В гравитационных смесителях перемешивание происходит во вращающемся барабане или цилиндре, внутри которых закреплены лопасти. При вращении барабана (цилиндра) материал захватывается лопастями, поднимается на некоторую высоту, а затем под действием силы тяжести падает вниз. При этом происходит перемешивание составляющих смеси.

В смесителях принудительного перемешивания смесь приготавливается вращающимися лопастями внутри неподвижной смесительной емкости (барабан, чаша, желоб). В некоторых типах смесителей для увеличения их производительности смесительной емкости придают вращение.

Основным органом смесителя является смесительный барабан. В зависимости от формы барабаны бывают грушевидные, двухконусные, цилиндрические, корытообразные, чашеобразные и др.

Смесительные барабаны загружаются с помощью скиповых подъемников или из бункера. Передвижные смесители с барабаном вместимостью (80… 100) 103 м3 загружают вручную.

Рис. 1. Формы смесительных барабанов:
а — грушевидная; б — двухконусная; в — цилиндрическая; г — корытообразная; д — чашеобразная.

Разгружают барабаны следующими способами: опрокидыванием или наклоном, с помощью разгрузочного наклонного лотка, вводимого внутрь вращающегося барабана, через открывающийся разгрузочный люк в днище барабана.

Рис. 2. Гравитационный смеситель периодического действия

Растворосмеситель циклического действия СО-26Б, предназначенный для приготовления растворов на рассредоточенных объектах при небольших объемах работ, показан на рис. 3.

На рис. 2 показан гравитационный бетоносмеситель. Он состоит из смесительного барабана, привода вращения барабана (включает электродвигатель, клиноременную передачу и редуктор), механизма поворота и фиксации барабана. Смесительный барабан грушевидной формы посажен на выходной вал редуктора. Внутри барабана закреплены смесительные лопасти. Управление барабаном осуществляется вручную с помощью штурвала вал с лопастями, редуктора и двигателя внутреннего сгорания. Все узлы смонтированы на тележке. Барабан опирается на две стойки и с помощью рукоятки может поворачиваться. С целью обеспечения безопасной работы загрузочное отверстие барабана снабжено решеткой. Лопастный вал установлен на двух подшипниковых узлах, защищенных от попадания в них раствора уплотнителями.

Рис. 3. Растворосмеситель:
а — двигатель внутреннего сгорания; 2 — редуктор; 3— стойка; 4 — тележка; 5 — барабан; 6 — рукоятка.

На растворосмесителе СО-26Б установлен двигатель внутреннего сгорания УД1-М1 мощностью 2,2 кВт; на других типах смесителей установлены электродвигатели.

Передвижные растворосмесители, применяемые при выполнении штукатурных работ, имеют следующую характеристику: объем готового замеса — 65-Ю-3 м3, производительность 1,25…2,2 м3/ч, частота вращения лопастного вала 0,53…1,33 с.

При приготовлении строительных растворов в качестве вяжущего используют известь, которую вводят в состав раствора в виде известкового молока или теста, получаемых путем гашения извести с помощью известегасилок.

Известегасилка состоит из рамы, барабана, внутри которого укреплены продольные гребенки с зубьями, двух приводных валов с катками, загрузочного бункера и привода. Барабан установлен с наклоном 6…8° и с внешней стороны опоясан двумя бандажами, которыми он опирается на катки приводных валов.

Известегасилка работает следующим образом. В барабан через загрузочный бункер подается известь, а по вентилю вода. При вращении приводных валов за счет сил трения, возникающих между катками и бандажами, приводится во вращение барабан. Гашение извести происходит при механическом перемешивании ее с водой.

Более интенсивному перемешиванию способствуют гребенки с зубьями, которые при вращении барабана дробят куски извести. Получающееся в результате этого известковое молоко через решетку сливается по лотку в творильную яму.

Производительность известегасилки 2…3 т/ч, частота вращения барабана 0,2 с-1.

Рис. 4. Известегасилка.

Дозирующие устройства. Дозаторами отмеривают составляющие бетонных смесей и растворов перед подачей их в- смеситель.

