МАШИНЫ ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕТОННЫХ И РАСТВОРНЫХ СМЕСЕЙ

Бетонные и растворные смеси приготовляют путем механическо­го перемешивания их компонентов в смесительных машинах⁴-¹- бетоно- и растворосмесителях. Качество смеси определяется точно­стью дозировки компонентов и равномерностью их распределения между собой по всему объему смеси. Для равномерного распределе­ния компонентов смеси между собой в общем объеме замеса части­цам материала сообщаются траектории движения с наибольшей возможностью их пересечения. Смешивание компонентов в одно­родную смесь является достаточно сложным технологическим про­цессом, который зависит от состава смеси, ее физико-механических свойств, времени смешивания и конструкции смешивающего уст­ройства.

Технологический процесс приготовления смесей включает по­следовательно выполняемые операции: загрузку отдозированных компонентов (вяжущих, заполнителей и воды) в смесительную ма­шину, перемешивание компонентов и выгрузку готовой смеси.

 

Смесители классифицируют по трем основным признакам: ха­рактеру работы, принципу смешивания, способу установки.

 

По характеру работы различают смесительные машины периодического (циклического) и непрерывного действия. В смеси­телях цикличного действия (рис. 6.1, а...г) перемешивание компонен­тов и выдача готовой смеси осуществляются отдельными порциями. Каждая новая порция компонентов бетона или раствора может быть загружена в смеситель лишь после того, как из него будет вы­гружен готовый замес. Смесители цикличного действия обычно применяют при частой смене марок бетонных смесей или растворов. В них можно регулировать продолжительность смешивания.

В смесителях непрерывного действия (см. рис. 6.1, д) загрузка компонентов, их перемешивание и выдача готовой смеси осуществ­ляются одновременно и непрерывно. Отдозированные компоненты непрерывным потоком поступают в смеситель и смешиваются лопа­стями при продвижении от загрузочного отверстия к разгрузочно­му. Готовая смесь непрерывно поступает в транспортные средства или расходный бункер. Смесители непрерывного действия наиболее целесообразно применять для приготовления больших объемов бе­тонной или растворной смеси одной марки.

Главным параметром смесительных машин цикличного дейст­вия является объем готового замеса (л), выданный за один цикл ра­боты, смесителей непрерывного действия — объем готовой продук­ции (м³), выдаваемой машиной за 1 ч работы.

По принципу смешивания компонентов разли­чают машины со смешиванием при свободном падении материалов (гравитационные) и с принудительным смешиванием (принудитель­ного действия). В смесителях принудительного действия орбиты со­ставляющих имеют вынужденный характер, в гравитационных — свободный. Гравитационный смеситель вращается относительно го­ризонтальной или наклонной (под углом до 15°) оси барабана с ло­пастями на внутренней поверхности (рис. 6.1, а).

Лопасти непрерывно подхватывают и поднимают компоненты смеси на определенную высоту, при достижении которой они сво­бодно падают потоком с лопастей под действием силы тяжести; сме­шивание происходит в результате столкновения падающих потоков компонентов. Во избежание возникновения центробежных сил, пре­пятствующих свободной циркуляции смеси внутри барабана, часто­та его вращения обычно не превышает 0,3...0,4 с^-1. В смесителях с принудительным смешиванием компоненты смеси принудительно перемешиваются в неподвижном барабане или чаше с горизонтальными, наклонными или вертикальными лопастными валами (рис. 6.1, б, д) или лопастным ротором (рис. 6.1, в, г), вращающимися внутри смесительной емкости. Смесители с горизонтальными смеси­тельными валами называют лотковыми, с вертикальными валами — тарельчатыми.

По способу установки смесители подразделяют на пере­движные и стационарные. Передвижные смесители используют при небольших объемах строительных и ремонтно-строительных работ на рассредоточенных объектах, а стационарные входят в состав техноло­гических линий бетонорастворосмесительных установок средней и большой производительности бетонных и растворных заводов.

