РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ПОСЫПНОГО МАТЕРИАЛА

Полезная модель относится к строительству, в частности к устройствам для распределения сыпучих материалов на плоской поверхности при производстве бетонных полов с упрочненным слоем.
Известно изобретение «Навесное разбрасывающее оборудование» по патенту РФ №2008389, МПК E01C 19/20, с приоритетом от 07.07.1992 г. на имя Арзамасского завода коммунального машиностроения, авторов Лисина В.И., Парамонова А.И., Карюхина А.Н., опубликованному в Официальном бюллетене РФ 28.02.1994 г.
Устройство для распределения сыпучих материалов по дорожному покрытию включает смонтированный на раме бункер с нижним раздаточным отверстием и горизонтально расположенный под бункером разбрасывающий ротор с приводом. Разбрасывающий ротор выполнен в виде расположенного вдоль движения цилиндра и снабжен продольными выступами на внешней поверхности. Сбоку и снизу разбрасывающий ротор с зазором охвачен кожухом. Кожух имеет форму усеченного цилиндра с криволинейным срезом по образующей. Бункер снабжен механизмом встряхивания, кулачок которого смонтирован на поверхности разбрасывающего ротора. В днище бункера выполнены щели, ширина которых равна размеру зазора между разбрасывающим ротором и кожухом.
Сущностью данного устройства, которое может быть выполнено навесным или прицепным к тротуароуборочной машине, является разбрасыватель, обеспечивающий равномерное распределение сыпучего материала по дорожному покрытию в зависимости от положения кромки кожуха относительно ротора. Сыпучий материал разбрасывается вначале вправо по направлению движения, а затем по мере увеличения охвата кожухом ротора равномерно по всей длине тротуара.
Недостатком описанного разбрасывателя является то, что сыпучий материал проходит через щели днища бункера и попадает на ротор только в результате встряхивания бункера. В противном случае возможно зависание сыпучего материала в бункере и как следствие непопадание его на захватывающие выступы ротора.
Известна также и наиболее близка по технической сущности к заявляемому решению полезная модель «Распределитель посыпного материала» по патенту РФ №61299, МПК E01C 19/20, с приоритетом от 09.10.2006 г.на имя ООО «Арктик Машин-Р» автора Яшина В.П., опубликованному в Официальном бюллетене РФ 27.02.2007 г., которая принимается в качестве прототипа.
Устройство устанавливается на прицепной колесной раме позади базового транспортного средства. Распределитель посыпного материала содержит оснащенный средствами дробления материала бункер-накопитель, сужающийся книзу, где поперечно горизонтально размещен выгрузной вал с выступами. По всей длине выгрузного вала выполнена постоянная выпускная щель регулируемой ширины для дозирования и сортировки материала. Регулирование дозирования посыпки осуществляется посредством регулировочной заслонки под выгрузным валом, положение которой относительно вала управляется регулирующим элементом. Сверху бункера-накопителя установлена сортировочная оградительная решетка. Распределитель материала для герметичности стыка стенок бункера-накопителя и выгрузного вала с выступами по всей его длине содержит на нижних краях пластин бункера-накопителя резиновые пластины. В распределителе предусмотрена возможность вращения выгрузного вала и средств дробления через систему кинематических передач от общего приводного двигателя. Приводным двигателем является гидромотор с питанием от гидросистемы базового транспортного средства. При работе распределителя посыпной материал не выбрасывается на поверхность, а выжимается через щель между заслонкой и выгрузным валом. Дозирование распределяемого материала определяется скоростью вращения выгрузного вала и шириной щели между валом и заслонкой.
Ширина посыпки распределяемого материала практически постоянна и равна длине выгрузного вала. Посыпной материал распределяется ровными слоями и с максимальной крупностью частиц, определяемой шириной щели.
Указанный распределитель может использоваться как для распределения песка и химических антигололедных реагентов при зимнем содержании объектов различной ширины населенных пунктов, так и для распределения удобрений в сельском хозяйстве.
