Принцип работы бетононасоса: рассматриваем развернуто

Бетонирование – это самый распространённый вид работ в строительстве, оно применяется в большинстве сфер. Для облегчения работы с тяжёлым раствором получили распространение специальные устройства для приготовления и транспортировки цемента. Самый простой, но затратный способ переместить раствор — насос для бетона, но стоимость установки отталкивает небольшие фирмы. Существует возможность создать бетононасос своими руками, при этом затраты будут меньше на 30-40%.

Принцип работы бетононасоса

Бетононасос – это устройство с единственной задачей – приготовление и подача бетона от места перемешивания к целевому участку. В основе установки используются трубопроводы или бетоноводы, которые передают раствор в любые места. Наибольшая необходимость появляется в монолитном строительстве и при создании железобетонных конструкций.

Мобильный бетононасос с большой производительностью на гусеничном шасси

Чтобы разобраться со способом постройки установки, следует знать, как работает бетононасос. Принцип работы бетононасоса основывается на свойствах жидкости – она вытесняет и заполняет изменяющийся объём системы. Если объём в полной мере наполняет смесь, происходит отвод раствора в бетоновод, а затем к целевому участку.

Устройство и принцип работы бетононасоса разделяется на несколько групп:

• поршневые. Выполняют постоянную подачу на различные дистанции. Современные аппараты способны вытеснить жидкость на высоту 6-65 м. Объём подаваемой смеси достигает 180 м3/ч. Отличается недолговечностью из-за риска попадания мелких элементов цемента. Имеет рывковый принцип подачи.
• шланговые (шнековые). Обеспечивают непрерывную транспортировку. Героторный насос для бетона обеспечивает большой объём транспортируемого материала. Установка отличается бесшумной работой при перекачивании составов любой консистенции. Если образуется затор, его пробивают реверсивным ходом двигателя. Героторный насос для перекачивания бетона обладает одним существенным недостатком – небольшим ресурсом работы шланга, но конструкция легко ремонтируется самостоятельно;
• с гидравликой. При наличии гидравлических агрегатов для работы с бетоном, устройства становятся более долговечными и плавно передают раствор (без рывков и изменения скорости). Гидравлика помогает закачивать жидкость на высоту и далёкие расстояния. Гидропривод выполнен максимально просто, устройство приводит к малому расходу энергии. Гидравлические насосы помогают перекачивать раствор с лёгкими заполнителями, они легки в эксплуатации и обслуживании.

Конструкция поршневого бетононасоса

Чертежи бетононасосов для изготовления своими руками существенно отличаются в зависимости от типа. Все модели отличаются устройством, но обладают сходными недостатками в большей или меньшей выраженности:

• обязательно использование подвижного состава;
• ограничена дальность транспортировки;
• требовательность к составу раствора.

Цена самодельного бетононасоса напрямую зависит от требуемой мощности и диаметра трубы. Для больших труб напор уменьшается. В последнее время большая популярность у бетоноводов (возможность подачи бетона к целевому участку различной удалённости) и автобетононасосов (меньшие габариты и мобильность).

Классификация бетононасосов

• по мобильности
  • мобильные — устанавливаются на грузовое шасси почти всех известных производителей, чаще называются Автобетононасосы или сокращенно АБН. Автобетононасосы предназначены для оперативной и эффективной доставки свежеприготовленной бетонной смеси в горизонтальном и вертикальном направлениях непосредственно к месту укладки в условиях, когда в малые сроки нужно уложить большие объемы бетона, а также когда важна мобильность бетоноподающего оборудования на строительной площадке. Чаще используются на ранних этапах строительства различных проектов, или при возведении мало и средне этажных жилых зданий;
  • стационарные — не имеют возможности самостоятельного передвижения по дорогам общего пользования. Устанавливаются на шасси для удобства перемещения по строительной площадке. Перевозятся в кузове грузового автомобиля или на трале. Чаще используются для возведения высотных зданий, мировой рекорд был установлен компанией Putzmeister — 606 м, или для подачи смеси на большие расстояния по горизонтали.
  • бетононасосы смонтированные на грузовое шасси без стрелы — обладают мобильностью АБН,
• по типу подачи бетона
  • Поршневые — бетон продавливается по системе одним или двумя поршнями.
    • Шторочные — механизм подачи отделяется от бетоновода шторками,
    • Шиберные — механизм подачи отделяется от бетоновода шиберным узлом,
      • S-типа,
      • C-типа.

Бетононасос

Также для этого типа оборудования требуется круглосуточная охрана на территории объекта.

