БЕТОНОНАСОС

Настоящая полезная модель относится к области строительной техники, предназначенной для приема свежеприготовленной бетонной смеси от специализированных бетонотранспортных средств и подачи ее в горизонтальном и вертикальном направлении при производстве строительных работ по возведению сооружений из монолитного бетона и железобетона.
Широко известен бетононасос СБ-207, производимый ОАО «ТЗА», г.Казань, содержащий раму, на которой установлена насосная часть и привод.
Насосная часть содержит приемный бункер, бетонораспределитель и насосную камеру, состоящую из двух бетонотранспортных цилиндров с бетонотраспортными поршнями. Свежеприготовленная бетонная смесь из бетоносмесителя подается в приемную воронку бетононасоса, где она направляется к двум отверстиям, соединяющим бетонотранспортные цилиндры с приемной воронкой.
В рабочем положении распределителя одно отверстие соединяет бетонотранспортный цилиндр и приемный бункер, другое отверстие соединяет цилиндр и бетоновод. При рабочем ходе бетонотранспортных поршней смесь из приемного бункера засасывается в бетонотранспортный цилиндр, соединенный с бункером, из другого цилиндра, соединенного с бетоноводом, смесь нагнетается в бетоновод. В конце хода всасывания распределитель изменяет свое положение одновременно с переключением хода приводных гидроцилиндров с помощью следящей системы. При этом наполненный бетонотранспортный цилиндр сообщается с бетоноводом для нагнетания в него бетонной смеси, пустой цилиндр сообщается с приемным бункером для засасывания в него бетонной смеси. Нагнетаемая в бетоновод бетонная смесь подается на объект с помощью бетоновода, соединенного с приемным бункером, или с помощью стационарной распределительной системы. Привод известного бетононасоса электрогидравлический, обеспечивающий бесступенчатое регулирование производительности от 5 до 20 куб. м/час. Привод гидронасосов осуществляется от электродвигателя через специальную муфту и клиноременную передачу со шкивами.
Однако известный бетононасос не обеспечивает подачу бетонной смеси на значительное расстояние, как по горизонтали, так и по вертикали, а также имеет сложную конструкцию.
Наиболее близким из известных источников информации является бетононасос «Пумпкрет», разработанный немецким инженером Гизе Гиелем и описанный в брошюре «Бетонотранспортная установка «Бетононасос», авт. М.С.Бродянский и др., изданной ГОСМАШМЕТИЗДАТ СССР, Москва, 1932 г. Известный бетононасос предназначен для транспортирования готовой бетонной смеси по бетоноводу и подачи ее в горизонтальном и вертикальном направлении. Он содержит раму, на которой установлена насосная часть и привод. Конструкция известного бетононасоса состоит из одноцилиндрового поршневого насоса с шаровым клапанным распределителем и двигателя, установленного на металлической раме.
От шкива двигателя с помощью ременной передачи при посредстве натяжного ролика вращение передается шкиву насоса. На валу шкива жестко закреплена шестерня, работающая в зацеплении с двумя другими шестернями. Одна из них передает вращение валу кривошипа при помощи автоматического выключателя насоса от двигателя при возникновении усилий, превышающих допустимые. На кривошип насажен шток, соединенный с коромыслом. Другой конец коромысла шарнирно закреплен на головке воздушного колпака. В средней части коромысла подвешен поршень, представляющий собой пустотелый цилиндр с резиновыми манжетами и конусом. Конус снабжен двумя клапанами - шаровым и тарельчатым, к которому жестко присоединен шток. При движении поршня вверх тарельчатый клапан опускается, открывая воздуху доступ из пространства под поршнем в камеру конуса. Шаровой клапан при этом силою собственной тяжести плотно прижимается к своему седлу, и вода, находящаяся в конусе между клапанами, выливается в цилиндр насоса, уступая место воздуху, находящемуся между поршнем и бетоном. При движении поршня вниз тарельчатый клапан закрывается, шаровой клапан открывается, пропуская воздух из камеры конуса во внутреннюю полость поршня, откуда он через специальное отверстие выходит наружу вместе с водой.
Работа известного бетононасоса происходит следующим образом. Бетонная смесь, загружаемая из бетономешалки в бункер, попадает в камеру, в которой она перемешивается лопастным валом и направляется под всасывающий клапан. При движении поршня вверх всасывающий клапан открывается, и бетонная смесь поступает в нижнюю часть цилиндра. При движении поршня вниз всасывающий клапан закрывается, нагнетательный клапан открывается, и бетонная смесь перемещается из цилиндра через переходную камеру в воздушный колпак, а оттуда в выходную трубу.
2
Однако наличие в конструкции известного бетононасоса большого количества узлов и деталей снижает надежность, ремонтопригодность и срок эксплуатации, делая его более дорогостоящим. А лопастная камера не обеспечивает необходимой компенсации воздушной подушки, и неоптимизированное охлаждение насосной камеры приводит к перегреву трущихся поверхностей, что снижает рабочее давление до 30 кгс/см и, в результате, известный бетононасос обеспечивает подачу бетонной смеси по бетонопроводу по вертикали на расстояние не более 45 метров.
