Дозаторы бетонных смесей и растворов. Дозатор для бетонных смесей Дозатор бетонной смеси
Назначения и состав смесительной машины. Классификация смесительных машин. Назначение дозатора и их классификация. Типы, основные параметры и конструктивные схемы бетоносмесителей и растворосмесителей циклического и непрерывного действия. Производительность смесителей. Необходимость и способы уплотнения бетонных смесей.
Смесители
В зависимости от вида смеси их подразделяют на:
1) растворосмесители (для штукатурных, кладочных, отделочных растворов);
2) бетоносмесители (для бетонных смесей – обычных, сухих, керамзитобетонных, ячеистых, особо тяжелых и др.);
3) стационарные – в составе заводов, комбинатов ЖБИ;
4) перебазируемые – для объектов с небольшими объемами работ;
6) цикличные;
7) непрерывного действия.
Цикличные и непрерывного действия – это деление по режиму работы. По принципу смешивания компонентов:
8) гравитационные;
9) принудительные;
10) комбинированные.
В цикличных смесителях исходные компоненты смешиваются отдельными порциями. И главный параметр – вместимость смесительного барабана. Промышленность выпускает: бетоносмесители от 100 до 4500 л; растворосмесители – от 40 до 1500 л.
В смесителях непрерывного действия – компоненты поступают непрерывно и непрерывно выдается готовая смесь.
Гравитационный смеситель состоит из смесительного барабана на опорных стойках, внутри лопасти, их вращение электродвигателем с зубчатой передачей. Для загрузки барабан устанавливают пневмоцилиндром наклонно горловиной вверх. Разгрузка опрокидыванием пневмоцилиндром. Продолжительность рабочего цикла (загрузка, перемешивание, выгрузка) – 90-150 с. Просты в устройстве и обслуживании, способность приготовлять смесь с крупными (до120…150 мм) заполнителями.
Смесители принудительного действия для смесей любой подвижности и жесткости с крупностью заполнителя не более 70 мм. Они с вращающимися лопастными валами (вертикальными и горизонтальными).
Роторные смесители – массовые, с вертикальными валами, повышенной скорости, для жестких смесей.
Смесители непрерывного действия – производительность до 30 м 3 /ч (горизонтальный двухвальный – компоненты смеси непрерывным потоком подают в корыто, в котором вращаются навстречу друг другу валы с лопастями.
Техническая производительность определяется: объемом смеси, перемещаемой в единице времени в осевом направлении. Зависит от: размера лопастей, угла их установки, частоты их вращения.
ДозаторыОни бывают объемными и весовыми, т.к. материал дозируют по объему и по массе. Объемные более просты, но менее точные из-за непостоянства плотности и влажности дозируемых сыпучих материалов и условий заполнения мерных емкостей. По режиму работы различают цикличные (порционные) и дозаторы непрерывного действия. В первых материал дозируется в мерном или весовом бункере, во вторых – материал подают в смесители непрерывным потоком. Управляют ими автоматически с пульта управления.
Рассмотрим принцип работы порционного дозатора. Их применяют для порционного автоматического взвешивания цемента, заполнителей, химических добавок, воды и выдачи отвешенных порций в смесители. Компоненты дозируют поочередно, загружая весовой бункер сначала крупным, а затем более мелки материалом. Такие дозаторы различаются пределом взвешивания, зависящим от вместимости весового бункера и др. параметров.
В качестве питателей применяют при дозировании:
1-песка, щебня и т.п. – ленточные конвейеры, различных конструкций затворы;
2-цемента – аэрожелоба, шнековые и барабанные питатели;
3-жидкостей – затворы с необходимой герметичностью.
Дозатор непрерывного действия – это какой-либо питатель или сочетание питателей, в которых автоматически с требуемой точностью поддерживается заданная производительность. Он включает в себя: 1-питатель; 2-измерительное устройство производительности; 3-систему автоматического регулирования (САР).
Для дозирования заполнителей применяют универсальные дозаторы, стабилизирующие произведение массы материала на ленте питания на скорость ее движения.
Для дозирования жидкостей используют компактные дозаторы турбинного типа на базе расходомеров воды, которые могут работать как циклично, так и непрерывно (т.е. в разных режимах).
Растворо- и бетоносмесительные установки и заводы
Процесс производства таких смесей – это ряд последовательных механизированных и автоматизированных операций. Включает:
1 - погрузочно-разгрузочные работы при приеме и хранении материалов на складах;
2 – их хранение;
3 – подогрев в зимнее время;
4 – транспортирование компонентов смесей в расходные бункера смесительного узла;
5 – дозирование;
6 – перемешивание;
7 – выгрузка готовой смеси;
8 – аспирация;
9 – обеспыливание линий;
10 – вентиляция помещений.
Эти операции составляют технологическое содержание работы всех установок и заводов с законченным, расчлененным и комбинированным технологическими циклами.