Техническая производительность смесительных машин циклич­ного действия (м³/ч)

П_т = Кзл/1000,   (6.1)

где К₃ = V&K— объем готовой смеси в одном замесе, л; Уб — вмести­мость смесительного барабана по загрузке составляющих (полезный объем барабана), л; К — коэффициент выхода готовой смеси; для бетонной смеси К = 0,65...0,7, для растворов К-0,75...0,85; п — число замесов, выдаваемых смесителем в течение 1 ч,

п = 3600/(?i + h + К + U),   (6.2)

где U, ti, и, U — продолжительность загрузки, смешивания, выгруз­ки и возврата барабана в исходное положение или закрытия за­твора, с.

Техническая производительность смесительных машин непре­рывного действия с принудительным смешиванием (м³/ч)

П_т = 3600SV,

где S = К_нп&/4—средняя площадь поперечного сечения потока смеси в корпусе смесителя, м²; Кн — коэффициент наполнения сечения кор­пуса смесителя, К_я = 0,28...0,34; d — диаметр лопастей смесителя, м; v = sn — скорость движения смеси в направлении продольной оси корпуса смесителя, м/с; s — шаг лопастей, м; п — частота вращения лопастного вала, с^-1'.

Цикличные смесители делят на следующие типы: БП — бетоно­смесители принудительного действия роторные для приготовления жестких и подвижных бетонных смесей и растворов, а также смесей из сухих составляющих; БГ — бетоносмесители гравитационные для приготовления подвижных бетонных смесей с осадкой конуса более 3 см; БП-2Г — бетоносмесители принудительного действия с двумя горизонтальными валами; РН — растворосмесители низкооборот­ные для приготовления всех видов растворов, за исключением спе­циальных; РВ — растворосмесители высокооборотные для приго­товления строительных растворов (кроме быстросхватывающихся и специальных, в том числе активизированных и расслаивающихся), а также конструктивно-теплоизоляционных керамзитобетонных сме­сей.

Гравитационные смесители предназначены для приготовления подвижных смесей и выпускаются передвижными и стационарными, цикличного и непрерывного действия.

Передвижные гравитационные цикличные смесители имеют объ­ем готового замеса 65, 165 и 330 л и применяются в качестве само­стоятельных машин для приготовления подвижных бетонных сме­сей с крупностью заполнителя до 70 мм и строительных растворов на объектах с небольшими и средними объемами работ. Смесители с объемом готового замеса 65 л выпускают на колесном ходовом устройстве, с объемом 165 и 330 л — на полозьях.

Смеситель (рис. 6.2, а) с объемом готового замеса 65 л состоит из грушевидного смесительного барабана 1, на внутренней поверхно­сти которого закреплены три сменные перемешивающие лопасти 2, привода 3, приводящего смесительный барабан во вращение, рамы 4 с колесным ходом и механизм поворота (наклона) барабана с фик­сирующим устройством. Вращение барабану сообщается от элек­тродвигателя 7 (рис. 6.2, б) через клиноременную передачу 6 и двух­ступенчатый цилиндроконический редуктор 5. Барабан 4 жестко закреплен на тихоходном валу редуктора и вращается с частотой 27 мин-¹. При загрузке компонентов и их смешивании барабан на­клонен к горизонту под углом 12°, а при выгрузке готовой смеси — под углом 40°. Исходные материалы загружают в смеситель вруч­ную, а выгружают готовую смесь, опрокидывая вращающийся бара­бан отверстием вниз. Смеситель может выдавать до 2 м³/ч при 30 циклах в 1 ч. Перевод барабана из положения загрузки и смешива­ния в положение выгрузки осуществляют вручную с помощью руко­ятки управления, установленной на корпусе редуктора. В каждом положении барабан фиксируется штырем рукоятки управления, вхо­дящим в отверстие кронштейна на раме смесителя.

Передвижные гравитационные бетоносмесители с объемом гото­вого замеса 165 и 330 л оборудованы ковшовым подъемником с ин­дивидуальным приводом для загрузки предварительно отдозиро-ванных сухих компонентов смеси в барабан и вододозировочным устройством для отмеривания дозы воды на замес.