Малогабаритные

Малогабаритные автобетононасосы можно выделить в отдельную группу, ввиду их универсальности и уникальности их характеристик. Встречаются как роторные, так и поршневые машины этого типа. Позволяют легко производить монолитные работы на даче, или в других ограниченных пространствах. Нередки и случаи их использования в помещениях с потолками от 6 метров и выше.

Запуск

Техника любого типа требует приготовления пусковой смеси из цемента, или на заводе. Во втором случае она доставляется автотранспортом. Также можно использовать специальный химический гель в пакетах. Пусковая смесь предназначена для промазки внутренних поверхностей бетоноводов и механизмов силовой установки перед началом работы.

Все перечисленные машины требуют:

— Соответствующей габаритам и весу площадки для расстановки опор,

— Постоянного источника воды (в холодное время года – теплой);

— Своевременного подхода автобетоносмесителей с интервалом не более 40 минут, а для бетона высокой марки – не более 20 минут между АБС;

— Места для слива отработанной жидкости.

Если после прочтения этого материала у Вас остались вопросы по устройству, классификации и видам насосов для бетона – звоните в наш отдел продаж по телефону 8(495)363-70-52. Наши специалисты проконсультируют Вас и окажут помощь в принятии решения.

← Все статьи

Типы агрегатов

Условно устройства разделяются на 2 с механическим узлом или гидравлическим элементом. Бетононасос роторный и поршневой имеют свои эксплуатационные преимущества и недостатки.

Работа поршневой системы

Поршневые системы работают по одинаковому принципу во всех сферах использования. На этапе движения вниз происходит всасывание определённого объёма жидкости и бетоноприёмника, на втором цикле работы выполняется выталкивание раствора в передаточный рукав. По трубопроводу смесь поступает к рабочему участку.

Поршневой бетононасос с механическим приводом

Для работы обязательно требуется использование шиберного затвора, который открывает бетоноприёмник на этапе всасывания и закрывает в процессе выталкивания. Затвор регулирует направление тока жидкости. В процессе тестирования обязательно добавление машинного масла в рабочую смесь.

Конструкция включает механический привод или гидравлическую систему. Современные бетононасосы работают с гидравликой, так как система высокопроизводительна, она приводит к образованию большего давления и повышению мощности насоса. Если сравнивать с шатунным узлом, гидравлическая система обеспечивает больший диапазон хода поршня и придаёт плавность движениям. Потенциальной проблемой является неплотное соприкосновение поршня с камерой. Микроскопические частицы цемента проникают между поршнем и цилиндром, многократно ускоряя износ.

Устройства с 1 цилиндром практически не используются, так как приводят к сильно выраженной пульсации подачи раствора. Преимущественно в систему встраивается два цилиндра, они работают попеременно – так подача бетона происходит плавно и непрерывно. Также, механизм с двумя цилиндрами меньше изнашивается.

Работа роторной системы

Использование роторных бетононасосов встречается намного чаще, так как безпоршневые системы надёжнее. В основе лежит ротор с закреплёнными роликами (покрываются резиной). В процессе вращения ротора приходят в движение ролики, которые передают смесь из бетоноприёмника в рабочий шланг. Важное достоинство – функция реверса для удаления карманов воздуха и заторов.

Конструкция роторного бетононасоса

Эксплуатация оборудования и ремонт проще. Уязвимое место конструкции – износ шланга или уплотнителей – обе неисправности легко устраняются собственноручно. К другим недостаткам относится невысокая мощность (в сравнении с поршневым типом) и плохая переносимость крупного наполнителя.

Существуют ещё шнековые насосы для перекачивания бетонного насоса, но они уступают по долговечности и производительности. Их принцип работы элементарен: в сквозной камере размещается шнек, который в ходе вращения вытесняет вещество.

Роторные механизмы представлены во множестве модификаций, главным различием является способ размещения: стационарные и автомобильные.

Роторные (перестальтические) бетононасосы

В бетононасосах с невысокими требованиями по производительности и дальности подачи применяется перистальтический принцип нагнетания раствора. Насосный узел представляет собой эластичный шланг, по которому прокатываются прижимные ролики. Ролики продавливают раствор по шлангу в направлении движения, нагнетая его в напорную линию

В современных бетононасосах используется роторный насос с заменяемым эластичным рукавом, работающий по тому же принципу. Ролики такого насоса движутся по окружности, а шланг уложен на внутренней поверхности барабана. Из-за сильного абразивного действия раствора рукав насоса изнашивается довольно быстро и подлежит регулярной замене.

Всасывающий или вакуумный патрубок подсоединен к бункеру, а напорный или разгрузочный – к бетонопроводу.

