2. Основні характеристики бетонопроводів

Показники	Діаметр, мм
	75	100		125	150	175		200
Площа перерізу , см2	42	80		127	182		227	324
Найбільша величина заповнювачів (мм) при витратах цементу, кг/м3:
більше 300	20		40	40	40		70	70
менше 300	20		20	40	40		40	70
Подача суміші (м3/год) при швидкості
0,3	4,5		9	14	20		25	35
0,6	8		18	28	40		50	71
0,9	14		27	41	60		74	-
1,2	18		36	55	80		-	-

Для подачі суміші по горизонтальному бетонопроводу на відстань до 500 м, а по вертикальному - до 80 м використовують бетононасоси. Щоб збільшити відстань транспортування, бетононасоси встановлюють послідовно. Застосування сучасних бетононасосних установок дозволяє в основному механізувати робочі операції по укладенню бетону в конструкції, а також підвищити темпи і якість бетонування.

Бетононасоси класифікують: за мобільністю - на стаціонарні, пересувні та автобетононасоси; за режимом роботи - періодичної дії (поршневі) та безперервної дії (шлангові); за кількістю бетонотранспортних циліндрів - одно- і двоциліндрові; за типом приводу - гідравлічні і механічні. Останні застосовують усе рідше.

Головні параметри бетононасосів - подача (м³/год) та максимально робочий тиск (МПа). Промисловість випускає три типорозміри бетононасосів подачею 10, 20 і 40 (65) м³/год. Для бетонування масивних фундаментів з об’ємом до 10000 м³ застосовують стаціонарні бетононасоси подачею 40 м³/год і більше з діаметром бетонопроводу 200 мм. При зведенні залізобетонних густоармованих та тонкостінних конструкцій при об’ємі суміші, що укладається, 1000...2000 м³ використовують стаціонарні бетононасоси подачею 20 м³/год; при об’ємі 500...1000 м³ - стаціонарні і пересувні подачею 10...20 м³/год, при об’ємі до 500 м³ - пересувні бетононасоси подачею 10...20 м³/год та автобетононасоси, а також пневмонагнітачі подачею 2,5...7,5 м³/год. У таких випадках найефективніші бетонопроводи діаметром 75...125 мм^.

Частіше застосовують компактні двоциліндрові бетононасоси з гідравлічним приводом (рис. 8.7,а),які оснащені швидкодіючим пристроєм перемикання напряму руху поршня та розподільних пристроїв (клапанів), що забезпечує практично безперервну подачу бетонної суміші до бетонопроводу під тиском 3...12 МПа. Вони відрізняються високими експлуатаційними показниками.

Поршні бетонотранспортних циліндрів 6 під час роботи пересуваються у взаємопротилежних напрямах: коли один із поршнів всмоктує суміш у циліндр 6 з воронки 4 завантажувального бункера, другий поршень у цей час нагнітає її через поворотну трубу. Поворотна труба розташованого в корпусі завантажувального бункера шиберного пристрою 2, керована гідроциліндрами, почергово з’єднує порожнини бетонотранспортних циліндрів 6 у періоди засмоктування із завантажувальною воронкою, а в період нагнітання - бетонопроводом.

Керуючі кулачки штоків робочих циліндрів 10 у крайніх положеннях поршнів впливають на розподільні клапани працюючого в автоматичному режимі блоку керування 9 і дають команду на реверсування робочих гідроциліндрів і поворот труби шиберного пристрою. Заповнений водою резервуар 8 системи промивання з’єднаний зі штоковими порожнинами бетонотранспортних циліндрів 6. У процесі роботи вода промиває і змащує стінки циліндрів, зменшуючи зношуваність.

Для швидкого перемикання поворотної труби шиберного пристрою гідросистема обладнана зарядженим азотом гідроакумулятором, який забезпечує постійний високий тиск при подачі робочої рідини в гідроциліндри приводу шиберного пристрою. Пневмосистема і система очищення служить для очищення від бетонної суміші бетононасоса і бетонопроводу.

Для прийому готової рухомої бетонної суміші від автобетонозмішувача чи перевантажувального бункера та подачі її в горизонтальному і вертикальному напрямах до місця укладання за допомогою стріли або інвентарного бетоновода при температурі навколишнього середовища -5...+40С використовують автобетононасоси. При цьому необхідно, щоб у 1 м³ бетонної суміші було в середньому не менше 300.350 кг цементу.

