Новый насос для пенобетона. Материалы Международной научно-практической конференции "Поробетон - 2005", 6-8 апреля 2005г., г.Белгород // г. Белгород: Из-во БГТУ.

Автор: 
Шлегель И. Ф. - канд. техн. наук, доктор, профессор РАЕН, генеральный директор ООО «ИНТА – СТРОЙ» г. Омск.

В технологии производства пенобетона имеется ряд «узких» мест, обусловленных отсутствием в промышленности необходимых аппаратов.

Одним из таких «узких» мест является процесс перекачки готового пенобетона из пенобетоносмесителя в формы при производстве штучных блоков или транспортировка к месту укладки при строительстве. Отсутствие подходящих для этой цели насосов заставляет выходить из положения либо разливкой прямо в формы из смесителя, как это предусмотрено на нашем экспериментальном участке (1), либо применением героторных насосов для подачи пенобетона при строительстве. Но разливка массы в формы влечет за собой необходимость их перестановки и потерю рабочего времени, а применение героторных насосов, сконструированных для перекачки раствора и других тяжелых масс, приводит к значительной осадке легкого пенобетона – до 25 %. К тому же героторные насосы малопроизводительны и требуют большой мощности за счет значительных потерь на трение стали по резине.

Наиболее подходящим для перекачки пенобетона с технической точки зрения является перистальтический насос, обеспечивающий мягкое воздействие на пеномассу и минимальную её осадку. Принцип работы перистальтического насоса аналогичен перистальтике кишечника. Перемещение массы происходит за счет «бегущего» пережатия эластичной оболочки. Такие насосы изготавливаются рядом иностранных и российских предприятий. Общим в конструкциях этих насосов является наличие резинового шланга и ротора с выступами. При вращении ротора происходит «бегущее» пережатие шланга выступами и перемещение массы. 

Однако перистальтические насосы традиционных конструкций имеют небольшую производительность при значительных габаритах, массе и энергоемкости. Основным сдерживающим фактором их применения является высокая стоимость.

Нашим институтом разработан, изготовлен и испытан перистальтический насос «Помпаж – 1» с эксцентрико-винтовым ротором. Основным преимуществом новой конструкции является то, что в работе участвует одновременно восемь шлангов, которые пережимаются эксцентриками, установленными на валу по винтовой линии. Шланги при этом установлены прямолинейно вдоль ротора и располагаются вокруг него (Рис. 1).

Рис 1. Насос "Помпаж-1" ( привод не показан ): 1 - вал; 2 - эксцентрик; 3 - коллектор впускной; 4 - коллектор выпускной; 5 - рукав резиновый; 6 - крышка; 7 - ребро; 8,9 - опоры подшипниковые; 10 - звездочка; 11 - спица; 12 - паз; 13 - подшипник (втулка); 14 - нажимное кольцо.

Насос состоит: из вала 1, на который посажены эксцентрики 2 с угловым смещением 45о одного относительно другого; коллектора впускного 3; коллектора выпускного 4; восьми резиновых рукавов 5, соединенных с впускным и выпускным коллекторами и четырех наружных крышек 6, прикрепленных к коллекторам. Крышки имеют продольные ребра 7 для увеличения жесткости.

Вал вращается в подшипниковых опорах 8 и 9, выполненных внутри коллекторов и приводит во вращение эксцентрики 2, которые через подшипники 13 связаны с нажимными кольцами 14. При поочередном прокатывании по каждому из восьми рукавов 5 кольца 14 вытесняют находящуюся внутри рукавов массу к выпускному коллектору 4. Рукава 5 после сжатия восстанавливают свою геометрическую форму и втягивают массу из впускного коллектора 3.

Процессы втягивания и вытеснения идут один за другим непрерывно во всех восьми рукавах и обеспечивают подачу массы насосом в том или ином направлении в зависимости от направления вращения вала.

Для предохранения рукавов от смещения между эксцентриками установлены звездочки 10. Звездочки двумя своими спицами 11 ложатся в пазы 12, выполненные в разъеме между крышками, и таким образом, фиксируются от радиального и осевого перемещения. Каждый рукав находится в своей «ячейке» и надежно зафиксирован.

Регулирование степени сжатия рукавов обеспечивается прокладками.

Конструкция насоса «Помпаж-1» позволяет использовать более высокие обороты ротора, чем в обычных перистальтических насосах, что влечет за собой повышение производительности при снижении энергозатрат и габаритов. 

Насос «Помпаж-1» был установлен на экспериментальном участке производства пенобетона «ИНТА-СТРОЙ». Электродвигатель насоса подключается к частотному преобразователю для проверки его работы на различных скоростях вращения ротора (Рис. 2).

Рис. 2. Перистальтический насос «Помпаж – 1».

При этом регистрировались производительность насоса и осадка пенобетонной массы (Рис. 3).

Рис. 3 . График зависимостей производительности и осадки пенобетона от частоты вращения ротора: 1- производительность; 2 – осадка.

Испытания показали, что новые насосы выгодно отличаются от перистальтических насосов традиционной конструкции по техническим характеристикам, (Табл. 1). Кроме того, в новой конструкции удалось избежать пульсации перекачиваемой массы, свойственной обычным перистальтическим насосам.
 

Применение однотипных деталей в конструкции насоса позволило значительно снизить себестоимость изготовления и цену изделия, что открывает возможность его использования в практике производства пенобетона.

В результате патентного поиска был найден аналог – патент США, однако наша конструкция значительно отличается своей простотой и надежностью. (2)

В настоящее время ведется патентование разработанной конструкции в России и других странах. Институтом Новых Технологий и Автоматизации (ООО «ИНТА-СТРОЙ») разрабатываются ещё более высокопроизводительные насосы Помпаж-2, 3, 4, 5 (Табл. 2).
 

Высокая сохранность структуры и свойств перекачиваемой массы благодаря плавному воздействию рабочих органов позволяет надеяться на то, что насосы серии «Помпаж» найдут широкое применение в производстве пенобетона, пищевой и других отраслях промышленности. 

Список литературы: 

1.И.Ф.Шлегель и др. Организация цеха по производству теплоизоляционного пенобетона. // Строит. материалы. 2003. № 9.
2.И.Ф.Шлегель. Перистальтический насос. Заявка № 2004134320, Кл. F 04 В 43/12, дата приоритета.: 15.12.04.