УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СЫПУЧИХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR MOULDING OF PRODUCTS FROM LOOSE DISPERSED MATERIALS

Изобретение относится к области формования изделий и полуфабрикатов из различных порошкообразных и композиционных сыпучих материалов и может быть применено в различных областях промышленности и строительства.
Под сыпучими композиционными и порошкообразными материалами понимаются грунты, бетонные смеси, керамические массы, огнеупорные массы, формовочные составы литейного производства, металлические порошки и тому подобные материалы.
Известно устройство для осуществления открытых неравновесных необратимых процессов самоорганизации при формовании и уплотнении сыпучих сред, содержащее приводное средство для воздействия на рабочий агент, поступающий на рабочую позицию, отличающееся тем, что приводное средство для воздействия на рабочий агент выполнено в виде платформы, смонтированной с возможностью одновременного продольного, бокового и вертикального перемещения для осуществления открытых необратимых непрерывных процессов обработки (патент №2085400, 29.10.93 г., B44C 1/24, 5/04, B44D 3/06).
Наиболее близким по своей технической сущности к заявляемому изобретению является устройство для формования изделий из сыпучих дисперсных материалов, содержащее раму, привод, набивающий элемент в виде нагнетающей плиты, стабилизирующий элемент, препятствующий вытеснению обрабатываемого порошкообразного материала из формы, и приспособление для подачи материала в форму под рабочую поверхность плиты, причем рабочая поверхность плиты выполнена в виде конуса, и при этом плита соединена с приводом, обеспечивающим плите возможность совершения кругового качания вокруг вершины конуса, а приспособление выполнено в виде примыкающих к плите с зазором и охватывающих ее по контуру стенок бункера (патент РФ №2175699, 10.05.2000, E01C 19/22, B28B 13/02, E02D 3/02).
Недостатком такого устройства является то, что стенки бункера примыкают к нагнетающей плите с зазором и охватывают ее по контуру для удержания плиты от совместного вращения с валом привода. Такое устройство вызывает износ бункера и шум от соприкосновения нагнетающей плиты с ограничивающими ее стенками бункера.
В основу изобретения положена задача создания устройства для формования изделий из сыпучих дисперсных материалов, в котором устраняется износ и шум от соприкосновения стенок бункера с нагнетающей плитой.
Поставленная задача решается тем, что в известном устройстве для формования изделий из сыпучих дисперсных материалов, содержащем раму, по меньшей мере, одну нагнетающую плиту с рабочей поверхностью в виде конуса, привод, обеспечивающий плите возможность совершения кругового качания вокруг вершины конуса, стабилизирующее устройство, препятствующее вытеснению обрабатываемого порошкообразного материала в отформованную часть изделия, и бункер для подачи материала в форму под рабочую поверхность плиты, каждая нагнетающая плита снабжена двумя поводками, каждый из которых смонтирован шарнирно одним концом на нагнетающей плите с противоположных сторон относительно оси конуса, а вторым концом на качаемом элементе, закрепленном на раме.
Кроме того, поводки расположены параллельно друг другу.
А также тем, что поводки имеют одинаковую длину.
Кроме того, в качестве качаемого элемента используется бункер.
А также тем, что в качестве качаемого элемента используется рычаг.
Поставленная задача решается также тем, что шарниры, посредством которых поводки закреплены на нагнетающей плите, располагаются в одной плоскости, перпендикулярной оси конуса, а шарниры, посредством которых поводки закреплены на качаемом элементе, располагаются в одной плоскости, перпендикулярной оси, вокруг которой происходит круговое качание нагнетающей плиты.
Изобретение позволяет обрабатывать широкую гамму материалов, в том числе грунты, грунтосмеси, бетонные смеси, керамические массы, и может быть использовано при изготовлении различных строительных изделий (плиты, блоки, стойки, перемычки и прочее), при сооружении дорожного полотна, при изготовлении огнеупорных изделий, при производстве топливных угольных брикетов и др.
На фиг.1 изображено устройство для формования изделий из сыпучих дисперсных материалов с одним нагнетающим конусом, в котором качаемым элементом является бункер, вид спереди. На фиг.2 изображено то же устройство, вид сбоку. На фиг.3 изображено устройство, в котором качаемым элементом является рычаг.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - рама,
2 - форма,
3 - привод,
4 - нагнетающая плита,
5 - рабочая поверхность в виде прямого кругового конуса,
6 - стабилизирующее устройство,
7 - бункер,
8 - поводок,
9 - шарнир на нагнетающей плите,
10 - шарнир на качаемом элементе,
11 - вал,
12 - эксцентрик,
13 - подшипник,
14 - рычаг.
Устройство для формования изделий из сыпучих дисперсных материалов (фиг.1 и 2), содержит раму 1, которая может быть установлена либо на колесах для возможности осуществления продольного перемещения устройства вдоль формуемого изделия, либо стационарно, а продольное перемещение вдоль формуемого изделия осуществляется за счет перемещения формы 2, привод 3, нагнетающую плиту 4, рабочая поверхность которой выполнена, например, прямым круговым конусом 5, стабилизирующее устройство 6, препятствующее вытеснению обрабатываемого порошкообразного материала из формы, выполненное, например, в виде плоской пластины, и бункер 7, служащий для подачи материала в форму под рабочую поверхность плиты, к которой с зазором примыкают стенки бункера, а также два параллельных одинаковой длины поводка 8, которые препятствуют вращению нагнетающей плиты 4. Каждый поводок закреплен одним концом посредством шарниров 9 на нагнетающей плите, а вторым концом посредством шарниров 10 на качаемом элементе, в качестве которого использован бункер 7, закрепленный на раме 1 с возможностью качания.
