установка для приготовления пенобетона аэрированием

Формула изобретения

Установка для приготовления пенобетона аэрированием, включающая баросмеситель, снабженный ротором, насаженным на вал, тележку, привод, пульт управления, контрольно-измерительную аппаратуру, штуцер для подачи сжатого воздуха в корпус баросмесителя, отличающаяся тем, что ротор баросмесителя выполнен в виде пустотелого конуса с гофрированной поверхностью, основание которого опирается на эластичный элемент с обратимой деформацией, а по периметру основания конуса выполнены прорези, причем вал ротора снабжен каналом, который сообщается с полостью гофрированного конуса через сквозные щели.

Описание изобретения к патенту

Установка для приготовления пенобетона аэрированием предназначена для получения пенобетонной смеси, используемой в строительной индустрии.

В настоящее время в пенобетонной технологии используют следующие способы для приготовления пенобетонной смеси (Гридчин А.М. “Вестник Белгородского Государственного технологического университета имени В.Г.Шухова”, Научно-теоретический журнал, г. Белгород, выпуск. №4, стр.120, 2003 г):

1. Поризация бетонной смеси предварительно приготовленной пеной:

- традиционный пенный способ, заключающийся в раздельном приготовлении высокократной пены и поризуемого раствора, в последующем их смешивании в отдельном смесителе или смесителе для приготовления раствора;

- метод сухой минерализации пены, заключающийся в предварительном приготовлении низкократной пены и ее минерализации сухими компонентами смеси путем постепенного и равномерного введения их в приготавливаемую пеномассу при одновременном перемешивании в смесителе.

2. Приготовление пенобетонной смеси без приготовления пены:

- метод приготовления пеномассы аэрированием, основанный на воздухововлечении раствором вяжущего и кремнеземистого компонента с пенообразователем при их скоростном перемешивании.

При первых двух способах приготовления пенобетонной смеси в технологическом комплекте набора оборудования используются пеногенераторы для приготовления пены. Так, в технологический комплект итальянской фирмы “LASTON” модели 5/8М входят смеситель, аэратор (пеногенератор), насос (“Материалы международной научно-практической конференции “Пенобетон-2003” 9-11 апреля 2003 г. Белгород). Это является их основным недостатком, так как необходимость в применении пеногенераторов усложняет оборудование для приготовления пенобетона и увеличивает себестоимость получаемого пористого материала.

Способ приготовления пеномассы аэрированием основан на воздухововлечении раствором вяжущего и кремнеземистого компонента с пенообразователем при их скоростном перемешивании.

При приготовлении пенобетонной смеси методом аэрирования нет необходимости в использовании пеногенератора. Положительной особенностью способа аэрирования является то, что наблюдается частичная активация смеси, получение мелкопористой ячеистой структуры пенобетона, которая взаимосвязана с прочностью пенобетона и коэффициентом поризации (В.А.Мартыненко, “Ячеистые и поризованные легкие бетоны”, Днепропетровск, “Пороги”, 2002).

Однако в связи с тем, что все процессы поризации совмещены в одном агрегате (в высокооборотном смесителе), то к нему предъявляется ряд особых технических и технологических требований. К техническим требованиям относятся: объем смесителя и соотношение его основных размеров, скорость оборота вала, динамика потоков смеси при перемешивании. Технологические факторы - это коэффициент загрузки по объему, время аэрирования, количество и вид пенообразователей, начальная и конечная подвижность бетонной смеси. Многофакторная взаимосвязь процесса приготовления смеси значительно влияет как на время ее приготовления, так и на свойства пенобетонных изделий.

Одним из недостатков получения пенобетона методом аэрации заключается в том, что при использовании аэрнирования отмечаются колебания плотности пенобетонной смеси из-за отсутствия точной дозировки компонентов смеси и контроля ее плотности. В том числе и недозированная подача сжатого воздуха в полость смесителя. При этом воздушные полости в объеме смеси распределяются неравномерно. Диаметры воздушных ячеек разбросаны в широком диапазоне, образуются макропоры. При большом количестве макропор эмульсия воздуха переходит в ячейковую структуру пенобетона (Л.Д.Шахова, В.В.Балясников “Пенообразователи для ячеистых бетонов”, стр.98, Белгород, 2002), что отрицательно сказывается на теплоизоляционных и прочностных характеристиках материала.

