Глава 23. Машины и оборудование для приготовления бетонных смесей и строительных растворов

23.1. Дозаторы

Бетон представляет собой искусственный каменный матери­ал, получаемый из смеси вяжущих веществ, воды и заполнителей после ее формования и затвердевания. Строительные растворы не имеют в своем составе крупных заполнителей. До формования эти тщательно смешанные компоненты называют соответственно бе­тонной смесью и строительным раствором.

Приготовление бетонных смесей и строительных растворов со­стоит из дозирования компонентов и их перемешивания. Для дози­рования применяют дозаторы, а для перемешивания - смеси­тельные машины или смесители.

Дозаторы бывают объемными и весовыми. Первыми дозатора­ми материалы дозируют по объему, а вторыми - по массе. Объем­ные дозаторы более просты, но менее точны из-за непостоянства плотности и влажности дозируемых сыпучих материалов и усло­вий заполнения мерных емкостей. Их применяют обычно для до­зирования воды. Для дозирования сыпучих материалов их исполь­зуют только в условиях строительных площадок для смесителей с объемом готового замеса до 250 л.

По режиму работы различают дозаторы цикличные (порционные) и непрерывного действия. В порционных дозаторах материал дози­руется в мерном или весовом бункере, а в дозаторах непрерывно­го действия материал подают в смесители непрерывным потоком с заданной производительностью. Управляют дозаторами автома­тически или полуавтоматически с пульта управления.

Весовой дозатор цикличного действия применяют для порци­онного автоматического взвешивания цемента, заполнителей, хи­мических добавок и воды, а также выдачи отвешенных порций в смесители (рис. 23.1). Компоненты дозируют поочередно, загру­жая весовой бункер 8 сначала материалом с более крупными раз­мерами кусков, а затем - более мелкий, поверх первого. Сигнал на начало дозирования одного компонента поступает с пульта уп­равления 1 к электропневматическому клапану 2, после срабаты­вания которого сжатый воздух от компрессорной установки по­

ступает в пневмоцилиндр 3. По­следний открывает впускной за­твор 9 одного из бункеров 10 с дозируемым компонентом, кото­рый через воронку загружается в весовой бункер 8. Последний сис­темой тяг и рычагов связан с ве­соизмерительным устройством 6 с циферблатным указателем. По достижении в весовом бункере требуемой дозы сигнал об окон­чании загрузки, сформированный задатчиком массы циферблатного указателя, поступает к пульту уп­равления, который отключает кла­пан 2, а управляемый этим клапа­ном пневмоцилиндр 3 закрывает затвор, прекращая этим подачу ма­териала в весовой бункер.

После перенастройки задатчи- ка массы циферблатного указате­ля так же дозируют второй компонент. Сигнал на разгрузку весо­вого бункера поступает с пульта управления на электропневмати­ческий клапан 4, который открывает доступ сжатого воздуха в пневмоцилиндр 5. Последний открывает разгрузочный затвор 7, и отмеренные компоненты разгружаются в смеситель 6.

Дозаторы рассмотренного типа различаются пределом взвеши­вания, зависящим от вместимости весового бункера и других свя­занных с ним параметров. В качестве питателей при дозировании песка, щебня и т.п. применяют ленточные питатели и затворы различных конструкций. При дозировании цемента используют аэрожелоба, шнековые и барабанные питатели. При дозировании жидкостей применяют затворы, обеспечивающие необходимую герметичность.

Дозаторы непрерывного действия для сыпучих материалов пред­ставляют собой какой-либо питатель или сочетание питателей, в которых автоматически с требуемой точностью поддерживается заданная производительность. Независимо от конструктивных осо­бенностей дозаторы непрерывного действия включают в себя пи­татель, измерительное устройство производительности и САР.

Рис. 23.1. Функциональная схема весового дозатора цикличного дей­ствия

Рис. 23.8. Горизонтальный двухвальный смеситель непрерывного действия (а) и кинематическая схема его привода (б)

Процесс производства бетонов и растворов представляет со­бой ряд последовательных механизированных и в значительной мере автоматизированных операций, включающих погрузочно- разгрузочные работы при приеме и хранении сырьевых материа­лов на складах, их рыхление, подогрев в зимнее время, транспор­тирование компонентов смесей в расходные бункера смеситель­ного узла, дозирование, перемешивание и выгрузку готовой сме­си, аспирацию, обеспыливание линий движения материалов и вентиляцию производственных помещений.

Перечисленные работы составляют технологическое содержа­ние работы бетоно- и растворосмесительных заводов и установок с законченным, расчлененным и комбинированным технологическими циклами. Продукцией предприятий с законченным циклом явля­ется готовая смесь, с расчлененным циклом - сухая смесь, на осно­ве которой приготавливают бетонную смесь или строительный ра­створ в автобетоносмесителях в пути их следования на строитель­ную площадку или в смесительных установках, расположенных в местах использования смесей; с комбинированным циклом - го­товая и сухая смеси. Расчлененная технология производства целе­сообразна при большой удаленности строительного объекта от сме­сительного предприятия, так как при транспортировании гото­вой смеси в этом случае может ухудшиться ее качество.

В зависимости от назначения, мощностей и особенностей объек- тов-потребителей смесей различают стационарные постоянно дей­ствующие заводы, выпускающие товарные смеси, приобъектные установки, создаваемые на срок строительства объекта, и пере­движные смесительные установки. Их классифицируют по режиму процесса приготовления смесей (периодического и непрерывного дей­ствия) и по технологической схеме компоновки оборудования(i высотные и двухступенчатые). При высотной схеме исходные ком­поненты поднимают на полную высоту установки, после чего они по технологической цепочке движутся вниз только под действием силы тяжести. При двухступенчатой схеме сырьевые материалы поднимают сначала в расходные бункера, а затем, после дозиро­вания, - в смеситель. Высотные схемы более компактны и лучше приспособлены для автоматизации производства, но они несколько дороже по капитальным затратам.

