СМЕСИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ЯЧЕИСТОБЕТОННОЙ СМЕСИ Российский патент 2001 года по МПК B28C5/38 

Изобретение относится к смесителям для приготовления ячеистых смесей. Он может быть использован в промышленности строительных материалов при производстве поризованных, ячеистобетонных смесей.

Известно устройство для получения пенобетона за счет выработки устойчивых пен с последующим их смешиванием с вяжущими материалами и наполнителями. Устройство представляет собой металлический корпус. В основании корпуса установлены турбинки, интенсивно перемешивающие раствор пенообразователя, превращая его в устойчивую пену. Недостатком этого устройства является то, что оно не рассчитано на производство законченного продукта - пенобетона и может выполнять одну функцию, только одну часть процесса технологии - выработку устойчивой пены (см. патент РФ N 2122889, МКЛ B 01 F 3/04, опубл. 10.12.98).

Известен смеситель для приготовления ячеистых смесей, выполненный в виде корпуса, внутри которого помещен эластичный перемешивающий орган с натянутыми струнами тросового типа. На свободных ветвях струн расположены грузы, массы которых определяются по формуле:

где М - масса груза, кг;
η - динамическая вязкость смеси, кг/м сек;
ν - число оборотов перемешивающего органа, об/мин;
d - объемная масса груза, кг/м³.

Недостатком этого способа является сложность конструкции и необходимость раздельной подачи пены и сухих компонентов ячеистого бетона, что усложняет технологию (см. патент РФ N 2120855, МКЛ В 28 C 5/16, опубл. 27.10.98).

Наиболее близким аналогом к изобретению является смеситель для получения ячеистобетонной смеси - устройство для аэрации строительного раствора, включающее загрузочное устройство - патрубки для подвода исходного строительного раствора и пенообразующие добавки, патрубок для подвода сжатого воздуха, разгрузочное устройство, приводной вал с закрепленными на нем перемешивающими лопастями и диск, разделяющий внутреннюю полость устройства на две камеры (см. патент РФ N 2077421, МКЛ В 28 C 5/38, опубл. 20.04.97).

Задача изобретения - создать смеситель, совмещающий наряду с функцией пеногенератора, смесителя компонентов: пены, вяжущего, наполнителей, и функцию пневмокамерного насоса, подающего готовую ячеистобетонную смесь на заданное расстояние по горизонтали или вертикали не нарушая ее поровой структуры, а также увеличить степень поризации получаемого ячеистого бетона.

Поставленная задача решается тем, что в смесителе для получения ячеистобетонной смеси, содержащем цилиндрический корпус, разгрузочное устройство, устройство для подвода сжатого воздуха, разгрузочное устройство, приводной вал с закрепленными на нем перемешивающими лопастями и пенообразующими элементами, перемешивающие лопасти выполнены эластичными из каучуковых пластин или тросовых петель, в торцевой свободной части которых закреплены грузы, обеспечивающие распрямление лопастей в вязкой среде ячеистобетонной смеси при вращении приводного вала со скоростью не менее 550 об/мин, а пенообразующие элементы выполнены в виде турбинок и расположены на приводном валу в нижней его части на расстоянии 10 - 15 см от перемешивающих лопастей.

На чертеже изображена схема предлагаемого смесителя. Он содержит корпус 1, загрузочное 2 и разгрузочное 3 устройства, вертикально расположенный вал 4, в нижней части которого установлены турбинки 5, над которыми установлены эластичные лопасти 6 из каучуковых пластин или тросовых петель. В торцевой части эластичных лопастей закреплены грузы 7, масса которых определяется по формуле (а). Опытным путем установлено, что оптимальная скорость вращения вала должна быть не менее 550 об/мин. Корпус загрузочного устройства 2 и система сальниковой защиты вала 4 должны быть рассчитаны на работу смесителя с избыточным давлением, создаваемым сжатым воздухом путем подачи его через патрубок, соединенный с компрессором 10. В этом случае загрузочное 2 и разгрузочное 3 устройства должны иметь полную герметизацию с корпусом, а разгрузочное устройство 3 через посредство герметичного крана 9 связано с растворопроводом 12.

Смеситель выполняет функцию пневмокамерного насоса, сохраняющего поровую структуру пенобетонной смеси благодаря действию закона Бойля-Мариотта, определяющего, что избыточное давление сжимает пузырьки воздуха по формуле:
PV = const,
где P - давление в смесителе, МПа;
V - объем пузырьков воздуха, м³.