Продукция: с законченным циклом – готовая смесь; с расчлененным – сухая смесь; с комбинированным – готовая и сухая.
В зависимости от назначения, мощностей и особенностей объектов – потребителей различают: 1-стационарные; 2-приобъектные; 3-передвижные смесительные установки.
Их классифицируют по режиму процесса приготовления смесей (периодического и непрерывного действия) и по технологической схеме компоновки оборудования (высотные и двухступенчатые). Высотные – компактны, лучше автоматизированные, но дороже.
Бетононасосные установки
Это комплекты устройств для транспорта бетонных смесей по трубам к местам их укладки.
В их состав входит: 1-бетононасос; 2-комплект бетоноводов; 3-расприделительные механизмы – манипуляторы.
Достоинства: 1-подача смеси в труднодоступные места; 2-регулирование интенсивности подачи смеси; 3-исключения расслоения и защита от осадков; 4-меньшая загрязненность площадки.
Недостатки: 1-дорого; 2-необходимость промывки и очистки системы при остановке в работе; 3-необходимость высокой квалификации обслуживающего персонала.
Бетононасосы квалифицируют по:
а) по режиму работы: с периодической или непрерывной подачей смеси;
б) по типу привода: с гидравлическим или механическим;
в) по мобильности: стационарные, передвижные.
Бетононасосы с периодической подачей смеси могут быть одно- и двухцилиндровыми. Широко применяются двухцилиндровые поршневые бетононасосы с гидравлическим приводом.
Бетононасосы непрерывного действия (шланговые или перистальтические).
Перистальтика (от греч. peristaltikos – обхватывающий, сжимающий) – волнообразное сокращение стенок полых трубчатых органов (кишок, желудка, мочеточников), способствующее продвижению их содержимого к выходным отверстиям.
В таких насосах рабочий процесс всасывания из бункера и нагнетания бетонной смеси в бетоновод осуществляется за счет упругой деформации гибкого шланга, уложенного на жесткий ложемент, при перекатывании по нему роликов на цепи, приводимой звездочкой.
При этом бетонная смесь всасывается в шланг вслед за перемещающимся роликом под действием разряжения внутри шланга при его упругом восстановлении после прохода ролика и выталкивается в бетоновод передним фронтом бегущей волны сжатия шланга.
Достоинства: простое исполнение и обслуживание, пониженный расход энергии (равномерная подача смеси).
Недостатки: высокие требования к составам и подвижность смесей; небольшое давление, ограничивает дальность подачи; малый срок службы гибкого шланга на участке рабочей камеры (замена через 2-3 тыс. м 3 перекачки смеси).
Область применения: для перекачки тощих бетонных смесей; смесей с гравийным заполнителем для устройства бетонных стяжек покрытий. Подача до 60 м 3 /ч, на высоту до 39 м с давлением до 3,5 МПа по шлангу n125 мм. Подача бетонной смеси к месту укладки по бетоноводу из стальных труб, соединенных замками.
Бетононасосы устанавливают на прицепы, автомобили, оборудованные распределительными стрелами. Стрела служит опорой бетоноводу и концевому раздаточному шлангу. Они бывают сборные, телескопические, шарнирно-сочлененные из 2х и более звеньев общей длиной до 40 м. Шарнирно-сочлененные более просты и маневренны. Раскладываются под разными углами (это позволяет без перемонтажа бетоновода направлять концевой шланг в любую точку в пределах зоны обслуживания стрелы).
Машины и оборудование для укладки и распределения бетонной смеси
Применяют краны с бадьями, ленточными конвейерами, виброжелобами, самоходной бетоноукладки, оборудование трубопроводного транспорта. До 85% общего объема бетонной смеси – это строительные краны с поворотными и неповоротными бадьями (бункерами).
Поворотные бадьи. Грузоподъемность от 1,25 до 5т. Загрузка с бетоновоза, разгрузка открыванием затвора.
Неповоротные – грузоподъемность от 1,25 до 2,5 т. На корпусе устанавливают вибратор. Оборудование для уплотнения бетонной смеси
При укладке бетонной смеси разравнивают и уплотняют для получения бетона с морозостойкой, водонепроницаемой и прочной структурой. Надо удалить из смеси воздух. Его объем достигает 10-15% в пластичных смесях и 40-50% в жестких. Наиболее эффективен способ уплотнения – вибрирование, реже применяют вакуумирование.
По способу воздействия на бетонную смесь различают следующие вибраторы:
1-внутренние (глубинные) (наиболее эффективно и распространено) – погруженные в смесь передают ей колебания вибронаконом, корпусом;
2-наружные (используют редко) – прикрепляют к опалубке для передачи через нее колебаний бетонной смеси;
3-поверхностные – устанавливают сверху на уложенную, передают колебания через рабочую площадку (для плит, полов, в=20 см).
Их различают по способу создания колебаний:
1 – с вращающимися дебалансами;
2 – с возвратно-поступательным движением массы.