В зависимости от способа отмеривания дозаторы делятся на весовые и объемные, а в зависимости от режима работы — на периодического и непрерывного действия. На рис. 4 показана принципиальная схема весового дозатора периодического действия инертных материалов. Он состоит из бункера, подвешенного к рычажной системе, весового устройства, циферблатного указательного прибора, загрузочного и разгрузочного устройств. Весовое устройство вмонтировано в циферблатный указатель и работает автоматически. Бункер загружается через впускные воронки, перекрываемые с помощью пневмоцилиндров затворами, а разгружается — через выпускное отверстие бункера, перекрываемое с помощью пневмоцилиндра затвором.

Рис. 4. Схема дозатора циклического действия

Рис. 5. Схема передвижной бетоносмесительной установки

Дозирование материала осуществляется в такой последовательности. При включении соответствующего тумблера на пульте управления один из цилиндров, управляемый электропневматическим клапаном, открывает одну из воронок и материал поступает в бункер. По мере заполнения бункера сила тяжести материала воздействует на систему рычагов и через нее на циферблатный указательный прибор. При достижении в бункере массы материала заданной дозы срабатывает автоматическое устройство прибора, сигнал от него поступает к электропневматическому клапану, который переключает подачу сжатого воздуха на закрытие затвора.

Рассмотренные дозаторы управляются автоматически. После включения в работу последующие дозы отмериваются без участия оператора.

Смесительные установки. Бетонные смеси и растворы приготавливаются на бетонных заводах и растворных узлах. Для обслуживания одного или нескольких близко расположенных строительных объектов служат бетонные и растворные установки. Они бывают сборно-разборными, передвижными и стационарными.

Смесительные установки состоят из расходных бункеров, дозаторов, бетоносмесителей (растворосмесителей) и устройств выдачи готовой смеси. Механизмы, входящие в состав смесительной установки, обеспечивают полную механизацию процесса приготовления бетона или раствора. Управление механизированными установками осуществляется вручную. На автоматизированных установках применяются электрические системы автоматического управления и регулирования в сочетании с пневматическими механизмами.

На рис. 5 приведена схема передвижной бетоносмесительной установки, которая смонтирована на двухосном автоприцепе. Цемент из силосного склада шнеком подается в расходный бункер. Дозирование цемента, песка и щебня производится дозаторами, которые перегружают сухие материалы из бункеров в двухвальный лопастной бетоносмеситель принудительного перемешивания. После сухого перемешивания в смеситель подается вода, которая дозируется пробковым краном. Приготовленная смесь ленточным конвейером перегружается в транспортные средства.

—

Смесительные машины (стационарные и передвижные бетоносмесители и растворосмесители) применяются для приготовления бетонных смесей и растворов. Различают машины принудительного перемешивания — бетоносмесители (для жестких бетонных смесей) и растворосмесители, машины с перемешиванием за счет свободного падения материалов — гравитационные (бе тоносмесители для пластичных бетонных смесей), машины периодического и непрерывного действия.

Смесительные машины периодического действия характеризуются полезной производственной емкостью смесительного барабана— суммой числовых значений объемов сухих материалов, загружаемых в смесительный барабан для приготовления одного замеса. В новых машинах главным параметром считается объем готового замеса в литрах. Геометрическая емкость смесительного барабана превышает полезную в 2,5—3 раза.

В состав смесительных машин входят: станина, смесительный барабан, двигатель, система передач от двигателя к смесительному барабану или смесительному валу, загрузочное устройство, разгрузочное устройство, вододозировочное устройство и органы управления. Загрузочного и вододозировочного устройств некоторые модели смесительных машин не имеют.

Станины обычно изготавливаются сварными и у передвижных машин устанавливаются на колесный ход. Смесительные барабаны у машин принудительного действия часто выполняются неподвижными, а у машин свободного падения—-всегда вращающимися. Привод у большинства смесительных машин электрический, но иногда и от двигателя внутреннего сгорания (малые модели).

Загрузка смесительных машин может производиться: из бункеров, под которыми устанавливаются машины, при помощи ковшовых (скиповых) подъемников, а в моделях емкостью 80—100 л вручную.

Разгружаются смесительные машины: при опрокидывании барабана; наклоне барабана, с помощью разгрузочного лотка, вводимого внутрь вращающегося барабана; открыванием разгрузочного люка в днище барабана или при изменении направления вращения барабана.

