УПЛОТНЯЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ БЕТОННОЙ СМЕСИ

Полезная модель относится к области стройиндустрии, в частности к оборудованию формования железобетонных изделий вертикальным способом в кассетных установках с гибким разделительным листом и также может быть использована в кассетно-конвеерной линии.
Кассетная установка представляет собой категорию машин, в которых осуществляется формование и термообработка одновременно в нескольких отсеках, содержащую многоместную кассетную форму (от 2 до 12 отсеков), устройство для сборки и разборки ее. Кассетная форма выполнена из ряда тепловых отсеков, между которыми установлены разделительные листы. Тепловые стенки и разделительные листы снабжены соответствующей бортоснасткой и проемообразователями. Уплотнение бетонной смеси в кассетных установках осуществляется в основном одним из указанных способов:
- с помощью навесных площадочных электромеханических или пневматических вибраторов прикрепленных к торцам разделительных листов:
- с помощью отдельных виброблоков, прикрепленных на наружных стенках крайних щитов.
Известно устройство, осуществляющее способы повышения интенсивности вибрирования (Пособие по технологии формования к СНиП 3.09.01-85 Производство сборных железобетонных конструкций. Москва. Стройиздат. 1988. Утверждено приказом НИИЖБ Госстроя СССР от 07 июля 1986 г. №38), предусматривающие:
- установку дополнительных вибраторов, по два на противоположных торцах, при этом один вибратор устанавливается в нижней трети листа, а другой - в верхней. В процессе укладки и уплотнения смеси не рекомендуется одновременное включение вибраторов, установленных в верхнем и нижнем уровнях (стр.15)
- установку дополнительного вибратора на верхней кромки каждого из разделительных листов (т.е. в формовочной зоне) и выполнения конструктивных мероприятий, обеспечивающих ликвидацию защемления разделительных листов в процессе обжатия (рис.8, 9, стр.15-16)
- использование траверс с гирляндой глубинных вибраторов. Подъем и погружение вибраторов в этом случае производится с помощью специального механизма или крана (стр.16).
Данные устройства для указанных способов вместе с тем имеют следующие недостатки:
1. Предусматривают установку дополнительных вибромеханизмов.
2. Усложняют процесс виброуплотнения.
3. Изменяют конструкцию кассеты.
4. Загромождают формовочную зону, составляющую 1,5-6% поверхности изделий
Практического применения с широким внедрением не нашли.
Известна кассетная установка для производства сборных железобетонных изделий (RU №2126742, В28В 7/24, опубл. 27.02.1999), разработанная с целью повышения эффективности виброуплотнения бетонной смеси, содержащая паровые отсеки, формовочные отсеки, металлические разделительные листы. Разделительные листы выполнены в виде отсеков из металлических листов, установленных с зазором на толщину вибраторов. В разделительных листах предусмотрены каналы клиновидного очертания, в которых размещены вибраторы в несколько ярусов с шагом, равным двойному радиусу действия вибраторов. Каналы расположены под углом с наклоном к оси кассеты.
Данное устройство вместе с тем имеет следующие недостатки:
1. Изменяет конструкцию разделительного листа, а следовательно конструкцию типовой кассеты.
2. Предусматривает установку дополнительных вибраторов, что потребует дополнительных энергозатрат.
3. Усложняет процесс виброуплотнения.
Наиболее близким является двухмассовое виброуплотняющее (RU №45403, Е01С 19/38, опубл. 10.05.2005.) устройство, включающее установленные на раме рабочих органов уплотняющую часть и вибровозбудитель, воздействующий на уплотняющую часть через упругий элемент, установленный между возбудителем и уплотняющей частью, отличающееся тем, что содержит дополнительно соединенную с уплотняющей частью и рамой рабочих органов компьютерную систему, включающую, по меньшей мере, два акселерометра, соединенные, по меньшей мере, с двухканальным аналого-цифровым преобразователем.
Данное устройство, вместе с тем, имеет следующие недостатки:
1. Может быть использовано лишь для уплотнения грунтов, дорожных покрытий, в том числе бетона, при строительстве дорог в качестве горизонтального уплотняющего устройства.
2. Может быть использовано только в механизмах дорожно-строительных машин.
3. Может обеспечить устойчивые колебания только второй формы.
4. Имеет сложную схему управления, содержащую, но меньшей мере, два акселерометра, соединенных, по меньшей мере, с двухканальным аналого-цифровым преобразователем, бортовым процессором, двумя цифро-аналоговыми преобразователями, упругим элементом с по меньшей мере одной пневмоподушкой с изменяемой величиной давления воздуха, усложняющую практическое применение.
Задачей полезной модели является повышение интенсивности существующего процесса виброуплотнения путем разработки достаточно простого в работе и надежного в эксплуатации виброуплотняющего устройства, создающего резонансные режимы колебаний систем разделительного листа в бетоне кассетной формы.
Указанный технический результат достигается тем, что в уплотняющем устройстве для бетонной смеси, содержащем вибровозбудители, воздействующие на уплотняющую часть, с управлением через цифро-аналоговый преобразователь частоты колебаний вибровозбудителя согласно предложению, вибровозбудители, установленные на вертикальной уплотняющей части кассетной установки, снабжены блоком управления резонансными режимами, включающим преобразователь частоты и подключенный к его аналоговым вводам программируемый генератор треугольных импульсов.
