Установка для приготовления цветных кладочных сухих смесей и цветных товарных бетонов
COLORED MASONRY DRY MIXTURES AND COLORED COMMERCIAL CONCRETES PREPARATION PLANT

Изобретение относится к регулирующим и управляющим системам общего назначения, а более конкретно, к устройствам для приготовления цветных кладочных сухих смесей и цветных товарных бетонов, применяемых в строительстве.
Из уровня техники широко известны различные установки для приготовления сухих смесей. Так, например, в SU 1576345 от 07.07.1990 раскрыта установка для приготовления сухих смесей, содержащая смеситель, расходный бункер, направляющие, ковш с загрузочными и выгрузочными приспособлениями и фильтрующее полотно. Ковш снабжен гофрированной трубой, наковальней и имеющей ударник рамкой, закрепленной на ковше посредством шарниров и гибкой тяги. Направляющие выполнены с упорами, а фильтрующее полотно соединено с рамкой.
Раскрытая установка позволяет повысить качество смеси за счет предотвращения потерь вяжущего, но обладает следующими недостатками: низкая производительность, ограниченный ассортимент и невысокое качество продукции по влажностным и цветовым характеристикам, энергоемкий процесс производства.
Наиболее близким техническим решением является установка для приготовления строительных растворов из сухих смесей, раскрытая в RU 39856 от 20.08.2004. Установка включает несущий каркас из металлического профиля, на котором установлен, по крайней мере, один бункер для сухой строительной смеси, соединенный через затвор со смесителем непрерывного действия, горизонтально или с уклоном к его выгрузочному отверстию расположенным под бункером, и устройство подачи в смеситель воды затворения смеси, при этом рабочий орган смесителя на участке загрузки сухой смеси выполнен в виде винтового шнека, пропущенного через расположенное концентрично ему устройство активации, имеющее форму переходящего в цилиндрический участок усеченного конуса с центральным углом 45°-55°, большее основание которого расположено у загрузочного отверстия корпуса смесителя, а образующая внутренней поверхности усеченного конуса пересекает ось загрузочного отверстия за пределами корпуса смесителя, причем на участке перемешивания затворенной смеси рабочий орган выполнен в виде лопаток, кромки которых расположены по винтовой линии большего диаметра, чем диаметр шнека.
К недостаткам прототипа можно отнести большую энергоемкость процесса производства, связанную с необходимостью термической сушки исходных компонентов, а также не очень высокое качество конечного продукта, вызванное отсутствием контроля влажностных и цветовых характеристик как исходных продуктов, так и получаемой смеси.
Задачей предлагаемого технического решения является создание установки, предназначенной для производства цветных кладочных сухих смесей на основе не менее двух сухих компонентов и цветных товарных бетонов.
Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в уменьшении энергоемкости производственного процесса за счет исключения термической сушки исходных компонентов, а также в улучшении качества конечного продукта.
Заявляемый технический результат достигается предлагаемой установкой для приготовления цветных кладочных сухих смесей и цветных товарных бетонов, включающей смеситель с устройством загрузки смешиваемых компонентов, не менее чем одним датчиком влажности, не менее чем одним спектральным датчиком определения характеристик цвета наполнителей и не менее чем одним источником освещения, по меньшей мере один бункер сухого наполнителя, оснащенный системой дозирования и датчиком влажности выдаваемого наполнителя, связанный конвейером, оснащенным системой взвешивания и спектральным датчиком определения характеристик цвета, со смесителем, по меньшей мере один бункер сухого вяжущего, оснащенный системой дозирования, связанный конвейером, оснащенным системой взвешивания, со смесителем, по меньшей мере один бункер красящего пигмента, оснащенный системой дозирования, связанный конвейером, оснащенным системой взвешивания, со смесителем, и по меньшей мере один бункер химического осушителя, оснащенный системой дозирования и связанный со смесителем, при этом спектральные датчики определения характеристик цвета, а также все упомянутые системы дозирования, датчики влажности, системы взвешивания и конвейеры связаны двусторонней связью с управляющим устройством, выполненным с возможностью автоматического расчета цветовых характеристик, а также весовых и/или объемных показателей каждого компонента смеси и химического осушителя.
Оснащение установки бункером с химическим осушителем, связанным со смесителем, позволяет исключить процесс термической сушки исходных компонентов. Оснащение смесителя датчиком влажности и спектральным датчиком определения характеристик цвета сухой смеси и цветных товарных бетонов, бункеров - системами дозирования и датчиками влажности, а конвейеров - спектральным датчиком определения характеристик цвета и системой взвешивания, а также двусторонняя связь этих устройств с управляющим устройством позволяет в зависимости от реальной влажности и характеристик цвета исходных компонентов оперативно управлять массовыми и/или объемными показателями загружаемых в смеситель компонентов и расходом химического осушителя, что обеспечивает повышение качества готовой продукции, гарантирует получение продукции с заранее определенными характеристиками цвета и уменьшает энергоемкость производственного процесса.