Задачей, на которую направлена заявляемая полезная модель, является увеличение дальности подачи бетонной смеси по бетонопроводу.
Техническим результатом, полученным при осуществлении полезной модели, является повышение рабочего давления, создаваемого в бетононасосе. Это достигается тем, что в известной конструкции бетононасоса, включающей раму, на которой смонтирована насосная часть и привод, привод содержит кривошипно-шатунный механизм, кинематически связанный через понижающую двухступенчатую передачу с электродвигателем. Насосная часть содержит приемный бункер с лопастной камерой и шнеком, а также насосную камеру с обрезиненным поршнем, который получает возвратно-поступательное движение от кривошипно-шатунного механизма.
К фланцу насосной камеры присоединена рабочая камера с шаровыми всасывающим и нагнетательным клапанами, выполненными обрезиненными, для обеспечения повышенной герметичности камеры и, соответственно, уменьшения потерь давления в ней. В верхней части рабочей камеры находится камера нагнетательного клапана с перепускным устройством - отсекателем смеси. Рабочая камера изготовлена стальной с большим коэффициентом прочности и перемещение раствора в ней происходит при непосредственном воздействии поршня на перекачиваемую бетонную смесь, а отношение диаметра поршня к ходу поршня составляет 5:4. Под рабочей камерой расположена лопастная камера со шнеком. Лопасти шнека изготовлены из железа и расстояние между ними и поверхностью смесительной камеры имеет величину, достаточную для прохода кусков гравия таких размеров, которые допустимы для бетононасоса. Назначение лопастей в том, чтобы подхватывая бетон из лопастной камеры, направлять его вверх до всасывающего клапана, устраняя эффект воздушной подушки. Для устойчивой работы лопастной камеры, т.е. для того, чтобы между лопастями и поверхностью камеры не происходило защемление крупных кусков гравия, лопасти снабжены резиновыми наконечниками из специальной резины.
3
Максимальный общий объем рабочей камеры достигает 8120 см. Число оборотов коленчатого вала может колебаться от 50 до 60 оборотов в минуту.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, где фиг.1 - общий вид.
Бетононасос представляет собой противоточный поршневой насос простого действия и состоит из рамы 1, на которой смонтированы насосная часть 2 и привод 3, содержащий кривошипно-шатунный механизм, кинематически связанный через понижающую двухступенчатую передачу с электродвигателем.
3
Насосная часть содержит приемный бункер 4 и насосную камеру 5, в которой размещен обрезиненный поршень 6 диаметром D=150 мм, имеющий ход L=120 мм. К фланцу насосной камеры 5 присоединена рабочая камера 7 объемом 5870 см, с всасывающим 8 и нагнетательным 9 шаровыми клапанами. В верхней части рабочей камеры 7 смонтирована камера 10 нагнетательного клапана с перепускным устройством - отсекателем смеси. Под рабочей камерой расположена лопастная камера 11 со шнеком 12.
3
3
3
Работа бетононасоса осуществляется следующим образом. Электродвигатель в приводе 3 через двухступенчатую передачу и кривошипно-шатунный механизм сообщает возвратно-поступательное движение обрезиненному поршню 6 диаметром D=150 мм, имеющему ход L=120 мм и расположенному в гильзе насосной камеры 5. При движении поршня 6 в сторону привода 3 увеличивается объем полости рабочей камеры 7, что приводит к снижению давления в ней. В это время нагнетательный клапан 9 закрыт под действием собственного веса и создаваемого разрежения в полости рабочей камеры. А всасывающий клапан открыт и, под действием атмосферного давления, смесь через всасывающий клапан 8 заполняет полость рабочей камеры 7 объемом 5870 см и освободившуюся часть насосной камеры 5, составляющую объем 2250 см. Таким образом, общий объем рабочей камеры увеличивается до 8120 см.
При движении поршня 6 к рабочей камере 7 всасывающий клапан 8 под давлением собственного веса и нарастающего давления закрывается, а смесь вытесняется через нагнетательный клапан 9 в бетоновод.
3
2
Использование в бетононасосе механизма прямого воздействия поршня на перекачиваемую смесь, насосной камеры с обрезиненным поршнем при диаметре поршня 150 мм и ходе поршня 120 мм, увеличение объема рабочей камеры до 8120 см, повышение герметичности рабочей камеры за счет использования обрезиненных шаровых клапанов, повышение устойчивости работы шнека благодаря использованию лопастей с резиновыми наконечниками, а также при числе оборотов коленчатого вала привода от 50 до 60 оборотов в минуту, позволяет увеличить рабочее давление до 40 кгс/см и дальность подачи смеси по бетонопроводу по вертикали до 50 м, а по горизонтали до 200 м при подвижности бетонной смеси 6…12 см по ГОСТ 5802-86.