Поршневые

Однопоршневый насос

Принцип действия, на котором основано большинство бетононасосов – это принцип цилиндра и поршня. Первые машины этого типа имели один цилиндр, в котором перемещался поршень, попеременно всасывая раствор из подающего бункера, и выталкивая его в бетонопровод. Переключение потока осуществлялось парой клапанов.

Два поршня, работающие в противофазе, позволяют не только вдвое увеличить производительность агрегата, но и свести к минимуму пульсацию давления в напорном трубопроводе, сделав подачу бетона равномерной. В настоящее время наиболее распространенный механизм мощных бетононасосов – поршневой с поворотным клапаном.

Поворотный клапан (шибер) представляет собой качающуюся трубу особой формы, к неподвижному концу которой присоединен бетонопровод, а другой конец, перемещаясь по дуге, подключается к цилиндрам по очереди. В современных бетононасосах в основном используются три вида шиберов:

• S-образный (BSF),

• C-образный (BRF),

• рок-шибер (RL).

Существуют и другие типы шиберов:

• Шарнирный шибер, отличающийся от упомянутых выше, другой кинематикой и шарнирным соединениением с бетонопроводом;

• Шлюзовой – система плоских шторок,

• Вращающийся плоский клапан.

Варианты базирования агрегатов

Стационарные насосы

Прежде, чем изготовить бетононасос своими руками, следует определиться с типом его базирования. Стационарный вариант – это отдельная станция по перекачиванию вещества. Габариты колеблются в больших диапазонах, существуют бетононасосы для мелкого строительства и возведения промышленных объектов. Для перемещения часто устанавливается шасси.

Мобильная конструкция без шасси преимущественно обладает высокой мощностью, использовать бетононасос рекомендуется для обеспечения веществом масштабного строительства, чаше высотных сооружений. При наличии шасси транспортировка на длительные расстояния не предусматривается, они предназначаются для передвижения в рамках одного участка.

Стационарный смеситель и бетонопровод

Сегодня разработан новый тип – прицепное устройство, оно отличается мощным шасси, которое позволяет перемещать установку на дальние расстояния тягачом. Для строительства частного жилья или бытовых сооружений создан мини бетононасос с поршневым механизмом, реже встречается с пневмоприводом. Он помогает при работе с небольшими заказами или в стеснённых условиях.

Пневматическая установка предназначается для работы с однородными ячеистыми растворами, отличается малой мощностью и необходимостью подключения компрессора, но стабильной подачей раствора.

Насосы на автомобильной базе

Автомобильный тип насоса наиболее распространён во всех сферах строительства. Как и другая техника для садоводства на колёсах, автобетононасос легко перемещается самостоятельно, а также обладает характерными отличиями:

• стационарная станция с высокой мощностью применима исключительно для масштабного строительства, она дорога в обслуживании и неманевренная. Автомобильный вариант способен подъехать к большинству объектов;
• для агрегатов стационарного типа обязательно требуется особое питание, в строительных условиях бывает сложно создать подходящие условия. В автобетононасосе питание поступает от установки машины;
• небольшой насос отличается низкой производительностью, а стоимость установки по карману далеко не всем подрядчикам. С точки зрения экономии аренда автомобильного агрегата стоит дешевле, а в дополнение он помогает выполнить работу в разы быстрее;

Насосы на автомобильной базе

• в современных авто комплексах встроена выдвижная стрела, она упрощает доставку раствора в целевые участки со сложным доступом или расположенные на высоте. Если стрела неприменима, используется линейный насос, помогающий перекачивать раствор на расстояние до 1 км и на 120 м в высоту;
• благодаря профессиональному оператору в кабине техники, с заказчика снимаются все риски поломки аппарата.

Система нагнетания

Типы насосов

Роторные

Роторный насос представляет собой простую, компактную систему нагнетания, которая функционирует без специального шибера. Подача бетона осуществляется благодаря роликам, которые находятся в корпусе ротора и при этом давят на подающий шланг (насос со сжимаемыми рукавами). Благодаря этому роторный насос — единственная система на рынке, которая при правильной установке представляют собой систему подачи густого материала.

Поршневые насосы

Однопоршневые бетононасосы стали применяться в Германии с двадцатых годов XX века. В настоящее время в основном используются двухпоршневые бетононасосы, которые приводятся в движение электрическим или дизельным двигателем посредством преобразования гидравлической энергии в механическую. Поршни подающего насоса связаны друг с другом через гидравлический приводной цилиндр и работают в противофазе. В основном приводы для бетононасосов гидравлические, хотя система управления может отличаться в зависимости от производителя. Различают следующие варианты: чисто гидравлическая система, электрогидравлическая, приводы открытого и закрытого гидравлического контура, одно-двухконтурное управление. У каждой системы есть свои преимущества и недостатки.

