Бетоносмесители принудительного смешивания
Бетоносмесители принудительного смешивания подразделяют на чашеобразные и корытообразные. В чашеобразных корпус выполнен в виде чаши цилиндрической формы с одним или несколькими перемешивающими валами. В корытообразных корпус оснащен одним или двумя перемешивающими лопастными валами.
При сопоставлении бетоносмесителей принудительного и гравитационного смешивания установлено, что удельная энергоемкость бетоносмесителей принудительного смешивания выше, а удельная металлоемкость примерно одинакова, но с некоторым увеличением в бетоносмесителях принудительного смешивания. Таким образом, конструктивные технико-экономические показатели бетоносмесителей принудительного смешивания несколько хуже гравитационных. Однако бетоносмесители принудительного смешивания более производительны, они обеспечивают приготовление смесей высокой жесткости, чего нельзя достичь в гравитационных.
К числу недостатков бетоносмесителей принудительного смешивания следует отнести сложность при обслуживании и эксплуатации, связанную со сложностью их конструкции, а также быстрый износ смешивающих рабочих органов.
В принудительных чашеобразных бетоносмесителях смесь совершает вращательное движение под воздействием лопастей или корпуса или одновременно того и другого. При этом преобладающее значение приобретают горизонтальные перемещения ее частиц, а влияние сил тяжести ограничено.
По конструкции принудительные бетоносмесители с вертикальными валами подразделяют на смесители с эксцентрично и концентрично расположенными валами относительно центральной оси чаши смесителя. Это смесители цикличного действия. На рис. 12.11 показаны смешивающие устройства, применяемые в чашеобразных бетоносмесителях.
^+’4 Рис. 12.11. Бетоносмесители принудительного действия (чашеобразные) с перемешивающими устройствами: а — планетарнороторный; б — прямоточный с вращающейся чашей; в, г — проти — воточный с вращающейся чашей; д — планетарно-роторный с одним планетарным валом; е — планетарно-роторный с бегунами; ж — планетарно-роторный с двумя скребками; з — роторный. |
Бетоносмесители с эксцентрично расположенными валами
подразделяют на прямоточные и противоточные с вращающейся или неподвижной чашей (рис. 12.11, б, в, г, е). Прямоточные имеют направление вращения лопастного вала, совпадающее с направлением движения смешиваемых материалов, обеспечиваемого вращающейся чашей или лопастями, закрепленными на траверсе.
В противоточных бетоносмесителях вращающаяся чаша или траверса со скребками направляет смешиваемые материалы к лопаст
ным валам, вращение которых противоположно вращению чаши или траверсы.
Смешивающие аппараты чашеобразных бетоносмесителей выполняют планетарно-роторными и роторными.
Общий вид планетарно-роторного бетоносмесителя с неподвижной чашей показан на рис. 12.12. Чаша состоит из внешнего 17 и внутреннего 14 цилиндров и днища 16. Внутренний цилиндр предупреждает образование застойной зоны перемешиваемых материалов в центре чаши. Днище и боковые поверхности цилиндров защищены от износа сменными броневыми листами. В днище имеется затвор 13 для выгрузки смеси. Затвор управляется пневмоцилиндром 18. Смесительная чаша сверху закрыта патрубком 1 и крышками люков 10. Над чашей бетоносмесителя крепится привод ротора и смесительных лопастных валов, представляющий собой мотор-редуктор 4 вертикального типа. Вращение от привода передается через эластичную муфту 5 траверсе 3 и далее через шестерни 6, 7, 8 и 9 — к лопастным валам 11, на дисках 12 которых закреплены смесительные лопасти 2. Таким образом, смесительные лопасти вращаются одновременно вокруг центральной 15 и собственных 11 осей и совершают сложное планетарное движение в кольцевом пространстве, образованном внешним и внутренним цилиндрами чаши. На траверсе при помощи рычагов и кронштейнов прикреплены подгребающая лопасть 21 и скребки 19 и 20 для очистки внешнего и внутреннего цилиндров чаши.
Роторные чашеобразные бетоносмесители (рис. 12.13) более просты по конструкции, чем планетарно-роторные, так как не имеют вращающихся лопастных валов. Их смешивающие лопасти и очистные скребки прикреплены к ротору, вместе с которым вращаются только вокруг центральной оси чаши. Смешивающие лопасти располагаются на разных расстояниях от оси чаши таким образом, чтобы при вращении ротора они перекрывали (если смотреть сверху) всю площадь кольцевого смесительного пространства (рис. 12.14).
Чашеобразные бетоносмесители выполняют передвижными с объемом готового замеса 165 л (загрузка компонентов смеси загрузочным ковшом, управление затвором ручное) и стационарными (загрузка через лотки из вышерасположенных дозаторов, управление затвором от пневмоцилиндра).