Заводы и установки, приготовляющие бетонную смесь с за­полнителем крупнее 70 мм при водоцементном отношении В/Ц = = 0,45... 0,6 комплектуют гравитационными бетоносмесителями. Для приготовления жестких бетонных смесей используют роторные смесители. На приобъектных установках применяют небольшие смесители с барабанами вместимостью до 250 л.

Контрольные вопросы

Из каких компонентов приготавливают бетонные смеси и строи­тельные растворы? Какие типы машин и оборудования используют для этого?

Приведите классификацию дозаторов. Чем они различаются между собой по функциональным и конструктивным признакам? Для дозиро­вания каких компонентов и в каких условиях их применяют?

Изобразите и объясните функциональную схему весовых дозаторов цикличного действия. Какие устройства применяют в этих дозаторах в качестве питателей?

Из каких составных частей состоит дозатор непрерывного действия? Объясните схемы устройства и принцип работы дозатора цемента и уни­версального дозатора для заполнителей.

Приведите классификацию смесителей и назовите предпочтитель­ные объекты их применения.

Назовите основные типы смесителей цикличного действия, опи­шите их устройство и принцип действия. Как определяют их производи­тельность?

Назовите основные типы и объекты применения смесителей не­прерывного действия. Как устроен и как работает горизонтальный двух- вальный смеситель?

Перечислите работы, сопутствующие приготовлению бетонных и растворных смесей. Назовите основные типы бетоно- и растворосмеси- тельных заводов и установок и виды их продукции. Какая технологиче­ская схема используется при большой удаленности строительного объекта от смесительного предприятия?

Назовите виды смесительных предприятий и приведите их класси­фикацию. Каковы особенности высотной и двухступенчатой технологи­ческих схем? Какими бетоносмесителями комплектуют бетонные заводы и установки?

Дозировочная аппаратура (дозаторы) для бетонной смеси

Компоненты бетонной смеси (цемент, песок, гравий или щебень, а также спецдобавки) должны быть отмерены в строго определенных количествах. Дозирование (отмеривание) компонентов производится при помощи различного типа дозаторов цикличного и непрерывного действия. По методу дозирования материалов дозаторы разделяют на объемные и весовые. Объемный метод дозирования, являясь значительно более простым, не обеспечивает надлежащей точности дозирования сухих компонентов, так как объемная масса заполнителей и, в частности, песка сильно колеблется в зависимости от его влажности, а цемента и других порошкообразных материалов - от степени их уплотненности. Весовой метод дозирования с точки зрения применяемой аппаратуры более сложен, чем объемный, но обеспечивает высокую точность дозирования независимо от физического состояния материала.
Дозирование материалов, применяемых для приготовления гидротехнических бетонных смесей, производится только по весу с точностью: по цементу и воде ±1% и по заполнителям ±2%.
Весовая дозировочная аппаратура может быть классифицирована по роду отвешиваемого материала и по системам загрузки, отвешивания и управления.
По роду отвешиваемого материала бывают дозаторы для цемента, заполнителей, воды и пластифицирующих добавок.
По системе загрузки весовые дозаторы разделяют на:
а) загружаемые гравитационным путем; впуск и регулирование потока материала, поступающего в мерный сосуд, производится в этих дозаторах с помощью секторного или шиберного затвора;
б) загружаемые с помощью специальных питателей; между выпускным люком бункера и мерником в этих дозаторах ставится питающий механизм - шнековый, барабанный, лотковый или вибрационный.
По системе отвешивания весовые дозаторы разделяют на индивидуальные, предназначенные для взвешивания только одного сорта материала, и групповые -для взвешивания нескольких сортов материала.
По системе управления весовые дозаторы разделяются на дозаторы с ручным (непосредственным) и дистанционным управлением. В первом случае операции с загрузочным затвором (для впуска в дозатор материала) и разгрузочным (для выдачи взвешенной дозы материала) производят вручную рычагами управления; при дистанционном управлении все эти операции выполняют с пульта управления.

Весовые дозаторы могут быть с неавтоматическим и автоматическим взвешиванием. В дозаторах с неавтоматическим взвешиванием оператор следит за весом насыпаемого из бункера материала по шкале циферблатного указателя и по достижении нужного веса закрывает загрузочный затвор. В дозаторах с автоматическим взвешиванием оператор только открывает загрузочный затвор, а закрывается он по достижении нужного веса материала автоматически.

Основные эксплуатационные характеристики дозаторов различных типов цикличного действия приведены в табл. 24.

Таблица 24.

Дозаторы цикличного действия (рис. 216) имеют обычно весовой механизм рычажного типа и независимо от конструкции состоят из загрузочного устройства, весового бункера, разгрузочного устройства, весового механизма с циферблатным указателем, аппаратуры управления затвором и весовыми механизмами.

Рис. 216. Принципиальная схема дозатора цикличного действия

Для контроля и наблюдения за процессом взвешивания параллельно со шкальными коромыслами к грузоприемным рычагам подключаются циферблатные указательные приборы с секторной или с круговой шкалой. Первые устанавливаются на дозаторах с ручным управлением, вторые (с круговой шкалой) - на автоматических дозаторах. На современных автоматизированных дозаторах устанавливаются счетчики числа отвесов, которые иногда снабжаются самопишущими приборами, регистрирующими на ленте каждый отвес материала.

Число порционных весовых дозаторов и их размеры определяются составом бетонной смеси и количеством установленных бетоносмесителей. Автоматические дозаторы применяют на бетонных заводах с гнездовым расположением бетоносмесителей, а дозаторы с ручным управлением - на заводах при линейном расположении бетоносмесителей с индивидуальными бункерами для компонентов.