Строение насоса

Насос состоит из:

• Приводных цилиндров;
• Коробки охлаждения;
• Подающих цилиндров;
• Переключающих цилиндров шибера;
• Бункер с агитатором (мешалкой);
• Шибер;
• Системы смазки;
• Защитной решетки бункера;
• Вибратора защитной решетки бункера.

Типы шиберов

«Сердцем» бетононасоса, с точки зрения механики, является шибер, который может быть плоским, клиновым, в форме поворотной трубы, s-образным, в форме хобота, дельта-шибер и др. В роторном насосе шибер отсутствует.

• Шторки
• S- шибер (устанавливается практически на все современные насосы)
• C- шибер

Насосы с шибером

После длительного применения различных систем с шибером выявились все преимущества и недостатки каждой системы. Уплотнение шибера к цилиндру или к выходному отверстию насоса может быть сделано в техническом плане проще и лучше. С другими видами шибера, например с плоским шибером, это мало возможно.

Самым главным требованием к шиберу является его плотность (толщина), так как при прокачке каждый шов, особенно под высоким давлением может привести к выступлению на поверхность бетона и к трещинам. Еще одно, дополнительное, но важное требование к шиберу — износостойкость, по экономическим причинам и причинам сервисного обслуживания. В случае необходимости машинист, который работает на этом оборудование, мог бы самостоятельно, без помощи специалиста заменить шибер. Производители пытаются соответствовать этим требованиям, используя новые, износостойкие материалы или занимаясь доработкой частей шибера. Износостойкость зависит во многом от таких критериев, как схватываемость заполнителя, скорость течения материала и давление.

Бетононасос – покупка или сделать самому?

На рынке подержанной спецтехники много предложений, но предварительно стоит задуматься о целесообразности покупки, ведь есть вариант сделать бетононасос своими руками. Для создания установки будут необходимы базовые умения. Самодельные установки менее мощны и отличаются простотой конструкции, а при правильном изготовлении они работают исправно и плавно.

Изначально важно определиться с принципом работы бетононасоса: поршень или гидравлика. Поршневой тип самый простой, но приводит к быстрому износу элементов агрегата из-за постоянного трения. Гидравлика по производительности значительно лучше, но изготавливается сложнее. Возможно изготовить автоматический бетононасос, но они менее мощны.

До начала изготовления бетононасоса своими руками важное внимание уделяют шиберу – это своеобразный клапан, который обеспечивает качественное сцепление бетоновода и насоса. Работа конструкции зависит от правильности выбора шибера.

Бетононасос своими руками

Пневмонагнетатели

Пневмонагнетатель подаёт воздух под давлением в герметичную камеру и выталкивает раствор.

Может готовить бетонную смесь, путем загрузки в бункер компонентов с последующим перемешиванием.

Работает циклично.

Из-за высокого давления относится к опасным устройствам.

Как изготовить бетононасос – технология производства

В процессе работ потребуются вспомогательные инструменты, желательной мерой является теплоизоляция. Героторный насос своими руками изготавливается по единой схеме. Основные моменты сборки бетононасоса:

• Оценка целесообразности изготовления. Для масштабного строительства есть смысл приобрести собственную установку. Для небольших и средних объёмов работ выгодно заказать аренду автобетононасоса. Самодельный бетононасос – это относительно сложный и дорогой процесс.
• Создание чертежа. Схема бетононасоса несложная, её составление потребует наличие минимальных навыков проектирования или воспользоваться существующими схемами. Самостоятельное изготовление – это более тяжёлый способ, но позволяет создать конструкцию для конкретных нужд. Применение готовых схем удобно благодаря снижению временных затрат и возможности изучения отзывов о недочётах чертежа или найти в них способы улучшения конструкции.
• Подбор цилиндра с поршнем. Ключевой элемент системы следует выбирать с запасом мощности. Максимальный диаметр цилиндра составляет 400 мм, лучше выбирать меньшие модели. Оценка хода поршня – от 50 см. Если не происходит совпадение параметров, увеличивается число рабочих циклов, как следствие – быстрый износ.
• Подгонка поршня, цилиндров. Чтобы насос служил долго, следует выполнить высокоточную подгонку и устранение шероховатости.
• Подбор типа узла. Снизить сложность и стоимость изготовления аппарата поможет электромеханический насос. Гидравлический вариант может приготовляться вручную, но это приведёт к повышению расходов и усложнению процесса.
• Установка редуктора. Механизм должен включать передаточное число для снижения и преобразования вращательных движений в поступательные.
• Монтаж шкворня. Элемент подключают к механизму. Для приготовления сварной рамы используется металлический уголок. В систему вводятся обратные клапаны из легированной стали, она устойчива к износу.

