СМЕСИТЕЛЬ-КАПСУЛЯТОР НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
MIXER-CAPSULATOR OF CONTINUOUS OPERATION

Предлагаемое изобретение относится к строительной индустрии, а именно к устройствам для приготовления бетонных смесей для крупнопористых изделий с капсулированным легким или тяжелым заполнителем в непрерывном режиме. Такие материалы и конструкции применяются для изготовления ограждающих строительных конструкций при капсуляции легких заполнителей, а при капсуляции тяжелых заполнителей - для изготовления дренирующих бетонов для дорожного и гидротехнического строительства.
Известно устройство для приготовления бетонных смесей с капсулированным заполнителем, выполненное в виде смесителя-капсулятора, включающего вертикально ориентированную цилиндрическую емкость с конической нижней частью, закрепленную в опорной площадке, соединенной с приводом, снабженным эксцентриками и балансировочными грузами, загрузочным и выгрузочным устройствами (см., например, патент РФ №2201341, кл. B28C 5/48, 2001 г.). Однако эффективность работы такого устройства весьма невысока: его производительность составляет всего около 2 куб. м изделий в час, что связано с его цикличной загрузкой и выгрузкой.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является смеситель-капсулятор по патенту РФ №2268143, кл. B28C 5/48, со значительно большей производительностью в сравнении с рассмотренным выше за счет непрерывной подачи и капсуляции зерен заполнителей. Указанное устройство - прототип предлагаемого изобретения - включает смонтированную на раме вертикально ориентированную цилиндрическую емкость с коническими верхней и нижней частями, закрепленную в опорной площадке, соединенной с приводом, снабженным эксцентриками и балансировочными грузами, загрузочное и выгрузочное устройства, причем опорная площадка подвешена на гибких связях, например стальных тросах, а емкость в верхней части выполнена виде усеченного конуса, сопряженного с цилиндрической частью емкости своим большим основанием, при этом нижняя часть емкости соединена с рамой гибкими растяжками, а загрузочное и выгрузочное устройства снабжены одним или же несколькими гибкими трубопроводами.
Рассматриваемое техническое решение позволяет повысить производительность капсуляции легких и тяжелых заполнителей до 10-15 куб. м в час. Однако многолетняя эксплуатация упомянутого капсулятора-смесителя показала, что значительная часть зерен крупных заполнителей содержит участки на поверхности зерен, не покрытые оболочкой вяжущего вещества, что приводит к снижению качества производимых материалов и изделий.
Целью предлагаемого изобретения является повышение качества капсулируемых материалов при производстве широкой номенклатуры изделий строительной индустрии.
Техническая задача решается тем, что в смесителе-капсуляторе непрерывного действия, включающем смонтированную на раме вертикально ориентированную стальную цилиндрическую емкость с верхней и нижней частями, выполненными в виде усеченных конусов, и закрепленную в опорной площадке, соединенной с приводом, снабженным эксцентриками и балансировочными грузами; загрузочное и выгрузочное устройства; причем нижняя часть емкости соединена с рамой растяжками, а опорная площадка подвешена к раме на стальных тягах, цилиндрическая часть емкости внутри по всей высоте дополнительно снабжена полками в виде обратных усеченных конусов, скрепленных друг с другом с помощью стальных полос, которые болтовыми соединениями прикреплены к внутренней поверхности цилиндрической емкости; меньшие основания обратных конусов выполнены в виде отверстий, а края больших оснований приварены к стальным полосам с углом наклона образующей конусов к вертикальной оси, выбранным в пределах от 30 до 55 градусов; высота конусов составляет от 0,2 до 0,5 диаметра цилиндрической емкости, а расстояние между ними выбрано в пределах от 0,1 до 0,2 диаметра цилиндрической емкости.
Сущность заявляемого технического решения в том, что благодаря дополнительному размещению внутри цилиндрической емкости полок в виде обратных усеченных конусов, скрепленных друг с другом с помощью стальных полос, которые, в свою очередь, прикреплены болтовыми соединениями к внутренней поверхности цилиндрической емкости, радикально возрастает поверхность и время реакции между зернами крупного заполнителя и вяжущего - капсулирующего вещества. При этом длина круговых орбит зерен крупных заполнителей в предлагаемом устройстве при их движении сверху вниз и последовательно по внутренней поверхности цилиндрической камеры и наклонным поверхностям обратных конусов возрастает по сравнению с устройством по прототипу в 20-30 раз, а время капсуляции увеличивается с 6-8 с по прототипу до 15-60 с. Увеличение времени движения зерен крупного заполнителя и раствора покрывающего вещества при использовании новой конструкции смесителя-капсулятора позволяет достичь цели изобретения - качественной капсуляции всех зерен зернистого материала вяжущим веществом, определяющей строительно-технические характеристики и эксплуатационные свойства продукции.
