УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Полезная модель относится к оборудованию для получения бетонной смеси или изделий из бетона. Она может применяться в технологиях изготовления наливных полов и утепления перекрытий, а также для активации цементного теста в составе бетонов и растворов.
Известно устройство для получения и активации бетонной смеси, содержащее вертикальную цилиндрическую емкость, по центру которой установлен вал с перемешивающими лопастями. Привод вала осуществляют от электродвигателя посредством клиноременной передачи (Горяйнов К.Э. Предварительная водная активация цементного теста при приготовлении бетонной смеси // Бетон и железобетон. 1984. №7. с.24-24).
Недостатком данного устройства является наличие в емкости «пассивных зон», находящихся вне действия лопастей, что снижает эффективность активации.
Известна установка для получения газобетона, содержащая цилиндрическую приемную емкость с конической нижней частью, роторный смеситель-активатор в виде центробежного насоса с осевым вводом и тангенциальным выводом смеси, включающий корпус-улитку и рабочее колесо, выполненное из двух дисков и плавно изогнутых лопастей, а также привод (Свидетельство РФ №21196, МПК 7 С 04 В 26\00, опубликовано 27.12.2001).
По сравнению с устройством, рассмотренным выше, эта установка не имеет «пассивных зон» и поэтому более эффективно осуществляет активацию цементного теста.
Недостатком указанной установки является замедленное перемешивание компонентов, поскольку ее смесительный узел, выполненный в виде центробежного насоса, находится вне емкости и сухие составляющие смеси при форсированной загрузке забивают устье патрубка, соединяющего емкость со смесителем-активатором. По указанной причине продолжительность загрузки смеси соизмерима с длительностью ее активации, что существенно удлиняет технологический цикл установки и, как следствие, снижает ее производительность. Кроме того, механическая активация цемента посредством рабочего колеса центробежного насоса недостаточно эффективна, так как его конструкция соответствует решению задачи максимального ускорения потока жидкости, то есть повышению производительности и напора, которые достигаются плавным поворотом лопастей, расположенных между двумя дисками рабочего колеса, относительно дисков на 90°.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является ускорение процесса приготовления смеси, которое достигается путем
сокращения длительности вспомогательных операций, например загрузки компонентов, и повышения эффективности основной операции - активации.
Поставленная техническая задача решается за, счет того, что в установке для приготовления бетонной смеси, содержащей приемную цилиндрическую емкость с нижней конической частью, роторный смеситель - активатор с осевым вводом и тангенциальным выводом смеси, включающий корпус в виде улитки и рабочее колесо, выполненное в виде несущего диска и установленных на нем лопастей, привод, а также систему труб с переключателем, рабочее колесо установлено в нижней части приемной емкости перпендикулярно ее продольной оси;
При этом рабочее колесо смесителя-активатора может быть выполнено в виде диска с радиально установленными лопастями, а его привод снабжен реверсивным переключателем направления вращения.
Изменение конструкции смесительного узла позволило обеспечить прямой доступ компонентов к рабочему колесу смесителя - активатора.
На фиг.1 представлена схема установки, на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1, на фиг.3 - разрез Б-Б на фиг.2.
Установка состоит из приемной цилиндрической емкости 1 с конической нижней частью, смесителя - активатора 2, включающего корпус 3, выполненный в виде улитки, и рабочее колесо 4, представляющего собой диск 5 с установленными на нем радиальными лопастями 6, привода 7 и трубопровода с переключателем 8.
Устройство работает следующим образом. В емкость 1 заливают воду и включают смеситель - активатор 2 в режиме «по улитке», обеспечивающем его максимальную производительность. При этом переключатель 8 включен в положение «циркуляция», при котором смесь циркулирует по контуру смеситель-активатор - емкость. Затем в емкость 1 загружают компоненты смеси и после этого переключают вращение рабочего колеса 4 в противоположное направление, то есть «против улитки». По истечению заданного времени переключатель 8 переводят на разгрузку, а вращение привода 7 еще раз переключают на противоположное. В результате заполнение формы или опалубки происходит максимально быстро. Затем цикл приготовления смеси повторяют.
Экспериментальную проверку заявляемой установки осуществляли на лабораторной установке, которая в исходном варианте соответствовала прототипу, а затем подверглась реконструкции в соответствии с вышеизложенным принципам.
Основой установки является узел, состоящий из двигателя, мощностью 0,7 квт, 970 об/мин., на валу которого установлено рабочее колесо диаметром 70 мм.
Ниже, в таблице, приведены результаты сравнительных испытаний, проведенных до и после реконструкции.
кр
В опытах использовали портландцемент Д20 М400 с добавкой 10% мелкого кварцевого песка (М=0,78), водопроводную воду и модифицирующие добавки. Прочность на сжатие (R) и среднюю
3
плотность (D) продукции определяли в высушенных образцах-кубах с ребром 100 мм после 7 суток воздушно-влажного твердения. Основным результирующим показателем качества продукции принято значение коэффициента конструктивного качества (ККК), которое определялось как отношение прочности (R, МПа) к квадрату средней плотности (D, кг/дм).
В процессе испытания в опыте 1 использовали установку по прототипу с расположением рабочего колеса смесителя - активатора в вертикальной плоскости вне смесительной емкости.
В опыте 2 рабочее колесо, имеющее конструкцию по прототипу, смонтировано, в соответствии с материалами заявки, то есть в нижней части смесительной емкости.
Далее, в опыте 3, рабочее колесо от центробежного насоса заменено на конструкцию с радиальными лопастями.
В последнем, четвертом, опыте, оценивали эффективность реверсивного режима активации. Загрузку компонентов и выгрузку готовой смеси осуществляли вращением рабочего колеса «по улитке», а активацию - в режиме «против улитки».
Таблица.Результаты сравнительных испытаний
По прототипу
По заявке
Отклонен.
№ п/п
Длительн. цикла: Т
Свойства продукции
Длительн. цикла: Т
Свойства продукции
от прототипа
(Т<sub>з</sub>+Т<sub>а</sub>+Т<sub>р</sub>), мин
R, МПа
D, кг/м<sup>3</sup>
ККК
(Т<sub>з</sub>+Т<sub>а</sub>+Т<sub>р</sub>), мин
R, МПа
D, кг/м<sup>3</sup>
ККК
Т, мин
ККК
1
4+5+1=10
1,9
750
3,38
-
-
-
-
-
-
2
-
-
-
1,5+5+1=6,5
1,8
710
3,57
-2,5
+0,17
3
-
-
-
-
1+4+1=6,0
2,1
705
4,22
-4,0
+0,84
4
-
-
-
-
1+4+1=6,0
2,05
690
4,33
-4,0
+0,95
Примечание: Т<sub>з</sub>, Т<sub>а</sub>, Т<sub>р</sub> - продолжительность, соответственно стадий загрузки, активации и выгрузки смеси.
Из представленного следует, что в сравнении с прототипом, предлагаемое установка обеспечивает значительное, на 40%, сокращение рабочего цикла и, одновременно, повышает качество газобетона.
Причиной отмеченного улучшения качества является повышение эффективности гидромеханической активации при использовании активатора с радиальными лопастями. Полученный эффект возрастает при реверсивном режиме активации, поскольку при вращении рабочего колеса «против улитки» замедляется выброс смеси за ее пределы, то есть ужесточается ударное воздействие лопаток на составляющие смеси.
Использование полезной модели позволит сократить продолжительность рабочего цикла установки на 30-35%, и, следовательно, увеличить производительность данного устройства.