Рис. 8.7. Бетононасоси:

а- поршневий гідравлічний; 1- напорний патрубок; 2- шиберний пристрій; 3- решітка; 4- завантажувальна воронка; 5- циліндро-поршнева група; 6- бетонотранспортні циліндри; 7- рукоять зливної кришки; 8- промивочний резервуар; 9- блок керування; 1- гідроциліндри; 11- водяний насос; б- шланговий: 1- корпус; 2- кришки; 3- ролики; 4- ротор; 5- шланг; 6- бетонопровод; 7- бункер; 8- змішувач

Автобетононасос БН 80-20 (рис. 8.8) з чотиреступеневою подачею (9, 15, 30 і 60 м³/год) складається з шасі 13 автомобіля КрАЗ-258Б1 з кабіною 2, бетононасоса 9, розподільної стріли 4 довжиною 20 м, задніх і передніх 12 виносних гідрофікованих опор, завантажувального бункера 7, з лопатевим змішувачем. Шасі 13 обладнане коробкою відбору потужності 3 для приведення в дію гідравлічної насосної станції 11 бетононасоса та регулятором 1 частоти обертання двигуна з дистанційним керуванням. На лонжеронах рами шасі закріплена несуча рама 10 автобетононасоса. Бетонопровод 5 оснащений патрубком 6 для зливання пускового розчину.

Рис. 8.8. Автобетононасос:

1. регулятор частоти обертів двигуна; 2- кабіна; 3- коробка відбору потужності; 4- розподільна стріла; 5- бетонопровод; 6- патрубок; 7- завантажувальний бункер; 8,12- гідрофіковані опори; 9- бетононасос; 10- рама; 11- насосна станція; 13- шасі автомобіля

Важіль керування коробкою відбору потужності 3, розміщений у кабіні 2, перемикає автобетононасос на роботу в режимі руху автомобіля, при якому коробка 3 вимикається, і в режимі роботи бетононасоса, при якому трансмісія автомобіля вимикається, а вмикається коробка відбору потужності 3, електрообладнання бетононасоса та регулятор частоти обертання двигуна автомобіля.

Поворотна розподільна стріла 4 складається з основи, опорно- поворотного пристрою, трьох шарнірно з’єднаних ланок, вздовж яких прокладено бетонопровод з кінцевим розподільним шлангом, та гідропровод, оснащений пристоєм, яке перешкоджає самодовільному опусканню секцій стріли при аварійних ситуаціях.

Бетонну суміш з автобетонозмішувача подають у завантажувальну воронку автобетононасоса через решітку, яка запобігає потраплянню в бетононасос заповнювачів більших ніж 45 мм, звідки суміш надходить до отворів двох бетонотранспортних циліндрів. Циліндро-поршнева група подає суміш із завантажувальної лійки через розподільний пристрій у бетонопровод в автоматичному режимі. Далі бетонна суміш прямує на об’єкт за допомогою або розподільної стріли, або інвентарного бетонопроводу діаметром 125 мм, які приєднуються до розподільного пристрою бетононасоса.

Електрообладнанням автобетононасоса керують із дистанційного пульта, який з’єднаний з бортовою мережею знімним кабелем (рис. 8.9), а коробка відбору потужностей - з приладною дошкою автомобіля, вмикаючи вимикачі SA9;SA10. При цьому напруга подається на електоропневмоканали YA18 та YA19, які спрацьовують і з’єднують пневмосистему автомобіля з пневмопристроєм на коробці відбору потужності, яке забезпечує механічне її вмикання у коробку передач автомобіля. При вимиканні вимикачів SA9 та SA10 електропневмоклапани YA18 та YA19 перекривають надходження повітря з пневмосистеми та з’єднують пневмопристрій з атмосферою. За допомогою зворотніх пружин відбувається роз’єднання коробки відбору потужності з коробкою передач.

Рис. 8.9. Схема керування автобетононасосом:

Бетонотранспортний вузол приводиться в рух за допомогою перемикача SA13. При цьому спрацьовують електромагніти гідророзподілювачів YA13 та YA12 і подається гідравлічний сигнал на роботу гідроциліндрів. У положенні перемикача SA13 «Злив»спрацьовують електромагніти YA9 та YA12.

Стрілу повертають натисканням ручки перемикача SA5 у положенні «Вліво» чи «Вправо». При цьому спрацьовують електромагніти YA7, YA14, YA17 чи YA8, YA14, YA17 гідророзподілювачів та подається сигнал для вимикання гідромотора та гідрозамикача механізму повороту стріли.

