УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ АКТИВИРОВАННЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ

Полезная модель относится к строительной промышленности и может быть применено для изготовления строительных смесей, используемых, например, в производстве различных сборных изделий, бетонировании монолитных конструкций при строительных и ремонтно-строительных работах, например, для жилых и промышленных зданий, авто и железнодорожных магистралей, при строительстве в районах Крайнего Севера, а также в сейсмоопасных зонах.
Известно устройство для приготовления бетонной смеси, содержащее помольную камеру, состоящую из корпуса и установленного в нем ротора в виде приводного вала с мелющими телами, смесительную камеру с рабочими органами в виде лопастей, а также загрузочный и разгрузочный узлы, см. патент RU 2149059 В 02 С 17/16, 2000 г.
Недостатками известного устройства являются низкая эффективность измельчения и большие энергозатраты. Кроме того, измельчение трением мелющих тел и измельчающего материала приводят к интенсивному износу корпуса помольной камеры и ее рабочих органов и, соответственно, к высоким затратам энергии.
Наиболее близким техническим решением является устройство для приготовления бетонной смеси, содержащее аэродинамическую помольную камеру, снабженную жестко закрепленными на приводном валу нагнетательными лопастями и центробежным диском с отверстиями по его периферии, а мелющие тела выполнены в виде вертикальных стержней, установленных на центробежном диске, см. патент RU 2168486 С 04 В 40/00, В 28 С 5/16, 2000 г.
Недостатком известного устройства является низкая производительность и высокие энергозатраты.
Техническим результатом полезной модели является повышение производительности и качества, расширение ассортимента используемых компонентов и получаемых строительных смесей при уменьшении удельных затрат электроэнергии и повышении износостойкости деталей устройства.
Технический результат достигается тем, что устройство для получения активированных строительных смесей, содержащее аэродинамическую помольную камеру с цилиндрическим корпусом и установленным в нем ротором в виде приводного вала с закрепленными на нем нагнетательными лопастями и центробежным диском с треугольными отверстиями и мелющими телами в виде вертикальных стержней дополнительно снабжено регулятором скорости вращения ротора, кинематически соединяющим его с электродвигателем, и входным смесительным узлом исходных компонентов, установленным на входе помольной камеры, выполненным из загрузочных воронок, ленточного транспортера и высокоскоростного смесителя, а на приводном валу ротора закреплены N центробежных дисков, которое выбирают из соотношения N≥Н/D≥2, где N - количество центробежных дисков, Н - высота помольной камеры, D - диаметр помольной камеры, а нижнее и верхнее основания корпуса помольной камеры и ее боковая поверхность выполнены с радиусом сопряжения R≤D/10, где D - диаметр помольной камеры, R - радиус сопряжения, разгрузочное отверстие активированного вяжущего, расположено в нижнем основании корпуса помольной камеры и соединено с выходным смесителем, в котором выполнены загрузочная воронка компонентов строительной смеси и разгрузочно-дозировочный узел готовой строительной смеси, а мелющие вертикальные стержни, проходящие через центробежные диски расположены по радиальным направлениям со сдвигом на 0,8-1,2 диаметра стержня.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 представлена схема устройства для получения активированных строительных смесей, а на фиг.2 - вид сверху на центробежный диск.
Устройство для получения активированных строительных смесей содержит смонтированные на общей раме 1 цилиндрический корпус 2 помольной камеры 3, электродвигатель 4, загрузочный узел 5, например, в виде ленточного транспортера и загрузочных воронок 6, скоростной смеситель 7 компонентов, выгрузочный узел 8 в виде шнека, присоединенного к выгрузочному отверстию 9 помольной камеры. Внутри цилиндрического корпуса 2 вертикально расположен ротор, выполненный в виде приводного вала 10, кинематически связанного посредством передачи 11 и регулятора скорости 16 с электродвигателем 4. На валу 10 жестко закреплены нагнетательные лопасти 12 и два и более центробежных дисков 13 с треугольными отверстиями 14 (фиг.2) по их периферии. Количество дисков выбирают из требований необходимой производительности и дисперсности исходных компонентов и смеси. На центробежных дисках 13 жестко закреплены вертикальные стержни 15, концы которых выступают над поверхностью верхнего диска и под поверхностью нижнего диска. Приводной вал 10 снабжен регулятором скорости вращения 16, что позволяет использовать исходные компоненты разной дисперсности. Загрузочное отверстие 9 соединено со смесителем 17 активированных вяжущих с другими необходимыми компонентами строительных смесей, например, заполнители, вода и т.п., которые поступают через загрузочную воронку 18 компонентов готовой строительной смеси. Смеситель 17 соединен с разгрузочным узлом 19 готовой строительной смеси. На приводном валу 10 закреплены N - центробежных дисков 13, количество которых выбирают из соотношения N≥H/D≥2, где N - количество центробежных дисков, Н - высота помольной камеры, D - диаметр помольной камеры, и регулятор
скорости вращения вала с дисками, кинематически связанный с электродвигателем. Нижнее и верхнее основания корпуса помольной камеры 3 и ее боковая поверхность цилиндрического корпуса 2 выполнены с радиусом сопряжения R≤D/20, где D -диаметр помольной камеры, R - радиус сопряжения. Разгрузочное отверстие 9 активированного вяжущего, расположено в нижнем основании корпуса помольной камеры и соединено с выходным смесителем 17, в котором выполнены загрузочная воронка 18 компонентов строительной смеси и разгрузочно-дозировочный узел 19 готовой строительной смеси,
Устройство для получения активированных строительных смесей для изготовления строительных изделий и конструкций работает следующим образом.