Смесительный барабан 5 (рис. 6.3) с размещенными внутри лопастями жестко закреплен на выходном валу трехступенчатого цилиндроконического редуктора 7 с фланцевым электродвигате­лем 12. Привод барабана встроен в траверсу 11, которую повора­чивают вместе с барабаном вокруг горизонтальной оси вручную с помощью штурвала 6 через одноступенчатый редуктор 13. Удержание барабана в различных положениях обеспечивается фиксирующим устройством 14. Перемешивание компонентов про­изводится при наклонном положений оси барабана, а выгрузка готовой смеси — путем опрокидывания вращающегося барабана отверстием вниз. Загрузка сухих компонентов в смесительный ба­рабан производится загрузочным ковшом 1. Механизм подъема и опускания ковша включает два подъемных барабана 2 для навив­ки концов каната 8, охватывающего ковш, самотормозящийся червячный редуктор 3 и фланцевый электродвигатель 4. При на­вивании каната на барабаны ковш с компонентами поднимается по направляющим рамы в крайнее верхнее положение и разгру­жается в смеситель путем опрокидывания. Два концевых выклю­чателя 9 и 10 автоматически отключают электродвигатель в край­них положениях ковша. В вододозировочную систему бетоносме­сителя входит дозатор с краном, которым по достижении задан­ной дозы отключают воду. Продолжительность одного цикла со­ставляет ПО... 130 с.

Стационарные гравитационные цикличные бетоносмесители вы­полняются с наклоняющимися цилиндроконическими и двухконус-ными смесительными барабанами и гидравлическим или пневмати­ческим приводом механизма опрокидывания барабана.

Цикличные бетоносмесители прину­дительного действия представляют со­бой роторные и роторно-планетарные машины с вертикально расположенны­ми валами. Они предназначены для при­готовления бетонной смеси и раствора любой подвижности и жесткости. В ро­торном бетоносмесителе (рис. 6.4) ком­поненты смеси перемешиваются в коль­цевом рабочем пространстве неподвиж­ной части 1 лопастями 2 ротора 3, вра­щающегося с частотой 0,5...0,6 сг¹. Смешивающие лопасти крепятся к ро­тору с помощью пружинных (рессор­ных) амортизаторов 4 на разном удале­нии от оси его вращения, а их рабочие поверхности расположены под различ­ными углами к траектории своего дви­жения. Такая схема установки лопастей, создающих при своем движении про­дольные и поперечные потоки смеши­ваемых компонентов, обеспечивает интенсивное и качественное перемешивание смеси любой консистенции.

Амортизаторы позволяют лопастям поворачиваться при попа­дании между ними и днищем крупного предмета. В смесительном устройстве помимо смешивающих лопастей имеются наружная и внутренняя очистные лопасти, прикрепляемые к ротору жестко. Внутренняя поверхность чаши футерована износостойкой сталью. В донной части чаши имеется разгрузочный люк, перекрываемый затвором с рычажным или пневматическим приводом. Роторные бе­тоносмесители с объемом готового замеса 165 л выпускают пере­движными, 330 и 1000 л — стационарными. Их конструкции имеют мало различий. Кинематическая схема передвижного роторного бетоносмесителя показана на рис. 6.5. Привод сме­сительного устройства 10 осуществляется от фланцевого электродви­гателя 1 через клиноре-менную передачу 2 и двухступенчатый цилин­дрический редуктор 3. Вертикальный вал 14 ро­тора служит также для привода барабана 17 ле­бедки ковшового подъ­емника, на который на­виваются две ветви кана­та 4, охватывающего ковш 8.

При подъеме ковша барабан соединяется с валом 14 фрикционной конусной муфтой /5, сблокированной с лен­точным тормозом 16 та­ким образом, что при * включении муфты 15 ру­коятью 6 тормоз 16 выключается. При опрокидывании в крайнем верхнем положении ковш воздействует на рычаг 5, выключающий фрикционную муфту 15 и включающий тормоз 16. Порожний ковш возвращается в исходное положение под действием собственной си­лы тяжести. Затвор 12 чаши 9 управляется рукоятью 11, дозатор во­ды 13 — вентилем 7.

Растворосмесители предназначены для приготовления строи­тельных растворов (цементных, известковых, глиняных, гипсовых, шлаковых и сложных) при выполнении каменных, изоляционных, штукатурных, монтажных и кровельных работ. Представляют со­бой машины с принудительным смешиванием компонентов раство­ра в неподвижной емкости горизонтальным или вертикальным лопастным валом (лопастные растворосмесители) или быстровра-щающимся лопастным ротором (турбулентные смесители). Пере­движные растворосмесители имеют объем готового замеса 30, 65, 125 и 250 л, а стационарные — 400, 800 и 1200 л. Стационарными растворосмесителями комплектуются автоматизированные раствор­ные узлы и заводы.