Кут повороту обмежується шляховими перемикачами SQ1, SQ2, які розмикають ланцюг живлення електромагнітів. При цьому гідророзподільник знімає гідравлічний сигнал, і механізм повороту зупиняється.

Секції стріли розкладають натискуванням ручок перемикачів SA2, SA3, відповідно першої, другої і третьої секцій у положення «Вгору», «Вниз». При цьому спрацьовують електромагніти відповідно гідророзподілювачів, які видають сигнали на спрацьовування гідроциліндрів стріли.

Керування опорами проводять з пульта контролю і керування. При натискуванні кнопки спрацьовує електромагніт гідророзподільника; щоб уникнути одночасного увімкнення обох електромагнітів цією кнопкою , розривають ланцюг живлення другого електромагніта. Після спрацювання електромагніта видається гідравлічний сигнал на гідромотор водяного насосу. Керування компресором здійснюється натискуванням кнопки SA1, а подача звукового сигналу - кнопкою SA16.

Для дистанційного керування роботою бетононасосу та розподільної стріли передбачено виносний пульт з електричним кабелем довжиною 20 м.

Для перекачування будівельних розчинів і бетонних сумішей в основному на пористих заповнювачах використовують шлангові бетононасоси (рис. 8.7,б) подачею 30...70 м³/год. Максимальна відстань транспортування по горизонталі і вертикалі відповідно дорівнює 300 і 70 м.

Бетонна суміш видавлюється до бетонопроводу 6 з нейлонового (або гумового зі сталевим кордом) шланга 5 при безперервному обертанні ротора 4 з двома обгумованими роликами 3, які притискають його до стінок корпуса 1 з бічними кришками2. Приведення в дію ротора здійснюється від високомоментного гідромотора, який закріплений на корпусі редуктора. У всмоктуючій частині шланга 5 за рахунок пружного відновлення його форми створюється розрідження, потрібне для всмоктування суміші з бункера 7, обладнаного лопатевим змішувачем 8.

Переваги шлангового бетононасосу: простота конструкції і експлуатації, мала енергомісткість, безперервність подачі суміші під постійним тиском. Недоліки: складне виготовлення і незначний термін служби (до 2000...3000 год. перекачування суміші) нейлонового шлангу, а також невисокий робочий тиск - до 2 МПа.

Для транспортування будівельних розчинів до місця їх роздачі по гумових шлангах та металевих трубах діаметром 38, 50, 75 і 100 мм, для безпосереднього нанесення розчинів на обштукатурювану поверхню, для влаштування стяжки під підлогу, замонолічування стиків використовують розчинонасоси. Їхній основний параметр - подача. Виготовляють насоси подачею 1,2 і 4...6 м³/год.

Розчинонасоси класифікують на безпоршневі та поршневі (плунжерні). Останні застосовують частіше. За способом впливу плунжера на розчин розчинонасоси поділяють на діафрагмові, в яких плунжер впливає на розчин через проміжну рідину, що вберігає плунжер від абразивного зношування, та бездіафрагмові, в яких плунжер стискається з перекачуваним розчином.

Діафрагмові розчинонасоси (рис. 8.10,а) подачею 2...6 м³/год призначені для транспортування розчину з осадкою конуса не менше 10 см на відстань 10...200 м по горизонталі та 20...40 м по вертикалі. Робочий тиск - до 1,5 МПа.

Рис. 8.10.Розчинонасоси:

а- діафрагмовий: 1,3- всмоктуючий та нагнітальний шарові клапани; 2- робоча камера; 4- повітряний ковпак; 5- розчинопровод; 6- заливний пристрій; 7- запобіжний клапан; 8- плунжер; 9- водяний циліндр; 10 діафрагма; б- бездіафрагмовий плунжерний: 1- манометр; 2- повітряний ковпак; 3,12- нагнітальний та всмоктуючий шарові клапани; 4,5- робоча та промивочна камери; 6- поршень; 7- шток; 8- електродвигун; 9- редуктор; 1- шатун; 11- циліндр

Розчин у робочу камеру 2 з діафрагмою 10 і вільносидячими всмоктуючим 1 та нагнітаючим 3 клапанами надходить знизу догори (тобто протиточно) з прийомного бункера під дією вакууму, який створюється у робочій камері при русі плунжера 8 вправо. При русі плунжера 8 вліво, впливаючи на воду, він вигинає всередину робочої камери діафрагму 10, яка виштовхує розчин через відкритий (під тиском розчину) нагнітальний клапан у повітряний ковпак 4, з’єднаний із розчинопроводом 5. У цей час впускний клапан під дією власної ваги та протитиску розчину закритий. Підняття шарів клапана обмежується скобами, закріпленими на їх сідлах. Повітряна подушка в ковпаку зменшує пульсацію розчину, який надходить до розчинопровода, витискаючи під час холостого ходу плунжера. Запобіжний клапан 7 з’єднує порожнину водяного циліндра 9 із заливним пристроєм 6 при перевищенні дозволеного робочого тиску, що попереджує аварійний вихід насоса з ладу. Привод наносу складається із електродвигуна, зубчатої передачі і шатуна, закріпленого на ексцентриковому валові.

