ПРОТИВОТОЧНЫЙ ПНЕВМОСМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННЫХ СМЕСЕЙ

Полезная модель относится к области промышленности строительных материалов, а именно, к устройствам для получения дисперсно-армированных смесей при производстве высококачественных бетонов.
Известен пневмосмеситель непрерывного действия с камерой смешения, содержащей во внутренней полости корпуса, со стороны выгрузки материала, аэрационный патрубок в виде полого цилиндра с отверстиями на образующей [пат. №102533 Российская Федерация, МПК B01F 5/00. Пневмосмеситель непрерывного действия для производства сухих строительных смесей / Орехова Т.Н., Уваров В.А., Гордиенко С.И., Качаев А.Е.; заявитель и патентообладатель Белгород, гос. технол. ун-т. им. В.Г. Шухова - опубл. 10.03.2011, Бюл. №7. - 2 с].
Недостатком устройства является невозможность получения высокого качества смесей при их смешении, что связано с недостаточной степенью разгона частиц в подающей трубе, вызванной падением давления по длине подающей трубы за счет сил дополнительного трения подаваемого материала о ее стенки.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является «Пневмосмеситель многокомпонентных сухих строительных смесей». Пат. №115682 Российская Федерация B01F 5/00. Пневмосмеситель многокомпонентных сухих строительных смесей / Орехова Т.Н., Уваров В.А., Гордеев С.И., Качаев А.Е.; заявитель и патентообладатель Белгород, гос. технол. ун-т. им. В.Г. Шухова - опубл. 10.05.2012, Бюл. №13. - 2 с.
Указанный пневмосмеситель содержит патрубки ввода с дополнительным подводом воздуха, а также корпус в виде горизонтального конфузора с зоной смешения, в которой размещены сопла.
С конструктивными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: корпус, выполненный в виде горизонтального конфузора с наклонными соплами и, соединенную с ним в центральной части, подающую трубу, несущую загрузочные бункеры с патрубками ввода и воздушные сопла.
Недостатком указанного пневмосмесителя является невысокое качество получаемых смесей.
Указанный недостаток связан с недостаточной степенью распушения и смешения компонентов смеси. Это обусловлено последовательной подачей компонентов смеси в подающую трубу и, затем в корпус пневмосмесителя.
Задачей, на решение которой направлена полезная модель, является повышение качества дисперсно-армированной смеси на основе фиброволокна, что достигается за счет технического эффекта, заключающегося в повышении качества распушения и смешения компонентов смеси, получаемого путем использования противоточной подачи компонентов смеси и обеспечением разности давлений в различных зонах пневмосмесителя.
1
1
Сущность полезной модели заключается в том, что противоточный пневмосмеситель для производства дисперсно-армированных смесей, содержащий корпус, выполненный в виде горизонтального конфузора с наклонными соплами и, соединенную с ним в центральной части, подающую трубу, несущую загрузочные бункеры с патрубками ввода и воздушные сопла. При этом, закрытый торец подающей трубы выполнен в виде диаметрального фланца с двумя противолежащими выходами на образующей и помещен в горизонтальный конфузор, а наклонные сопла введены в горизонтальный конфузор тангенциально с пересекающимся расположением своих осей и осей выходов подающей трубы. Кроме того, со стороны выгрузки в горизонтальном конфузоре установлен патрубок в виде полого цилиндра с отверстиями на образующей, несущий дополнительный загрузочный бункер и дополнительное воздушное сопло, а величина давлений сжатого воздуха в подающей трубе и дополнительном воздушном сопле - p и в воздушных соплах и наклонных воздушных соплах - p находятся в соотношении p=2p.
1
1
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что закрытый торец подающей трубы выполнен в виде диаметрального фланца с двумя противолежащими выходами на образующей и помещен в горизонтальный конфузор. Наклонные сопла введены в горизонтальный конфузор тангенциально с пересекающимся расположением своих осей и осей выходов подающей трубы. А со стороны выгрузки в горизонтальном конфузоре установлен патрубок в виде полого цилиндра с отверстиями на образующей, несущий дополнительный загрузочный бункер и дополнительное воздушное сопло, при этом величина давлений сжатого воздуха в подающей трубе и дополнительном воздушном сопле - p и в воздушных соплах и наклонных воздушных соплах - p находятся в соотношении p=2p.
Таким образом, заявленное решение соответствует критерию полезной модели «новизна».
Производство высококачественных, особопрочных бетонов осуществляется с использованием дисперсно-армированных смесей на основе армированного фиброволокна. Основной сложностью при изготовлении указанных смесей является обеспечение максимальной степени распушения фиброволокна.
Выполнение торца подающей трубы с двумя противолежащими выходами, оси которых пересекаются с осями воздушных сопл, тангенциально введенных в конфузор, дает возможность формирования воздушно-вихревых потоков, обеспечивающих захват компонентов смеси из подающей трубы и максимальную степень распушения и смешения компонентов, что напрямую влияет на качество получаемой смеси. Кроме того, наличие вихревых потоков позволяет осуществлять перемещение материала в зону выгрузки, исключая застойные зоны.
Установка со стороны зоны выгрузки патрубка в виде полого цилиндра с отверстиями на образующей, несущего дополнительный загрузочный бункер и дополнительное воздушное сопло, обеспечивает противоточность подачи компонентов смеси, что значительно увеличивает площадь взаимодействия компонентов, повышает концентрацию смеси в зоне противоточного взаимодействия, увеличивает адгезию компонентов смеси в этой зоне и позволяет повысить качество получаемой смеси.
