Растворонасосы: общая информация

Общая информация по растворонасосам Растворонасосы предназначены для транспортирования (перекачивания) строительных растворов подвижностью от 5 см и более по резинотканевым и металлическим раствороводам к месту производства работ, а также для нанесения на поверхности штукатурных слоев, отделочных и изоляционных материалов с помощью форсунки или бескомпрессорного сопла. Растворная смесь, перекачиваемая растворонасосами, должна быть свежеприготовленной и перед поступлением в растворонасос процежена через сито с ячейками 3x3-5x5 мм (в зависимости от крупности заполнителя раствора).

Поэтому растворонасосы работают в комплекте с приемным бункером и виброситом для приема и процеживания раствора, всасывающим шлангом и сборным напорным раствороводом. Принцип работы растворонасосов основан на периодическом изменении объема их рабочей камеры, увеличивающегося при всасывании растворной смеси из приемного бункера и уменьшающегося при воздействии на смесь вытеснителя, выталкивающего раствор в напорную магистраль. Попеременное сообщение и разобщение рабочей камеры насоса с всасывающей и напорной магистралями осуществляется самодействующими шаровыми клапанами.

По способу воздействия вытеснителя на перекачиваемый раствор различают диафрагменные, поршневые и винтовые растворонасосы. По направлению движения раствора в рабочей камере при всасывании различают противоточные (направление движения раствора при всасывании противоположно его силе тяжести) и прямоточные (направление движения раствора при всасывании совпадает с направлением его силы тяжести). В прямоточных растворонасосах выделяющийся при всасывании свободный воздух скапливается в верхней части камеры, тем самым, ухудшая условия всасывания.

Поэтому преимущественное распространение получили противоточные растворонасосы. В диафрагменных растворонасосах перекачивание раствора осуществляется подвижной плоской резиновой диафрагмой, давление которой передается от движущегося возвратно-поступательного плунжера через промежуточную жидкость (воду) постоянного объема. Раствор в рабочую камеру с диафрагмой и самодействующими клапанами поступает снизу вверх из приемного бункера с процеживающим виброситом под действием вакуума, попеременно создаваемого при рабочем ходе плунжера. Возвратно-поступательное движение плунжеру сообщается от электродвигателя через клиноременную передачу, одноступенчатый зубчатый редуктор и кривошипно-шатунный механизм. При движении плунжера вправо промежуточная жидкость втягивает диафрагму до соприкосновения ее с ограничительной решеткой, и в рабочей камере создается вакуум, вследствие чего из приемного бункера через всасывающий клапан в рабочую камеру засасывается раствор.

При движении влево плунжера промежуточная жидкость выгибает внутрь рабочей камеры диафрагму, которая выталкивает раствор через открытый (под давлением раствора) нагнетательный клапан (впускной клапан под действием собственной силы тяжести и противодавления раствора закрыт) в растворовод. Основными недостатками диафрагменных насосов являются: низкая долговечность резиновой диафрагмы (не более 100 машино/ч); снижение подачи (производительности) растворонасоса в результате неполного заполнения насосной камеры водой из-за ее утечек и испарения. В настоящее время кроме диафрагменных применяют более простые, долговечные и совершенные поршневые растворонасосы с непосредственным воздействием поршня на раствор. В них отсутствуют диафрагма и цилиндр с промежуточной жидкостью.

Поршневые растворонасосы характеризуются: независимостью подачи от развиваемого напора и хорошей всасывающей способностью, поэтому они способны перекачивать растворы различной подвижности; высоким ресурсом цилиндро-поршневой группы (около 2000 машино/ч). Поршневые растворонасосы выполняются противоточными и разделяются на одно-, двухцилиндровые и дифференциальные.

Растворонасос РН-2-4 предназначен для механизированной подачи по трубопроводам штукатурных строительных растворов с широким диапазоном подвижности - от 10-12 до 6-7 см - и нанесения раствора с помощью сопла на оштукатуриваемую поверхность. Насос используется как в составе штукатурной станции СШ-4, так и автономно. Растворонасос состоит из вертикально расположенной колонки 2 с патрубками для подвода и отвода раствора в растворовод, электродвигателя с редуктором для привода поршня 75. В насосной колонке расположен всасывающий шаровой клапан 77, проточный поршень 75 с нагнетательным шаровым клапаном 14.

Поршень 75 разделяет колонку на две рабочие камеры - всасывающую 16 и нагнетательную 10. Корпус поршня жестко соединен с полым плунжером 12, который в свою очередь шарнирно подсоединен к штоку 8, посредством которого через систему звеньев - кулисы 7, шатуна 6 и эксцентрикового вала 5 преобразуется вращательное движение электродвигателя в возвратно-поступательное движение штока 8, плунжера 12 и поршня 75. Рабочий цикл насоса осуществляется так. При движении поршня 75 вверх всасывающий шаровой клапан 3 открывается и раствор через патрубок 7 поступает во всасывающую камеру 16. В это время нагнетательный клапан 14 закрыт, поэтому раствор из нагнетательной камеры 10 выдавливается в нагнетательный патрубок 11 и далее в растворовод. При движении поршня 15 вниз всасывающий клапан 17 закрывается, после чего раствор из всасывающей камеры 16 через открывшийся нагнетательный клапан 14 поступает в верхнюю нагнетательную камеру 10.