Поводки 8 на нагнетающей плите 4 крепятся таким образом, чтобы их места закрепления располагались с разных сторон от оси конуса 5.
При этом шарниры 9, посредством которых поводки 8 закреплены на нагнетающей плите 4, располагаются в одной плоскости, перпендикулярной оси конуса 5, а шарниры 10, посредством которых поводки 8 закреплены на бункере 7, располагаются в одной плоскости, перпендикулярной оси, вокруг которой происходит круговое качание нагнетающей плиты 4.
Механизм кругового качания нагнетающей плиты 4 вокруг вершины конуса 5 может быть выполнен, например, в виде соединенного с приводом 3 вала 11, на котором с наклоном по отношению к оси вала 11 закреплен эксцентрик 12. На эксцентрике посредством подшипников 13 установлена нагнетающая плита 4. При этом нагнетающая плита 4 установлена таким образом, чтобы вершина конуса 5 совпадала с точкой пересечения оси вращения вала 11 с осью эксцентрика 12.
В частном случае рабочая поверхность конуса 5 выполняется так, чтобы при круговом качании плиты 4 образующие конуса 5 в одном из крайних положений совпадали с плоскостью верхней поверхности формуемого изделия.
Стабилизирующее устройство 6 соединено с бункером 7, при этом поверхность, соприкасающаяся с обрабатываемым материалом, совпадает с проектной поверхностью формуемого изделия.
Наличие зазоров между стенками бункера 7 и нагнетающей плитой 4 обеспечивает беспрепятственное круговое качание нагнетающей плиты 4.
Вариант выполнения устройства (фиг.3) отличается от вышеописанного тем, что качаемым элементом является рычаг 14. Рычаг 14 закреплен на раме 1 и может качаться от движения нагнетающей плиты 4, которое передается посредством поводков 8. Аналогично вышеописанной схеме шарниры 10, посредством которых поводки 8 закреплены на рычаге 14, располагаются в одной плоскости, перпендикулярной оси, вокруг которой происходит круговое качание нагнетающей плиты 4.
Если устройство снабжено несколькими нагнетающими плитами, смонтированными в ряд, то одна нагнетающая плита посредством параллельно закрепленных поводков одинаковой длины может быть соединена с бункером, закрепленным на раме с возможностью качания, а другие нагнетающие плиты соединены двумя поводками каждая со своим рычагом. Рычаги аналогичным образом установлены на раме.
Устройство работает следующим образом.
Устройство устанавливают в начале формуемого изделия, которое может изготавливаться в форме 2, либо в другом формообразующем приспособлении. Если изделие формуется в отдельных формах, то устройство либо форма 2 устанавливаются относительно друг друга так, чтобы передний поперечный борт формы находился под пластиной стабилизирующего устройства 6 со стороны примыкания к ней нагнетающей плиты 4.
Включают привод 3, который приводит во вращение вал 11 с закрепленным на нем эксцентриком 12. При этом смонтированная на эксцентрике 12 нагнетающая плита 4 совершает круговое качание без вращения. Поводки 8, закрепленные по обе стороны от оси конуса, совпадающей с осью вращения, блокируют возможность вращения плиты на эксцентрике 12, но не препятствуют круговому качанию плиты 4, так как соединены с подвижно закрепленным бункером 7, который качается совместно с поводками.
Если поводки 8 не параллельны друг другу, имеют разную длину, то нагнетающая плита 4 при круговом качании будет совершать крутильные колебания на эксцентрике 12. При этом разность длин и не параллельность должны не превышать величины, при которой крутильные колебания нагнетающей плиты 4 вызвали бы соприкосновения последней со стенками бункера 7.
Вслед за включением привода 3 производят подачу материала в бункер 7, откуда материал попадает под рабочую поверхность 5 нагнетающей плиты 4 при ее подъеме. Совершая круговое качание, нагнетающая плита своей рабочей поверхностью 5, которая попеременно поднимается и опускается, нагнетает (вдавливает) в форму 2 попадаемый под нее формуемый материал.
При достижении момента обратного выпирания перед нагнетающей плитой 4 и выше уровня верхней поверхности формуемого изделия перемещают устройство, продолжая подачу материала, относительно формы 2, либо форму 2 относительно устройства в направлении незаполненной части формы до полного ее заполнения и выхода плиты 4 за пределы формы 2. При этом перемещение устройства либо формы 2 осуществляют только при сохранении обратного выдавливания формуемого материала перед нагнетающей плитой 4. После выхода плиты 4 за пределы формы процесс формования изделия заканчивается.
Работа устройства, в котором подвижным элементом является рычаг, осуществляется аналогично вышеописанному. При круговом качании нагнетающая плита 4, соединенная с рычагом 14 посредством двух параллельных поводков 8, увлекает его в колебательное движение. При этом нагнетающая плита 4 осуществляет круговое качание без вращения на эксцентрике 12 за счет того, что поводки, закрепленные по обе стороны от оси конуса, совпадающей с осью вращения, блокируют возможность вращения плиты на эксцентрике, но не препятствуют круговому качанию плиты.
Работа устройства с несколькими нагнетающими плитами отличается тем, что перемещение устройства относительно формы либо формы относительно устройства осуществляют при условии наличия обратного выдавливания формуемого материала перед всеми нагнетающими плитами.