Из числа выпускаемых отечественной промышленностью наиболее прогрессивными дозаторами цикличного действия являются электротензометрические и фотоэлектрические дозаторы.

Электротензометрический дозатор цикличного действия (рис. 217) с программным управлением предназначен для последовательного взвешивания двух компонентов (песка и крупного щебня, песка и мелкого щебня, щебня двух фракций и т. д.) в одном ковше.

Рис. 217. Схема электротензометрического дозатора:
1 - рама; 2 - электромагнитный питатель; 3 - электродинамометрический элемент; 4 - весовая рычажная система; 5 - ковш; 6 - циферблатный указательный прибор

Он состоит из рамы, электромагнитных питателей, электродинамических элементов, весовой рычажной системы, ковша и циферблатного указательного прибора.

Работа дозатора основана на использовании тензоэффекта, заключающегося в изменении омического сопротивления тензометра в зависимости от величины прилагаемой на него нагрузки. В качестве датчиков системы автоматики применяют проволочные преобразователи (тензометры), наклеенные на упругие элементы, на которых подвешен ковш дозатора. Деформация упругого элемента линейно зависит от прилагаемой нагрузки (веса). Процесс дозирования (электротензометрического взвешивания) состоит из воздействия поступающего в ковш материала на тензодатчики (упругие элементы с тензометрами), с последующим преобразованием этого воздействия в электрическую величину в ее использования для срабатывания элементов системы автоматического управления.

Управление дозатором производится с пульта управления, на передней шкале которого смонтированы электроизмерительные приборы, световое контрольное табло, программное устройство, пусковые кнопки, сигнальные лампы и т. д. Световое табло обеспечивает визуальный контроль правильности считывания программы, записанной на перфокарте, которая вкладывается в программное устройство. Надписи на экране табло соответствуют шифру на перфокарте и просматриваются лишь при включенных лампочках.

На бетоносмесительных заводах и установках непрерывного действия дозирование материалов производится при помощи дозаторов непрерывного действия, которые могут быть объемными и весовыми.

Работа дозаторов объемного типа основана на принципе обеспечения постоянства объема на одинаковых по длине участках непрерывного потока отдозированного материала. Точность дозирования объемными дозаторами может быть обеспечена стабильностью площади поперечного сечения и скорости потока материала. Однако при изменении параметров самого материала- его влажности, плотности, гранулометрического состава - объемные дозаторы без специальной системы регулирования не могут обеспечить высокую точность дозирования.

Объемные дозаторы непрерывного действия могут быть ленточные, лотковые, тарельчатые, вибрационные и др.

Для непрерывного объемного дозирования воды (или жидкости в виде, например, пластифицирующих добавок) применяют различного типа водомерные баки, вододозирующие счетчики и водомеры, работающие по схеме постоянного напора в расходном баке (или трубопроводе) с регулировкой дозы воды изменением проходного отверстия или работающие при помощи счетчиков расхода воды, подключаемых к водопроводной сети и автоматически отключающих подачу воды после отмеривания заданной дозы.

Работа весовых дозаторов основана на принципе обеспечения постоянства веса на одинаковых по длине участках непрерывного потока отдозированного материала. Весовые дозаторы имеют устройства, которые дают возможность регулировать интенсивность потока материала при изменении его параметров. Однако в конструктивном отношении весовые дозаторы являются более сложными, чем объемные.

По принципу действия весовые дозаторы непрерывного действия подразделяют на: а) одноступенчатые, сочетающие в одном агрегате устройства для взвешивания и регулирования подачи транспортируемого материала, и б) двухступенчатые, в которых эти устройства разделены и являются самостоятельными элементами.

Одноступенчатые дозаторы выполняются с регулированием дозы путем изменения скорости ленты весового транспортера или за счет изменения погонной нагрузки весового транспортера при неизменной его скорости. Двухступенчатые дозаторы выполняются с ленточными или с электромагнитными вибрационными питателями и с тензометрическим весовым устройством.

Одна из важнейших операций процесса приготовления бетонной смеси и раствора на – это дозирование составляющих: вяжущих, заполнителей и воды. Существует два метода дозирования материалов: по объему и по весу. При объемном дозировании порции материала отмеряются сосудами выверенной емкости (объемными дозаторами), состоящими из двух телескопических призм с двумя затворами; верхним, перекрывающим выпускной люк бункера, к которому подвешен дозатор, и нижним, служащим для опорожнения дозатора. Вдвигая нижнюю призму в верхнюю или выдвигая ее при помощи градуированных болтов, на которых она подвешена, можно изменять в определенных пределах порцию материала. Объемные просты по конструкции, но не дают достаточной точности дозирования, так как объемный вес исходных материалов (например, цемента и заполнителей) не представляет собой постоянную величину, а зависит от ряда их физических свойств: степени уплотненности, влажности, крупности зерен и т. п. Так, объемный вес цемента в зависимости от степени его уплотненности может изменяться в пределах до 50%; объемный вес песка в зависимости от степени влажности - в пределах до 35%; гравия и щебня в зависимости от зернового состава - до 30%. Поэтому официальные инструкции рекомендуют для цемента только весовое дозирование с допускаемой погрешностью в 1 - 2%. Заполнители, для которых точность дозирования установлена в пределах ± 3 - 5%, также предпочтительнее дозировать по весу, в особенности при объеме бетонных работ свыше 100 000 м3. Дозирование воды по объему имеет более широкое распространение, в частности у передвижных машин.

