Бетонный насос, машина для перекачки и подачи бетона на высоту

Бетонный насос, машина для перекачки и подачи бетона на высоту

Бетонный насос – специальное устройство для подачи раствора в процессе заливки сооружений и конструкций, которое очень часто используется на строительных площадках. Таким образом удается значительно повысить качество, производительность подачи бетона, автоматизировав часть процесса.

Благодаря бетононасосу строительная смесь подается до места заливки быстро и точно, раствор удается класть вовремя (до начала схватывания), существенно упростив процессы приготовления, транспортировки и подачи материала на строительную площадку. Главное преимущество бетононасоса – возможность быстрого забора из бетономешалки и перекачки свежей смеси без трудовых и временных затрат.

Кроме того, агрегат используется для подачи бетона на высоту, что вообще трудно реализовать ручным трудом. На рынке представлено большое число бетононасосов, которые отличаются по типу установки, особенностям работы, мощности и производительности, управлению. И прежде, чем остановить выбор на определенном варианте, желательно тщательно изучить все спецификации.

Особенности применения

Бетонный насос — сложное в применении оборудование. Несмотря на продуктивность, использование бетононасоса обуславливает определенные особенности:

  • привлечение к процессу специалистов высокого класса;
  • четкое соблюдение правил и технологий;
  • ответственность в организации, подготовке процесса;
  • использование специальных бетонных растворов, учитывая диаметр рукава для подачи смеси; расстояние, условия подвода раствора к месту застройки.

Учитывая особенности применения оборудования, легко сделать вывод, что насос для бетона уместно использовать в условиях затрудненных или невозможных для подачи смеси:

  • затруднен подъезд техники к строительной площадке;
  • необходима доставка раствора на большую высоту;
  • плотность застройки.

Конечно, использование насоса в благоприятных условиях никто не запрещает. Все зависит от бюджета застройщика.

Винтовые (героторные) растворонасосы

Конструкция подающей части винтовых растворонасосов включает в себя винтовую пару и питающий шнек. Стальной винтовой шнек вращается в резиновой обойме (статоре), при вращении винтового шнека раствор перемещается в полостях резиновой обоймы. Данная конструкция обеспечивает максимально бережное перемещение штукатурных растворов, пенобетонных и полистиролбетонных растворов, в том числе низких плотностей. Винтовые растворонасосы при небольших габаритных размерах обеспечивают высокую производительность строительных работ, позволяют производить нагнетание смесей в пустоты, подавать смеси для самоневелирующихся наливных полов, подачи и нанесении штукатурных растворов. При высокой универсальности применения винтовые растворонасосы относительно недороги, безопасны в работе, имеют легко ремонтируемую конструкцию подающего узла. На западе винтовые растворонасосы практически полностью вытеснили диафрагменно-плунжерные агрегаты. И хотя винтовую пару необходимо сменить уже после подачи 300-500 м 3 раствора, в общем, винтовые растворонасосы более надежные и ремонтопригодные машины по сравнению с диафрагменно-плунжерными агрегатами.

Однако и для винтовых растворонасосов существуют некоторые ограничения к применению. Так, насосы этого типа не работают со смесями, крупность включений которых превышает 3мм. Подаваемые смеси должны иметь значительную подвижность, в противном случае возможно образование растворных пробок в бетонопроводе, а также затрудняется захват раствора подающим винтом. К тому же загущенная смесь вызывает ускоренный износ винтовой пары.

Винтовые (героторные) растворонасосы идеально подходят для перекачивания пенобетонных растворов различных плотностей. На сегодняшний день для подачи пенобетона в основном применяются растворонасосы именно этого типа.

2 Конструкция

Растворонасос оснащен бункером для приема материала из смесительной установки. Наличие расходного бункера дает возможность непрерывно подавать материал при использовании смесительной техники циклического действия. Это является важным условием при работах, где перерыв недопустим (заполнение форм, механическое нанесение штукатурного материала и т.п.). Для облегчения перевозки устройства оборудованы колесными шасси.

Подающая часть винтовой техники состоит из героторного пара и питающего шнека. Однозаходный винт (подвижная часть пара) делает планетарное движение в статоре, который имеет внутреннюю двухзаходную поверхность с шагом в два раза больше, чем шаг винта. При постоянном контакте, винт и обойма создают несколько замкнутых полостей.

Схема привода бетононасоса

При движении винта увеличивается полость со стороны всасывания, в которой образуется разряжение. Под влиянием такого разряжения происходит заполнение полости перекачиваемым материалом. Эта конструкция помогает максимально осторожно перемещать пенобетонные, штукатурные и полистиролбетонные смеси.