Эти недостатки присуши, например, мобильному малогабаритному пенобетоносмесителю типа “SIC” (В.А.Мартыненко, “Ячеистые и поризованные легкие бетоны”, стр.142, Днепропетровск, “Пороги”, 2002). Бетоносмеситель данной марки включает в себя тележку, установленный на ней вертикально расположенный баросмеситель с герметично закрывающейся крышкой. Внутри корпуса баросмесителя расположен ротор. На тележке установлен привод для вращения вала ротора, пульт управления установкой. Пенобетоносмеситель снабжен контрольно-измерительной аппаратурой. В нижней части корпуса баросмесителя встроен штуцер, по которому в полость смесителя подается сжатый воздух для аэрирования бетонной смеси. Основной недостаток данной конструкции заключается в том, что сжатый воздух в полость смесителя подается только в зону, прилегающую к корпусу смесителя с одной стороны. Подобное эксцентричное расположение штуцера не способствует равномерному распределению воздушных пузырьков во всем объеме смеси, а недозированная подача воздуха приводит к получению воздушных пор различных диаметров. Это отрицательно сказывается на прочностных и теплоизоляционных свойствах получаемого материала.

Целью данного изобретения является дозирование объема сжатого воздуха, подаваемого во внутреннюю полость смесителя для аэрирования; его равномерное распределение во всем объеме получаемой смеси; выработка воздушных пор в смеси с одинаковыми, заранее заданными диаметрами.

Достигается поставленная задача путем подачи сжатого воздуха непосредственно в зону перемешивания раствора, т.е. в зону, расположенную вокруг ротора баросмесителя. Для этого ротор выполнен в виде пустотелого конуса с гофрированной поверхностью. Основание конуса опирается на эластичный элемент с обратимой деформацией (например, из резины), а по периметру основания конуса выполнены прорези. Вал ротора снабжен каналом, который сообщается с полостью гофрированного конуса ротора через сквозные щели.

В исходном состоянии прорези закрыты эластичным элементом, так как основание конуса ротора прижато к ней и эластичный элемент, деформировавшись, вдавливается в прорези и перекрывает их. При подаче сжатого воздуха во внутреннюю полость конуса ротора, через канал вала ротора и сквозные щели эластичный элемент продавливается воздухом и выходит из прорезей. Пузырьки воздуха из полости конусного ротора проникают в корпус смесителя и, не успев увеличиться до макроразмеров, срываются турбулентным потоком цементного раствора, который перемешивается в корпусе смесителя вращающимся ротором, и аэрируют раствор, равномерно распределяясь в его массе. Таким образом, меняя давление воздуха, подаваемого во внутреннюю полость ротора, сохраняя при этом постоянное число оборотов вала ротора, можно вырабатывать воздушные пузырьки любого заданного размера. Как известно, чем мельче размеры микропор в пенобетоне и чем больше их количество в единице объема пенобетона, тем лучше механические и теплопроводные свойства материала.

На фиг.1 приведен общин вид установки для приготовления пенобетона аэрированием, где 1 - баросмеситель, 2 - крышка баросмесителя, 3 - корпус баросмесителя, 4 - тележка, 5 - сливной патрубок, 6 - привод ротора, 7 - воздухопровод, 8 - пульт управления, 9 – вентиль высокого давления газового редуктора, 10 - вентиль низкого давления газового редуктора, 11 и 12 - спускные вентили низкого и высокого давления, 13 - перепускной клапан, 14 - манометр.

На фиг.2 приведена схема размещения пазов по торцу ротора, где 15 - конус с гофрированной поверхностью, 16 - канал вала, 17 - прорези, 18 - эластичный элемент, 19 - сквозные щели.

Установка для приготовления пенобетона аэрированием работает следующим образом.

Тележка 4 с установкой подводится к месту производства работ, и в баросмеситель 1 через открытую крышку 2 загружаются обусловленные в технологическом процессе ингредиенты. После чего крышка герметически закрывается и посредством пульта управления 8 приводится в действие привод вала ротора 15. Открывается вентиль низкого давления 10 газового редуктора (вентиль 9 закрыт), и по воздухопроводу 7 в канал вала ротора 16 поступает сжатый воздух низкого давленая. Пройдя через сквозные щели 19, воздух попадает во внутреннюю полость конуса с гофрированной поверхностью 15. Под воздействием давления воздуха эластичный элемент 18 прогибается и открывает прорези 17. Воздух из полости конуса попадает в баросмеситель. Образовавшиеся пузырьки воздуха срываются с поверхности ротора вращающимся потоком приготавливаемой смеси и равномерно распределяются в ее объеме. После насыщения смеси пузырьками воздуха лишний воздух, находящийся в полости баросмесителя, стравливается в атмосферу через перепускной клапан 13. Возможно и ручное стравливание избыточного давления посредством открывания спускных вентилей 11 и 12. Давление в полости баросмесителя контролируется манометром 14. Готовая смесь под воздействия воздуха высокого давления, подаваемого в полость баросмесителя вентилем 9 (при закрытом вентиле 10), через сливной патрубок 5 гофрированным шлангом подается к месту назначения.