Наиболее простой объемный дозатор для воды представляет собой бачок с поплавком, отсекающим струю воды по достижении ею определенного, заранее намеченного уровня. Типовая конструкция дозатора для воды к бетономешалкам периодического действия с барабанами емкостью от 250 до 1 200 л и к - от 150 до 750 л. такова: водомерный бак подключается к водопроводной сети при посредстве трехходового крана. В верхней крышке бака устанавливается воздушный клапан с указателем наполнения, При открытии впускного водяного клапана трехходового крана (выпускной клапан при этом закрывается) вода из сети через питательно-сливную трубу поступает в бак, вытесняя при этом воздух через клапан. Достигнув клапана, вода поднимает его и разобщает водомерный бак с атмосферой, вследствие чего дальнейшее поступление воды в бак прекращается. После открытия выпускного водяного клапана вода из бака выливается по трубе (эффект сифона) в смесительный барабан, а воздушный клапан при этом опускается. Вытекание воды из бака продолжается до тех пор, пока ее уровень не достигнет отверстия на конце дозирующей трубки. При этом атмосферный воздух, засасываемый трубкой, попадает в колено сифона, происходит разрыв водяной струи, и слив воды прекращается. Устанавливая конец дозирующей трубки на разных уровнях, можно сливать из водомерного бака различные дозы, размеченные на шкале; поворот трубки осуществляется стрелкой. Дозаторы этой конструкции выпускаются емкостью от 40 до 200 л. Хотя вода с достаточной степенью точности может дозироваться по объему, однако там, где устанавливают весовые дозаторы для цемента и заполнителей, в целях унификации аппаратуры целесообразно дозировать по весу и воду. В зависимости от типа обслуживаемых бетономешалок - периодического или непрерывного действия -

Дозатор для бетонных смесей относится к области строительства, а именно к оборудованию для производства строительных изделий малых форм. Он включает приемный резервуар(1) с выходным отверстием, снабженным затворным устройством, которое выполнено в виде съемной передвижной двухпозиционной камеры (3), состоящей из боковых стенок и внутренней перегородки. Камера размещена на неподвижном днище (6) с возможностью перемещения по нему и соединена с кривошипно-шатунным механизмом (9). Днище прикреплено к приемному резервуару штырями с крепежными элементами (10). На них надеты трубки (11), длина которых больше высоты камеры (3). Между штырями с крепежными элементами (10) расстояние больше ширины камеры (3). Под краями днища (2), расположенными по ходу движения камеры(3), прикреплены наклонные желоба (7, 8). Устройство надежное, не сложное в изготовлении и эксплуатации, обеспечивает вариативность дозирования и ускоряет этот процесс. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Заявляемая полезная модель относится с области строительства, а именно к оборудованию для производства строительных материалов и изделий и может быть использована при изготовлении строительных изделий малых форм таких, например, как бордюры, облицовочная и тротуарная плитка, черепица, небольшие скульптурные изделия и т.п. из формовочных бетонных смесей на основе цемента.

Известно, что при изготовлении малых форм широко используются бетонные смеси. При этом для каждого отдельного вида изделия требуется свое определенное ее количество, отмеряемое дозаторами. Существует множество различных конструкций дозаторов для бетонных смесей. Смотри, например, журнал «Механизация строительства» №11, М., 1999, с.20-21, патенты на изобретения России №№2267401 опубл. 10.01.06., 2263574 опубл. 10.11.05, 2008618 опубл. 28.02.94 и другие.

Наиболее близким к заявляемому является дозатор по патенту на изобретение России №2008618 опубл. 28.02.94. Этот дозатор включает рабочую емкость с патрубком для ввода-вывода смеси, напорный резервуар, регулирующий орган в виде силового цилиндра с исполнительным механизмом в виде электропневмоклапана, соединительные трубопроводы с запорным элементом, установленным в месте стыка трубопроводов и патрубка емкости. Дозатор снабжен весовыми датчиками с индикаторной стрелкой и рычажным механизмом, выполненным в виде основного и дополнительного двухплечих рычагов, регулирующий орган - в виде силового цилиндра, шток которого жестко связан с маховиком привода запорного элемента, а патрубок выполнен в виде гофрированного эластичного рукава, причем одно из плеч рычагов кинематически связано друг с другом посредством тяги, другие плечи

рычагов жестко связаны соответственно с корпусом емкости и индикаторной стрелкой, а весовые датчики подключены к исполнительному механизму. Тяга выполнена с возможностью регулировки ее длины посредством соединительной муфты, а дополнительный рычаг снабжен регулируемым противовесом, размещенным между его плечами.

Конструкция приведенного дозатора для бетонных смесей сложная, т.к. включает множество узлов и деталей, следовательно, дорогостоящая и не достаточно надежная. Кроме того, этот дозатор предусматривает взвешивание смесей, что удлиняет процесс как за счет самого взвешивания, так и последующей регулировки - добавления или убавления смеси.

Технической задачей заявляемого решения является упрощение и удешевление конструкции, повышение ее надежности при сохранении точности дозирования, а также сокращение времени процесса дозирования.

Эта задача решается за счет того, что в дозаторе для бетонных смесей, включающем приемный резервуар с выходным отверстием, снабженным затворным устройством, это устройство выполнено в виде съемной передвижной двухпозиционной камеры, состоящей из боковых стенок и внутренней перегородки, разделяющей камеру на две секции. Эта камера размещена на неподвижном днище с возможностью перемещения (скольжения) по нему и соединена с кривошипно-шатунным механизмом, служащим для ее возвратно-поступательного движения в горизонтальной плоскости. Днище прикреплено к приемному резервуару штырями с крепежными элементами, на которые надеты трубки, длиной больше высоты камеры, служащие для обеспечения свободного скольжения камеры по днищу. При этом крепежные элементы расположены на расстоянии большем ширины камеры, а под расположенными по ходу движения камеры сторонам днища

прикреплены наклонные желоба, служащие направляющими при выгрузке бетонной смеси в формы, размещаемые на транспортере, установленном под дозатором. При этом формы на ленте конвейера размещают в два ряда, а выбор высоты съемной камеры зависит от количества бетонной смеси, требуемой для изготовления изделий.