Героторные бетононасосы при небольших габаритах имеют высокую производительность, позволяют нагнетать рабочий материал в пустоты, перекачивать смеси для наливных полов, подавать и наносить штукатурные растворы.
к меню ↑

2.1 Насос для бетона своими руками

Перед сборкой главных узлов устройства, необходимо создать план или сделать чертеж. Это поможет собрать все оборудование в одно целое. Главными элементами механизма являются поршень и цилиндр.

Все узлы и детали бетононасоса выполняются при помощи токарного станка. При подгонке узловых деталей точность погрешности должна быть не менее ±0,1 мм. Основа для корпуса изготавливается из листовой нержавеющей стали, что поможет избежать коррозии и химических воздействий. Клапан подгоняют с помощью шуруповерта. Конструкцию собирают гаечным ключом необходимого диаметра. Приводную часть устройства выполняют гидравлическим или электромеханическим способом.

Выбор способа зависит от финансовых возможностей мастера. Ведь у гидравлического привода более сложная конструкция и высокий ценовой уровень. Поэтому следует сделать свой выбор в пользу электроприводной установки.

Схема работы гидравлического бетононасоса

В основном, используют трехфазный асинхронный электрический двигатель, который присоединяют к штоку поршневой головки. Механический преобразователь и редуктор с понижающим крутящим моментом используют для снижения нагрузки.
к меню ↑

2.2 Монтаж агрегата

Электродвигатель монтируют на осевую основу автоприцепа. Редуктор устанавливают на вал двигателя с помощью соединительной муфты. Преобразователь соединяют с поршнем насоса и выходным валом понижающего редуктора. Потом подключают двигатель к питающему кабелю.

При сборке бетононасоса потребуются следующие материалы:

  • принадлежности для чертежа;
  • лист железа до 6 мм;
  • заготовки для поршня и клапанов;
  • труба из металла диаметром 400 мм;
  • трехфазный электродвигатель с пускателем;
  • набор слесарных инструментов;
  • редуктор с понижающим моментом;
  • автомобильный прицеп или сварная основа.

Стоит помнить, что работы с электропроводящими установками должны проводиться квалифицированным специалистом.

Особенности применения

При использовании спецтехники следует всегда контролировать рабочее давление в насосной системе, которое прописано в инструкции пользователю. После окончания процесса подачи трубопровод очищается технической жидкостью под давлением, поэтому следует оснастить установку насосом для откачивания воды. При прокладке труб стараются минимизировать изгибы и не допускать перпендикулярного расположения. Приостанавливать работу системы на длительное время запрещается, в качестве вынужденной меры по профилактике поломки, нужно через 10 минут подавать небольшие порции бетона. Все неисправности в основной массе вызваны образованием бетонной пробки в трубах. В таких случаях машина выключается и ищется место закупорки, которое очищается. При использовании устройства в зимний период бетонную массу подогревают до +20—30 С, сам насос разогревают паром.

Конструкция и принцип работы

Прежде, чем браться за сооружение насоса для бетона, нужно изучить как он сконструирован и работает – это позволит определиться с предпочтительным типом устройства. Если не рассматривать экзотику, то варианта всего два – поршневой или роторный.

Поршневые насосы очень распространены. Их работа основана на движении поршней, с помощью которых перемещаемая среда захватывается и выталкивается. Выглядит работа устройства так: смесь подаётся в приёмный бункер, поршни передают её в бетонопровод, а их движение синхронизируется с распределительным механизмом, чтобы подача была непрерывной. Чтобы смесь не расслаивалась, требуется также предусмотреть механизм её перемешивания.

Читайте также  Специалист по земляному грунту 8 букв

Поршневая конструкция может обеспечить высокую производительность и хороший напор, а значит и подачу смеси на большую высоту – вплоть до 65 метров. Конечно, в случае с самодельным устройством напор будет слабее, и всё же бетононасос будет превосходить по этому параметру самодельные устройства других типов.

Поршневые бетононасосы с применением гидравлики работают более плавно и выделяются большим сроком службы в сравнении с обычными. Гидравлика используется простая, не требующая большого расхода энергии, обслуживать такое устройство довольно легко. Поршневой насос для бетона с двумя цилиндрами подаёт раствор наиболее плавно, его работа малозаметна, но для него нужен более мощный двигатель.

В роторном насосе смесь перемещается при помощи ротора с роликами. Вращаясь, они толкают её вперёд. Если образуется пробка, двигатель запускается в реверсном режиме, и она удаляется. Менять расходники просто, ремонтировать насос недорого и служит он долго. Основная проблема, с которой придётся столкнуться – повреждение армированного шланга, оно происходит довольно часто. Резиновые уплотнители также быстро изнашиваются. Для роторного насоса опасны крупные наполнители, такие как щебень.

