прилегающих территорий являются ценным сырьем для изготовления экологически чистых новых стройматериалов материалов типа ДСП, ДВП или арболита рис. 3, б).
На рис. 4 представлены общие виды и технические характеристики МПУ, различной производительности, под разнообразные условия потребителей.
Транспортная проблема, с увеличением автомобильного парка, существенно усугубляется, и для ее разрешения необходим системный подход с учетом всех факторов. Так необходимо учитывать просчеты в проектировании и организации движения крупного мегаполиса г. Москвы, когда при вложенных значительных средствах, дорогостоящая дорожная сеть и масса ценных автомобилей простаивают из-за пробок, не выполняя свою функцию, а парализуя движение с большим экономическим и моральным ущербом. Для г. Белгорода запланированным перегруженным местом является ул. Щорса, единственный маршрут для пассажирских перевозок, между значительными по численности населения центральной и южной частями города. В условиях многократно возросшей нагрузки на дороги важным фактором становится ее эксплуатация и поддержание в исправном состоянии. Образующие на дороге трещины при интенсивной эксплуатации быстро разбиваются и полотно дороги, без оперативного ремонта быстро выходят из строя. На базе установки, представленной на рис. 5 может быть выполнена машина, для разделки трещин и одновременной ее заделки собранным и моди-
фицированным составом дорожного полотна. Разделка и заделка трещин может осуществляться в полуавтоматическом или автоматическом режиме, в ночной период времени при спаде интенсивности движения и минимальном количестве обслуживающего персонала.
При традиционной механической уборке территорий осуществляется перемещение пыли с места на место, и количество пыли на территории и в атмосфере не уменьшается, а увеличивается. Так при уборке снега с дорог, необходимо несколько машин движущихся параллельно, не убирающих, а толкающих пред собой валик снега. Представленная на рис. 5 установка выполненная с турбоприводом позволяет использовать энергию отходящих газов для растопления собранной ледяной корки дорог, с уменьшением ее объема в десятки раз и дальнейшей ее утилизации в ливневую канализацию. Применение МПУ для уборки дорог, позволяет осуществить очистку дорожного полотна от наледи насухо и отказаться от применения искусственного загрязнения дорог солью, и другими ингредиентами, которые малоэффективны и являются опасным экологическим загрязнителем почвы и грунтовых вод - истоков пищевой цепочки животных и человека. Предлагаемые устройства для уборки помещений и прилегающих территорий позволяют не только механизировать ручную уборку, но и применять технологии утилизации вторичных отходов, что позволит получить дополнительную прибыль от их использования. При уборке прилегающих территорий и улиц, вовремя собранные сухие растительные остатки
№ Параметр Размер-
п/п Производительнсть ность
1 по материалу т/час
2 Производительнсть по воздуху* тыс. м3/час
3 Мощн. воздуходувки кВт
4 Диаметр рукава мм
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1,2 3 5 7 10 21 32 45 70 90
0,3 0,6 1,1 1,6 2,3 4,2 6,3 10 14 16
4,0 8,5 15 24 34 60 94 135 180 240
50 75 100 125 150 200 250 300 350 400
Рис. 4. Машины уборки предприятий и территорий (МПУ-*)
( 1. АС.1196570 (СССР) >
С г A.C. 1395890 (СССР) }
С з. A.C. 1412728 (СССР) \
С 4. A.C. 1440486 (СССР) 1
С 5. A.C. 1452602 (СССР) 1
с & A.C. 1489715 (СССР)}
Г 7. A.C. 1480718 (СССР) >
Г В. A.C. 1516083 (СССР)}
С9' A.C. 1517327 (СССР) >
С 1й A.C. 1533642 (СССР) >
(11. АС. 153 5528 (СССР)}
С 12. АС. 1537919 (СССР)}
Mi АС. 1546С79 (СССР)>
(14. A.C. 1563770 (СССР)}
С15- A.C.1595457 (СССР)}
Мб. A.C.1596186 (СССР)}
С17. A.C.1606198 (СССР)>
С18' АС. 1614793 (СССР) >
[19. A.C . 1667938 (СССР)}
(20. A.C. 1673987 (СССР)!