Технический результат достигается за счет того, что в предлагаемом дозаторе предусмотрено дозирование раствора не по весу, а по объему. При объемном дозировании не требуется «подгонки» нужного количества раствора, т.к. оно точно дозируется камерой в зависимости от объемов ее секций. При этом использование камеры из двух секций, осуществляющей возвратно-поступательное движение, загружаемых и освобождаемых одновременно попеременно делает процесс быстрее. Данная конструкция несложна в изготовлении и не дорога. В ней нет сложных узлов и деталей, она надежна и при необходимости ее несложно отремонтировать.

На фиг.1 изображен дозатор для бетонных смесей с расположенным под ним транспортером в разрезе с размещенными на нем формами.

Этот дозатор состоит из приемного резервуара для бетонной смеси 1 с основанием с выходным отверстием 2. 3 - двухсекционная камера с емкостями для смесей 4 и 5, а 6 - расположенное под камерой неподвижное днище, с прикрепленными к нему желобами 7 и 8. 9 - кривошипно-шатунный механизм, соединенный с камерой 3, а 10 - крепежный элемент, соединяющий неподвижное днище 6 с основанием приемного резервуара 2. 10 - крепежные элементы, на которые надеты трубки 11. 12 - транспортер и на нем установлены формы 13.

Устройство работает следующим образом. На транспортере 12 ориентированно под выходы бетонной смеси из обоих желобов в два ряда устанавливают формы и включают его. Включают привод кривошипно-шатунного механизма 9. Камера 3 начинает совершать возвратно-поступательное

движение и одна из ее секций, которая находится в положении, когда ее низ закрыт днищем 6, подходит под выходное отверстие основания 2 приемного бункера 1 и загружается бетонной смесью. Затем камера перемещается в обратном направлении, загруженная секция выдвигается из области днища и смесь по направляющему желобу выгружается в форму, расположенную на транспортере 12 (с соответствующей стороны). В это же время аналогично загружается вторая секция камеры, которая при следующем перемещении камеры выгрузится по другому желобу в форму, расположенную на другой стороне конвейера. Далее процесс повторяется, т.е. бетонная смесь попеременно поступает в одну из секций камеры и разгружается из них в формы на транспортере. Цикл повторяется многократно до выработки раствора или отключения привода кривошипно-шатунного механизма.

При необходимости замены камеры на другую (при изготовлении изделий с иным требуемым объемом бетонной смеси) ее отсоединяют от кривошипно-шатунного механизма, вынимают и вставляют камеру с секциями нужной высоты (объема). Соответственно изменяют расстояние между основанием 2 и днищем с помощью крепежных элементов нужной длины, на которые надевают соответствующие трубки, организовывая свободное перемещение замененной камеры.

Таким образом, с помощью предлагаемого дозатора можно заполнять формы одновременно в два потока, что ускоряет процесс изготовления изделий. Т.к двухсекционная камера сменная, можно менять и устанавливать камеры разного объема и даже можно установить камеру с разными объемами секций, что даст возможность изготавливать изделия разных объемов одновременно, т.е. обеспечивает вариативность. При этом в конструкции не предусмотрены сложные узлы и детали, что способствует ее длительной и надежной эксплуатации. Обслуживание устройства простое и не требует особых специальных навыков.

Дозатор для бетонных смесей, включающий приемный резервуар с выходным отверстием, снабженным затворным устройством, отличающийся тем, что затворное устройство выполнено в виде съемной двухпозиционной двухсекционной камеры, состоящей из боковых стенок и внутренней перегородки, разделяющей камеру на две секции, установленной на неподвижном днище с возможностью перемещения по нему и соединенной с кривошипно-шатунным механизмом, служащим для осуществления возвратно-поступательного перемещения камеры в горизонтальной плоскости, днище прикреплено к приемному резервуару штырями с крепежными элементами, на которые надеты трубки большей длины чем высота камеры, служащие для обеспечения свободного горизонтального перемещения камеры, при этом расстояние между крепежными элементами больше ширины камеры, а под краями днища, расположенными по ходу движения камеры, прикреплены наклонные желоба для подачи раствора в формы, находящиеся на транспортере.

В процессе приготовления бетонной смеси ведущей операцией является дозирование материала на один замес бетоносмесителя. На бетонных заводах используют в основном весовые дозаторы, которые обеспечивают дозирование составляющих по массе с точностью ±1-2%. От точности дозирования зависит точность состава бетона. Так, цемент дозируют с точностью до 5 кг, воду - до 2 л, песок и шебень - до 10 кг.

В условиях строительной площадки для приготовления тяжелых бетонных смесей заполнители иногда дозируют по объему, но при этом необходимо учитывать их влажность, так как увлажнение (особенно песка) резко изменяет объем материалов. Используют также объемно-весовое дозирование: крупный заполнитель дозируют по объему, а песок - по массе.

Чтобы определить расход материалов на один замес, надо знать состав бетона, а также коэффициент выхода бетонной смеси из бетоносмесителя после ее перемешивания. Коэффициент выхода определяют как отношение объема полученной бетонной смеси к сумме объемов сухих составляющих и обычно он составляет 0,65...0,68. Это объясняется тем, что при перемешивании более мелкие составляющие распределяются в пустотах между крупным заполнителем. В зависимости от вместимости бетоносмесителя и коэффициента выхода бетонной смеси устанавливают нормы расхода материалов.на один замес.

При дозировании по объему используют объемные дозаторы. Они просты по устройству, позволяют легко и в широких пределах регулировать количество дозируемого материала, однако их точность дозирования недостаточно высока, что снижает качество бетонной смеси.

В качестве объемных дозаторов используют различные мерные емкости. Дозатор для заполнителей (песка, гравия, щебня) представляет собой прямоугольный мерный сосуд, состоящий из двух секций. Верхнюю секцию крепят к бункеру под затвором, а нижнюю прикрепляют к верхней. Конструктивное решение таково, что ее можно поднимать и опускать, тем самым изменяя объем порции материала. Для выдачи дозированного материала нижняя секция снабжается выпускным затвором.