Первые – могут быть одновальными (круговые колебания) и двухвальными (направленные колебания). Приводятся в действие электродвигателями (электромеханические), пневмодвигателями (пневматические) и ДВС.
Вторые – имеют электромагнитный привод (электромагнитные вибраторы).
Широко применяют в строительстве переносные электромеханические вибраторы с круговыми колебаниями. Реже пневмовибраторы (шум, большая энергоемкость).
Различают по частоте колебаний их корпуса:
1 – низкочастотные (2800-3500 колебаний в минуту);
2 – среднечастотные (3500-9000 мин -1);
3 – высокочастотные (10000-20000 мин -1) – для уплотнения мелкозернистых смесей в тонкостенных СК.
Глубинные вибраторы применяют при бетонировании крупногабаритных или густонасыщенных арматурой ЖБК (фундаментов, стен, плит, колонн, свай) при стендовом способе производства ЖБИ. Они бывают:
1 – ручные (массой до 25 кг). Недостаток – небольшой радиус действия и небольшая производительность;
2 – подвесные в виде пакетов из 3-5 шт на одной траверсе.
У ручных вибраторов электродвигатель (трехфазный с короткозамкнутым ротором) встроен в корпус (наконечник) или вынесен (соединен с дебалансом рабочего наконечника гибким валом). Рабочий наконечник – это герметически закрытый цилиндрический корпус с дебалансом внутри него.
Для тонкостенных ЖБИ – планетарные вибраторы. Вибрация создается планетарно обкатывающимся бегунком относительно сердечника или втулки.
Для уплотнения бетонной смесей средней подвижности толщиной до 20 см бетонных покрытий и в дорожном строительстве применяют
Площадочные вибраторы и виброрейки.
Вакуумирование – при устройстве полов толщиной до 300 мм путем удаления из бетонной смеси части воды с одновременным уплотнением под действием атмосферного давления через отсасывающие плиты. Оборудование – вакуум-агрерат, вакуум-маты, виброрейка, затирочная машина.
Вакуум-агрегат состоит из вакуумного бака и гидробака с вакуум-насосом.
Вакуум-мат – фильтрующее полотнище с отверстиями, объемно-провилированной пластмассовой сеткой и верхним герметизирующим матом с рукавом для отвода водовоздушной смеси. Вакуум-матом накрывают обработанный виброрейкой участок пола и включают вакуум-насос.
Устройства, с помощью которых отмериваются составляющие бетонной смеси и растворов, называются дозаторами или мерниками.
По техническим условиям для обеспечения требуемого качества бетона и растворов точность отмеривания должна быть: цемента и воды- ±1%, заполнителей-±2%.
Возможны два метода дозирования: по объему и по весу.
Объемные дозаторы наиболее просты по устройству, но не обеспечивают высокой точности, так как объемный вес заполнителей сильно колеблется в зависимости от влажности (например, при изменении влажности песка от 0 до 6% объемный вес увеличивается на 32-37%), а цемента - от степени уплотнения (до 50%).
Поэтому в данное время объемное дозирование составляющих бетона допускается только для крупнокускового материала, где объем незначительно изменяется от влажности. Весовое дозирование обеспечивает большую точность отмеривания, но весовые дозаторы имеют более сложное устройство, чем объемные. Согласно существующим техническим условиям, цемент и песок при приготовлении бетонов высокого качества нужно отмеривать весовым способом.
С точки зрения качества бетона необходимо применять только весовую дозировку заполнителей и вяжущих бетонов и растворов.
Весовые дозировочные устройства могут иметь ручное, полуавтоматическое и автоматическое дистанционное управление.
Рис. 200. Схема дозирующего бака для воды
1 - корпус бака; 2 - шкала; 3 и 6 - трубки; 4 - воздушный клапан; 5 - колено сифона; 7-кран; 8-трубка; 9 - указатель наполнения бачка.
Объемные дозаторы для воды устанавливают обычно на смесительных машинах и очень редко отдельно от них. Все они работают по принципу сифона. В корпусе 1 бака (рис. 200) установлено колено сифона 5, которое трехходовым краном 7 соединено с водопроводом и трубкой 8 для слива воды в барабан смесителя. Вода, из водопровода заполняет бак, вытесняя воздух через воздушный клапан 4. Как только клапан своим седлом перекроет отверстие, соединяющее корпус бака с атмосферой, поступление воды прекратится, а указатель 9 поднимется, свидетельствуя о наполнении бака.
При переключении крана в положение слива вода из бака поступает по сифону и трубке 8 в смесительный барабан, а клапан опускается, пропуская воздух в корпус бака. Слив воды из бака будет происходить до тех пор, пока ее уровень не достигнет отверстия трубки 6. В этот момент воздух по трубкам 6 и 3 засоряется в сифон, струя воды разорвется и слив прекратится. Необходимый объем сливаемой воды устанавливается по шкале 2 наклоном трубки 6 в вертикальной плоскости. Чем выше ее конец будет поднят, тем меньше будет доза слитой из бака воды, и наоборот.