Шнековые насосы имеют схожее устройство, разница лишь в том, что подаётся смесь при помощи шнека, принцип работы которого такой же, как у механической мясорубки. Они уступают обычным роторным по производительности, но превосходят по создаваемому давлению.

Если оценивать в целом, то поршневые насосы превосходят по характеристикам роторные, зато последние дешевле обходятся и работают без шума. Что касается самостоятельного изготовления, по мнению большинства экспертов предпочтительны поршневые насосы – далее будет рассматриваться изготовление именно такого.

Погружной или поверхностный насос для гидропоники?

Погружные насосы хорошо справляются с подъемом воды на небольшую высоту. Однако емкость для них должна быть достаточно большой, так как подобные насосы должны быть погружены в жидкость полностью, если они начнут «хватать» воздух, то быстро сгорят. Поэтому такой насос для гидропоники можно рекомендовать только в том случае, если находится гидропонная установка на улице, в теплице, то есть возможность использовать резервуары большого объема. Для дома погружные насосы не используются.

Недостатки погружных насосов:

  • Необходимость полного погружения насоса в воду (не подходит для маленьких резервуаров);
  • Кабель погружного насоса находится в воде и быстро портится, провода оголяются. Это может привести не только к короткому замыканию, но и к поражению электричеством человека;
  • Из-за постоянного нахождения в воде погружной насос очень быстро засоряется, тем более, что вода не чистая, а с добавленными микро- и макроэлементами. Придется чистить насос достаточно часто, и все равно из строя он выйдет быстро.

Поверхностные насосы для гидропоники подходят больше. Они не требуют погружения в воду, так как их конструкция такова, что для охлаждения оборудование в воде не нуждается. Поверхностные насосы бывают разных модификаций, и всегда можно выбрать подходящий.

Плюсы поверхостных насосов:

  • Им не требуется погружение в питательный раствор, так что не нужна большая емкость, а насос не выйдет из строя из-за засоления, известкования;
  • Чистить поверхостный насос гораздо проще;
  • Как правило, этот тип насосов имеет защиту от перегрева.

Принцип работы

По принципу нагнетания готового раствора все бетононасосы подразделяются на три виды: поршневые, роторные, шнековые

Поршневые

Основными узлами поршневого бетононасоса являются:

  • два бетоноподающих цилиндра с поршнями, штоки которых соединены с гидроцилиндрами,
  • бункер для бетонной смеси;
  • подвижный S-образный шибер (клапан), приводимый в движения двумя плунжерными гидроцилиндрами.

Рисунок 2. Устройство бетононасоса

Подача бетонной смеси установкой поршневого типа состоит из следующих этапов

  1. Масло через насосную станцию и распределитель подается поочередно в каждый из гидроцилиндров.
  2. В процессе одного цикла один из поршней бетоноподающего цилиндра, перемещаясь от бункера, всасывает из него бетонную смесь, в то время как второй наоборот выталкивает набранную ранее.
  3. Подвижный шибер (клапан) соединяет цилиндр, в котором поршень выталкивает набранный бетон с патрубком, к которому присоединен рукав или труба для подачи смеси.

Синхронизирует работу гидроцилиндров и шибера щит управления.

Роторные

Роторные бетононасосы представляют собой агрегаты, состоящие из:

  • бетоноприемного бункера;
  • напорной камеры с вращающимся ротором;
  • бетоноподающей магистрали.

Рисунок 3. Роторный бетононасос

Подобные агрегаты в отличие от поршневых более равномерно подают бетонную смесь, но при этом сильно нагреваются и требуют более тщательного ухода.

Шнековые

Такие агрегаты с электромеханическим приводом осуществляют подачу бетонной смеси благодаря вращающемуся в напорной камере шнеку.

Рисунок 4. Шнековый бетононасос

Из-за небольшой мощности и ограниченного ресурса рабочего органа подобные устройства применяются при бетонных работах небольшого объема.

Подача и высота подачи насоса

Подача насоса представляет собой количество жидкости, подаваемой в единицу времени. В зависимости от характера установки количество подаваемой жидкости измеряется объёмом или весом.

Высота подачи насоса — это высота, на которую насос способен поднять воду по трубопроводу.

Объёмная подача = единица объёма / единица времени.

Размерности объёмной подачи: м3/ч, м3/сек, л/мин и т.п.

Весовая подача = единица веса / единица времени.

Размерности весовой подачи: т/ч, кГ/сек.

Весовая подача G связана с объемной подачей Q соотношением

G = уQ, где у – удельный вес жидкости.