Весовые дозаторы обеспечивают более высокую точность отмеривания материала. Они выполняются цикличного и непрерывного действия. Дозаторы цикличного действия отвешивают заданные порции компонентов смеси на один замес и после новой загрузки повторяют цикл; дозаторы непрерывного действия подают составляющие непрерывным потоком.

Дозаторы цикличного действия могут быть одно- и много-фракциоными. Однофракционные дозаторы располагают непосредственно под расходной емкостью дозируемого материала. Цикл работы состоит из загрузки, отсечки заданного количества материала и его перемещения в бетоносмеситель. Многофракционные дозаторы последовательно взвешивают две и более фракций заполнителя. Для таких дозаторов цикл дозирования оказывается более продолжительным. Все дозаторы преимущественно автоматического действия, что обеспечивает улучшение условий труда оператора, так как зона работы находится в условиях сильной запыленности.

Автоматические дозаторы обеспечивают прекращение поступления материала в емкость дозатора по окончании набора заданного количества. Автоматические весовые дозаторы выполняются нескольких типов, они отличаются конструктивным решением исполнительных механизмов рабочих органов загрузки и разгрузки, системы передачи данных управления.

По принципу действия весовые дозаторы аналогичны обычным весам. В весоизмерительных устройствах используют рычажные весы. Более совершенным является весоизмерительное устройство квадрантного типа. Наиболее прогрессивной и надежной является система тензорезисторных и тензометрических датчиков массы. Тензовесоизмерительное устройство легко поддается автоматизации и переключению на взвешивание различных доз материалов.

Дозаторы выпускаются в комплекте, их применяют для оснащения мобильных (передвижных), секционированных (сборноразборных) и стационарных бетоносмесительных установок типов СБ-134, СБ-140, СБ-135 и других со смесителями вместимостью 250, 500, 750 и 1500 л.

Для установок такого типа используют комплекты весовых дозаторов ВДБ-250Д, ВДБ-500/750Д, ВДБ-1500. Комплекты поставляют в следующем составе: ВДБ-250Д - дозаторы жидкости ДЖ-100Д, цемента - ДЦ-100Д, инертных (заполнителей) ДИ-500Д, блок аппаратуры управления БАУ-9 или БАУ-5; ВДБ-500/750Д - дозаторы ДЖ-200Д, ДЦ-200Д, ДИ-1200Д с блоком управления БАУ-5; ВДБ-1500 - дозаторы ДЖ-200Д, ДЖ-100Д, ДЦ-500Д, ДИ-2000Д с блоком управления БАУ-9.

Рассмотрим устройство весового дозатора цемента ДЦ-100Д (рис. 12). Он состоит из бункера 1 с затвором, рамы 2, весового рычага 3, циферблатного пружинного указателя 7. Бункер 1 - цилиндрической формы, в основании его расположен выпускной затвор 8. В горловине затвора закреплена заслонка 9, поворачивающаяся на оси через рычаг 14 под действием пневмокамеры 12. Затвор 8 открывается давлением сжатого воздуха 0,4...0,6 МПа и закрывается усилием пружин, расположенных на штоке пневмокамеры.

Рис. 12. Конструктивная схема дозатора цемента ДЦ-100Д:
1 - бункер, 2 - рама, 3, 14 - весовые рычаги, 4 - установочный винт, 5, 15 - призма, 6 - тяга, 7 - пружинный указатель, 8 - затвор, 9 - заслонка, 10 - рукав, 11 - преобразователь, 12 - пневмокамера, 13 - фланец, 16 - подушка, 17 - отверстие

Закрытое положение затвора контролируется путем вхождения фланца 13 в паз преобразователя 11 Чтобы не допустить распыления материала, верхняя часть бункера и затвор имеют горловины для подсоединения транспортных рукавов 10. Рядом с горловиной в верхней части бункера имеется отверстие 17, закрываемое крышкой и предназначенное для выхода воздуха при загрузке цемента.

Рычажная система представляет собой неравноплечий сдвоенный весовой рычаг 3. С помощью двух призм 5, 15 и подушек 16 рычаг опирается на опорные стойки рамы 2. На одно плечо рычага посредством призм и подушек подвешен бункер, а проти воположный конец соединен призмой 5 и тягой 6 с циферблатным указателем 7.

При включении дозаторов в работу открываются впускные затворы и дозируемый материал поступает в емкости. Усилие от массы поступаемого материала передается через рычажную систему 3 на циферблатный указатель 7, где уравновешивается силой упругой пружины. Деформация пружины преобразуется в поворот указательной стрелки циферблатного указателя. По достижении заданного значения массы стрелка циферблатного указателя йходит в паз соответствующего датчика. В систему управления поступает сигнал и дается команда на прекращение подачи материала. Происходит закрытие затвора или остановка питателя.

При получении с пульта управления команды на разгрузку материала открываются выпускные затворы 8 дозатора. Материал высыпается, а стрелки циферблатного указателя возвращаются в нулевое положение. Фланцы 13 указательных стрелок входят в паз нулевого датчика. Выпускной затвор 8 дозатора закрывается, и цикл повторяется.

Дозатор заполнителей ДИ-500Д (рис. 13) состоит из грузоприемного устройства, весового рычажного механизма, циферблатного пружинного указателя 1. Грузоприемное устройство включает раму 2, два грузоприемных рычага 3 и платформу 15. Грузоприемные рычаги опираются призмами на подушки опорных стоек 17, установленных по углам рамы. Между собой и рычажным механизмом рычаги соединены с помощью серьги 5 и тяги 4. В каждом рычаге имеется по два установочных винта 11, предназначенных для приведения дозатора в транспортное и рабочее положения.