1
Соотношение давлений p=2p способствуют лучшему захвату и смешению компонентов уже в подающей трубе, что улучшает качество дисперсно-армированной смеси.
1
Значение p и p рассчитывались предварительно в зависимости от физико-химических свойств смешиваемых материалов, а оптимальное соотношение величин давлений, указанное выше, получено на основании проводимых экспериментальных исследований в лабораториях БГТУ им. В.Г. Шухова.
Сущность полезной модели поясняется графическим изображением.
На фиг. 1 изображен продольный разрез рабочей части предполагаемого противоточного пневмосмесителя для производства дисперсно-армированных смесей; на фиг. 2 - разрез А-А с фиг. 1.
Противоточный пневмосмеситель для дисперсно-армированных смесей (далее пневмосмеситель) имеет подающую трубу 1, у которой закрытый торец 2 выполнен в виде диаметрального фланца с двумя противолежащими выходами 3 на образующей поверхности и помещен в корпус 4, выполненный в виде горизонтального конфузора. На подающей трубе 1 перпендикулярно ее продольной оси установлены патрубки ввода 5 с загрузочными бункерами. Патрубки ввода 5 размещаются равномерно по длине подающей трубы 1, а их количество зависит от количества компонентов смеси.
В подающую трубу 1 введены воздушные сопла 6 и 7 для подачи сжатого воздуха. Они размещены таким образом, что их рабочие выходы находятся на продольной оси подающей трубы 1 для обеспечения эжекции.
Корпус 4 пневмосмесителя, имеющий форму горизонтального конфузора, соединяется с подающей трубой 1 в центральной части своего большего торца 8. Через больший торец 8 в корпус 4 тангенциально введены наклонные воздушные сопла 9. Наклонные сопла 9 введены таким образом, что их продольные оси пересекаются под определенным углом с осями выходов 3 подающей трубы 1.
Внутренняя полость корпуса 4 условно разделена на зоны: распушения (внутренняя полость подающей трубы), противоточного взаимодействия (область пересечения осей выходов подающей трубы и осей наклонных воздушных сопл), транспортировки и выгрузки готовой смеси.
Со стороны зоны выгрузки во внутренней полости корпуса 4 установлен патрубок 10, имеющий вид полого цилиндра. Патрубок 10 установлен таким образом, что он расположен в зонах противоточного взаимодействия, и транспортировки. На патрубке 10 выполнены радиальные отверстия 11 равномерно расположенные на образующей. Для подачи сжатого воздуха патрубок 10 снабжен дополнительным воздушным соплом 12, установленным коаксиально оси патрубка 10.
Кроме того, патрубок 10 оснащен дополнительным загрузочным бункером 13 для подачи одного из компонентов смеси (конкретно - цемента). Причем дополнительный загрузочный бункер 13 установлен на патрубке 10 таким образом, что подаваемый из него цемент попадает в зону подачи сжатого воздуха осуществляемую через дополнительное воздушное сопло 12.
Противоточный пневмосмеситель для производства дисперсно-армированных смесей работает следующим образом.
Компоненты сухой дисперсно-армированной смеси (например, фиброволокно, песок и добавки) подаются в патрубки ввода 5 из загрузочных бункеров, а затем за счет подачи сжатого воздуха через воздушные сопла 6 и 7, рабочие выходы которых находятся на продольной оси подающей трубы 1 и, обеспечивают эжекцию, компоненты разгоняются в подающей трубе 1.
1
При этом, за счет разности давлений p и p в воздушных соплах 6 и 7 уже в подающей трубе 1 (зона распушения) происходит распушение фиброволокна, смешение компонентов и дальнейшее транспортирование.
Одновременно происходит смешение и транспортировка по подающей трубе 1, у которой закрытый торец 2 выполнен в виде диаметрального фланца с двумя противолежащими выходами 3 на образующей поверхности, что способствует максимальному распушению материала (фиброволокна) и подачи в корпус 4.
Далее материал попадает в зону противоточного взаимодействия корпуса 4, где захватывается воздушно вихревыми потоками, созданными воздушными соплами 9, тангенциально установленными в большем торце 8 корпуса 4 с пересечением осей выходов 3.
Со стороны зоны выгрузки во внутренную полость корпуса 4, одновременно с подачей компонентов в патрубки ввода 5, подается связывающий компонент (цемент) через радиальные отверстия 11, на установленном патрубке 10, имещем загрузочный бункер 13 подается связывающий компонент (цемент). Воздушное сопло 12 способствует транспортировки материала по патрубку 10 в зону взаимодействия с компонентами. Цемент поступая, через радиальные отверстия 11 повышает концентрацию смеси в зоне противоточного взаимодействия, увеличивает адгезию компонентов смеси в этой зоне и позволяет повысить качество получаемой смеси.
1
1
При этом величина давлений сжатого воздуха в подающей трубе и дополнительном воздушном сопле - p и в воздушных соплах и наклонных воздушных соплах - p находятся в соотношении p=2p, что способствует лучшему захвату и смешению компонентов уже в подающей трубе, что улучшает качество дисперсно-армированной смеси.
После этого готовая сухая дисперсно-армированная смесь выбрасывается в зону выгрузки смеси и далее поступает к месту упаковки.