После подготовки деталей и сбора насоса остаётся проверить работоспособность установки. Запрещён запуск аппарата без бетона или специализированной пусковой смеси (вручную изготавливается из цемента с водой и добавлением автомобильного масла).

Чертеж бетононасоса

Производители бетононасосов

Европа

• SCHWING
• TZA
• LIEBHERR
• MECBO
• Putzmeister
• CIFA
• WAITZINGER

Азия

• DONGYANG
• ZOOMLION
• Kyungwon
• JMBH
• Elephant concrete pump

Интересные факты

• ОАО «Туймазинский завод автобетоновозов» является единственным российским производителем автобетононасосов с высотой подачи бетонной смеси от 21 до 47 метров.
• На торговую марку представителя Южной Кореи KCP Concrete Pump Co., Ltd пришлось более четверти всех автобетононасосов, завезенных в Россию в январе-сентябре 2012 г. Ни за один из них не была оплачена таможенная пошлина и НДС в полной мере. Согласно ГТД все насосы корейских и китайских производителей ввозились в Россию по состоимости не выше 100’000$.
• 715 метров — рекордная высота подачи бетона, достигнута при строительстве гидроэлектростанции Parbati (Индия) в августе 2009 года насосом фирмы Schwing Stetter (см. Concrete pump).
• 305 метров — высота самого высокого здания в мире, весь объём бетона для которого уложен одним бетононасосом — (JP Morgan Chase Tower, Хьюстон, Техас, США)
• более 2 километров — мировой рекорд подачи бетона по горизонтали.
• в 1967 году компанией Путцмайстер был выпущен первый бетононасос, смонтированый на шасси грузового автомобиля.
• в Марте 2013 года компанией CIFA был выпущен насос на треосном шасси с длинной стрелы 37 метров.
• в 2014 году насосом BSA1409D была подана бетонная смесь на расстояние 900 метров, при строительстве метро в г. Санкт-Петербург.
• в 2008 году бетонная смесь была подана бетононасосами BSA14000 SHP D на высоту 606 метров, при строительстве Бурдж Халифа, ОАЭ.

Преимущества автоматических бетононасосов

Производственные автоматические установки обладают многочисленными плюсами:

• встроен электронный блок управления, контролирующий правильность и непрерывность работы. Оператор выбирает режим работы, а блок самостоятельно регулирует функционирование установки;
• независимая промывочная система для труб и насоса. Сокращает затраты времени на обслуживание и устранение заторов;
• освещение прилегающей области для работы с бетононасосом после наступления темноты;
• звуковые оповещения об основных событиях;
• регулировка зазоров в узле распределения бетона;
• все насосные установки поставляются с промывочной системой, специальным программным обеспечением и бетонопроводом до 80 м;
• в качестве опции производители предлагают бетонораздаточную стрелу, упрощающую поставку бетона к целевому месту;
• полное соответствие двигателей стандартам ЕВРО-4;
• используются надёжные запчасти для увеличения долговечности и снижения затрат на обслуживание.

Рекомендации

Строительство даже небольших сооружений требует использование многообразия инструментов и методик:

Литература

• ГОСТ 27336-93 Автобетононасосы. Общие технические условия
• Строительные машины. Справочник, под ред. В. А. Баумана, 2 изд., М., 1959
• Барляев К. М. и Алексеев С. Н., Бетононасосы, М., 1953
• Алексеев С. Н., Насосный транспорт бетонной смеси, М., 1952
• Ашеко С. М. и Успенский А. М., Работа бетононасосных установок, Л.—М., 1955
• Матвеев Б. П., Организация и производство бетонных работ на гидротехническом строительстве, М.— Л., 1957.
• Российский рынок автобетононасосов в 2012 г. Положение дел в строительной отрасли (журнал «Основные средства»)
• Насосы для подачи и распределения бетонной смеси (Бетононасосы) (недоступная ссылка)
• Энциклопедия современной техники (издательство «Советская Энциклопедия»)

Вывод

Бетононасос – это сложная строительная техника, которую нелегко изготовить самостоятельно, но при наличии навыков и времени, работы вполне выполнимы. Производственные варианты более функциональны и эффективны, но стоят дорого. При желании сэкономить часто заказывают аренду автобетононасоса.

Originally posted 2018-05-10 08:32:25.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...