Рис. 13. Конструктивная схема дозатора заполнителей ДИ-500Д:
1 - пружинный указатель, 2 - рама, 3 - грузоприемный рычаг, 4, 18 - тяги, 5 - соединительная серьга, 6 - стойка, 7 - рычаг, 8 - тарный груз, 9-корпус, 10 - подвижный упор, 11 - установочиый винт, 12 - штырь, 13 - серьга, 14 - демпфер колебаний, 15 - платформа, 16 - гайка, 17 - стойка

Платформа 15 с помощью четырех серег 13 с подушками подвешена на призмы грузоприемных рычагов 3 и имеет свободное качание в горизонтальной плоскости. Для ограничения качания платформы и гашения возможных ударов предусмотрены штыри 12. Отмериваемая масса дозатором 100...500 кг.

Дозатор работает следующим образом. Материал из расходных бункеров поступает на грузоприемное устройство. Усилие от массы поступаемого материала передается через рычажную систему на циферблатный указатель. По достижении заданного значения массы флажок стрелки циферблатного указателя входит в паз соответствующего датчика. В систему управления поступает сигнал на прекращение подачи материала и закрытие затвора. Отвешенная порция материала поступает в смеситель. Затем цикл повторяется.

Дозатор жидкости ДЖ-200Д (ДЖ-ЮОД) конструктивно аналогичен дозатору цемента ДЦ-100Д (ДЦ-200Д) и отличается только конструкцией затворов.

Конструкция дозаторов серии АВД (цемента - АВДЦ-425М, АВДЦ-1200М, АВДЦ-2400М; заполнителей - АВДИ-425М, АВДИ-1200М, АВДИ-2400М; жидкости - АВДЖ 425/1200М, АВДЖ-2400М) базируется на использовании квадрантного взвешивающего устройства. Эти дозаторы мало отличаются от серии ВДВ и постепенно вытесняются более прогрессивными конструкциями, основанными на тензометрической системе взвешивания материала.

Современным дозировочным оборудованием является комплект КД-1500 с системой управления, предназначенной для оснащения бетоносмесительных установок типа СВ-145. В состав комплекта входят: дозатор цемента ДТЦ-500, дозаторы жидкости ДТЖ-200 и ДТЖ-ЮО, весовое устройство дозатора инертных ДТИ-2500, прибор контроля уровня ПКУ-1, пульт управления БМУ-1.

Пульт управления БМУ-1 в совокупности с дозаторами и исполнительными механизмами технологического оборудования образуют управляющую систему, позволяющую готовить бетонные смеси в автоматическом режиме с высокой степенью точности (класс точности дозаторов 2). Допустимая погрешность нагруженного весового устройства составляет: для цемента ±1,5, жидкости ±0,6, добавок ±0,3, инертных ±10 кг.

Требуемые массы компонентов смеси и время перемешивания кодируется на перфошаблонах.

Конструкция дозатора цемента ДТЦ-500 (рис. 14) состоит из наполнительного бункера 8 цилиндрической формы. В основании конической части расположен выпускной затвор 9. Используется весовая рычажная система из двух рычагов: верхнего неравноплечего 3 и нижнего 17 с передаточным отношением 1:2. Верхний рычаг 3 призмами 2, 6 опирается на подушки опорных стоек рамы. На одно плечо рычага подвешен бункер 8, а противоположный конец рычага соединен призмой 6 и тягой 7 с нижним рычагом. Нижний рычаг установлен на стойке, закрепленной в основании рамы, а второй конец соединен тягой 7 с тен-зометрическим преобразователем силы 5 (ПСТ).

Рис. 14. Конструкция дозатора цемента ДТЦ-500:
1, 15 - крышки, 2, 6 - призма, 3, 17 - рычаг, 4 - болт, 5 - тензометрический преобразователь силы, 7 - тяга, 8 - бункер, 9 - затвор, 10 - заслонка, 11, 19 - кожух, 12 - датчик, 13 - флажок, 14 - поршень, 16 - шток, 18 - вилка

Усилие от рычажной системы через тягу, рычаг 3 и нажимной болт 4 передается на тензометрический датчик 12, который размещен в герметичном кожухе 11 на основании заслонки 10.

В горловине затвора 9 закреплена заслонка 10, поворачивающаяся на оси через рычаг 17 под действием штока 16 пневмоцилиндра и вилки 18. Плотное прилегание заслонки к горловине обеспечивается поршнем 14 пневмоцилиндра до упора в крышку 15.

Закрытое положение затвора контролируется датчиком 12, в паз которого входит флажок 13. Для безопасности подвижные части затвора ограждены кожухом 19.

Работает дозатор следующим образом. В накопительный бункер 8 подается из расходного бункера цемент. При достижении заданной массы сигнал с тензометрического преобразователя силы 5 подается на тензодатчик 12, оттуда - на блок управления. С блока управления дается команда пневмоцилиндру на открытие заслонки 10. Отвешенная доза поступает в смеситель. Заслонка закрывает горловину затвора 9, и цикл повторяется.

Дозаторы жидкости ДТЖ-100 и ДТЖ-200 аналогичны по конструкции и отличаются только размерами и количеством впускных клапанов. Дозаторы жидкости (рис. 15) состоят из рамы 15, на стойках которой установлены впускные затворы 9 - один для дозатора ДТЖ-200 и два - для дозатора ДТЖ-ЮО, накопительного бункера 13 цилиндрической формы, весовой системы с тензометрическим преобразователем силы 16. На крышке бункера расположен выпускной затвор 8 клапанного типа. Клапан 11, закрывающий выпускное отверстие, укреплен на штанге 12, которая связана со штоком пневмоцилиндра затвора 8. Открывание и закрывание клапана происходят при подаче сжатого воздуха к пневмоцилиндру.

