Скидка на подшипники из наличия!
Уже доступен
Точное дозирование компонентов является критически важным этапом в производстве сухих строительных смесей, определяющим качество конечной продукции. Современные технологии дозирования позволяют достичь высокой точности при соблюдении требований нормативной документации и обеспечении стабильности технологического процесса.
Производство ССС представляет собой сложный технологический процесс, включающий дозирование основных компонентов (вяжущих, заполнителей) и малых добавок (модификаторов, пластификаторов, стабилизаторов). Точность дозирования напрямую влияет на прочность, консистентность, время схватывания и другие эксплуатационные характеристики готовой смеси.
В производстве сухих строительных смесей применяются два основных метода дозирования компонентов: весовой и объемный. Каждый метод имеет свои технические особенности и области применения.
Весовое дозирование основано на измерении массы компонента с использованием тензометрических датчиков. Данный метод обеспечивает высокую точность измерений и не требует пересчета величин, что делает его предпочтительным для большинства компонентов ССС. Весовые дозаторы применимы практически к любым видам сыпучих материалов, за исключением отдельных специфических случаев.
Объемное дозирование базируется на принципе заполнения определенного свободного пространства дозируемым материалом. Этот метод характеризуется более высокой производительностью по сравнению с весовым, однако требует дополнительного пересчета объемных мер в весовые для бухгалтерского учета. Объемные дозаторы способны выдавать до 300 доз в минуту при дозировании порошкообразных материалов, в то время как весовые дозаторы обеспечивают до 30 отвесов в минуту.
Основные компоненты сухих строительных смесей дозируются по массе с использованием бункерных весов. Данное требование обусловлено необходимостью обеспечения стабильного качества продукции и соответствия нормативной документации.
Легкие заполнители, такие как перлит или вспененный полистирол, характеризуются малым и нестабильным насыпным весом, что делает применение весового оборудования неэффективным. Для дозирования таких материалов используются объемные дозаторы с последующей коррекцией по массе.
Весовой дозатор представляет собой бункерные весы, предназначенные для дискретного дозирования компонентов по массе. Весовой бункер дозатора подвешивается на тензодатчиках и оборудуется приемными патрубками для загрузки компонентов, затвором с пневмоприводом для выгрузки и электровибратором для предотвращения сводообразования материала.
Верхний предел взвешивания весов определяется исходя из максимальной загрузки смесителя: для песка он соответствует 100 процентам загрузки смесителя, для вяжущих составляет 50 процентов. Компоненты из силосов поступают на весы последовательно один за другим.
Тензодатчик является основным измерительным элементом весового дозатора. Принцип работы основан на преобразовании механической деформации упругих элементов в электрический сигнал, пропорциональный приложенной нагрузке. Тензорезисторы, входящие в конструкцию датчика, соединяются по мостовой схеме Уитстона, обеспечивающей высокую точность измерений.
Для производства сухих строительных смесей наиболее распространены тензодатчики класса точности C3, обеспечивающие число поверочных интервалов 3000-4000. Материал изготовления датчиков - нержавеющая или легированная сталь, обеспечивающая стойкость к воздействию агрессивных сред и механическим нагрузкам.
Цикл дозирования каждого компонента включает три основные стадии: подачу с высокой скоростью (грубое дозирование), подачу с низкой скоростью (точное дозирование) и паузу для успокоения весовой системы с проверкой фактической массы. Данный трехступенчатый режим обеспечивает высокую производительность при сохранении требуемой точности.
Шнековые питатели являются основным типом исполнительных механизмов для подачи сыпучих компонентов. Производительность питателя регулируется изменением частоты вращения шнека с помощью частотно-регулируемого привода, шагового двигателя или коллекторного двигателя постоянного тока. Частота вращения составляет от 1-5 оборотов в минуту для дозаторов высокой точности до 50-120 оборотов в минуту для сплошных шнеков большой производительности.
При дозировании порции цемента массой 50 килограммов:
Общее время дозирования: около 45 секунд
Для абразивных материалов, таких как крупнозернистый песок, шнековая подача может заменяться гравитационной. В этом случае материал подается самотеком по наклонным течкам, а дозирование осуществляется трехпозиционными шиберными затворами с пневмоприводами. Скорость подачи регулируется величиной открытия шибера, однако точность такой системы ниже по сравнению со шнековой подачей.