Номинальная подача насоса – это объем жидкости, подаваемый в определенный период времени. Обычно выражается в литрах в минуту или кубических метрах в час.

Подача поршневых насосов.

Все типы насосов, несмотря на их огромное разнообразие, делятся на 2 группы: насосы вытеснения и лопастные насосы.

Самым простым насосом вытеснения является поршневой насос, который представляет собой цилиндр с перемещающимся в нем поршнем. При перемещении поршня из правого крайнего положения в левое жидкость занимавшая внутренне пространство цилиндра, вытесняется в сторону нагнетания.

При обратном движении поршня это пространство вновь заполняется заполняется жидкостью, поступающей со стороны всасывания.

Подача поршневого насоса выражается произведением вытесненного за один ход объема V на число рабочих ходов в единицу времени.

Объем V=f*S, где f – площадь поршня, а S – его ход

Высота подачи насоса — подача насоса

Q = f Si /60, где i – число ходов поршня

Подача центробежных насосов

Подачу группы лопастных насосов можно посмотреть на примере центробежного насоса.

В отличие от насосов поршневого типа, центробежные насосы развивают и поддерживают постоянную подачу, что видно по расположенному рядом графику. Регулирование подачи и напора, развиваемых насосом осуществляется за счет установки запорной арматуры — кранов и вентилей.

Зависимость подачи Q от напора H называется напорно расходной характеристикой насоса. Если Вы обратите внимание на характеристику, то заметите, что она имеет изогнутый вид.

Работа центробежного насоса основана на совершении силового взаимодействия лопасти колеса с обтекающим её потоком. При вращении колеса в потоке жидкости возникает разность давлений по обе стороны каждой лопасти. Силы давления лопастей на поток создают вынужденное вращательное и поступательное движение жидкости, увеличивая её давление и скорость, т.е. механическую энергию. При постоянном числе оборотов каждому значению подачи лопастного насоса соответствует определенный напор.

Путем многочисленных опытов и испытаний насосов центробежного типа удалось придти к наиболее энергоэффективной рабочей точке насоса, расположенной на вершине характеристики. В рабочей точке насос имеет самый высокий КПД.

Читайте также  Потолок из ткани

КПД насосов разных типов и размеров могут отличаться в очень широком диапазоне. Для насосов с мокрым ротором КПД равен от 5% до 54 % (высокоэффективные насосы); для насосов с сухим ротором КПД равен от 30 % до 80%. Если насос работает при закрытом клапане, создается высокое давление, но вода не перемещается, поэтому КПД насоса в этот момент равняется нулю. То же самое справедливо при открытой трубе. Несмотря на большое количество перекачиваемой воды, давление не создается, а значит КПД равняется нулю.

Области применения насосов по подаче.

В насосах вытеснения величина напора принципиально не ограничена. Повышение же подачи может быть достигнуто лишь увеличением конструктивных размеров и числа рабочих ходов (числа оборотов).

В таких насосах вытеснения, как поршневые, вследствие цикличности движения тела вытеснения поток жидкости неустановившийся, и повышение скорости потока, а следовательно, и высота подачи насоса ограниченна инерционными явлениями за счет увеличения числа оборотов. Отсюда вытекает область применения поршневых и плунжерных насосов – это высокие давления при относительно малых подачах.

Соединение поршневых и плунжерных насосов с наиболее распространенными типами двигателей – электродвигателями, требует применения кривошипного механизма. В роторных насосах вытеснения – шестеренчатых и винтовых насосах – этот недостаток устранен, и они могут соединятся с современными типами двигателей. Шестеренчатые насосы, как и поршневые применяются при относительно малых подачах и сравнительно больших напорах.

Лопастные насосы хороши в области невысоких напоров, поскольку вследствие вращения лопастного колеса с постоянным числом оборотов подача насоса будет значительно больше, чем в поршневом насосе.

Центробежные насосы при тех же значениях подачи получаются значительнее компактней, легче и дешевле. КПД лопастного насоса при умеренных напорах не уступает КПД насоса поршневого типа. Поэтому для средних и низких напоров и большой подачи(расхода) применяют исключительно лопастные насосы.

Видео по теме

Управление величиной подачи насоса осуществляется несколькими способами. Самый популярный — с помощью регулирующей арматуры. Открывая вентиль вы увеличиваете подачу, а закрывая его – уменьшаете.

Второй способ уменьшения/увеличения подачи – изменения частоты вращения насоса. Многие современные насосы способны работать в нескольких режимах – переключение между которыми осуществляется прямо на корпусе. Переключаясь между режимами и изменяя частоту вращения Вы изменяете и подачу.