Передвижные малогабаритные растворосмесители цикличного действия с объемом готового замеса 30 и 65 л применяют на объек­тах с небольшой потребностью в растворе (до 2,6...3,0 м³/ч), уста­навливают в непосредственной близости от места укладки смеси и перемещают в пределах строительной площадки и рабочего места на колесах. Такие растворосмесители не имеют устройств для дози­рования и механической загрузки компонентов. Применение рас-творосмесителей наиболее рационально для приготовления раство­ров из сухих смесей при производстве отделочных работ. Малые габариты машин позволяют эксплуатировать их в помещениях.

Турбулентный высокооборотный бетонорастворосмеситель (рис. 6.6, а) с объемом готового замеса 65 л (по бетону) и 80 л (по раствору) предназначен для приготовления подвижных цементных и известковых растворов, мастичных и эмульсионных смесей подвиж­ностью 7 см и более, а также пластичных бетонных смесей с запол­нителями крупностью до 30...40 мм. Материалы перемешиваются в неподвижном цилиндрическом баке 4 лопастным ротором 7, получающим вращение с час­тотой 9 с^-1 от электродвигате­ля / через клиноременную пе­редачу 10. Во время работы бак закрыт сверху крышкой 3. Бак и электродвигатель смон­тированы на тележке 8 с колес­ным ходом 9. Пуск и останов электродвигателя осуществля­ются пускателем 2. Компонен­ты загружают в бак сверху с помощью мерных емкостей. При вращении ротор отбрасы­вает компоненты смеси к стен­кам бака с наклонными непод­вижными лопастями 11 (рис. 6.6, б), которые тормозят дви­жение смеси по окружности и направляют поток смеси вверх по спирали к центру бака, от­куда смесь под действием силы тяжести возвращается к рото­ру и вновь вовлекается в дви­жение. Интенсивное движение материалов позволяет полу­чать смесь большой однород­ности и пластичности за отно­сительно малое время. Про­должительность  перемешива­ния после окончания загрузки составляет 30...35 с. Готовая смесь выгружается через люк, закрываемый крышкой 6 с рычажным за­твором 5. Производительность смесителя по готовому раствору со­ставляет 2,5...3,0 м³/ч, мощность двигателя 4,0 кВт.

Растворосмеситель с вертикальным лопастным валом (рис. 6.7) с объемом готового замеса 65 л имеет три основных узла: чашу-тачку /, представляющую собой цилиндрическую чашу 2, смонтирован­ную на тачке 1, откидывающийся смеситель //, состоящий из верти­кального лопастного вала 4, фланцевого электродвигателя 7 на напряжение 220/380 В с частотой 50 Гц, трехступенчатого цилиндри­ческого редуктора 6, неподвижной лопасти 3 и ограждения 5, тележ­ку, имеющую обрезиненные колеса 6\ фиксаторы-ловушки 9 для ус­тановки чаши-тачки 1 и шкаф электрооборудования. При вращении по часовой стрелке лопастного вала, смещенного относительно цен­тра чаши, движущаяся смесь увлекает за собой чашу, вращающуюся вокруг своей оси против часовой стрелки в опоре 10. Частота вра­щения чаши регулируется отклонением неподвижной лопасти 3, шарнирно соединенной с корпусом редуктора привода. Эта лопасть создает нужное направление потоков смеси и способствует лучшему перемешиванию компонентов.

Привод шарнирно подвешен к раме одноосной тележки III, что позволяет поднимать лопастной вал по окончании цикла перемеши­вания и перемещать чашу с готовым замесом на тачке. При подъеме привода он автоматически отключается. Рабочее положение лопа­стей фиксируется специальным упором.

В комплект растворосмесителя входят две сменные чаши-тачки, которые попеременно используются в качестве барабана-смесителя и емкости готового раствора.на месте укладки. Техническая произ­водительность смесителя 1,2...1,5 м³/ч, продолжительность цикла пе­ремешивания 1,5...2 мин.