Премикс представляет собой комплексную добавку, которая готовится заранее и включает все необходимые малые добавки, взятые в определенной пропорции, а также минеральный компонент в качестве основы (наполнителя). Каждой рецептуре сухой строительной смеси соответствует своя комплексная добавка.
Применение премиксов обусловлено технологическими и экономическими преимуществами. Малые добавки, вводимые в состав ССС в количестве от долей процента до 3-5 процентов, требуют особой точности дозирования. Прямое дозирование таких малых количеств на производственных линиях затруднительно и требует сложного дорогостоящего оборудования.
Использование премиксов позволяет снизить затраты на дозирующее оборудование, поскольку вместо нескольких дозаторов для малых добавок используется один дозатор для премикса. Премиксы легко распределяются в составе смеси благодаря наличию наполнителя, но сами к разряду малых добавок не относятся.
При лицензионном производстве премиксы позволяют получать гарантированное качество при сохранении секретности состава. Поставщик предоставляет готовый премикс без раскрытия точных соотношений входящих в него компонентов.
Изготовление премиксов целесообразно в случаях, когда имеется несколько производственных линий, выпускающих одинаковый ассортимент продукции. Централизованное производство премиксов обеспечивает стабильность качества и упрощает контроль технологического процесса.
Готовый премикс должен обладать высокой однородностью состава, хорошей сыпучестью и низкой гигроскопичностью. Влажность премикса не должна превышать 10 процентов. Хранение осуществляется в сухих закрытых помещениях, гарантийный срок составляет 6 месяцев со дня изготовления.
Требования к точности дозирования компонентов регламентируются государственными стандартами. ГОСТ 7473-2010 определяет допустимые погрешности для различных типов материалов при производстве бетонных смесей.
ГОСТ 7473-2010 предусматривает несколько увеличенные допуски по сравнению с ГОСТ 7473-94, что связано с практическими требованиями производства и возможностями современного оборудования. Для обеспечения высокого качества продукции производители ССС стремятся к достижению более жестких допусков.
Точность дозирования компонентов напрямую влияет на физико-механические характеристики готовой сухой строительной смеси. Отклонения от заданной рецептуры приводят к изменению прочности, консистентности, времени схватывания и других свойств материала.
Рассмотрим типичную рецептуру цементно-песчаной смеси на 1000 килограммов:
При допустимой погрешности ±2% для цемента фактическое содержание может составить от 196 до 204 килограммов. Отклонение 4 килограммов на тонну смеси может повлиять на свойства готового раствора.
Особенно критична точность дозирования для малых добавок, так как даже незначительные абсолютные отклонения приводят к существенным относительным изменениям концентрации.
Поверка весовых дозаторов дискретного действия регламентируется ГОСТ 8.523-2014, который устанавливает методику первичной, периодической и инспекционной поверок. Стандарт распространяется на автоматические весовые дозаторы дискретного действия, применяемые в сфере государственного регулирования.
Поверка дозаторов включает внешний осмотр оборудования, опробование, определение погрешности весового устройства и определение погрешности дозирования. Суммарная неопределенность метода испытания не должна превышать одной трети максимально допускаемой погрешности дозатора.
Калибровка тензодатчиков является критически важной операцией для обеспечения точности измерений. Процесс включает балансировку мостовой схемы, настройку коэффициента усиления и температурную компенсацию.
Балансировка выполняется корректировкой сопротивления резисторов для компенсации начального разбаланса. Использование эталонных грузов позволяет настроить коэффициент усиления для соответствия выходного сигнала номинальной нагрузке. Температурная компенсация устраняет дрейф показаний при изменении температуры окружающей среды.
Рабочий диапазон температур тензодатчиков для производства ССС составляет от минус 40 до плюс 40 градусов Цельсия. В этом диапазоне должен обеспечиваться заявленный класс точности без существенного изменения метрологических характеристик.
Современные весовые контроллеры оборудуются функцией автоматической калибровки с использованием любого известного груза. Процедура выполняется в автоматическом режиме без необходимости использования специальных эталонных гирь.