Объемные дозаторы для заполнителей бетонов и растворов представляют собой металлический ящик, состоящий из.двух секций. Нижнюю секцию (в виде опрокинутой усеченной пирамиды) при помощи болтов можно поднимать и опускать, соответственно увеличивая или уменьшая объем мерника. На внешней стороне верхней секции нанесена шкала с делениями в литрах. Верхняя секция укреплена на раме, за которую подвешивается мерник. На раме сверху устанавливается приемная воронка с затвором (чаще всего секторным). Затвор открывается и закрывается рычагом вручную.
Весовые дозаторы изготовляются периодического и непрерывного действия. Их работа основана на принципе равновесия механизмов с рычажными весоизмерительными приборами с переменным отношением плеч.
В дозаторах периодического действия (рис. 201) взвешивание производится в весовом бункере 4, подвешенном на системе грузоприемных рычагов 3, которые соединены с весовым механизмом, имеющим циферблатный указатель 6. Весовой механизм настраивается на отвешивание заданной порции передвижением гирь по его рычагам. На раме 1 дозатора установлены впускные воронки 2
Рис. 201. Автоматический весовой дозатор для заполнителей
1 - рана; 2 - воронки; 3 - грузоприемные рычаги; 4- бункер; 5 -затвор; 6 - циферблатный указатель; 7 - электровсздушный клапан,
а в нижней части бункера - выпускной затвор 5.
Управление затворами воронок и бункера может быть ручным, полуавтоматическим и автоматическим. При ручном управлении затворы закрываются и открываются вручную; при полуавтоматическом - открываются вручную, а закрываются автоматически пневмоцилиндрами; при автоматическом - затворы открываются и закрываются пневмоцилиндрами, каждый из которых управляется электровоздушным клапаном 7.
Система отвешивания применяется индивидуальная, при которой каждый мерный бункер предназначен для одного вида материалов, и групповая, когда мерный бункер рассчитан на отмеривание нескольких видов сухих составляющих бетонной смеси (обычно не более трех). При индивидуальной системе отвешивания в несколько раз сокращается цикл дозирования.
В дозаторах непрерывного действия осуществляется взвешивание непрерывно перемещающегося слоя составляющих смеси. Они применяются для дозирования материалов в установках непрерывного действия.
После приготовления, бетонная смесь загружается в автобетоносмесители и отправляется на строительную площадку. Как осуществляется заказ и доставка бетонной смеси согласно графика бетонирования описано .
Глава 23. Машины и оборудование для приготовления бетонных смесей и строительных растворов
23.1. Дозаторы
Бетон представляет собой искусственный каменный материал, получаемый из смеси вяжущих веществ, воды и заполнителей после ее формования и затвердевания. Строительные растворы не имеют в своем составе крупных заполнителей. До формования эти тщательно смешанные компоненты называют соответственно бетонной смесью и строительным раствором.
Приготовление бетонных смесей и строительных растворов состоит из дозирования компонентов и их перемешивания. Для дозирования применяют дозаторы, а для перемешивания - смесительные машины или смесители.
Дозаторы бывают объемными и весовыми. Первыми дозаторами материалы дозируют по объему, а вторыми - по массе. Объемные дозаторы более просты, но менее точны из-за непостоянства плотности и влажности дозируемых сыпучих материалов и условий заполнения мерных емкостей. Их применяют обычно для дозирования воды. Для дозирования сыпучих материалов их используют только в условиях строительных площадок для смесителей с объемом готового замеса до 250 л.
По режиму работы различают дозаторы цикличные (порционные) и непрерывного действия. В порционных дозаторах материал дозируется в мерном или весовом бункере, а в дозаторах непрерывного действия материал подают в смесители непрерывным потоком с заданной производительностью. Управляют дозаторами автоматически или полуавтоматически с пульта управления.
Весовой дозатор цикличного действия применяют для порционного автоматического взвешивания цемента, заполнителей, химических добавок и воды, а также выдачи отвешенных порций в смесители (рис. 23.1). Компоненты дозируют поочередно, загружая весовой бункер 8 сначала материалом с более крупными размерами кусков, а затем - более мелкий, поверх первого. Сигнал на начало дозирования одного компонента поступает с пульта управления 1 к электропневматическому клапану 2, после срабатывания которого сжатый воздух от компрессорной установки по
ступает в пневмоцилиндр 3. Последний открывает впускной затвор 9 одного из бункеров 10 с дозируемым компонентом, который через воронку загружается в весовой бункер 8. Последний системой тяг и рычагов связан с весоизмерительным устройством 6 с циферблатным указателем. По достижении в весовом бункере требуемой дозы сигнал об окончании загрузки, сформированный задатчиком массы циферблатного указателя, поступает к пульту управления, который отключает клапан 2, а управляемый этим клапаном пневмоцилиндр 3 закрывает затвор, прекращая этим подачу материала в весовой бункер.