При соотношении площадей проточного поршня 75 и плунжера 12 как 2:1 скорость подачи раствора во время движения поршня вниз будет такой же, как и при движении его вверх, т.е. данный насос является насосом двойного действия. За счет изменения величины эксцентриситета эксцентрикового вала 5 обеспечивается плавное регулирование производительности растворонасоса в диапазоне 2-4 м/ч. Мощность растворонасоса 5,5 кВт, максимальное давление 4 МПа, масса - 300 кг. Рассмотрим и растворонасос РНГ-6 с гидравлическим приводом, используемый в штукатурной станции СШ-6. Он обладает такими положительными качествами, как постоянство скорости хода плунжера, обеспечивает возможность передачи больших усилий при относительно малых размерах устройства, высокую надежность, бесшумность в работе, удобство в эксплуатации. С помощью гидропривода легко создаются условия для надежной защиты растворонасоса и раствороводов от перегрузок. Растворонасос состоит из собственно насосной части и гидропривода плунжера.

Насосная часть включает дифференциальный плунжер 3, всасывающую 2 и нагнетательную 7 камеры с уплотнениями 5 плунжера, два шаровых клапана 1 и 4, один из которых установлен в нижней части всасывающей камеры, а другой - в нижней полости плунжера. Дифференциальный плунжер состоит из верхней и нижней гильз, соединенных между собой путем сварки. В нижней части корпуса плунжера есть четыре сквозных отверстия для перетекания раствора из всасывающей камеры в нагнетательную. К верхней гильзе плунжера приварен подпятник сферического шарнирного соединения 8.

Такое соединение не только допускает некоторую несносность плунжера и гидроцилиндра 9, но и дает возможность плунжеру 3 проворачиваться вокруг своей оси при работе насоса, благодаря чему износ трущихся деталей более равномерный. Уплотнение 5 плунжера осуществляется с помощью резиновых самоуплотняющихся манжет увеличенного сечения. Гидравлический привод плунжера представляет собой гидроцилиндр 9 с двумя поршнями, закрепленными на общем штоке 10.

В перегородке между двумя гильзами гидроцилиндра смонтирован золотник управления 12 и основной золотник 11. Первый играет роль концевых датчиков, а второй служит для периодического соединения рабочих полостей гидроцилиндра с линиями напора и слива масла. Гидравлический привод работает так. Масло от шестеренчатого насоса 10 под давлением поступает в нижнюю полость основного золотника 7 и далее в нижнюю полость гидроцилиндра. При этом поршни 5 вместе со штоком 2 перемещаются вниз. Золотник управления 4 удерживается давлением масла в крайнем верхнем положении.

Полость управления 6 золотника 7через золотник управления 4 соединена с напорной линией, поэтому золотник 7 будет удерживаться в заданном положении до конца хода поршней. В крайнем нижнем положении верхний поршень переместит золотник управления 4 вниз, в результате чего полость 6 соединиться с линией слива и золотник 7 под действием разности усилий от давления масла на его дифференциальных поясках переместится в крайнее верхнее положение. В этом случае нижняя полость гидроцилиндра соединится с линией слива, а верхняя - с напорной линией. Поршни 5 начнут перемещаться вверх.

Так происходит автоматически возвратно-поступательное движение поршней гидроцилиндра с постоянной скоростью. Если нагрузка в гидроцилиндре превысит предельно допустимый уровень, то в составе масляной установки сработает предохранительный клапан 9. Делитель потока 8 позволяет регулировать подачу масла в гидроцилиндр и этим обеспечивается плавное изменение производительности растворонасоса.

Работа насосной части растворонасоса выполняется так. При ходе плунжера 3 вверх нагнетательный клапан 4 закрыт. Раствор из бункера через всасывающий патрубок и открытый всасывающий шаровой клапан 1 поступает во всасывающую камеру 2. Высокая всасывающая способность насоса обеспечивается тем, что вредный объем всасывающей камеры сведен до минимума, поэтому при движении плунжера вверх в камере возникает сильное разрежение.

Одновременно со всасыванием происходит вытеснение раствора из нагнетательной камеры 7 в растворовод. Порция нагнетаемого раствора определяется как произведение разности площадей сечений нижней и верхней гильз плунжера на величину его хода. Во время хода плунжера вниз всасывающий клапан 1 закрыт и раствор из всасывающей камеры через открывшийся нагнетательный клапан 4 и отверстия в корпусе плунжера 6 перетекает в нагнетательную камеру 7. При этом одна часть раствора нагнетается в растворовод, а другая его часть идет на заполнение увеличивающегося объема нагнетательной камеры.

Так как площади сечения верхней и нижней гильз примерно относятся как 1:2, подача раствора в трубопровод осуществляется при ходе плунжера 3 в обе стороны равными порциями и с постоянной скоростью. Таким образом, растворонасос двойного действия с гидравлическим приводом обеспечивает равномерную, плавно регулируемую малоимпульсную подачу раствора в пределах 2-6 м/ч, поэтому в таком насосе отпадает необходимость устанавливать воздушный колпак или другое компенсирующее устройство для сглаживания пульсаций давления. Максимальное рабочее давление растворонасоса - 5 МПа, дальность подачи раствора по горизонтали - 250 м, по вертикали - 60 м. В отличие от поршневых винтовые насосы не имеют клапанов и применяются для перекачивания штукатурных растворов на гипсовых вяжущих, гипсовых замазок, шпаклевок, паст, мастик и малярных составов различной вязкости. В качестве вытеснителя у таких насосов используется винт, вращающийся в неподвижной обойме.

Винтовые насосы характеризуются высокой равномерностью подачи, простотой конструкции и эксплуатации, компактностью и малой массой. Они развивают рабочее давление до 2 МПа и обеспечивают дальность подачи материала до 100 м по горизонтали и до 60 м по вертикали. Винтовыми насосами комплектуются передвижные штукатурные и малярные агрегаты и станции, передвижные агрегаты и станции для устройства сплошных наливных полов и мастичных кровель.