Управление работой смесительных машин осуществляется вручную, а также при помощи электрических и пневматических устройств.

Бетоносмесители периодического действия гравитационного типа в соответствии с типажом выпускаются с барабанами, обеспечивающими выдачу готового замеса объемом 65, 100, 165, 330, 380 и 1600 л, что соответствует емкости барабанов по загрузке сухими материалами 100, 150, 250, 500, 1200 и 2400 л. Бетоносмесители с объемом готового замеса 65 и 165 л изготавливаются передвижными с опрокидными грушевидными барабанами, остальные — стационарными с двухконусными наклоняющимися барабанами. В настоящее время выпуск бетоносмесителей с неопрокидными барабанами полезной емкостью 250, 425 и 1 200 л прекращен.

На рис. 6 даны схемы опрокидного, наклоняющегося и неопрокидного смесительных барабанов.

Бетоносмеситель с опрокидным барабаном состоит из рамы и смесительного барабана, установленного на оси, укрепленной в траверсе. Поворотом штурвала барабан вместе с траверсой опрокидывается. Удерживание барабана в опрокинутом или наклонном положении обеспечивается тормозом. Перемешивание составляющих происходит при наклонном положении оси смесительного барабана. Вращение от электродвигателя клиноременной передачей и зубчатой парой передается валику, пропущенному через пустотелую цапфу траверсы. На валике укреплена коническая шестерня, передающая вращение коническому зубчатому венцу смесительного барабана. К внутренним стенкам последнего прикреплены лопасти, которые перемешивают составляющие. Загрузка барабана производится с помощью ковшового подъемника. От электродвигателя червячным редуктором вращение передается горизонтальному валу, и на барабаны навивается подъемный канат.

Рис. 6. Схемы смесительных барабанов
а — опрокидной; б — наклоняющийся; в — ненаклоняющийся

Рис. 7. Схема бетоносмесителя с опрокидным барабаном

Бетоносмесители с наклоняющимся барабаном выполняются стационарными. Они могут иметь механический, пневматический или гидравлический привод системы наклона барабана. В подшипниках стоек станины установлены шипы траверсы; к кронштейну траверсы шарнирно дрикреплен шток поршня пневмоцилиндра, шарнирно соединенного со станиной. Перемещение штока вызывает наклон траверсы, а вместе с ней и барабана, установленного на двух поддерживающих и шести упорных роликах. На траверсе смонтированы электродвигатель и редуктор, передающий вращение на зубчатый венец смесительного барабана. Внутри к стенкам барабана прикреплены лопасти, перемешивающие компоненты при горизонтальном положении вращающегося барабана. Загрузка и разгрузка барабана могут производиться как с одной, так и с обеих сторон.

Рис. 8. Схема бетоносмесителя с наклоняющимся барабаном

Бетоносмесители принудительного перемешивания разделяются на противоточные, где вращение чаши и смесительных лопастей происходит в противоположных направлениях, и турбинные, где смесительная чаша неподвижна. Такие смесители изготавливаются с барабанами, обеспечивающими выдачу готового замеса объемом 100, 165, 330 и 660 л, что соответствует емкости смесительных барабанов по загрузке 150, 250, 500 и 1000 л. Бетоносмесители с барабанами в 500 и 1000 л обычно устанавливаются в смесительных отделениях заводов железобетонных изделий, а бетоносмесители с барабанами в 250 и 150 л — в бетоносмесительных установках. Применение в производстве железобетонных изделий жестких бетонных смесей, приготавливаемых в машинах с принудительным перемешиванием, сокращает продолжительность перемешивания в 1,5—2 раза, дает от 15 до 30% экономии цемента, ускоряет процесс твердения и повышает прочность изделий.