ПЧ запитывается от электрической сети общего назначения, выход его через кабель подключен к вводу вибраторов, представляющих собой асинхронный двигатель с короткозамкнутым ротором с установленными на валу дебалансами, с конструкцией, обеспечивающей виброустойчивость статорной обмотки и механическую прочность вала ротора, подшипников узла и корпусных деталей. Статор электродвигателя встроен в алюминиевый литой корпус с коробкой выводов и усиленными элементами крепления к уплотняющей части - разделительному листу. Вал ротора опирается на подшипники. Дебаласные регулируемые узлы закрыты защитными кожухами. В коробке вывода вибраторов установлена клемная панель для соединения статора с токоведущим кабелем ПЧ, который в свою очередь предназначен для преобразования трехфазного тока промышленной частоты 50 Гц в переменный ток средней частоты в диапазоне от 0,2 до 200 Гц. Это позволяет обеспечивать бесступенчатое регулирование скорости вращения асинхронных двигателей типовых площадочных вибраторов кассеты.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена схема управления предлагаемого уплотняющего устройства, фиг.2 - график работы генератора треугольных импульсов.
На представленном чертеже (фиг.1) изображена схема управления предлагаемого уплотняющего устройства для бетонной смеси в кассетной установке.
Предлагаемое устройство содержит следующие агрегаты и узлы: кассетную форму, состоящую из формовочных отсеков, каждая пара из которых содержат тепловые отсеки 1, между которыми установлены нижний и боковые борта 2 и гибкий разделительный лист 3, с закрепленными на торцах электромеханическими вибраторами 4, который осуществляет воздействие на бетонную смесь 5. Вибровозбудители 4 подключены к запитанному от электрической сети общего назначения ПЧ 6, аналоговые вводы которого подключены к ГТИ 7.
Предлагаемое устройство работает следующим образом:
Расположенный между тепловыми отсеками 1, нижним и боковыми бортами 2 разделительный лист 3 посредством вибровозбудителей 4 воздействует своими колебаниями на бетонную смесь 5.
При этом в зависимости от геометрических размеров изделий, наличия бортоснастки и проемообразователей в формовочных отсеках необходимо задавать резонансный диапазон колебаний разделительному листу 3 в бетоне.
Заранее определенная и обобщенная информация, охватывающая резонансные частоты всех разделительных листов в бетоне кассетной формы, задается на ГТИ 7 в виде алгоритма изменения выходного напряжения, который в свою очередь воздействует на входные цепи управления ПЧ 6. Устройство работает в двух режимах:
1. Плавный разгон двигателей вибровозбудителей 4 до частоты вращения Nmax (соответствующей усредненному окончанию диапазона резонансных колебаний каждого из всех разделительных листов 3 в бетоне кассетной формы) в течение времени Т1, где Nmax соответствует напряжению ГТИ 7 Umax.
2. Рабочий режим, при котором частота вращения двигателей вибровозбудителей 4 изменяется от Nmin (соответствующей усредненному началу диапазона резонансных колебаний каждого из всех разделительных листов 3 в бетоне кассетной формы) до Nmax в интервале Т и, соответственно, напряжение на выходе ГТИ 7 изменяется от Umin до Umax и обратно.
На фиг.2 представлен график работы ГТИ 7.
Оператор имеет возможность настраивать заранее известные ему три параметра ГТИ 7: Umin, Umax и период Т, с помощью панели управления, состоящей из трех кнопок: «ввод», «минус», «плюс». Выбор параметров и его текущее состояние отражается на дисплее генератора.
Режим плавного разгона двигателей вибровозбудигелей 4 действует при каждом включении устройства системы «ГТИ 7 - ПЧ 6». Параметры Umin, Umax и Т сохраняются после отключения питания устройства.
Пример.
Типовые площадочные электромеханические вибраторы ИВ98, расположенные по торцам разделительных листов кассетной формы, создают виброуплотнение на частоте ~50 Гц с амплитудой 0,05-0,1 мм при формировании плит перекрытия ~6*3*0,16 при полном отсеке бетона, что вынуждает на практике применять высокоподвижную бетонную смесь с O.K. 14-16 см и более. Применение уплотняющего устройства с ПЧ и подключенными к его аналоговым вводам ГТИ запрограммированным на работу в диапазоне резонансных колебаний от Nmin ~75 Гц до Nmax ~85 Гц и обратно позволит увеличить амплитуду смещений в плоскости перпендикулярной поверхности щитов в среднем до 0,3 мм, что позволит применять менее подвижную бетонную смесь с O.K. до 7-8 см, что, в свою очередь, позволит снизить расход цемента от 7%, не изменяя временной режим виброуплотнения.
Таким образом, предлагаемое устройство содержит простую и надежную в эксплуатации схему управления, позволяет повысить вибровоздействие, не изменяя конструкцию существующей кассетной установки и не меняя временной режим виброуплотнения. Применение предлагаемого устройства позволит повысить амплитуду и частоту колебаний вибровоздействия на бетонную смесь и, тем самым, позволит применять менее подвижные бетонные смеси с более низким расходом цемента, с менее затратным режимом термообработки в технологии формования изделий вертикальным способом в кассетных установках.