После перенастройки задатчи- ка массы циферблатного указателя так же дозируют второй компонент. Сигнал на разгрузку весового бункера поступает с пульта управления на электропневматический клапан 4, который открывает доступ сжатого воздуха в пневмоцилиндр 5. Последний открывает разгрузочный затвор 7, и отмеренные компоненты разгружаются в смеситель 6.
Дозаторы рассмотренного типа различаются пределом взвешивания, зависящим от вместимости весового бункера и других связанных с ним параметров. В качестве питателей при дозировании песка, щебня и т.п. применяют ленточные питатели и затворы различных конструкций. При дозировании цемента используют аэрожелоба, шнековые и барабанные питатели. При дозировании жидкостей применяют затворы, обеспечивающие необходимую герметичность.
Дозаторы непрерывного действия для сыпучих материалов представляют собой какой-либо питатель или сочетание питателей, в которых автоматически с требуемой точностью поддерживается заданная производительность. Независимо от конструктивных особенностей дозаторы непрерывного действия включают в себя питатель, измерительное устройство производительности и САР.
Рис. 23.1. Функциональная схема весового дозатора цикличного действия
На рис. 23.2 приведена схема дозатора цемента. Дозируемый материал подается на ленту ленточного питателя 2 из загрузочного бункера с помощью лопастных питателей 1, в приводе которых установлен вариатор 16. Также вариатором 14 приводится в движение ленточный питатель. Производительность дозатора регулируют путем поддержания постоянного значения массы материала
Рис. 23.2. Схема дозатора непрерывного действия для цемента
на ленте питателя 2 и изменения скорости движения ленты. Для стабилизации массы дозируемого материала ленточный питатель подвешен к раме дозатора шарнирно на оси приводного барабана и с помощью тяги - к коромыслу 3, уравновешенному грузом 6. При отклонении массы материала на ленте питателя от значения, соответствующего заданной производительности дозатора, коромысло отклоняется от своего равновесного положения, воздействуя на индуктивный преобразователь 5, с сердечником которого оно связано, в результате чего на вход бесконтактного электронного регулятора <2 подается напряжение, отличное от нуля. Этот сигнал, пройдя тиристорный усилитель 9, включает двигатель 17 исполнительного механизма вариатора 16, передаточное отношение которого и, следовательно, частота вращения лопастных питателей будут изменяться до тех пор, пока масса материала на ленте питателя не достигнет заданного значения. Для устранения колебаний коромысла служит демпфер 4.
Для изменения скорости движения ленты служит автоматическая цепь из синхронного генератора 10, задатчика 11, регулятора 12, тиристорного усилителя 13 и исполнительного двигателя 15. Генератор вырабатывает сигнал переменного тока с частотой, пропорциональной частоте выходного вала вариатора. Выпрямленное напряжение сравнивается с напряжением задатчика, соответствующим установленной производительности. Разность этих напряжений подается на вход регулятора, который через тиристорный усилитель включает исполнительный двигатель, изменяющий передаточное отношение вариатора до достижения нулевого сигна
ла на входе регулятора. Общее количество подаваемого в смеситель материала регистрируется счетчиком 7, кинематически связанным с головным барабаном ленточного питателя.
Универсальные дозаторы (рис. 23.3) применяют для дозирования заполнителей. Дозируемый материал поступает на ленточный питатель 5 из бункераJчерез затвор 4. Нагрузка от шарнирно подвешенного питателя воспринимается гру- зоприемным устройством 6 и фиксируется встроенным в него силоизмерительным датчиком, сигнал от которого поступает в умножитель 7. Второй, скоростной сигнал поступает на умножитель от тахогенератора 2 через преобразователь 8. Результат преобразования сигналов в умножителе поступает в блок задания и сравнения 13, в котором формируется сигнал, воздействующий на регулятор 14, управляющий приводом 15 вариатора 1 в кинематической цепи привода ленточного питателя. При работе в цикличном режиме сигнал с умножителя поступает в интегрирующий блок 12 и далее в блок задатчика дозы 11. По достижении заданного значения поданной массы материала регулятор 10 отключает двигатель 9 привода питателя.
Для дозирования жидкостей в установках небольшой производительности применяют компактные дозаторы турбинного типа на базе расходомеров воды, которые могут работать как в цикличном, так и в непрерывном режимах.
23.2. Смесители
В зависимости от вида приготовляемой смеси смесители подразделяют на растворосмесители - для приготовления штукатурных, кладочных, отделочных и других растворов и бетоносмесители - для приготовления бетонных смесей: обычных, сухих, ке- рамзитобетонных, ячеистых, особо тяжелых и др.
