Состав, принцип действия УИП.
В пенобетонных технологиях применяют пеногенераторы активаторного (кавитационного) и аэраторного типа. При активаторном методе используется механический способ приготовления пены, за счет вращения активного элемента — ротора. Процесс приготовления пены происходит так же как в любом механическом миксере.
При аэраторном способе приготовления пены используют энергию сжатого воздуха при помощи специального устройства — пенообразователя. Упрощенно излагая, пенообразователь и является пеногенератором, остальные узлы и механизмы являются устройствами для обеспечения работы упомянутого пенообразователя. В предлагаемом комплекте документов описано изготовление установки изготовления пенобетона аэраторного типа.
УИП аэраторного типа состоит из следующих основных узлов: компрессор, жидкостный насос, ресивер, пульт управления и пенообразователь. Все узлы могут быть смонтированы на раме, сваренной из металлических уголков и снабженной колесами для обеспечения мобильности УИП. Состав и взаимодействие узлов УИП показаны на пневмогидросхемах (см. рис. 3, рис. 4).
Работа УИП происходит следующим образом (обозначения даны для пневмогидросхемы рис. 3). Приготовленный заранее раствор пеноконцентрата из ёмкости через всасывающий патрубок ВП забирается жидкостным насосом НЖ и подается в напорную жидкостную магистраль. Всасывающий патрубок снабжен любым сетчатым фильтром ФС с размером ячеек 0,2-0,5 мм; жидкостной насос -штатным приемным фильтром ФП из комплектации самого насоса. На напорной части насоса установлен регулирующий вентиль ВР2. Раствор пеноконцентрата из напорной части попадает в тройник пенообразователя. В пенообразователь подается также сжатый воздух от компрессора КМ. На линии подвода сжатого воздуха установлены обратный клапан КО1, фильтр масляный ФМ, фильтр-влагоотделитель с редукционным клапаном ФВ, электромагнитный клапан КЭ и регулирующий вентиль ВР1. В системе используется сжатый воздух до 8 атмосфер. Ресивер PC предназначен для аккумулирования сжатого воздуха и снабжен манометром Ml, предохранительным клапаном КП и конденсатоотводным вентилем КВ. Воздух подается в магистраль пенообразователя и вырывается из распылителя поз. 4 с большой скоростью. В камере диффузора поз. 2 (см. сборочный чертеж пенообразователя) воздух смешивается с раствором пеноконцентрата, образуя предварительно вспененную фракцию. Воздух в камеру диффузора подается также и помимо распылителя, через штуцер поз. 13, ввинченный в отверстие М10 диффузора. После диффузора предварительно вспененная фракция подается в пенотрубку. На выходе пенотрубки получаем готовую пену. Давление в камере диффузора контролируется манометром М3, установленным в отверстие поз.8. После получения пены, её размещают непосредственно в бетономешалку или в чистую ёмкость для последующей транспортировки в бетономешалку.
Изготовление УИП.
Изготовление УИП начинают с подбора комплектующих элементов: ресивера, насоса жидкостного, компрессора, манометров, другой трубопроводной арматуры согласно пневмогидросхемы УИП.
В качестве ресивера удобнее всего использовать баллон от установок пожаротушения типа ОП-50 или ОП-100, удобнее прежде всего тем, что в них выполнены резьбовые отверстия для подвода трубопроводной арматуры и они снабжены колесной парой для перемещения. Не исключен вариант доработки баллона для хранения бытового газа, у которого срезается верхняя часть, приваривается обечайка, а к ней болтами крепится дискообразная крышка с отверстиями для трубопроводной арматуры. Подобный вариант доработки описан в комплекте документации нашего клуба на изготовление домашнего автоклава (см. в каталоге комплект «Набор садовода»).
Возможен вариант использования компрессора промышленного изготовления со входящим в его комплект ресивером. Компрессор желательно использовать поршневой, с производительностью 400-500 л/мин. Такой характеристикой обладают, например отечественные компрессоры СО-7, К-24 или импортный УКМ-592(Германия).