Схема устройства и работы бетоносмесителя принудительного перемешивания с барабаном полезной емкостью 250 л приведена на рис. 166. От электродвигателя клиноременной передачей вращение передается валу, а от него через конические зубчатые пары — вертикальному валу привода смесительного барабана и вертикальному валу трехлопастного смесителя. При включении кулачковой муфты вращение коническими шестернями передается на вал с барабанами, на которые навиваются тросы загрузочного ковша, перемещающегося по направляющим швеллерам. При достижении загрузочным ковшом крайнего верхнего положения ковш опрокидывается относительно оси передних катков и нажимает на рычаг, отключая муфту. Удерживается ковш в положении разгрузки ленточным тормозом, установленным по валу. Этим же тормозом регулируется и скорость опускания ковша. Лопасти смесителя отбрасывают материал к стенкам вращающегося барабана, а неподвижные лопасти смещают его к центру барабана. В результате происходит тщательное перемешивание составляющих. Вращающийся барабан (чаша) опирается на поддерживающие ролики. Разгружается смесительный барабан через отверстие, закрытое на время перемешивания дисковой крышкой. Открывание разгрузочного отверстия производится вручную.

Рис. 9. Схема бетоносмесителя принудительного перемешивания

Бетоносмесители непрерывного действия выпускаются у нас производительностью 5, 15, 30, 60 и 120 м3/ч. Бетоносмеситель производительностью 120 м3/ч является гравитационным, остальные— двухвальными лопастными смесителями. Последние выполняются по единой схеме: в корытообразном смесительном барабане установлены два лопастных вала, получающих встречное вращение от электродвигателя через клиноре-менную передачу, редуктор и открытую зубчатую пару.

Растворосмесители выпускаются в СССР со смесительными барабанами полезной емкостью 40, 60, 150, 325, 1000 и 1500 л.

Рис. 11. Бетоносмеситель непрерывного действия
1 — рама; 2 — лопастной вал; 3 — корпус смесителя; 4 — отбойный конус; 5 — ко-

Растворосмесители изготавливаются емкостью 150 и 325 л передвижными и стационарными; емкостью 40 и 80 л только передвижными, а емкостью 1000 и 1500 л только стационарными. Они могут быть машинами цикличного и непрерывного действия.

На рис. 12 показана схема стационарного растворосмесителя цикличного действия, загрузка которого производится из бункера. На раме неподвижно установлен барабан, снабженный затвором. Вращение от электродвигателя передается клиноременной передачей шкиву, свободно посаженному на вал. Для передачи вращения на лопастной вал через зубчатую передачу необходимо включить фрикционную муфту.

Рис. 12. Схема (кинематическая) стационарного растворосмесителя

Передвижные растворосмесители с ковшами емкостью 150 и 325 л снабжаются загрузочным ковшом. Вращение от вала электродвигателя через клиноременную передачу и редуктор сообщается смесительному лопастному валу, установленному в подшипниках неподвижного барабана. Звездочка промежуточного вала передает вращение цепью на звездочку, свободно установленную на валу ковшового (скипового) подъемника. При включении муфты на барабаны навиваются тросы, поднимающие по направляющим швеллерам загрузочный ковш. Для регулирования скорости свободного опускания ковша служит ленточный тормоз.

Рис. 13. Схема кинематическая передвижного растворосмесителя

Рис. 14. Схемы известегасилок
а — барабанной; б — бегунксвой

Согласно типажу растворосмесители непрерывного действия могут иметь производительность 5 и 10 м3/ч. В корытообразный барабан такого смесителя непрерывно подаются отдозированные сухие материалы. После прохождения зоны сухого перемешивания цемент с песком перемешиваются с потоком отдозированных воды и известкового молока. При дальнейшем продвижении материалов к выходу происходит их окончательное смешение.

Известегасилки, выпускаемые в СССР, делятся по принципу действия на машины непрерывного и периодического действия, а по конструкции — на машины барабанные, бегунковые и фрезерные.

Рис. 15. Схема вододозировочного бачка

Смесительные установки. Приготовление бетонных смесей и растворов производится на заводах и установках. Заводы обслуживают значительное количество строительных объектов, находящихся в радиусе их действия. Установки сооружаются для обслуживания одного или нескольких близко расположенных объектов. Обычно они выполняются инвентарными (сборно-разборными), что позволяет их сравнительно легко демонтировать и перевозить.

Различают смесительные установки с одноступенчатым и двухступенчатым подъемом материалов. В первом случае составляющие, будучи один раз поднятыми, перемещаются далее под действием силы тяжести. При двухступенчатом подъеме сухие компоненты поднимаются вначале в расходные бункера, а после дозирования — в барабан смесительной машины. Установки с одноступенчатым подъемом материалов имеют значительную высоту. Установки с двухступенчатым подъемом материалов требуют большого количества транспортирующих машин. В строительстве используются установки периодического (цикличного) и непрерывного действия.

