Получение качественных строительных смесей является одной из актуальнейших задач современных строительных технологий. Сегодня смешение сыпучих материалов превратилось в особую отрасль технологических знаний, которые основываются на механических процессах, цели которых - обеспечить максимально высокую степень совмещения отдельных компонентов в смеси.
Центральное место в технологической линии по производству сухих смесей занимает смеситель и вопросу смешения сырьевых компонентов традиционно уделяется самое большое внимание.
При производстве сухих смесей используется разнообразное оборудование для принудительного смешивания материалов, в котором борьба за качество смешивания и сокращение времени циклов приводит к значительному усложнению конструкции, увеличению массы и установленной мощности привода. В отдельных случаях стоимость смесителя составляет 40% стоимости оборудования всего технологического процесса. В то время, когда составы строительных смесей постоянно усложняются, соответственно повышаются и требования, предъявляемые к смесительному оборудованию. Зачастую то, что еще вчера обеспечивало требуемый уровень однородности смеси, сегодня является серьезным препятствием на пути получения конкурентоспособной продукции современного уровня качества.
Для этой цели используются различные смесители непрерывного и периодического действия. Смесители периодического действия в зависимости от типа рабочего органа делят на смесительные барабаны (с вращающимся корпусом), червячно-лопастные, плунжерные, ленточные, смесительные бегуны, смесители центробежного действия, с псевдоожижением сыпучего материала, с быстро вращающимся ротором, центробежного действия с вращающимся конусом и пневмосмесители.
Смесители непрерывного действия делят на барабанные, червячно-лопастные, гравитационные, центробежного действия, прямоточные, каскадные, циркуляционные и вибросмесители.
Высокоэффективное смешивание сухих компонентов в производственных условиях обеспечит высокую реакционную способность смеси при использовании на строительной площадке.
Представления о сухих строительных смесях как композиционного материала полиструктурного строения предопределили особый подход к выбору смесительного оборудования, в котором достигается равномерное перемешивание смеси, устранение застойных зон и получение продукта стабильного качества. В этом случае особый интерес представляет роторно-циркуляционный смеситель (РЦС), который удовлетворяет указанным требованиям [1].
Экспериментальное изучение процесса смешивания, сыпучих материалов в РЦС, требует применения специального экспериментального оборудования, отвечающего следующим условиям:
-
экспериментальная установка для исследования процесса смешивания должна обеспечивать возможность изменения исследуемых параметров и режимов работы смесителя в заданных постановкой задачи пределах;
-
конструкция стенда, контрольно-измерительной аппаратуры должна соответствовать исследованию изучаемого процесса и обеспечивать необходимую точность измерения.
С учетом указанных требований, была разработана [1] и изготовлена экспериментальная установка для исследования процесса смешивания сыпучих материалов в РЦС. В состав экспериментальной установки входят: ячейковые питатели 1, 2, 3, 4, экспериментальная модель роторно-циркуляционного смесителя 6, транспортирующий шнек 5, пульт управления 7. С помощью экспериментальной установки моделируются в лабораторных условиях процессы, протекающие в камерах РЦС непрерывного действия.
Экспериментальная установка работает следующим образом. Исходные материалы подаются посредством ячейковых питателей в транспортирующий шнек, который транспортирует их в РЦС, где они и подвергаются двухстадийному смешиванию.
Ячейковые питатели позволяют регулировать питание РЦС в широких пределах (от 1 до 50 кг/ч). Валы агрегата приводятся во вращение асинхронными двигателями через редукторы и ременные передачи. Регулировки производительности питателей осуществляются при помощи шиберных затворов и предварительно проверяются перед проведением эксперимента путем контрольных взвешиваний на весах типа ВЛКТ 500 г - М.
Рис. 1. Схема экспериментальной установки для исследования процесса смешивания сыпучих материалов в РЦС: 1, 2,3, 4 - ячейковые питатели; 5 - шнек транспортирующий; 6 - экспериментальная установка РЦС; 7 - пульт управления
Экспериментальная установка роторно-циркуляционного смесителя (рис. 2) состоит из загрузочной горловины 1, верхнего барабана 2, смотрового люка 3, вала с одетыми на него однозаходными винтовыми лопастями 4, двух нижних барабанов 11, вала с одетыми на него двухзаходными винтовыми лопастями 10, разгрузочной горловины 9. Верхний и нижние барабаны приводятся во вращение от асинхронных электродвигателей 8 и 15 через клиноременные передачи 7 и 14, редуктора 6 и 13 и упругие муфты 5 и 12.
Рис. 2. Экспериментальная установка роторно-циркуляционного смесителя
В состав стенда, с помощью которого осуществлялось управление процессом перемешивания, вошли: электромагнитные пускатели для включения (выключения) приводов ячейковых питателей и приводов РЦС, тепловая защита электродвигателей РЦС.
Регулирование частоты вращения валов РЦС осуществлялась с помощью частотного преобразователя Lenze Tmd, который позволяет регулировать частоту выходного тока в пределах от 0 до 200 Гц с точностью 0,5%.
Определение мощности приводов РЦС осуществлялось по данным измерения вольтамперных характеристик с помощью мультиметра моделей М 832 и М 266 F. Прибор М 832 при измерении переменного напряжения до 750 В с разрешающей способностью 1% при точности ±1%. Прибор М 266 F при измерении переменного тока до 20 А с разрешающей способностью 10% при точности ±2%.
Определение частоты вращения валов РЦС производилось с помощью тахометра электронного ТЭ30-5Р, который предназначен для измерения частоты вращения валов агрегатов от 30 до 3000 мин-1, погрешность не более ±1,5%.
Параметры смесителя:
Неизменные параметры: количество стадий смешения - 2; внутренний диаметр верхнего барабана РЦС D = 320 мм; длина верхней камеры смешения L1 = 600 мм; внутренние диаметры нижних барабанов РЦС D = 230 мм; длины нижних камер смешения L2 = L3 = 600 мм; угол подъёма винтовой линии, а = 30°.
Варьируемые параметры: n - частота вращения вала, мин-1; φ - коэффициент загрузки. n = 50-120 мин-1; φ = 0,174-0,485.
На экспериментальной установке роторно-циркуляционного смесителя отработана технология получения сухих теплозащитных строительных смесей с высокими эксплуатационными свойствами. Опытная партия выпущенных смесей успешно прошла апробацию при натурных испытаниях.
Использование роторно-циркуляционного смесителя позволяет получать качественные сухие теплозащитные смеси с высокой степенью однородности.
Список литературы
1. Пат. RU 2302285 С2. Рециркуляционный смеситель / Гридчин А.М., Севостьянов В.С., Лесовик В.С., Герасимов М.Д., Гармаш А.В., Стадольский М.И. - Опубл. в Б.И. 2007, №19.
Библиографическая ссылка
Шкарин А.В., Перепечин С.А., Завгородний А.А., Парасоцкая О.М., Соломина И.В. СМЕШЕНИЕ СУХИХ СТРОИТЕЛЬНЫХ СМЕСЕЙ В РОТОРНО-РЕЦИРКУЛЯЦИОННОМ СМЕСИТЕЛЕ // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 6. – С. 68-70;URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=30380 (дата обращения: 18.04.2024).