Жидкостной насос используется также промышленного изготовления (из систем горячего водоснабжения или для обеспечения химических процессов), производительностью 1,8-2,0 м3/час при напоре 10-15 м. в. ст. Такой характеристикой обладает, например, итальянские насосы AGA-1.00T, Pkm-70. Манометры применяют со шкалой 0-10 кг/см2. Краны шаровые для пенообразователя также использованы импортные.
Можно существенно удешевить изготовление УИП, исключив из пневмогидросхемы жидкостной насос. Эскиз компоновки такого УИП представлена на рис. 2. При таком варианте необходимо изготовить герметичную ёмкость с крышкой для пеноконцентрата. В этой ёмкости предусматривают установку штуцера для выхода пеноконцентрата (соединяется гибким шлангом с поз. 5 пенообразователя), установку врезки для поступления воздуха с дополнительным шаровым краном для раздельной регулировки давления воздуха в пенообразователе и емкости пеноконцентрата (соединяется кислородным шлангом со штуцером поз. 15 пенообразователя, установленным в отверстие М10 поз. 8), установку предохранительного клапана. При постройке УИП с жидкостным насосом тройник поз. 8 в пенообразователе не применяется.
Состав панели управления УИП также зависит от выбранной схемы УИП и примененных комплектующих. Пример панели, встроенной в электрическую схему УИП, показан на рис. 5. На этой схеме применены следующие обозначения: M1 — насос жидкостной с частотным преобразователем L100 (входит в комплект НЖ и предназначен для регулировки производительности насоса); М2 — компрессор с реле тепловым РТ и пускателем КМ; реле давления PD; реле времени РВ; промежуточные реле РП; автоматические выключатели QF, электромагнитный клапан ЭМ. При включении автоматических выключателей, выключателя SB1 УИП готов к работе, промышленный компрессор согласно установленному на нем перепаду давлений начинает работать в автоматическом режиме: пускатель КМ включается при падении давления до 6 бар и выключается при достижении 11 бар. Свечение лампы HL1 свидетельствует о наличии питания цепей частотного преобразователя. Нажатием кнопки SB3 напряжение питание подается на катушки механизма А и В реле времени и через контакты AL1 и AL0 частотного преобразователя на промежуточное реле РП. Это реле своими контактами замыкает цепь питания частотного преобразователя, который подает питание на электродвигатель жидкостного насоса. По истечении времени, установленного на реле времени, цепи питания РВ, РП и частотного преобразователя обесточиваются. Кнопка SB2 используется для аварийного прекращения работ. Нажатие кнопки SB3 возобновляет процесс. В качестве вышеуказанного примера панели управления приведена панель управления промышленной установки ПГМ, на базе этой схемы, исходя из имеющихся комплектующих, изготавливается панель для конкретной установки. Наличие реле времени удобно для работы: зная производительность пеногенератора (5-7 литров в секунду) в единицу времени, и необходимое количество пены для замеса, таймером устанавливают время работы пеногенератора и не надо мучиться с секундомером. В качестве реле времени можно использовать реле для фотопечати с дополнительными силовыми реле. Целесообразно в панель вмонтировать и контрольные манометры, используя для удлинения магистралей кислородные шланги и червячные хомуты типа «Норма».
Всё вышеперечисленное оборудование и изготовленный пеногенератор (см. ниже) монтируется на раме, сваренной из 30-миллиметровых уголков и снабжается малогабаритными колесами для удобства перемещения. Пенотрубку пеногенератора в компоновочных целях можно изогнуть.
Изготовление пеногенератора
Пеногенератор для производства пеноблоков
Основными самодельными узлами пеногенератора являются пенообразователь и пенотрубка. В дополнению к описанию работы пенообразователя по пневмогидросхеме, согласно сборочного чертежа, инжектирующее устройство пенообразователя состоит из диффузора поз. 2, тройника поз. 12, распылителя поз.4, штуцера поз. 14 и переходника поз. 7. Диффузор предназначен для предварительного перемешивания пеноконцентрата с воздухом. Пенообразователь работает следующим образом. В инжектирующее устройство через штуцер поз. 14 подается сжатый воздух. В боковой отвод тройника поз. 12 подается раствор пеноконцентрата. Раствор движется параллельно потоку воздуха в сторону диффузора, попадая в зону действия струи воздуха, разбивается на мелкие частицы. В результате раствор насыщается воздухом и образует мелкодисперсную газонасыщенную массу. По мере продвижения к диффузору этой массы давление понижается и пеноконцентрат как бы «вскипает», образуя пенистую суспензию. По мере дальнейшего продвижения суспензии крупные воздушные пузырьки суспензии разбиваются на более мелкие. Процесс разрушения пузырьков зависит от количественного соотношения пеноконцентрата и воздуха, от давления воздуха и пеноконцентрата. В связи с этим на линиях подачи воздуха и пеноконцентрата установлены регулирующие вентили поз. 16, 17.