Для приготовления декоративных отделочных составов подвиж­ностью более 7 см (терразитовых, пастовых и других штукатурных растворов, содержащих, перлит, вермикулит, асбестовое волокно, слюду и т. п.), используемых для устройства тонкослойных покры­тий, применяют передвижной высокооборотный смеситель весель­ного типа с объемом готового замеса 40 л.

Смеситель (рис. 6.8) состоит из конусообразного бака 10 с загру­зочным 7 и разгрузочным 9 люками, штыревой лопасти (весла) 8, смонтированной в чашке 5 с возможностью вращения в ней, диа­фрагмы 6, приводного вала 3 с поводком' 4, клиноременной переда­чи 2 и электродвигателя 1. Все узлы смесителя смонтированы на трубчатой раме 11 с колесным ходом. Чашка жестко соединена с ва­лом привода через поводок, что обеспечивает постоянный наклон лопасти по отношению к оси вала. Рабочий орган смесителя (ло­пасть) может быть оснащен механизмом регулирования угла накло­на а, что позволяет значительно уменьшить нагрузки на лопасть, возникающие в начальный момент перемешивания, путем установ­ки наименьшего угла наклона лопасти.

Работает смеситель следующим образом. Компоненты смеси за­гружают в бак через загрузочный люк, герметично закрываемый при работе смесителя. Затем включают привод, и вращение от элек­тродвигателя мощностью 1,5 кВт через клиноременную передачу пе­редается приводному валу и чашке, которая преобразовывает.вра­щательное движение вала в колебательное движение (напоминаю­щее движение весла) лопасти, перемешивающей компоненты смеси. Частота колебаний лопасти равна частоте вращения приводного вала и составляет 7,8 с¹. Лопасть осуществляет высокоскоростную об­работку раствора, что улучшает использование активных свойств вяжущего и качество перемешивания. Продолжительность переме­шивания в зависимости от состава равна 40...80 с. Весельный смеси­тель способен также перерабатывать затвердевшие шпаклевки и штукатурки. Такими смесителями комплектуются передвижные штукатурные агрегаты на базе винтовых насосов.

Передвижные смесители непрерывного действия работают на су­хих смесях и обеспечивают постоянное качество раствора. Сухие смеси на основе известкового, цементного и гипсового вяжущего централизованно приготовляют на специализированных заводах и поставляют на строительные площадки в мешках, бункерах, капсу­лах смесовозами и цементовозами. Наиболее целесообразно такие смесители использовать в высокопроизводительных штукатурных агрегатах и станциях, работающих на сухих смесях и обеспечиваю­щих комплексную механизацию по приему сухих смесей, их перера­ботке, перекачиванию готового раствора и его нанесению на обра­батываемую поверхность.

Промышленность выпускает две одинаковые по конструкции модели смесителей непрерывного действия (рис. 6.9) производитель­ностью 1,5 и 3,0 м³/ч.

Каждый смеситель состоит из приемного бункера 4, привода 7, шнека-дозатора 2 с приспособлением для рыхления сухого материа­ла, смесительной цилиндрической камеры (трубы) 1 с выгрузочным окном, лопастного смесительного вала, помещенного в трубе и со­единенного со шнеком-дозатором, вододозировочного устройства 3 с регулятором подвижности смеси и прибора для измерения расхода воды, рамы с колесами 5 и электрооборудования 6. Привод шне­ка-дозатора и лопастного вала осуществляется от электродвигателя через клиноременную передачу.

Принцип действия таких смесителей заключается в следующем: сухая смесь загружается в приемный бункер и шнеком-дозатором подается в смесительную камеру, где смешивается с водой, которая равномерно подается в емкость через систему дозирования для по­лучения раствора требуемой консистенции. Винтовые лопасти сме­сителя обеспечивают передвижение смеси вдоль оси смесительной камеры к выгрузочному окну.

При небольших объемах работ смесители используют как само­стоятельно действующие машины и загружают сухой смесью вруч­ную из крафт-мешков. При работе смесителей в комплексе со шту­катурными агрегатами и станциями их загрузка осуществляется из силоса с сухой смесью.

Применение растворосмесителей непрерывного действия позво­ляет автоматизировать технологические процессы строительно-от­делочных работ.