Рис. 12.12. Планетарно-роторный бетоносмеситель с неподвижной чашей. |
Рис. 12.13. Роторный бетоносмеситель: 1 — крышка корпуса редуктора; 2 — мотор-редуктор; 3 — электрооборудование; 4 — рама; 5 — пневмопривод затвора; 6 — смешивающий аппарат; 7 — корпус (чаша). |
Рис. 12.14. Перемешивающий аппарат бетоносмесителя: 1 — перемешивающие лопасти; 2 — очистные лопасти; 3 — водило; 4 — амортизаторы; 5 — ротор; 6 — приводной вал. |
Смесительные лопасти чашеобразных бетоносмесителей устанавливают под определенными углами в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Углы наклона лопастей назначают из условия создания направленного наиболее интенсивного движения компонентов смеси при приготовлении. Так, в бетоносмесителе СБ-35 три лопасти установлены в горизонтальной плоскости под углом 45° и две — под углом 52°. В вертикальной плоскости пять лопастей этого бетоносмесителя установлены с углом наклона 24°. Бетоносмесители принудительного смешивания с корытообразным корпусом и одним горизонтальным смесительным валом (рис. 12.15, а, б) имеют цилиндрический корпус, в центре которого проходит смесительный вал с жестко закрепленными на нем лопастями. Такие смесители используют главным образом для приготовления растворов. Вместимость смесителя по готовому замесу 65-1800 л. Разгрузка осуществляется поворотом корпуса вокруг вала или через люк в боковой стенке. Двухвальные бетоносмесители с корытообразным корпусом (рис. 12.15, в) обеспечивают более интенсивное смешивание материалов, чем одновальные и чашеобразные. Такие бетоносмесители используют на бетонных заводах и установках непрерывного действия. Различаются эти бетоносмесители между собой производительностью, размерами и формой рабочих органов. |
Сварной корпус двухвального бетоносмесителя (рис. 12.16) футерован стальными броневыми листами для уменьшения износа. Внутри корпуса вращаются навстречу друг другу два вала, на которых по винтовым линиям расположены лопасти. |
Рис. 12.15. Схемы корытообразных бетоносмесителей с горизонтально расположенными валами: а, б — с одним валом; в — с двумя валами. |
а) |
б) |
О |
Рис. 12.16. Двухвальный бетоносмеситель с корытообразным корпусом: 1 ~ корпус; 2 — вал; 3 — лопасть; 4 — рама; 5 — копильник (бункер). |
Отдозированные исходные сыпучие и жидкие материалы непрерывным потоком поступают сверху через загрузочное отверстие в смеситель. Благодаря винтовым линиям, образованным лопастями, материал передвигается вдоль смесителя и равномерно распределяется, образуя готовую смесь, которая выгружается через нижнюю часть торцовой стенки в стороне, противоположной загрузке. Для предупреждения пыления при работе смеситель сверху закрывают съемными крышками. Такие бетоносмесители имеют производительность (главный параметр) 5, 15, 30 и 60 м3/ч, соответственно мощность двигателя 4, 8, 22 и 40 кВт.
Турбулентные бетоносмесители хорошо зарекомендовали себя при приготовлении подвижных бетонных смесей и строительных растворов. Такой смеситель (рис. 12.17) представляет собой корпус с вертикальной осью, внутри которого со скоростью 6-8 м/с вращается ротор. Отдозированные исходные материалы загружают сверху через загрузочное окно в крышке корпуса, выгрузка готовой смеси производится снизу корпуса через специальное устройство. При работе смесителя исходные материалы в зоне ротора приходят в вихревое турбулентное движение, отбрасываются к стенкам корпуса, поднимаются по нему на некоторую высоту вверх по корпусу и затем, падая вниз, поступают снова к ротору. Тормозные перегородки, закрепленные на стенках корпуса, препятствуют вращению смеси в горизонтальной плоскости. Достоинства-
ми турбулентных смесителей являются простота конструкции, быстрота приготовления смеси (время смешивания 10-30 с) и ее хорошее качество. К недостаткам можно отнести повышенный расход энергии и недостаточную долговечность сальникового уплотнения ротора.
В настоящее время выпускают турбулентные бетоносмесители с объемом готового замеса 65, 165, 500 и 800 л.
4
Рис. 12.17. Турбулентный смеситель: 1 — штырь; 2 — ротор; 3 — тормозные перегородки; 4 — крышка; 5 — разгрузочные устройства; 6 — отражательные шайбы. |
12.3. Перспективы развития и направления совершенствования бетоносмесителей
В настоящее время ведущее положение среди бетоносмесителей занимают бетоносмесители свободного смешивания. Однако увеличивается выпуск бетоносмесителей принудительного смешивания, которые постоянно совершенствуются.
Наиболее перспективными бетоносмесителями принудительного смешивания являются роторные, а свободного смешивания — опрокидные и автобетоносмесители.
В связи с развитием производства сборного железобетона и повышением потребности в жестких бетонных смесях наблюдается тенденция увеличения вместимости роторных бетоносмесителей. Средняя вместимость передвижных бетоносмесителей свободного смешивания снижается. Вместимость барабанов автобетоносмесителей во многом определяется наличием автомобилей большой грузоподъемности и может быть
увеличена до 10 м3. Наряду с совершенствованием конструкций бетоносмесителей по установившимся схемам разрабатываются новые способы смешивания и новые смесительные машины, в частности вибросмесители. В них благодаря воздействию вибраторов, помещаемых в компоненты смеси внутри корпуса, или благодаря виброколебаниям самого корпуса осуществляется интенсивное смешивание цемента с заполнителями. При вибросмешивании гелеобразные вещества, образующиеся из цемента и воды, 12 освобождают защемленную воду, в результате чего жесткие смеси становятся более подвижными, что облегчает процесс смешивания. Кроме того, под воздействием вибрации компоненты смеси, имеющие различные массы, перемещаются друг относительно друга и постоянно соударяются. Наиболее перспективными с точки зрения долговечности следует считать вибросмесители, в которых вибрации подвергаются внутренние их части (вал, лопасти, шнек и т. п.), а не корпус.