Самостоятельно для пенообразователя изготавливают поз.2,4,7,8,14. Остальные детали можно подобрать из готовых промышленных элементов трубопроводной арматуры, ориентируясь на чертежи указанных деталей. Детали подбирать или изготавливать из латуни или коррозионностойких сталей. Изготовление производится на токарном станке с применением фрезерных операций. Прокладки подбираются стандартные или вырезаются из паронита или резины согласно чертежей.
Тройник воздушный поз. 8 применяется только в случае применения в составе УИП метода подачи пенокоцентрата в пенообразователь при помощи сжатого воздуха (см. выше). В этом случае в тройник вворачивается штуцер поз. 15 и, при помощи кислородных шлангов соединяется с таким же штуцером в накопительном баке пеноконцентрата. В случае применения в УИП жидкостного насоса поз. 8 в пенообразователь не устанавливается.
При сборке пенообразователя на резьбовые части деталей наносится водостойкий герметик или применяется лента ФУМ.
Пенотрубка представляет собой корпус в виде трубы, закрытого с обоих концов дисками с отверстиями. Пространство между дисками заполнено набивкой. К выходному отверстию пенотрубки присоединяется стандартный (от пожарного рукава) разъём для подсоединения гибких рукавов-пенопроводов или шлангов для подачи пены в бетономешалку.
Корпус поз. 18 изготовлен из трубы путем обтачивания её концов согласно чертежу, после обтачивания нарезается резьба. При затруднениях в обработке длинной трубы на токарном станке, допускается изготовление корпуса (соблюдая общую длину корпуса) из нескольких фрагментов трубы с последующим их соединением при помощи стандартных переходных муфт. Диски поз. 19 вырезаются из листового металла, отверстия в них — согласно чертежу. При сборке пенотрубки с одной стороны корпуса на торцах диаметра 43 мм выполняются насечки через 90 градусов, предназначенные для удерживания внутри корпуса диска поз. 19. Затем в корпус укладывают диск, полость корпуса заполняют металлической сеткой для мытья посуды (сетка должна быть из металлической ленты), укладывают второй диск и производят на диаметре 43 мм корпуса аналогичную насечку. Критерий плотности набивки — второй диск при встряхивании корпуса не должен проваливаться внутрь корпуса. Допускается использовать полимерную сетку или мочалку, её фрагменты также должны быть ленточного типа.
Настройка и регулировка УИП.