Смесители могут быть стационарными для работы в составе бето- носмесительных установок, заводов сборных железобетонных изделий (ЖБИ) и комбинатов крупнопанельного домостроения, перебазируемыми для объектов с небольшими объемами работ и мобильными (авторастворосмесители, автобетоносмесители). По режиму работы смесители могут быть цикличными и непрерывного действия.
дозатора для заполнителей
В цикличных смесителях исходные компоненты смешиваются отдельными порциями. Их главным параметром является вместимость смесительного барабана (по объему исходных компонентов). Отечественная промышленность выпускает бетоносмесители вместимостью 100...4500 л и растворосмесители вместимостью 40... 1500 л.
В смесителях непрерывного действия исходные компоненты поступают непрерывно, также непрерывно выдается готовая смесь. Для приготовления смесей с различной рецептурой и частой сменой рецептов более приспособлены цикличные смесители. Их применяют на растворобетонных установках, заводах ЖБИ и в домостроительных комбинатах. Смесители непрерывного действия применяют в дорожном и энергетическом строительстве с ограниченным числом рецептов смеси (не более трех).
По принципу смешивания компонентов смесители подразделяют на гравитационные, принудительные и гравитационно-при- нудительные. Первые два типа могут быть как цикличного, так и непрерывного действия.
Наибольшее распространение в строительстве получили как гравитационные бетоносмесители цикличного действия, так и принудительные. В гравитационных смесителях рабочим органом является смесительный барабан с наклонной или горизонтальной осью вращения.
Рис. 23.4. Гравитационный бетоносмеситель цикличного действия (а) и кинематическая схема его привода (б)
Гравитационный бетоносмеситель с наклонной осью вращения (рис. 23.4, а ) состоит из установленного на опорных стойках 4 смесительного барабана 1 с лопастями на его внутренней поверхности, приводимого во вращение электродвигателем 2 через систему зубчатых передач с конечной кинематической парой шестерня 5 -зубчатый венец 6 (рис. 23.4, б), охватывающий барабан. Для загрузки барабан устанавливают пневмоцилиндром 3 в слегка наклонное положение горловиной вверх. В таком же положении он находится во время смешивания компонентов. Для разгрузки барабана его прокидывают тем же пневмоцилиндром.
Исходные компоненты, загружаемые в смесительный барабан скиповым подъемником, смешиваются в барабане при его вращении лопастями, которые поднимают смесь на некоторую высоту, откуда она падает вниз, подхватывается другими лопастями и т.д. После перемешивания в течение 60...90 с готовую смесь выгружают из барабана, для чего его опрокидывают без остановки вращения. Продолжительность полного рабочего цикла, включающего загрузку исходных компонентов, их перемешивание и выгрузку готовой смеси, составляет 90... 150 с. Гравитационные смесители отличаются простотой устройства и обслуживания, способностью приготавливать смесь с крупными (до 120... 150 мм) заполнителями.
Смесители принудительного действия с вращающимися лопастными валами применяют для приготовления бетонных смесей и растворов практически любой подвижности и жесткости с крупностью заполнителя не более 70 мм. Различают смесители с вертикальными и горизонтальными лопастными валами. В настоящее время широкое распространение получили роторные смесители с вертикальными валами, работающие с повышенными скоростями движения рабочих органов. Эти машины особенно рекомендуется применять для приготовления жестких смесей.
В роторный смеситель (рис. 23.5) сухие компоненты подают через загрузочный патрубок 3, а воду - по кольцевой перфорированной трубе 4. Смесь перемешивается лопастями 12, установленными на державках 13 кронштейнов 2, в кольцевом пространстве, ограниченном внешней обечайкой 1 смесительной чаши и внутренним стаканом 10, футерованными сменными износостойкими плитами 11. Несколько таких кронштейнов закреплены на траверсе 9, вращение которой передается от электродвигателя 6 через редуктор 5. Разгружают готовую смесь через секторный затвор 8, управляемый пневмоцилиндром 7.
Цикличные смесители с горизонтальным лопастным валом итурбулентные смесители применяют для приготовления строительных растворов. В смесителях первого типа (рис. 23.6) смесь перемешивается двумя винтовыми лопастями 3, установленными на валу 4, приводимом в движение от электродвигателя 2 через ременную передачу 1 и редуктор 5. Разгружают готовую смесь через затвор 6, управляемый пневмоцилиндром 7.
В турбулентный растворосмеситель (рис. 23.7) компоненты загружают через горловину в верхней части корпуса 1. При вращении лопастного ротора, приводимого в движение электродвига-
телем 2, перемешиваемые материалы совершают многократные перемещения в конической периферии корпуса, поднимаясь вверх по ней и оседая в центральной части. Разгружают готовый раствор через люк 3 при открытом затворе 4.
Рис. 23.6. Растворосмеситель с винтовыми лопастями
Производительность смесителей цикличного действия
П ■■ Kz А-ц 1Сц ^
где П - производительность смесителей цикличного действия, м 3 /ч;V - вместимость смесителя по загрузке, м 3 ; z - число замесов в час;kg- коэффициент выхода смеси (£ в = 0,75 ...0,85); к„ - коэффициент использования смесителя во времени.