Размещение смесительных машин в плане возможно по линейной и групповой схемам. При линейном расположении для каждой смесительной машины требуется комплект бункеров и дозирующих устройств. При групповом — смесительные машины размещаются по две, три или четыре машины в группе. На группу машин требуется только один комплект бункеров и дозаторов.

В обычных установках управление механизмами производится вручную или дистанционно; на современных автоматизированных установках применяются электрические системы автоматического управления и регулирования, особенно в сочетании с пневматическими механизмами. Комбинированные электропневматические системы позволяют получать значительные рабочие усилия при небольших габаритах и незначительном расходе электроэнергии.

Схема бетоносмесительной установки с двухступенчатым подъемом материалов показана на рис. 16. Заполнители подаются в отсеки расходного бункера ковшовым элеватором с распределительной воронкой. Цемент в бункер подается пневматическим транспортом. Расходные бункеpa заполнителей и цемента имеют емкость, обеспечивающую 4-часовую работу установки. Взвешивание составляющих производится весовым дозатором. Отдозированные материалы ковшовым подъемником подаются в барабан бетоносмесителя, куда поступает и вода, отмеренная в вододозировочном бачке. Приготовленная смесь через раздаточный бункер выгружается в транспортные средства. Управление всеми механизмами дозировочного и смесительного отделений производится оператором с пульта управления, расположенного у бетоносмесителя. При работе в зимнее время заполнители подогреваются паром, проходящим по трубчатым регистрам, расположенным внутри отсеков расходного бункера. Для подогрева воды служит бойлер, устанавливаемый в передвижной котельной.

Рис. 16. Схема бетоносмесителей установки с двухступенчатым подъемом материалов

Работа бетоносмесительной установки с одноступенчатым подъемом материалов происходит так. Наклонным ленточным конвейером с поворотной воронкой заполнители подаются в отсеки расходного бункера, снабженные указателями уровня, подающими импульсы в систему сигнализации и автоматического управления. Расходный бункер заполнителей оборудован регистрами для их подогрева. Цемент со склада в бетоносмесительную установку подается системой шнеков и элеваторов или пневмотранспортом. По цементоводу цемент с воздухом поступает в циклон, где большая часть его отделяется от воздуха и шнеком подается в бункер цемента. Для окончательной очистки воздуха от цемента служит многорукавный матерчатый фильтр, через который вентилятором отсасывается воздух из циклона. Для дозирования сухих составляющих служат весовые дозаторы с пневмо-электрическим управлением. Вода дозируется также по весу дозатором. Дозирование замедлителей схватывания, пластификаторов или других добавок к бетонной смеси производится дозатором. Из распределительного бункера с перекидной заслонкой или с поворотной воронкой сухие материалы направляются в один из бетоносмесителей. Приготовленная смесь через раздаточные буккера выдается в транспортные средства.

Рис. 17. Схема бетоносмесительной установки с одноступенчатым подъемом материалов

Рис. 18. Схема передвижной бетоносмесительной установки непрерывного действия

На рис. 18 показана схема передвижной установки непрерывного действия. Установка смонтирована на двухосном автомобильном прицепе и комплектуется силосным складом на г цемента, автоцементовозами, ленточным конвейером для перегрузки бетонной смеси в транспортные средства и автопогрузчиком.

Заполнители автопогрузчиком подаются из открытого штабельного склада в расходные бункера песка и щебня. Доставляемый автоцементовозами цемент перегружается в силосный склад цемента, откуда подается шнеком в расходный бункер цемента. Отдозированные объемными дозаторами непрерывного действия сухие материалы перегружаются в двухвальный лопастной бетоносмеситель. Вода центробежным насосом накачивается в бак с постоянным уровнем воды. Дозирование воды обеспечивается пробковым краном П. Перегрузка бетонной смеси в транспорт производится ленточным конвейером.

Описание устройства и работы передвижной установки с растворосмесителем непрерывного действия дано в главе XIII.

В настоящее время отрабатываются конструкции оборудования, позволяющего перейти на автоматизированное непрерывное приготовление смесей.