Для получения качественной пены УИП необходимо настроить и отрегулировать. Для проверки работы пеногенератора УИП необходимо:
• Собрать изготовленные сборочные единиц и стандартные комплектующие согласно одной из выбранных пневмогидросхем (рис. 3, рис. 4), произвести электромонтаж элементов, заземлить установку;
• Присоединить всасывающий патрубок к заборной магистрали жидкостного насоса, пенорукав подсоединяют к выходу пенотрубки (к поз. 6 пенообразователя);
• Чистую ёмкость объёмом 50-60 литров заполнить также чистой водой 40 литров;
• В мерную ёмкость 1 литр налить пеноконцентрат и вылить его в ёмкость с 40 литрами воды. Таким образом, получаем соотношение 1:40 раствора пеноконцентрата. Раствор тщательно перемешиваем до получения однородной массы;
• Вышеупомянутой мерной ёмкостью заполняем полости жидкостного насоса для предотвращения появления воздушных пробок в магистралях насоса;
• Всасывающий патрубок насоса жидкостного опускаем в ёмкость с раствором пеноконцентрата; рукав с выхода пенотрубки опускаем в другую, заранее подготовленную ёмкость, объёмом 200-250 литров;
• Установить таймер пеногенератора на 100 секунд (или близкую величину, в зависимости от градуировки примененного таймера; допускается отсчет времени вести вручную, по секундомеру);
• Подать питание на пеногенератор и дождаться стабильного (без пропусков) потока пены из рукава, подсоединенного к выходу пенотрубки. После стабилизации потока пены проконтролировать давление в полости диффузора по манометру М2, подсоединенному к штуцеру поз. 15, ввернутому в отверстие M10 диффузора. Давление должно быть в диапазоне 3,7-4,3 бар. Давление манометра M1, подсоединенному к ресиверу должно быть при этом в диапазоне 7,5-8,0 бар;
• При давлении на манометре М2 отличающегося от указанных выше, произвести регулировки при помощи шаровых кранов поз. 16,17. После окончания регулировок, пометить положение ручек кранов для номинального режима работы пеногенератора;
• Для проверки качества пены приготовить чистую ёмкость объёмом 5 или 10 литров. Включить пеногенератор, произвести сброс пены в течении 3-5 секунд до получения стабильного потока, заполнить приготовленную ёмкость пеной и выключить пеногенератор;
• Излишки пены удалить вровень с верхней кромкой ёмкости металлической линейкой, наружную поверхность ёмкости очистить от излишков пены, перевернуть ёмкость вверх дном: пена должна прочно удерживаться в ёмкости;
• Взвесить вес ёмкости с пеной с точностью до 5 грамм, определить путем вычислений чистый вес полученной пены. Делим полученный вес на объём ёмкости (5 или 10 литров) получаем удельный вес пены. Качественная пена должна иметь значение удельного веса в диапазоне 70-80 грамм на литр;
• Для проверки устойчивости полученной пены через 50 минут переворачиваем ёмкость и сливаем воду, затем вновь взвешиваем ёмкость с пеной и определяем чистый вес оставшейся пены. Этот вес должен быть не менее половины первоначального веса пены;
• Для проверки на производительность ещё раз тщательно перемешиваем раствор пеноконцентрата и включаем пеногенератор на 5-10 секунд для удаления осадка в пенообразователе, выключаем пеногенератор и очищаем от пены ёмкость в которую был опущен рукав с выхода пенотрубки;
• Устанавливаем пенорукав у дна и включаем одновременно пеногенератор и секундомер. Постепенно поднимая рукав, добиваемся равномерного ёмкости; при полном заполнении ёмкости выключаем пеногенератор и секундомер;
• Делим объём полученной пены (в литрах) на время (в секундах), получаем производительность пеногенератора. Нормально работающий пеногенератор должен выдавать 5-7 литров пены в секунду.
Работа на УИП производится вышеперечисленными приемами. После окончания работ необходимо промыть магистрали чистой водой. При работе помните, что УИП содержит сосуд высокого давления и электрические цепи; работа без заземления и соблюдения соответствующих мер безопасности не допускается.
Формы для производства пенобетона металлические кассетные
Изготовление формы.
Изготовление формы кассетной начинают с подбора необходимых материалов, указанных в спецификации. Предлагаемый вариант формы кассетной рассчитан на одновременную отливку 36 пеноблоков размерами 188x200x388 мм. Необходимый для Вас размер пеноблоков может быть получен корректировкой прилагаемых чертежей в части габаритных размеров сборочных единиц опалубки. В зависимости от требуемого количества пеноблоков в период времени можно изготовить несколько комплектов опалубки и производить заливку в эти комплекты .
Форма кассетная состоит из дна, четырех силовых стенок, двух продольных и двух поперечных, пяти стенок-вкладышей, тридцати перегородок, восьми пальцев и клиньев, 8 барашковых гайек М12.
Форма кассетная общий вид
Стенка продольная (см. сборочный чертеж) состоит из прямоугольной стенки длинной поз. 1, усиленной уголками поз. 2 по длинным сторонам прямоугольника и ребрами поз. 4 по коротким сторонам прямоугольника. Для последующей сборки опалубки в поз. 1 вварены 20 фиксаторов поз. 3.