Смесителями непрерывного действия комплектуют бетоно- и ра- створосмесительные установки производительностью до 30 м 3 /ч.
В горизонтальном двухвальном смесителе (рис. 23.8) компоненты смеси непрерывным потоком подают в корыто 8, в котором вращаются навстречу друг другу валы 6 с закрепленными на них лопастями 7, установленными под углом 40...45° к оси вала для перемещения смеси в процессе ее перемешивания к разгрузочному затвору 5. Валы приводятся во вращение электродвигателем 1 через ременную передачу 2, редуктор 3 и зубчатую пару 4. Техническая производительность смесителей непрерывного действия определяется объемом смеси, перемещаемым в единицу времени в осевом направлении, и зависит от размера лопастей, угла их установки и частоты их вращения.
1 2 3 4 _
\ \ v v **
Рис. 23.7. Турбулентный раство- росмеситель
AhTv
^ Г 1 „/ф... ..ж.. ж
Рис. 23.8. Горизонтальный двухвальный смеситель непрерывного действия (а) и кинематическая схема его привода (б)
Процесс производства бетонов и растворов представляет собой ряд последовательных механизированных и в значительной мере автоматизированных операций, включающих погрузочно- разгрузочные работы при приеме и хранении сырьевых материалов на складах, их рыхление, подогрев в зимнее время, транспортирование компонентов смесей в расходные бункера смесительного узла, дозирование, перемешивание и выгрузку готовой смеси, аспирацию, обеспыливание линий движения материалов и вентиляцию производственных помещений.
Перечисленные работы составляют технологическое содержание работы бетоно- и растворосмесительных заводов и установок с законченным, расчлененным и комбинированным технологическими циклами. Продукцией предприятий с законченным циклом является готовая смесь, с расчлененным циклом - сухая смесь, на основе которой приготавливают бетонную смесь или строительный раствор в автобетоносмесителях в пути их следования на строительную площадку или в смесительных установках, расположенных в местах использования смесей; с комбинированным циклом - готовая и сухая смеси. Расчлененная технология производства целесообразна при большой удаленности строительного объекта от смесительного предприятия, так как при транспортировании готовой смеси в этом случае может ухудшиться ее качество.
В зависимости от назначения, мощностей и особенностей объек- тов-потребителей смесей различают стационарные постоянно действующие заводы, выпускающие товарные смеси, приобъектные установки, создаваемые на срок строительства объекта, и передвижные смесительные установки. Их классифицируют по режиму процесса приготовления смесей (периодического и непрерывного действия) и по технологической схеме компоновки оборудования(i высотные и двухступенчатые). При высотной схеме исходные компоненты поднимают на полную высоту установки, после чего они по технологической цепочке движутся вниз только под действием силы тяжести. При двухступенчатой схеме сырьевые материалы поднимают сначала в расходные бункера, а затем, после дозирования, - в смеситель. Высотные схемы более компактны и лучше приспособлены для автоматизации производства, но они несколько дороже по капитальным затратам.
Заводы и установки, приготовляющие бетонную смесь с заполнителем крупнее 70 мм при водоцементном отношении В/Ц = = 0,45... 0,6 комплектуют гравитационными бетоносмесителями. Для приготовления жестких бетонных смесей используют роторные смесители. На приобъектных установках применяют небольшие смесители с барабанами вместимостью до 250 л.
Контрольные вопросы
Из каких компонентов приготавливают бетонные смеси и строительные растворы? Какие типы машин и оборудования используют для этого?
Приведите классификацию дозаторов. Чем они различаются между собой по функциональным и конструктивным признакам? Для дозирования каких компонентов и в каких условиях их применяют?
Изобразите и объясните функциональную схему весовых дозаторов цикличного действия. Какие устройства применяют в этих дозаторах в качестве питателей?
Из каких составных частей состоит дозатор непрерывного действия? Объясните схемы устройства и принцип работы дозатора цемента и универсального дозатора для заполнителей.
Приведите классификацию смесителей и назовите предпочтительные объекты их применения.
Назовите основные типы смесителей цикличного действия, опишите их устройство и принцип действия. Как определяют их производительность?
Назовите основные типы и объекты применения смесителей непрерывного действия. Как устроен и как работает горизонтальный двух- вальный смеситель?
Перечислите работы, сопутствующие приготовлению бетонных и растворных смесей. Назовите основные типы бетоно- и растворосмеси- тельных заводов и установок и виды их продукции. Какая технологическая схема используется при большой удаленности строительного объекта от смесительного предприятия?
Назовите виды смесительных предприятий и приведите их классификацию. Каковы особенности высотной и двухступенчатой технологических схем? Какими бетоносмесителями комплектуют бетонные заводы и установки?