Предварительно дозированный исходный материал через загрузочные воронки б подают в скоростной смеситель 7, где производят перемешивание исходных компонентов, которые затем поступают в помольную камеру 3. При скорости вращения 40-100 об/с приводного вала 10 исходный материал подвергают первичному измельчению нагнетательными лопастями 12 и далее под действием воздушного потока и гравитационных сил он попадает на поверхность верхнего центробежного диска 13, где в период прохода через отверстия диска часть материала измельчается выступающими над поверхностью диска вертикальными стержнями 15. Регулятор скорости вращения 16, установленный между электродвигателем и ротором позволяет изменять скорость вращения ротора в зависимости от параметров исходных материалов и получаемой смеси, например, дисперсности. В процессе прохода материала через систему треугольных отверстий 14 двух и более центробежных дисков 13 происходит очередное измельчение частиц материала кромками отверстий 14 и вертикальными стержнями 15. Кромки треугольных отверстий могут быть выполнены, например, заостренными. В процессе прохода материала сверху вниз через систему
отверстий дисков материал подвергают интенсивному динамическому воздействию вертикальных стержней 15. Частицы материала восходящими потоками воздуха, создаваемыми нагнетательными лопастями 12 и отраженными от дна помольной камеры, пересекая треугольные отверстия центробежных дисков 13, уносятся в верхнюю зону камеры. Таким образом, в пространстве между дисками и над ними образуется зона высокоинтенсивных турбулентных струй воздушно-пылевой смеси, имеющих встречное направление, что значительно повышает эффективность измельчения, а расположение вертикальных стержней по радиальным направлениям со сдвигом на 0,8-1,2 диаметра стержня d значительно повышает вероятность столкновения зерен материала с их поверхностью. Создаваемое при вращении центробежных дисков 13 со стержнями 16 реактивное сопротивление и закругленные сопряжения днищ помольной камеры с ее боковой поверхностью не позволяет воздушно-пылевой смеси касаться стенок помольной камеры, создавая воздушный зазор, что повышает износостойкость корпуса помольной камеры. Увеличение относительных размеров высоты Н к диаметру D и количества дисков до 2 и более повышает эффективную длину пробега частиц, подвергающихся интенсивному воздействию мелющих элементов - центробежных дисков и стержней, что приводит к увеличению степени измельчения материалов и производительности устройства при снижении удельных энергетических затрат. Из помольной камеры 3 активированную смесь через выгрузочное отверстие 9 подают в смесительный узел 8 готовой строительной смеси, в котором активированное вяжущее смешивают в выходном смесителе 17 с другими необходимыми компонентами (заполнители, вода, красители и т.п.), поступающими через загрузочную воронку 18, а готовую строительную смесь выгружают из разгрузочно-дозировочного узла 19.
Устройство для получения активированных материалов было изготовлено с диаметром помольной камеры, например, 400 мм и высотой 1000 мм. Ротор выполнен, в виде приводного вала, например, с шестью нагнетательными лопастями и тремя центробежными дисками с закрепленными на них вертикальными стержнями, например, по 3 на каждом радиальном направлении и 4-я треугольными отверстиями в каждом диске, расположенными по периферии диска. Помольная камера имеет загрузочное узел и разгрузочное отверстие, соединенное с выходным смесителем готовой строительной смеси. Привод ротора осуществляют, например, посредством ременной передачи и фланцевым электродвигателем мощностью 5,5 кВт, 2850 об/мин через регулятор скоростей. При скорости вращения ротора 2500 об/мин производительность помольной камеры в непрерывном режиме составляет 3000 -3600 кг/час. Удельные затраты электроэнергии составляют 1,5 - 2,0 Вт на 1 кг обрабатываемого материала в течение 1 сек.
В устройстве для получения активированных строительных смесей получены активированные составы цемента с суперпластификатором, гипса с суперпластификатором, кварцевого песка с суперпластификатором и доломита с суперпластификатором.
Устройство для получения активированных строительных смесей позволяет повысить производительность и качество, расширить ассортимент используемых материалов и получаемых готовых строительных смесей при уменьшении удельных затрат электроэнергии и повысить износостойкость корпуса помольной камеры. Использование устройства позволяет повысить прочностные характеристики бетонов, улучшает их паро-водо непроницаемость и морозостойкость, уменьшает водопотребность и расширяет ассортимент получаемых материалов.