Однако в условиях непрерывного технологического процесса укладки бетона при больших объемах единовременного бетонирования, когда на свежеуложенный бетон наносится специальная строительная смесь для упрочнения бетонного пола, данный распределитель посыпного материала непригоден. Несмотря на то, что в указанном распределителе регулируемая заслонка с управлением от общего привода гидросистемы транспортного средства способствует дозированию и равномерному распределению посыпного материала, элементы регулирования работы данного устройства, не позволяют контролировать скорость и точность дозирования материала по соблюдению нормы его внесения на единицу площади. Не представляется возможным управление началом равномерного высыпания материала на обрабатываемую поверхность, так как при открывании заслонки посыпной материал сначала сбрасывается в виде кучки, и только затем начинает высыпаться равномерно. Неравномерность нанесения посыпного материала в начальный момент может привести к отслоению верхнего упрочняющего слоя бетона.
Кроме того, внесение посыпного материала на поверхность свежеуложенного бетона с использованием описанного распределителя возможно только после первичной обработки бетона бетоноотделочными машинами в связи с тем, что иначе ходовые колеса распределителя проваливаются в бетон. Указанный распределитель посыпного материала имеет низкую производительность, так как длина выгрузного вала может быть не более 1 м, а вместимость бункера-накопителя составляет всего 50 кг.
Задачей заявляемой полезной модели является создание распределительного устройства, обеспечивающего точность дозирования посыпного материала, наносимого на единицу поверхности, равномерность его нанесения при высокой производительности.
Указанная задача решается за счет того, что распределитель посыпного материала представляет собой оснащенный устройством крепления к транспортному средству бункер-накопитель, который вверху снабжен защитно-сортировочной сеткой, а внизу - расположенным вдоль выпускной щели выгрузным валом с выступающими элементами, при этом выгрузной вал кинематически связан с гидравлической системой транспортного средства, причем бункер-накопитель выполнен в виде сужающегося книзу вытянутого и закругленного в донной части лотка, выступающие элементы выгрузного вала выполнены в виде продольных прямоугольных ребер, которые равномерно закреплены на поверхности вала радиально с образованием каждой соседней парой ребер V-образного сектора-дозатора, объем которого обеспечивает при заданной скорости вращения выгрузного вала норму внесения посыпного материала на обрабатываемую поверхность, причем ребра выполнены высотой, при которой их кромка по крайней мере, в двух ближайших секторах справа и слева от сектора, располагающегося при вращении выгрузного вала над выпускной щелью, образует с донной частью лотка зазор, препятствующий ненормированному высыпанию материала через выпускную щель, а устройство крепления позволяет устанавливать вытянутый лоток бункера-накопителя на выдвигающуюся стрелу транспортного средства (например, погрузчик с телескопически выдвигаемой вперед стрелой) поперек направления ее движения. При этом выгрузной вал гидроприводом связан с гидравлической системой транспортного средства, на которое установлен распределитель посыпного материала.
При этом количество ребер выбирается исходя из размеров бункера-накопителя, заданной нормы внесения посыпного материала и скорости вращения вала.
Зазор, образуемый кромкой ребер с закругленной донной частью лотка, обеспечивает беспрепятственное прохождение ребер в донной части лотка бункера-распределителя при вращении выгрузного вала и выбирается с учетом размера фракций посыпного материала для предотвращения пересыпания материала к выпускной щели из по крайней мере двух ближайших секторов-дозаторов справа и слева от сектора, располагающегося при вращении выгрузного вала над выпускной щелью. Указанное пересыпание материала может привести к ненормированному по сравнению с заданным объемом сектора-дозатора высыпанию материала через выпускную щель.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от прототипа выполнением бункера-накопителя в виде вытянутого и закругленного в донной части лотка, размещением его на выдвигающейся стреле транспортного средства, а также положением выгрузного вала над выпускной щелью бункера и оснащением его равномерно радиально закрепленными продольными прямоугольными ребрами. Важным отличием является закрепление ребер на поверхности вала радиально с образованием каждой соседней парой ребер одинаковых V-образных секторов-дозаторов, вместимость которых в зависимости от числа ребер при определенной скорости вращения выгрузного вала рассчитана на необходимое количество посыпного материала для обработки единицы площади. Важным является также то, что ребра выполнены высотой, при которой их кромка образует с донной частью лотка зазор, позволяющий ребрам беспрепятственно прокручиваться при вращении вала, но препятствующий ненормированному высыпанию материала через выпускную щель.