Рис. 15. Дозатор жидкости ДТЖ-100:
1 - тяга, 2, 14 - призмы, 3 - рычаг, 4 - болт, 5 - подушка, 6 - флажок, 7 - датчик, 8 - выпускной затвор, 9 - впускной затвор, 10 - чехол, 11 - клапан, 12 - штанга, 13 - бункер, 15 - рама, 16 - тензометрический преобразователь силы, 17 - крюк

Закрытое положение впускных и выпускных затворов дозатора контролируется дискретными датчиками 7, в пазы которых входят флажки 6 при закрытом положении затворов.

Рычажная система представляет собой неравноплечий сдвоенный рычаг 3. С помощью двух призм 14 и подушек 5 рычаг опирается на опорные стойки рамы. На одно плечо рычага с номощыб призм и подушек подвешен бункер, а противоположный конец соединен через призму 2 и тягу 1 с тензометрическим преобразователем силы (ПСТ). Для предотвращения разбрызгивания воды при ее сливе в бетоносмеситель выпускная горло-нниа закрыта резиновым чехлом 10.

Весовая система фиксируется болтами 4 и накидным крюком 17 при ее транспортировании. Принцип работы дозатора жидкости аналогичен дозатору цемента. При поступлении необходимой массы жидкости срабатывает ПСТ и дает сигнал на датчик. Затем подается команда на открытие клапана. Жидкость вытекат через рукав в бетоносмеситель, клапан закрывается, и цикл ионторяется.

Особое значение имеет приготовление и дозирование химических добавок. Оборудование должно обеспечивать однородность раствора добавки, необходимую точность их дозирования и равномерную подачу в бетонную смесь.

Растворы добавок приготовляют путем растворения химических веществ. Для улучшения процесса растворения жидкость подогревают до 40...60° С и интенсивно перемешивают компоненты. Готовый раствор с помощью насоса перекачивают в расходный бак, откуда он поступает в дозатор.

Цикл дозирования включает в себя набор дозы и ее слив. Кроме дозаторов типа ДТЖ используют автоматические объемные дозаторы СБ-147, ДОП6-12У4, ДОП25-12У4, обеспечивающие набор дозы с погрешностью ±2%. Доза рабочего раствора поступает в дозатор воды бетоносмесительной установки, где тщательно смешивается и вместе с водой вводится в смеситель.

Дозатор заполнителей ДТИ-2500 (рис. 16) состоит из грузоприемного устройства, рычажного механизма и ПСТ. Грузоприемное устройство включает сварную раму У, два грузоприемных рычага 2У на которых подвешена платформа 13. К платформе крепится накопительный бункер (на рис. 16 не показан). Грузоприемные рычаги опираются призмами на подушки опорных стоек 3, устанавливаемых по углам рамы. Между собой и рычажным механизмом рычаги соединены с помощью серьги 7 и тяги 6.

Рис. 16. Дозатор заполнителей ДТИ-2500:
1 - рама, 2 - грузоприемный рычаг, 3 - стойка, 4, 7 - серьга, 5 - тензометрический преобразователь силы, 6 - тяга, 8 - опорная стойка, 9 - рычаг, 10 - груз, 11 - установочный винт, 12 - упор, 13 - платформа

В каждом рычаге имеется по два установочных винта 11, с помощью которых производится фиксация весовой системы при траспортировке дозатора. Платформа 13 через серьги 4 с подушками подвешена на призмы грузоприемных рычагов 2. Для ограничения качания платформы служат винтовые упоры 12.

Рычажный механизм состоит из корпуса, в котором размещена опорная стойка 8. На подушки стойки опирается рычаг 9, соединенный серьгами с рычагами 2 и ПСТ.

Для учета массы тары имеется груз 10, перемещаемый по рычагу 9.

Для смесителей непрерывного действия используют весовые дозаторы серии СБ, обеспечивающие непрерывное взвешивание материала. Они используются на автоматизированных бетоносмесительных установках заводов непрерывного действия.

Промышленность выпускает весовые дозаторы СБ-71 А, СБ-90 непрерывного действия для цемента производительностью 4...25 и 25...100 т/ч; дозаторы заполнителей - СБ-26А, СБ-110, СБ-111 производительностью соответственно 8...40, 5...50, 10... 100 и 2...200 т/ч.

Весовой дозатор непрерывного действия состоит из питателя, подающего материал из расходного бункера, измерительного устройства, фиксирующего массу материала в потоке определенной длины, и системы автоматического регулирования размера и скорости потока материала.

Дозатор СБ-26А (рис. 17) применяют для непрерывного дозирования крупного заполнителя (песка, щебня и гравия) с размером фракций до 40 мм на бетоносмесительных установках СБ-75.

Рис. 17. Дозатор заполнителей СБ-26А:
1 - вариатор, 2 - рычаг, 3 - воронка-питатель, 4 - подвеска, 5 - призменная опора, 6,7 - неподвижная и подвижная заслонки, 8 - противовес; 9, 10, 12 - натяжной и приводной барабаны, 11 - лента, 13 - звездочка, 14 - цепная передача, 15 - щека рамы конвейера

Работает дозатор следующим образом. Материал из расходного бункера поступает через воронку-питатель 3 на ленту конвейера. Высоту слоя материала регулируют с помощью подвижной заслонки 7. Конвейер с материалом уравновешивается противовесами. При отклонении массы материала на ленте от заданной равновесие конвейера нарушается и рычаги открывают или закрывают заслонкой выходное отверстие воронки, чем восстанавливается необходимый уровень материала на ленте. Когда конвейер опускается, высота слоя материала уменьшается, соответственно уменьшается и скорость его подачи. При увеличении высоты слоя увеличивается подача материала. Производительность дозатора регулируют скоростью движения ленты путем изменения частоты вращения приводного вала конвейера.