Стенка поперечная (см. сборочный чертеж) состоит из прямоугольной стенки короткой поз. 5, усиленной уголками поз. 6 по длинным сторонам прямоугольника и ребрами поз. 7 по коротким сторонам прямоугольника. Для последующей сборки опалубки в поз. 5 также вварены 20 фиксаторов поз. 3. для фиксации пальцев поз. 12, к ребрам поз.7 приварены накладки поз. 8.
Стенка-вкладыш (см. сборочный чертеж) состоит из прямоугольной стенки поз. 10 (одинакова с поз. 5).
Для последующей сборки в составе опалубки в поз. 10 вварены 20 штифтов поз. 9.
Пальцы поз. 12 и клинья поз. 13 предназначены для крепления стенок поз. 01 и 02 между собой в единый короб.
Штифты, фиксаторы и пальцы вытачиваются на токарном станке (см. чертежи поз.3,9,12), в пальцах выфрезеровываются пазы для размещения клиньев. Клинья и накладки вырезаются из листовой стали (см. чертежи поз. 8, 13).
Раскрой листовой стали для стенок, перегородок и ребер необходимо вести «болгаркой» на твердой и ровной поверхности. После раскроя необходимо довести шлифовальной машинкой торцы стенок и перегородок до чертежных размеров. Отверстия в стенках для штифтов, фиксаторов и пальцев сверлить совместно во избежание несоосности этих отверстий. К длинным сторонам стенок приваривают уголки, сварку вести прерывистым швом, во избежание коробления деталей, после сварки торцы уголков зачищают заподлицо с торцами стенок. Ребра приваривают так, как указано на сборочных чертежах, фигурные вырезы в них перед сваркой при необходимости дорабатываются с целью максимального уменьшения зазоров между ребрами, стенкой и уголками. В стенки поз. 1,5 вваривают фиксаторы поз. 3, в стенки поз. 10 — штифты поз. 9. Отверстия диаметром 25 мм в ребрах стенки поз.01 лучше размечать и сверлить по отверстиям в стенках поз. 02 после приваривания к ребрам поз. 7 этих стенок накладок поз. 8. Сварочные швы зачищают.
Сборка опалубки производится следующим образом:
• подготовить ровную площадку с твердой поверхностью и разместить на ней лист стали толщиной 4-6 мм размером 1400×1300 мм;
• на указанном листе стали собрать между собой продольные и поперечные стенки опалубки при помощи пальцев и клиньев, клинья установить без приложения к ним усилий;
• вставить поочередно 5 стенок-вкладышей, так чтобы они попали между парами фиксаторов в стенках поперечных поз. 02 (см. сборочный чертеж опалубки);
• между стенками-вкладышами и продольными стенками поз. 01 вставляют поочередно 30 перегородок поз. 11, используя для их фиксации пары штифтов в стенках-вкладышах и пары фиксаторов в продольных стенках;
• проверить перпендикулярность и параллельность соответствующих деталей, откорректировать при необходимости путем перемещения стенок, после корректировки скрепить опалубку, вбив клинья в пазы пальцев.
Перед заливкой пенобетона, на внутренние поверхности опалубки тщательно, без пропусков нанести ровным слоем без потёков антиадгезионной смазкой (Эмульсол, Компил и им подобные). Следует избегать нанесения толстого слоя смазки, при необходимости равномерно распределить по поверхностям тряпкой. Отработанные машинные масла не применять из-за загрязнения полученных пеноблоков, и , вследствие этого невозможности последующего нанесения качественного штукатурного покрытия. После заливки опалубки, её накрывают следующим листом стали толщиной 3-4 мм и на нем собирают следующую опалубку. Рекомендуется опалубки устанавливать не более 5 ярусов. После установки и заливки пенобетоном опалубки последнего яруса, весь пакет опалубок накрывают полиэтиленовой пленкой для создания оптимального температурного режима в процессе сушки. Разборку опалубки и выемку пеноблоков производить не ранее чем через 12 часов после заливки последней опалубки.