Ниже приведен один из оптимальных вариантов реализации предложенного технического решения со ссылкой на чертеж, где схематично изображена принципиальная компоновочная схема предлагаемой установки, на которой позициями указано:
1 - блок бункеров наполнителей,
2 - система дозирования наполнителя,
3 - датчик влажности наполнителя,
4 - конвейер для наполнителей,
5 - блок силосов для хранения цементов,
6 - блок бункеров для хранения красящих пигментов,
7 - смеситель,
8 - управляющее устройство,
9 - спектральные датчики определения характеристик цвета.
Следует отметить, что предлагаемый вариант не является единственно возможным, а лишь наглядно показывает возможность реализации предложенного технического решения.
Предлагаемая установка предназначена для приготовления цветных кладочных сухих смесей и цветных товарных бетонов, включающих, как минимум, два сухих компонента - цемент и песок, а оптимально не менее 12 сухих компонентов - два вида цемента, четыре вида пигментов, шесть видов наполнителей (песок и различные химические добавки).
Установка включает в себя следующие основные узлы, механизмы и детали.
По меньшей мере один бункер сухого наполнителя. В оптимальном случае - блок бункеров 1. Количество бункеров может варьироваться от 2 штук до 6 штук. Такие бункеры предназначены для содержания сухих наполнителей и химических добавок. Каждый бункер оснащен системой дозирования (питателем) 2 для точного дозирования наполнителя и датчиком влажности 3.
Под бункерами расположен конвейер 4, например ленточный, оснащенный системой взвешивания (не показано) и спектральным датчиком определения характеристик цвета 9.
По меньшей мере один бункер сухого вяжущего. В оптимальном случае блок силосов 5 для хранения цементов, как минимум только белого, оптимально белого и серого, с датчиками влажности и с дозаторами, например шнековыми.
По меньшей мере один бункер красящего пигмента. В оптимальном случае - блок бункеров 6 для хранения красящих пигментов с датчиками влажности, системой дозирования и транспортирования красящих пигментов в смеситель 7.
Смеситель 7 с устройством загрузки наполнителей, весовыми дозаторами цемента, датчиком влажности, спектральным датчиком определения характеристик цвета 9 и источником освещения.
По меньшей мере один бункер (не показан) химического осушителя, оснащенный системой дозирования и связанный со смесителем 7.
Все бункеры технологически связаны со смесителем 7. Причем при использовании ленточных транспортеров (конвейеров) последние могут быть оснащены системой взвешивания.
Все спектральные датчики определения характеристик цвета и датчики влажности, а также системы дозирования сухих наполнителей, сухого вяжущего, красящих пигментов и химического осушителя, системы взвешивания и конвейеры связаны двусторонней связью с управляющим устройством 8.
Управляющее устройство 8 предназначено для автоматического расчета весовых и/или объемных показателей каждого компонента цветной смеси и химического осушителя.
Предлагаемая установка работает следующим образом.
Перед началом приготовления цветных кладочных сухих смесей или товарных бетонов задаются цветовые характеристики конечного продукта, например, при помощи известных систем RAL или SMYK.
Наполнители цветных кладочных сухих смесей или товарных бетонов из блока бункеров с помощью питателя подаются на взвешивающий ленточный транспортер (конвейер). В процессе дозирования наполнителя встроенным датчиком влажности определяется содержание влаги в наполнителе, а спектральным датчиком цвета определяются цветовые характеристики наполнителей. Информация от датчика влажности и спектрального датчика цвета передается на управляющее устройство.
Такие же операции производятся и с другими наполнителями.
После сбора в управляющем устройстве исходных данных по влажности наполнителей и их цветовых характеристик производится анализ полученных данных, и подаются управляющие команды на дозирование и подачу химического осушителя.
На начальном этапе смешивание производится только наполнителей и химического осушителя. В процессе смешивания датчик определения влажности в смесителе производит замеры и при необходимости происходит корректировка дозировки химического осушителя.
По окончании смешивания наполнителей и химического осушителя управляющее устройство по заданному алгоритму дает команду на измерение цветовых характеристик смеси, на подачу в смеситель определенного цвета минерального вяжущего - белого или серого цемента, на дозировку красящих пигментов.
В процессе смешивания цветных кладочных сухих смесей и цветных товарных бетонов в присутствии минерального вяжущего производятся замеры влажности смеси, результаты которых также передаются в управляющее устройство. На основании этих данных управляющее устройство составляет базу данных по применению химического осушителя и красящих пигментов, которую использует в дальнейшем как статистический справочник.
Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет получать цветные кладочные сухие смеси и цветные товарные бетоны на основе не менее двух сухих компонентов при уменьшенном, по сравнению с аналогами, энергопотреблении за счет исключения термической сушки исходных компонентов, а также улучшить качество конечного продукта.