Автоматическая подстройка параметров дозирования каждого компонента позволяет повысить точность и производительность процесса. Адаптивный режим учитывает изменение свойств материала (влажность, сыпучесть, фракционный состав) и корректирует параметры недовеса для точного дозирования.
Точность дозирования в значительной степени зависит от физико-механических свойств дозируемых компонентов. Основными характеристиками, влияющими на процесс, являются объемная масса, влажность, сыпучесть, фракционный состав и текучесть материала.
Влажность сыпучих компонентов оказывает существенное влияние на их поведение при дозировании. Для песка остаточная влажность не должна превышать 0,1 процента. Повышенная влажность приводит к комкованию материала, нарушению истечения из бункера и снижению точности дозирования.
Сыпучесть материалов определяется коэффициентами внутреннего и внешнего трения, которые зависят от формы и размера частиц, влажности, гранулометрического состава, срока хранения в неподвижном состоянии и наличия статического электричества на частицах. Плохосыпучие материалы требуют применения специальных побудителей истечения.
Точность дозирования зависит от технического состояния оборудования, правильности его установки и настройки. Причинами появления систематических погрешностей являются неправильная сборка дозатора, неточная установка органов настройки дозы, отсутствие учета температурных и динамических факторов.
Вибрации, создаваемые работающим оборудованием и транспортерами, влияют на стабильность показаний весовых систем. Для минимизации влияния вибраций используется антивибрационная установка тензодатчиков и демпфирующие элементы конструкции.
Температура и влажность окружающей среды оказывают влияние на работу электронных компонентов систем управления и измерительных систем. Рабочий диапазон температур для электронного оборудования составляет от минус 10 до плюс 50 градусов Цельсия. Относительная влажность воздуха не должна превышать 80 процентов.
Изменения атмосферного давления влияют на характеристики пневматических систем управления затворами и вибраторами. Системы должны обеспечивать стабильную работу при изменении давления в диапазоне от 84 до 107 килопаскалей.
Современные системы автоматизации дозирования построены на базе программируемых логических контроллеров и весовых терминалов. Контроллер управляет процессом автоматического приготовления многокомпонентных смесей по заданным рецептам, обеспечивая последовательное дозирование до 8 и более компонентов.
Весовой контроллер выполняет преобразование сигналов от тензодатчиков в цифровой код, формирование дискретных сигналов по заданным весовым точкам для грубого дозирования и формирование импульсных сигналов управления дозаторами для точного дозирования. Передача данных осуществляется по каналу RS-485 с использованием протокола ModBus RTU.
Системы автоматизации дозирования поддерживают ручной и автоматический режимы управления. В ручном режиме оператор контролирует каждый этап процесса, что необходимо при наладке оборудования или работе с новыми рецептурами. Автоматический режим обеспечивает полностью автономную работу линии по заданной программе.
Режим импульсной досыпки продукта позволяет достичь точного значения дозы за счет подачи материала короткими импульсами в конце цикла дозирования. Длительность импульса и пауза между импульсами рассчитываются автоматически на основе свойств материала и требуемой точности.
Система может управлять перемешиванием смеси после дозирования каждого компонента, что особенно важно при производстве сложных многокомпонентных составов.
Современные системы управления дозированием интегрируются в общую автоматизированную систему управления технологическим процессом предприятия. Передача данных осуществляется по промышленным протоколам Ethernet, Profibus или Modbus TCP.
Интеграция обеспечивает централизованный контроль производства, учет расхода сырья, формирование отчетности и оперативное реагирование на отклонения от заданных параметров. Операторы получают возможность удаленного мониторинга процесса и внесения корректировок в режиме реального времени.
Настоящая статья носит исключительно ознакомительный характер и предназначена для предоставления технической информации о системах дозирования компонентов сухих строительных смесей.
Автор не несет ответственности за:
Перед внедрением любых технических решений необходимо:
Все технические параметры, приведенные в статье, являются типовыми и могут отличаться в зависимости от производителя оборудования, условий эксплуатации и требований конкретного технологического процесса.
Вы можете задать любой вопрос на тему нашей продукции или работы нашего сайта.