Технические науки

Канд. техн. наук, доц. Орехова Т.Н., студент Гончаров Е.И.

Белгородский государственный технологический

университет им. В.Г. Шухова, Россия

ПОЛУЧЕНИЕ СУХОЙ ДИСПЕРСНО-АРМИРОВАННОЙ СМЕСИ В ПРОТИВОТОЧНОМ ПНЕВМОСМЕСИТЕЛЕ

Волокно строительное микроармирующее (ВСМ, синтетическое волокно, фиброволокно, фибра синтетическая, фибра полипропиленовая) – это компонент бетонов, растворов, цементно-песчаных композиций, существенно улучшающий их физико-механические и эксплуатационные характеристики.

Прочность – основной показатель, которым характеризуется бетон. Введение в цементную систему фиброволокна оказывает существенное влияние на увеличение ударной (динамической) прочности бетона. ВСМ оказывает существенное воздействие на процессы структурообразования бетона и одновременно армирует цементный камень. Поверхностный слой при этом получается равнопрочным, износостойким, водонепроницаемым, без дефектов и трещин.

Армирование фиброволокном позволяет достигать значительного экономического эффекта, основанного на повышении качества бетонных конструкций и изделий, увеличении их долговечности, экономии вяжущего, увеличения производительности работ, уменьшении коэффициента стального армирования, уменьшении брака и др.

Фиброволокно (ВСМ) широко используется в качестве компонента в различных видах и типах бетонов (в тяжелых, ячеистых, гидротехнических), растворах, сухих строительных смесей (штукатурно-монтажных, кладочных), наливных полах, штукатурке, ремонтных составах.

Основные преимущества этого компонента: цена, которая значительно ниже, чем цена металлической или пластиковой сетки для армирования; уникальная способность армировать бетон по объёмно-пространственному признаку; стойкость к агрессивным химическим веществам.

Основной задачей противоточного пневмосмесителя является повышение качества дисперсно-армированной смеси на основе фиброволокна за счет увеличения степени распушения фиброволокна.

Противоточный пневмосмеситель для производства дисперсно-армированных смесей (вид сбоку) представлен на рис.1; продольный разрез ротационного распределителя разрез А-А – на рис.2; разрез Б-Б – на рис.3.

Рис. 1 – Противоточный пневмосмеситель для производства дисперсно-армированных смесей

1 – подающая труба; 2 – ротационный распределитель; 3 – конус-рассекатель; 4 – лопатки; 5 – корпус; 6 –патрубки ввода; 7 – загрузочные бункера; 8 – воздушное сопло с торца; 9 – воздушные сопла по длине; 10 – больший торец; 11 – тангециально воздушные наклонные сопла; 12 – патрубок; 13 – дополнительный воздушный сопл; 14 –загрузочный бункер.

Рис. 2 – Разрез А-А Рис. 3 – Разрез Б-Б

Противоточный пневмосмеситель для производства дисперсно-армированных смесей работает следующим образом.

Компоненты сухой дисперсно-армированной смеси, например фиброволкно, песок и добавки, подаются из загрузочных бункеров 7 в патрубки ввода 6, а затем за счет подачи сжатого воздуха через воздушные сопла 8 и 9, рабочие выходы которых находятся на продольной оси подающей трубы 1 и обеспечивают эжекцию, компоненты разгоняются в подающей трубе 1.

Одновременно происходит смешение и транспортировка по подающей трубе 1. Конструкция ротационного распределителя 2 позволяет направить поток компонентов дисперсно-армированной смеси, подаваемых воздухом под давлением (Р_см) из подающей трубы 1 во внутреннюю полость корпуса 5. Конус-рассекателем 3 поток компонентов дисперсно-армированной смеси разбивается на составляющие и направляется лопатками 4 в стороны выходных отверстий четыре (и более). При этом происходит вращение всей конструкции, что в свою очередь, обеспечивает распределение компонентов дисперсно-армированной смеси в зоне подачи на 360°, что способствует увеличению площади взаимодействия компонентов с получением высококачественной смеси с высокой степенью распушения, а также снижает вероятность образования застойных участков в рабочей камере противоточного пневмосмесителя.