[21. АС, 1693302 (СССР)}
(22. АС. 1700326 (СССР)}
(23. A.C.1708193(СССР) Т
(24. A.C. 1768314 (СССР)]
(25. A.C.1802162 (СССР) Jj
4 5 6
W
Производительность, пУчас Номинальная грузоподъемностиь, кг Масса снаряженной платформы, кг Максимальная скорость, км/час База, мм
Мощность двигателя, кВт Габаритные размеры, мм:
120 70000 50000 60 6000 680
13000x4000x5495
[26. АС. 1805336 (СССР) 1
£ 27. Патент № 2046641 ">
( 28. Патент №2064813 У
Г 29. Патент №2129040 /
( 30. Патент n.M. N»45186 )
Рис. 5. Общий вид МПУ большой производительности:
1- насадок манипулятора, 2- платформа мобильная, 3- основной насадок большой производительности, 4- блок воздуходувки, 5- блок тонкой очистки воздуха, б- манипулятор, 7- блок грубой очистки воздуха, 5- блок гидропривода, 9- машинное отделение установки
являются ценным сырьем для изготовления экологически чистых материалов типа ДСП или арболита.
В разработанных мобильных пневмотранспортных установках эффективное энергоресурсосбережение осуществляется за счет увеличения производительности, полноценной утилизации убираемого материала, не позволяя пыли схватываться, слеживаться, слипаться, терять свои свойства, экономии трудовых и материальных ресурсов на процесс уборки. Предлагаемая технология и оборудование переработки отходов для прилегающих территорий, уменьшает количество отходов путем их полезного вторичного использования. Сокращение длины транспортировки материала, обеспечивает минимальное сопротивление и энергозатраты установок. Своевременная высокопроизводительная пылеуборка летучей пыли также обеспечивает многократное снижение энергозатрат, по сравнению с уборкой схватившейся и слежавшейся пыли.
Новые экономические и конструктивные перспективы открываются при применении в качестве воздуходувки в МПУ большой производительности газотурбинной установки, в комплекте с пневмоприводом. Применение воздуха делает привод более безопасным, в несколько раз снижает его материалоемкость и себестоимость, существенно упрощает конструкцию. При этом отпадает необходимость в многократном преобразовании энергии, вызывающем лишние потери, поскольку не требуется преобразовывать энергию газа в электрическую, а затем в механическую. Т.о. отпадает необходимость в дорогостоящих: генераторе, преобразователе частоты и высокоскоростном редукторе, затраты на ко-
торые могут в сумме составлять более 60% стоимости ГТУ. Общий вид МПУ большой производительности и изобретения полученные при участии автора, по данному направлению, представлен на рис. 5.
В настоящее время серийно МПУ в России не выпускаются. Реализация предложений, серийное изготовление мобильных пневмотранспортных устройств, актуально для всей промышленности, позволяет получить многоплановый социальный, экологический и экономический эффект: 1) получать высокопроизводительный механизированный экологически чистой новый тип объемной уборки, обеспечивающей утилизацию пыли и профилактику аварий; 2) удалить опасный загрязнитель почвы и грунтовых вод - соль из процесса уборки дорог; 3) уменьшить количество отходов, путем их полезного вторичного использования и соответственно количества вырубаемой деловой древесины (для городских территорий); 4) решать проблему пылеуборки интеллектуальным способом; 5) обеспечивает занятость науки и производства; 6) существенно улучшить культуру производства, 7) улучшается состояние среды обитания и условий работы жителей региона, 8) механизировать, а в перспективе и автоматизировать процесс пыле-уборки и ремонта дорог, 9) увеличивается прибыль региону от реализации новой техники на сторону.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Чертов В.Г. Энергоресурсосберегающие мобильные пнев-мотранспортные установки /В.Г. Чертов// Междунар. на-учно-практ. конф., Техническое обеспечение буровзрывных работ. Сб. научн. тр. -Белгород: Гормаш, 2007. -17 с.