Одна из важнейших операций процесса приготовления бетонной смеси и раствора на – это дозирование составляющих: вяжущих, заполнителей и воды. Существует два метода дозирования материалов: по объему и по весу. При объемном дозировании порции материала отмеряются сосудами выверенной емкости (объемными дозаторами), состоящими из двух телескопических призм с двумя затворами; верхним, перекрывающим выпускной люк бункера, к которому подвешен дозатор, и нижним, служащим для опорожнения дозатора. Вдвигая нижнюю призму в верхнюю или выдвигая ее при помощи градуированных болтов, на которых она подвешена, можно изменять в определенных пределах порцию материала. Объемные просты по конструкции, но не дают достаточной точности дозирования, так как объемный вес исходных материалов (например, цемента и заполнителей) не представляет собой постоянную величину, а зависит от ряда их физических свойств: степени уплотненности, влажности, крупности зерен и т. п. Так, объемный вес цемента в зависимости от степени его уплотненности может изменяться в пределах до 50%; объемный вес песка в зависимости от степени влажности - в пределах до 35%; гравия и щебня в зависимости от зернового состава - до 30%. Поэтому официальные инструкции рекомендуют для цемента только весовое дозирование с допускаемой погрешностью в 1 - 2%. Заполнители, для которых точность дозирования установлена в пределах ± 3 - 5%, также предпочтительнее дозировать по весу, в особенности при объеме бетонных работ свыше 100 000 м3. Дозирование воды по объему имеет более широкое распространение, в частности у передвижных машин.
Наиболее простой объемный дозатор для воды представляет собой бачок с поплавком, отсекающим струю воды по достижении ею определенного, заранее намеченного уровня. Типовая конструкция дозатора для воды к бетономешалкам периодического действия с барабанами емкостью от 250 до 1 200 л и к - от 150 до 750 л. такова: водомерный бак подключается к водопроводной сети при посредстве трехходового крана. В верхней крышке бака устанавливается воздушный клапан с указателем наполнения, При открытии впускного водяного клапана трехходового крана (выпускной клапан при этом закрывается) вода из сети через питательно-сливную трубу поступает в бак, вытесняя при этом воздух через клапан. Достигнув клапана, вода поднимает его и разобщает водомерный бак с атмосферой, вследствие чего дальнейшее поступление воды в бак прекращается. После открытия выпускного водяного клапана вода из бака выливается по трубе (эффект сифона) в смесительный барабан, а воздушный клапан при этом опускается. Вытекание воды из бака продолжается до тех пор, пока ее уровень не достигнет отверстия на конце дозирующей трубки. При этом атмосферный воздух, засасываемый трубкой, попадает в колено сифона, происходит разрыв водяной струи, и слив воды прекращается. Устанавливая конец дозирующей трубки на разных уровнях, можно сливать из водомерного бака различные дозы, размеченные на шкале; поворот трубки осуществляется стрелкой. Дозаторы этой конструкции выпускаются емкостью от 40 до 200 л. Хотя вода с достаточной степенью точности может дозироваться по объему, однако там, где устанавливают весовые дозаторы для цемента и заполнителей, в целях унификации аппаратуры целесообразно дозировать по весу и воду. В зависимости от типа обслуживаемых бетономешалок - периодического или непрерывного действия -
Бетон представляет собой искусственный каменный материал, получаемый из смеси вяжущих веществ, воды и заполнителей после ее формования и затвердевания. Строительные растворы не имеют в своем составе крупных заполнителей. До формования эти тщательно смешанные компоненты называют соответственно бетонной смесью и строительным раствором.
Приготовление бетонных смесей и строительных растворов состоит из дозирования компонентов и их перемешивания. Для дозирования применяют дозаторы, а для перемешивания - смесительные машины или смесители.
Рис.5
Дозаторы бывают объемными и весовыми. Первыми дозаторами материалы дозируют по объему, а вторыми - по массе. Объемные дозаторы более просты, но менее точны из-за непостоянства плотности и влажности дозируемых сыпучих материалов и условий заполнения мерных емкостей. Их применяют обычно для дозирования воды. Для дозирования сыпучих материалов их используют только в условиях строительных площадок для смесителей с объемом готового замеса до 250 л.
Рис. 6
По режиму работы различают дозаторы цикличные (порционные) и непрерывного действия. В порционных дозаторах материал дозируется в мерном или весовом бункере, а в дозаторах непрерывного действия материал подают в смесители непрерывным потоком с заданной производительностью. Управляют дозаторами автоматически или полуавтоматически с пульта управления.
Рис. 7
машина строительство дорожный бетонный
Дозаторы непрерывного действия для сыпучих материалов представляют собой какой-либо питатель или сочетание питателей, в которых автоматически с требуемой точностью поддерживается заданная производительность. Независимо от конструктивных особенностей дозаторы непрерывного действия включают в себя питатель, измерительное устройство производительности и САР.