Конструкция бункера-накопителя, выполненного в виде вытянутого и закругленного в донной части лотка, позволяет использовать его для обеспечения точности дозирования и равномерности внесения посыпного материала без специально установленных, как в прототипе, средств дозирования и регулирования количества посыпного материала. В заявляемом решении продольные ребра в виде прямоугольных пластин функционально предназначены и для рыхления посыпного материала в бункере, и для образования мерного дозатора материала в момент перекрытия выпускной щели в качестве заслонки. Осуществлению мерного дозирования материала способствует образование ребрами V-образных секторов заданного одинакового объема, каждый из которых при вращении вала последовательно оказывается над выпускной щелью при одновременном перекрытии ребрами вала всего остального объема материала, находящегося в лотке бункера, что препятствует ненормированному высыпанию материала через выпускную щель. Вместимость этих секторов определяется исходя из нормы внесения посыпного материала для обработки единицы площади при определенной скорости вращения выгрузного вала.
Принципиальным для распределителя посыпного материала является и то, что бункер-накопитель выполнен в виде сужающегося книзу, вытянутого лотка, так как длина выгрузного вала в нижней части лотка определяет ширину обрабатываемой посыпным материалом поверхности пола. Существенным является также то, что бункер-накопитель распределителя размещен на выдвигающейся стреле транспортного средства (например, погрузчике с телескопически выдвигаемой вперед стрелой), длина которой определяет длину обрабатываемой посыпным материалом поверхности.
При производстве промышленных бетонных полов для создания упрочненного слоя на свежеуложенный бетон равномерно наносится специальная строительная сухая смесь. При больших объемах процесс укладки бетона является непрерывным, поэтому своевременность и быстрота, а также правильное дозирование и непрерывная равномерность нанесения такой смеси определяют прочность и качество поверхности пола. Заявляемое техническое решение позволяет обеспечить высокую производительность и качество работ за счет выполнения бункера в виде лотка большой протяженности, который подвешивается на выдвигаемой вперед стреле транспортного средства, при равномерном перемещении которой выгрузной вал бункера совершает необходимое число оборотов для внесения заданного количества материала на определенную площадь обрабатываемой поверхности. При этом точность обеспечивается за счет дозированного высыпания посыпного материала через выпускную щель с помощью одинаковых секторов-дозаторов, образованных продольными ребрами, равномерно радиально закрепленных на выгрузном валу бункера.
Кроме того, как указывалось ранее, использование прототипа для внесения посыпного материала на поверхность свежеуложенного бетона возможно только после первичной обработки бетона бетоноотделочными машинами в связи с тем, что устройство устанавливается на прицепной колесной раме позади базового транспортного средства, ходовые колеса которого проваливаются в свежеуложенный бетон. При использовании заявляемого технического решения бункер-накопитель распределителя размещен на выдвигаемой стреле транспортного средства, например телескопической стреле погрузчика, в результате чего само транспортное средство вообще не ездит по свежеуложенному бетону, что позволяет исключить операцию первичной обработки бетона дисковыми машинами.
В частном случае выполнения распределителя посыпного материала количество продольных прямоугольных ребер, которые равномерно и радиально закреплены на поверхности вала с образованием одинаковых секторов-дозаторов, находится в интервале 12≤n≤24, так как экспериментально установлено, что такое количество ребер является оптимальным. Если число продольных ребер вала будет меньше 12, то материал будет высыпаться из бункера неравномерно, а если число ребер будет больше 24, то возможно забивание межреберного пространства крупными фракциями посыпного материала.
В другом частном случае выполнения распределителя посыпного материала, ребра выгрузного вала выполнены высотой, при которой их кромка образует с закругленной донной частью лотка зазор, величина которого находится в интервале 5-6 мм. Такая величина зазора установлена экспериментально для посыпных материалов, используемых для упрочения свежеуложенного бетона. Оптимальная величина зазора позволяет ребрам беспрепятственно прокручиваться при вращении вала, но препятствует ненормированному высыпанию материала через выпускную щель.
В третьем частном случае выполнения распределителя посыпного материала ширина выпускной щели бункера-накопителя находится в интервале 10-12 мм. Пределы указанного интервала установлены экспериментально для посыпных материалов, используемых для упрочения свежеуложенного бетона, исходя из нормы их нанесения, скорости вращения выгрузного вала и скорости перемещения выдвигающейся стрелы транспортного средства.
В четвертом частном случае выполнения распределителя посыпного материала бункер-накопитель с одного из торцов снабжен двумя транспортными колесами, а с противоположного торца - рукоятью. Наличие транспортных колес на одном конце бункера и рукояти на другом обеспечивает возможность перемещения одним человеком незагруженного распределительного устройства (без посыпного материала) по земле, что увеличивает удобство эксплуатации заявляемого устройства.
