Вибросмеситель - питатель Текст научной статьи по специальности «Технологии материалов»

Катаев Ф.Е. инженер, Севостьянов В. С. д-р техн. наук, профессор Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова

ВИБРОСМЕСИТЕЛЬ - ПИТАТЕЛЬ

Строительство, является одной из самых обширных областей по ассортименту и объемам использования композиционных материалов. Среди последних достаточно четко и значимо выделяются долговечные, экономически эффективные, экологически чистые, многокомпонентные и технологичные материалы такие, как клеи, герметики, мелкозернистые бетоны, которые являются главными конструкционными материалами в строительстве, а так же эффективные газонаполненные теплоизоляционные материалы с плотностью значительно ниже 250 кг/м3. К таким материалам следует отнести вспученный перлит насыпной плотностью 6080 кг/м3. [1]

Рост объемов стр оительных работ требует увеличения производства строительных материалов, что вызывает необходимость создания высокопроизводительных машин с целью решения комплексной механизации транспортирования, смешения, укладки различного рода штукатурных и бетонных смесей.

Поставленная задача может быть решена методом набрызга, машинами периодического или непрерывного действия по сухому или мокрому способу. Однако, одним из условий механизации непрерывных производственных процессов есть особенность в решении вопроса погрузочно-разгрузочных и смесительных работ, т.е. непрерывная подача сухих сыпучих компонентов смеси в смесители.

Для производства сухих смесей, на основе вспученного перлита, с целью использования его в их теплоизоляционных покрытиях в комплексе с целлюлозно-бумажными отходами и р азр аб отан многокомпонентный вибросмеситель-питатель, рис. 1.

Вибросмеситель-питатель [2] состоит из нижней 1 и верхней 2 опорных плит между которыми установлены под некоторым углом к горизонту торсионы 3, выполняющие роль амортизаторов из отрезков резинотканевого рукава. С целью придания торсионам жесткости их полость заполнена сыпучим материалом, что предотвращает их изгибные деформации от силы тяжести корпуса смесителя 4, плиты 2 и вибропривода 5. На верхней плите закреплена автомобильная покрышка 4, выполняющая роль корпуса вибросмесителя-питателя. Компоненты смеси из питающих бункеров в виде усеченных концентрических конусов вершиной вниз, установленных над вибросмесителем-питателем, подаются для смешения в его корпус, где транспортируются по окружности и выгружается через выпускной люк. Привод вибросмесителя 5 осуществляется от асинхронного электродвигателя. На цапфах вала электродвигателя жестко посажены дебалансы. При вращении масса дебалансов расположенная на некотором рассто-

янии от оси вращения вызывает возмущающее усилие (центробежную силу), которое приводит в направленное колебательное движение корпус смесителя 4, а соответственно и компоненты смеси, подвергая их перемещению и одновременно смешению.

Экспериментальные исследования вибросмесителя-питателя подтвердили надежность его работы и простоту конструктивного исполнения. На графике рис.2 показано изменение скорости вибротранспортирования сухой смеси от возмущающей силы, при постоянных круговой частоте м и активной длине вибрационных опор 3 (140 и 160 мм), где видно, что с ростом возмущающей силы скорость перемещения материала, а следовательно и интенсивность смешения компонентов смеси растет, а затем стабилизируется.

Это снижение скорости транспортирования смеси объясняется тем, что с ростом возмущающей силы (центробежной силы) возрастает крутильная составляющая амплитуды, т.е. угол закручивания торсионов, а вертикальная и горизонтальная составляющие амплитуды остаются постоянными.

Таким образом, рассмотренный вибросмеситель-питатель с резинотканевими торсионами в последствии в виду простоты конструкции может получить достаточно широкое применение после проведения дополнительных лаб ор аторных исследований и конструктор -ской проработки.

Для производства сухих смесей, как правило, материалы подвергают измельчению (помолу), а затем смешению по заданным экспериментально установленным рецептам, потому вибросмеситель-питатель в зависимости от режима работы (периодический, непрерывный)) может дополнительно со смешением выполнять побочные функции, т.е. измельчение.

К геометрическим и кинематическим параметрам вибросмесителя-питателя следует отнести поперечные размеры грузонесущего органа (корпуса вибросмесителя-питателя), высота слоя материала в корпусе рекомендуется принимать равной (0,4.. .0,5)Б , где Б - внутренний диаметр корпуса; амплитуда колебаний корпуса а; круговая частота м; угол вибрации в; жесткость упругой системы с и основным из кинематических параметров является скорость вибротранспортирования V.

Из литературных источников [3;4], известно, что скорость вибротранспортирования сыпучих материалов горизонтальными виброконвейерами определяется по формуле

V = а • м • со^р • кп • к • к

где кп - коэффициент передачи скорости для сухого мелкозернистого песка принимают равным 0,6.0,8, [4];

к - коэффициент, учитывающий толщину слоя материала; к2 - коэффициент замкнутости потока сухой смеси, который установлен в пределах равным 0,5.. .0,8 в связи с вибротранспортированием ее по окружности с сечением в виде сегмента.

Учитывая, что геометрические параметры поперечного сечения корпуса вибросмесителя-питателя (автопокрышка) и круговая частота колебаний (асинхронная частота вращения электродвигателя) известны, то на основании эксперимента определяя амплитуду колебаний а, рассчитываем проектную производительность Q (м3/ч) вибросмесителя-питателя,

й = V ■ Г ■ к3,

где Г - площадь поперечного сечения корпуса вибросмесителя-питателя, м2; к3- коэффициент заполнения сухой смесью внутренней полости корпуса вибропитателя, не более 0,5 из условий смешения.

На основании анализа литературных источников установлено, что уровень механизации укладки строительных растворов и тонкостенных теплоизоляционных покрытий сложной конфигурации еще низок, то рабо-

ты по созданию малогабаритных комплексов, включающих в зависимости от последовательности разрабатываемых технологических линий, раздаточные бункеры, дозирующие и смешивающие механизмы и машины, а так же исполнительные финишные машины (насосы, набрызг-машины), работающие по сухому или мокрому способу являются актуальными, требуют пристального внимания и целенаправленности.

ЛИТЕРАТУРА

1. Международная научно-практическая конференция «Производство и применение перлита. Опыт, технологии, перспективы». 29-30 сентября 2005 г., Строительные материалы . 2005, № 11. с. 36-37.

2. Катаев Е.Ф., Катаев Ф.Е. Многокомпонентный вибросмеситель. Вестник БГТУ им. В.Г. Шухова, Белгород 2005, №11, с. 178-180.

3. Потураев В.Н., Волошин А.И. Виброционно-пневматическое транспортирование сыпучих материалов - Киев,: Наукова думка, 1989 - 248 с.

4. Архипенко В.П. и др. Методические указания по определения параметров вибромашин, применяемых на предприятиях стройиндустрии, Алма-Ата, «К1ТП», 1985, с. 4-5