Переваги цих насосів: простота конструкції , компактність, мала вага; довговічність і простота заміни діафрагми. Недоліки: малі робочий тиск, довжина і висота транспортування, неможливість подачі густих сумішей з осадкою конуса до 7 см, погане ущільнення плунжера та складність налагодження після спрацювання запобіжного пристрою.

Цих недоліків немає у бездіафрагмових розчинонасосів (рис. 8.10, б). Їх подача 1...6 м³/год, найбільша відстань транспортування по горизонталі 300 м, по вертикалі 100 м. Вони можуть перекачувати розчини з осадкою конуса 7 см і більше. Бездіафрагмовий розчинонасос має розміщений у заповненій водою промивній камері 5 циліндр 11 із поршнем 6, робочу камеру 4 з всмоктувальним 12 і нагнітальним 3 шаровими клапанами, повітряний ковпак 2 з манометром 1, привод поршня у вигляді електродвигуна 8, двошвидкісного редуктора 9 та шатуна 10, встановленого на кривошипному валу. Поршневий шток 7 та шатун 10 з’єднані через крейцкопф, що забезпечує прямолінійний зворотно-поступальний рух поршня.

Технічна продуктивність (м³/год) поршневих (плунжерних) бетоно- і розчинонасосів

, (8.3)

де D,S - відповідно діаметр і хід поршня (плунжера), м; К_н- коефіцієнт об’ємного наповнення; К_н=0,75...0,85; n- кількість ходів за 1 с.

Для транспортування дрібнозернистих твердих бетонних сумішей та розчинів на відстань до 150 м. по горизонталі та до 30 м по вертикалі при подачі 2,5...7,5 м³/год і 60-кратній витраті стиснутого повітря використовують пневмонагнітачі.

Пневмонагнітачі (рис. 8.11) містить бак з кришкою 3, дозувально-змішувальні лопаті 6, встановлені на оснащеному приводом 1 валу 7, крани 4, 8, 9, 11, запобіжний клапан 5, розчинопровод 10 та гасник 12. Під час роботи бак 2 через завантажувальну воронку заповнюють розчином, закривають кришкою 3 і стиснутим повітрям, яке надходить із компресора в бак і розчинопроводом через клапани 4, 8, 9, через кран 11 по розчинопроводу 10 суміш транспортується до місця укладання. У розчинопроводі утворюється потік матеріалу, який складається з порцій суміші (пробок) та проміжних прошарувань повітря. Гасник 12 зменшує швидкість руху суміші і тушить її випуск, забезпечуючи рівномірну подачу транспортованого матеріалу.

Надлишковий тиск для транспортування суміші складає 0,2...0,7 МПа, для конкретних умов його визначають за формулою (Па)

Рис. 8.11. Пневмонагнітач:

1. привод; 2- бак; 3- кришка; 4,8,9,11- крани; 5- запобіжний клапан; 6- лопасті; 7- вал; 10- розчинопровід; 12- гасник

, (8.4)

де а- коефіцієнт; а=(17...22)10³ і (8...11)10³ відповідно для розчинів і бетонних сумішей; - швидкість руху суміші в розчинопроводі, м/с; =1,2...2, м/с; р_о- початковий тиск, Па; р_о=(9...14)10³ Па.

Переваги пневмонагнітача: простота конструкції, надійність у роботі, легке очищення обладнання від суміші наприкінці роботи та висока мобільність. Недоліки: підвищена енергомісткість, необхідність використання компресора та значні затрати стиснутого повітря.

Технічна продуктивність (м³/год) пневмонагнітачів

, (8.5)

де V- геометричний вміст бака, м³; К_н- коефіцієнт наповнення бака; t_ц=t_з.в+L/ -тривалість робочого циклу, с; L- довжина транспортування, м; t_з.в- час навантаження в бак та розвантаження споживачеві, с.