Полезная модель поясняется следующими графическими материалами: На фиг.1 представлена схема распределителя посыпного материала: а) вид с торца в разрезе; б) вид сверху (частично сняты: сетка, вал с ребрами). На фиг.2 представлена фотография распределителя посыпного материала. На фиг.3 представлена фотография общего вида распределителя, размещенного на выдвинутой стреле транспортного средства.
Заявляемое распределительное устройство (фиг.1) в общем случае выполнения представляет собой бункер-накопитель 1, выполненный в виде сужающегося книзу, вытянутого и закругленного в донной части лотка, снабженный в верхней части защитно-сортировочной сеткой 2 и имеющий внизу по всей длине лотка открытую выпускную щель 3, над которой размещен выгрузной вал 4, на поверхности которого радиально на равном расстоянии друг от друга закреплены продольные ребра 5 в виде прямоугольных пластин. Каждая пара соседних ребер 5 образует V-образный сектор- дозатор 6.
Ребра 5 выполнены высотой, при которой их кромка, по крайней мере, в двух ближайших секторах справа и слева от сектора, который при вращении выгрузного вала 4 располагается над выпускной щелью 3, образует с закругленной донной частью лотка зазор 7. Бункер 1 на тыльной стороне посередине снабжен специальным устройством крепления 8 на стреле транспортного средства (не показано). Устройство крепления 8 выполнено с возможностью установки бункера-накопителя 1 на выдвигающуюся стрелу транспортного средства в поперечном положении относительно направления перемещения последней. Выгрузной вал 4 снабжен гидроприводом, который через систему передач связан с независимой гидравлической линией на конце стрелы транспортного средства, управляемой с места машиниста.
В первом частном случае выполнения распределитель посыпного материала имеет те же составные элементы, что и в общем случае выполнения, с уточнением того, что количество ребер 5 находится в интервале 12≤n≤24.
Во втором частном случае выполнения распределитель посыпного материала имеет те же составные элементы, что и в общем случае выполнения, с уточнением того, что ребра 5 выполнены высотой, при которой их кромка образует с закругленной донной частью лотка зазор 7, величина которого находится в интервале 5-6 мм.
В третьем частном случае выполнения распределитель посыпного материала имеет те же составные элементы, что и в общем случае выполнения, с уточнением того, что ширина выпускной щели 3 бункера-накопителя 1 находится в интервале 10-12 мм.
В четвертом частном случае выполнения распределитель посыпного материала имеет те же составные элементы, что и в общем случае выполнения, за исключением того, что он дополнительно оснащен с одного конца бункера 1 двумя транспортными колесами 9, а с другого конца - рукоятью 10.
Заявляемое устройство (фиг.1) в общем случае работает следующим образом. Незагруженный бункер-накопитель 1 с помощью устройства крепления 8 закрепляется на стреле транспортного средства. В лоток бункера-накопителя 1 через защитно-сортировочную сетку 2 засыпается упрочняющий материал. Стрела транспортного средства с закрепленным на ней распределительным устройством выдвигается машинистом над обрабатываемой поверхностью. При перемещении стрелы в обратном направлении и включении гидромотора осуществляется вращение выгрузного вала 4. При этом материал, засыпанный в бункер-накопитель 1, дозируется ребрами 5 в секторах 6 и высыпается через выпускную щель 3 на обрабатываемую поверхность. Зазор 7, образуемый кромкой ребер 5 с закругленной донной частью лотка бункера-накопителя 1, позволяет беспрепятственно прокручиваться ребрам 5 при вращении вала 4, но препятствует ненормированному высыпанию материала через выпускную щель 3.
В первом, втором и третьем частных случаях выполнения заявляемое устройство работает так же как и в общем случае с уточнением параметров:
- количество ребер 5 находится в интервале 12≤n≤24;
- величина зазора 7 находится в интервале 5-6 мм;
- ширина выпускной щели 3 находится в интервале 10-12 мм.
В четвертом частном случае выполнения заявляемое устройство работает так же как и в общем случае за исключением того, что при помощи рукояти 10 и транспортных колес 9 незагруженный бункер-накопитель 1 перед началом работы подкатывается одним человеком по земле к транспортному средству для установки и закрепления на его выдвигаемой стреле, а по окончании работы - также откатывается к месту хранения.