В соответствии с этим законом при повышении давления пузырьки сжимаются, становятся упругими и устойчивыми к механическим воздействиям при транспортировании пеномассы по растворопроводу. В момент выхода пузырьков в условие атмосферы их объем возвращается в свое исходное состояние. Высота и дальность подачи пеномассы по растворопроводу равна величине давления в смесителе. При этом давление 0,1 МПа поднимает пеномассу на высоту 10 м по вертикали. Это означает, что компрессор с рабочим давление 0,7 МПа поднимает пеномассу на высоту 70 м, т.е. на высоту 20 этажного здания.

Смеситель работает следующим образом. Перед началом процесса включается привод смесителя. Под действием центробежной силы эластичные лопасти 6 за счет грузов 7 распрямляются и занимают внутренние сечения корпуса смесителя. Затем через загрузочное устройство в виде герметичного люка 2 в смеситель подают раствор пенообразователя, который за 15 - 30 с превращается в устойчивую пену, после чего подают требуемые порции вяжущего, наполнителя и добавок. Образуется нормальная пенобетонная смесь. Далее закрывают герметичный люк 2 и создают компрессором 10 путем подачи сжатого воздуха через патрубок избыточное давление и продолжают перемешивание смеси под давлением в течение 30-60 с до появления признаков пеномассы в контрольном сопле 11, на герметичном люке 2. Этот момент свидетельствует о завершении процесса приготовления пенобетонной смеси, после чего открывают вентиль 9 разгрузочного устройства 3 и пенобетон транспортируют по растворопроводу 12 к месту его применения.

Для доказательства осуществимости предлагаемого изобретения изготовлен опытно-промышленный образец (модель) смесителя. Объем корпуса 120 л. Цикл получения одного замеса 2 мин 40 с. Оптимальное число оборотов вала подбиралось опытным путем и составило 550 оборотов в мин. Такие обороты обеспечили гидромеханическую активацию цемента.

Регулируя состав смеси, число оборотов вала, вид и концентрацию пенообразователя, можно получать изделия заданной прочности и плотности.

В целом смеситель по изобретению обеспечивает получение более легкого ячеистого бетона по сравнению с прототипом. При этом обеспечивается работа смесителя в качестве пневмокамерного насоса, подающего ячеистобетонную смесь на заданное расстояние по горизонтали или вертикали, не нарушая ее поровую структуру.

Изобретение относится к смесителям для приготовления ячеистых смесей и может быть использовано в промышленности строительных материалов. Смеситель для получения ячеистобетонной смеси, содержащий цилиндрический корпус, загрузочное устройство, устройство для подвода сжатого воздуха, разгрузочное устройство, приводной вал с закрепленными на нем перемешивающими лопастями и пенообразующими элементами, отличающийся тем, что перемешивающие лопасти выполнены эластичными из каучуковых пластин или тросовых петель, в торцевой свободной части которых закреплены грузы, обеспечивающие распрямление лопастей в вязкой среде ячеистобетонной смеси при вращении приводного вала со скоростью не менее 550 об/мин, а пенообразующие элементы выполнены в виде турбинок и расположены на приводном валу в нижней его части на расстоянии 10 - 15 см от перемешивающих лопастей. Технический результат: совмещение наряду с функциями перемешивающего устройства, гидромеханического активатора, пеногенератора, функции пневмокамерного насоса, подающего пенобетонную смесь по растворопроводу на расстояние, пропорциональное величине избыточного давления, а также увеличение степени поризации получаемого ячеистого бетона. 1 ил.

Смеситель для получения ячеистобетонной смеси, содержащий цилиндрический корпус, загрузочное устройство, устройство для подвода сжатого воздуха, разгрузочное устройство, приводной вал с закрепленными на нем перемешивающими лопастями и пенообразующими элементами, отличающийся тем, что перемешивающие лопасти выполнены эластичными из каучуковых пластин или тросовых петель, в торцевой свободной части которых закреплены грузы, обеспечивающие распрямление лопастей в вязкой среде ячеистобетонной смеси при вращении приводного вала со скоростью не менее 550 об/мин, а пенообразующие элементы выполнены в виде турбинок и расположены на приводном валу в нижней его части на расстоянии 10 - 15 см от перемешивающих лопастей.