Роторно-пульсационный аппарат для механической активации жидких компонентов строительных материалов

В настоящее время п лаборатория многих заводов железобетонных изделий домостроительных комбинатов осуществляются попытки применение механических активаторов дли механо-химической активации компонентой строительных материалов, а именно для интенсификации процессов, протекающие при изготовлении комплексных химических добавок в бетон, для повышение гидратационной активности водно-цементных суспензий, при обработке под, них дисперсий зол и пигментов и яр. Разновидностью такого активатора роторно-пульсационный аппарат РПА, ранее нашедший применение и химической, химико-фармацевтической, целлюлозно-бумажной и других отраслях промышленности . Критерием эффективности применения РПА для активации перечисленных процессов может служить комплекс его энергетических и конструктивных параметров: диссипация механической мощности в единице обрабатываемого объема е; среднее значение градиента скорости сдвига обрабатываемой среды в зазоре между рабочими органами аппарата у основная частота пульсаций динамического давления в рабочем объеме;

Приведенные параметры, а также основная технологическая характеристика РПА — производительность, прямо или косвенно зависят от частоты вращения ротора аппарата. Таким образом, плавная регулировка частоты вращения дает возможность целенаправленно регулировать как производительность РПА, так и эффективность его применения в каждом конкретном случае. Необходимо отметить, что аппараты с плавно изменяющейся частотой вращения ротора отечественной промышленностью не производятся.

В связи с этим нами разработана лабораторная установка подобного типа, которую легко воспроизвести самостоятельно в условиях исследовательских и заводских лабораторий.

Рабочий узел РПА собран на базе центробежного насоса К5К-8/19 1. В конструкции, как показано на рисунке, применено заднее расположение крыльчатки 2, за счет чего на роторе 3 и соответственно на статоре 4 аппарата увеличено до 4 количество коаксиальных цилиндров с прорезями прямоугольной формы. Применение последних повысило износостойкость и надежность рабочего узла по сравнению с аппаратам зубчатого типа.

Увеличение количества цилиндров привело к повышению, затрачиваемой на единицу раб чего объема аппарата, т. е. к увеличению его эффективности как механического активатора. Г, другой сторон заднее расположение крыльчатки поза лило за счет повышения «насосного эффекта» применять аппарат для жидких систем, вязкость которых колеблется в широких пределах. .

Источником возбуждения служит выпрямитель ВСА-5К 9 со стабилизаторов тока нагрузки 10. Максимальная потребляемая электрическая мощность составляет около 25 кВт с коэффициентом преобразования в механическую порядка 0,5.

Индикация плавной регулировки частоты вращения осуществляется либо непосредственно при помощи тахометр. 8. либо по графику зависимости количества оборотов вала от величины токг возбуждения при различных питающих напряжениях. Для этого в электрической схеме предусмотрены контрольно-измерительные приборы 11, 13, регистрирующие эти величины. Погрешность при измерении частоты вращения первым способом определяется характеристиками тахометра. Во втором случае она определилась экспериментально и составляет около 2%.

Для контроля потребляемой мощности и цепь питания РПА введен амперметр 12, измеряющий ток нагрузи СГ-10. В этой же цепи установлено ограничительное реле 14, не допускающее снижения тока возбуждения 1,5 (снимается напряжение питания).

На описанной установке были проведены эксперименты по активации водно цементных суспензий с изменяющимся цементно-водным отношением Ц/В. Прг этом изменялась вязкость обрабатываемой среды. Установлено, что производительность аппарата практически не за висит от вязкости в довольно широком интервале Ц/В. При этом плавная регулировка частоты вращения РПА позволяет регулировать его параметры в следующих пределах; от 0,5 до 8,9 мВт/ /м3; у от 2000 до 10200 с-‘; fa от 350 до 1750 Гц.

Таким образом, разработана установка РПА, позволяющая .проводить механическую активацию жидких сред при производстве строительных материалов и изделий, а также предложен набор параметров, позволяющий для данных сред косвенно оценивать эффективное!» механического воздействия.