Для осуществления полезной модели могут быть использованы известные и применяемые в данной области техники конструктивные узлы, комплектующие детали, элементы и материалы, в том числе элементы гидравлики, резинотехнические изделия и крепежные элементы.
Транспортное средство должно обеспечивать дистанционно управляемое из кабины водителя равномерное перемещение распределителя посыпного материала при нахождении его в строго горизонтальном положении на уровне не более 20-50 см от обрабатываемой поверхности. В качестве транспортного средства может быть использован, например телескопический погрузчик, в т.ч. с поворотной башней, имеющий грузоподъемность более 500 кг при максимальном вылете стрелы до 19 м, выбранный из модельных рядов погрузчиков MERLO или DIECI PEGASUS, а также погрузчики модели ВОВ CAT, которые обладают повышенной маневренностью, устойчивостью и способностью опускать установленное оборудование для распределения посыпного материала до уровня 20-50 см от обрабатываемой поверхности.
Данные модели погрузчиков позволяют закрепить распределитель посыпного материала с помощью расположенного на тыльной стороне бункера-накопителя устройство крепления, и имеют свободную гидравлическую линию для привода навесного оборудования, которая на конце стрелы оснащена унифицированными быстросъемными соединениями. В составе гидросистемы данного оборудования содержится дроссель, регулирующий давление в системе, с помощью которого при необходимости изменяется скорость вращения выгрузного вала. Для плавности вращения вала может быть использован понижающий червячный редуктор с передаточным числом 1:20, установленный в кинематической системе привода выгрузного вала.
При производстве промышленных бетонных полов для создания упрочненного слоя на свежеуложенный бетон равномерно наносится специальная строительная сухая смесь «Топпинг» (Niadur, Master Top 450, Level Top или др.), которая после отвердения бетонной стяжки втирается бетоноотделочными машинами до полного отвердения поверхности. После этого поверхность забетонированного пола приобретает не только высокую прочность, но и равномерную окраску при использовании цветного «Топпинга».
Ниже приведен пример конкретного выполнения заявляемого устройства, представленного на фотографиях (фиг.2, 3).
3
3
2
Лоток бункера-накопителя распределителя изготовлен из стального листа толщиной 2 мм с радиусом закругления в донной части 50 мм. Лоток бункера-накопителя в верхней части оснащен тремя вставными сетками с размером ячеек 20×20 мм, а в нижней части имеет открытую выпускную щель шириной 12 мм. Над выпускной щелью размещен выгрузной вал длиной 2500 мм, который для уменьшения массы оборудования выполнен полым. На поверхности выгрузного вала равномерно и радиально закреплены 12 продольных ребер, которые выполнены в виде прямоугольных пластин толщиной 2 мм и высотой 24 мм. Каждая соседняя пара ребер образует V-образный сектор-дозатор. Во избежание ненормированного высыпания материала через выпускную щель зазор между кромкой ребер и донной частью лотка бункера-накопителя образован величиной 6 мм. Устройство крепления выполнено в виде металлических сварных кронштейнов из профильной стальной трубы 50x50 мм с отверстием для установки в них пальца. Для обеспечения постоянной скорости перемещения стрелы погрузчика частота вращения двигателя погрузчика составляет 1000 об/мин. Стрела погрузчика выдвигается машинистом над полом до 6 м. При включении гидромотора стрела задвигается, выгрузной вал вращается, а «Топинг» дозируется ребрами в V-образных секторах и высыпается через выпускную щель на обрабатываемую поверхность со свежеуложенным бетоном. При плотности посыпного материала 1,48 г/м при перемещении стрелы погрузчика на расстояние 1 м за один оборот вала на обрабатываемую бетонную поверхность площадью 1 м вносится 5 кг «Топинга». Рабочий цикл при емкости лотка бункера-накопителя 200-250 кг составляет 3 минуты. За это время в 2-3 прохода осуществляется широкополосное шириной 2,5 м внесение посыпного материала на бетонную поверхность, площадь которой составляет до 30-45 м. После этого для продолжения работы необходимо произвести загрузку очередной партии материала в бункер-накопитель. Изменением числа оборотов выгрузного вала с помощью регулировочного дросселя в системе управления гидромотора и соответственно скорости перемещения стрелы погрузчика достигается изменение параметров дозирования количества вносимого материала на единицу площади.