Предлагаемый смеситель-капсулятор непрерывного действия показан на фиг. 1 (вид спереди); на фиг. 2 - продольный разрез смесителя-капсулятора; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2. Смеситель-капсулятор содержит раму 1, на которой закреплен привод с электродвигателем 2 и вертикальными валами 3 с эксцентриками и балансировочными грузами. Эксцентрики вертикальных валов сопряжены с опорной площадкой 4, на которой закреплен корпус смесителя-капсулятора в виде вертикально ориентированной стальной цилиндрической емкости 5 с коническими: верхней 6 и нижней 7 - частями, с загрузочным устройством 8 для подачи зернистого материала и раствора вяжущего и выгрузочным устройством 9. При этом отношение радиусов оснований верхнего конуса составляет от 1:1,1 до 1:1,3, нижнего конуса - от 5:1 до 1,5:1; отношение высоты цилиндрической части емкости к высоте ее верхнего конуса составляет от 1:1 до 5:1, а к высоте нижнего конуса - от 1:5 до 1:10. Верхний 6 и нижний 7 конусы соединены гибкими трубопроводами 10 с соответствующими загрузочным 8 и выгрузочным 9 устройствами.
Цилиндрическая емкость 5 смесителя-капсулятора дополнительно снабжена полками в виде обратных усеченных конусов 11, скрепленных друг с другом с помощью стальных полос 12, которые, в свою очередь, болтовыми соединениями 13 прикреплены к внутренней поверхности цилиндрической емкости 5. Меньшие основания обратных конусов 11 выполнены в виде отверстий, а края больших оснований приварены к стальным полосам 12 с углом наклона «α» образующей конусов к вертикальной оси, выбранным в пределах от 30 до 55 градусов; высота «h» конусов 11 составляет от 0,2 до 0,5 диаметра цилиндрической емкости 5, а расстояние «d» между ними выбрано в пределах от 0,1 до 0,2 диаметра цилиндрической емкости.
Опорная площадка 4, на которой закреплен смеситель-капсулятор, подвешена на стальных тягах 14 к раме 1; нижняя часть 7 (нижний конус емкости) соединена с рамой 1 также жесткими стальными растяжками 15.
На фиг. 3 приводится разрез по А-А на фиг. 2, показывающий крепление к внутренней поверхности цилиндрической емкости 5 стальных полос 12, жестко соединяющих друг с другом края больших оснований обратных конусов 11 и прикрепляемых к стенкам цилиндрической емкости 5 болтовыми соединениями 13. Под гибким трубопроводом 10, соединенным с выгрузочным отверстием 10, размещены формы 16 для укладки готовой бетонной смеси. Крупный заполнитель и раствор вяжущего - цементное молоко - подаются в цилиндрическую емкость 5 соответственно через дозаторы 17 и 18.
Смеситель-капсулятор работает следующим образом. Вертикально ориентированная цилиндрическая емкость 5, подвешенная на стальных тягах 14 к раме 1, совершает с помощью электропривода с вертикальными валами 3 с эксцентриками движение по окружности со смещенным центром с амплитудой, равной двум эксцентрикам валов. Загрузку компонентов для приготовления крупнопористой бетонной смеси, их перемешивание и выдачу готовой смеси осуществляют одновременно и непрерывно. Отдозированные компоненты - зерна крупного заполнителя и цементного молока - непрерывным потоком подаются в загрузочное устройство 8 и под действием центробежных сил внутри смесителя-капсулятора отбрасываются к внутренней поверхности верхней конической части 6 и, совершая круговое движение по ее поверхности, спускаются вниз по внутренней поверхности обратных усеченных конусов 11 и последовательно перемещаются с верхних обратных конусов на нижние.
После прохождения всех обратных конусов 11 зерна крупного заполнителя полностью покрываются равномерной тонкой оболочкой капсулирующего раствора. Готовая смесь непрерывно поступает в нижнюю коническую часть 7 цилиндрической емкости 5 смесителя-капсулятора, откуда через выгрузочное устройство 9 по гибкому рукаву 10 укладывается в формы для омоноличивания приготовленной крупнопористой бетонной смеси и получения изделий.
Предлагаемое изобретение, обеспечивая непрерывность процесса капсулирования и, таким образом, высокую производительность рассматриваемого устройства, позволяет получить значительные объемы капсулированного материала на производственных линиях крупнопористых легких бетонов для теплоизолирующих конструкций на базе керамзитового, пеностекольного или пенопластового гравия или для дренирующих бетонов на капсулированных тяжелых заполнителях с обеспечением высокого качества изделий.