Далее материал попадает в зону противоточного взаимодействия корпуса 5, где захватывается воздушно вихревыми потоками, созданными воздушными соплами 11 с пересечением осей выходов, тангенциально установленными в большем торце 10 корпуса 5.

Со стороны зоны выгрузки во внутреннюю полость корпуса 5, одновременно с подачей сухих компонентов в патрубки ввода 6, подается вяжущее, через радиальные отверстия на установленном патрубке 12. Вяжущее подается через загрузочный бункер 14. Воздушное сопло 13 способствует транспортировке материала по патрубку 12 в зону взаимодействия с компонентами. Вяжущее, поступая через радиальные отверстия патрубка 12, повышает концентрацию смеси в зоне противоточного взаимодействия, увеличивает адгезию компонентов смеси в этой зоне и позволяет повысить качество получаемой смеси.

При этом величина давлений сжатого воздуха в подающей трубе и дополнительном воздушном сопле – p₁ и в воздушных соплах и наклонных воздушных соплах – р находятся в соотношении p₁ = 2p, что способствует лучшему захвату и смешению компонентов уже в подающей трубе, что улучшает качество дисперсно-армированной смеси.

После этого готовая сухая дисперсно-армированная смесь поступает к месту упаковки.

Конструкция противоточного пневмосмесителя для производства дисперсно-армированных смесей позволяет повысить эффективность качества дисперсно-армированной смеси на основе фиброволокна за счет увеличения зоны подачи компонентов смеси до 360°, что способствует получению высококачественной смеси с высокой степенью распушения фиброволокна и с увеличением площади взаимодействия компонентов.

Литература:

1. Uvarov V.A., Klyuev S.V., Orekhova T.N., Klyuev A.V., Sheremet E.O., Durachenko A.V. The counter flow mixer for receiving the disperse reinforced composites // Research Journal of Applied Sciences. 2014. Т.9. №12. С.1211-1215.Агарков А.М., Шарапов Р.Р. Влияние ширины камеры рабочей зоны инерционного концентратора на гидравлическое сопротивление // Механизация строительства. 2016. Т. 77. № 9. С. 19-21.

2. Агарков А.М., Шарапов Р.Р., Прокопенко В.С. Анализ гидравлического сопротивления концентратора // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2016. № 3. С. 87-90.

3. Герасимов М.Д. Сложение колебаний в вибровозбудителях. // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова. 2016. №3. С. 116- 121.

4. Герасимов М.Д., Герасимов Д.М., Степанищев В.А. Методика проведения исследований вибрационного устройства с асимметричной вынуждающей силой // Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, 2016. №9. С.125-130.

5. Носов О.А., Васечкин М.А., Стоянова Н.В. Выбор режимов функционирования технических систем // Автоматизация и современные технологии. 2012 - №4.- С.6-11

6. Носов О.А., Носова Е.В., Хабарова Н.В. Адаптивный привод прецезионной машины // Автоматизация и современные технологии. 2007.-№3.-С.11-14

7. Орехова Т.Н., Уваров В.А. Определение скорости частиц материала пневмосмесителя сухих строительных смесей // Фундаментальные исследования. 2013. № 4-3. С. 592-596.

8. Патент РФ на полезную модель № 141488 B01F5/00. Противоточный пневмосмеситель для производства дисперсно-армированных смесей / Орехова Т.Н., Уваров В.А., Шкарпеткин Е.А., Клюев С.В., Дураченко А.В.; заявитель и патентообладатель Белгород, гос. технолог., ун-т им. В.Г. Шухова – опубл.31.03.2017, Бюл. № 10. –5 с.

9. Романович А.А. Исследование влияния скорости вращения валков на выходные показатели процесса измельчения и разработка рекомендаций по повышению износостойкости их рабочих поверхностей // Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова. 2011. № 4. С. 71-73.

10. Романович А.А. Определение центра масс шаровой загрузки первой камеры мельницы, оснащенной лопастными энергообменными устройствам // Научный вестник Новосибирского государственного технического университета. 2013. № 2 (51). С. 166-171.