ВИБРОУСТАНОВКА ДЛЯ СКОРОСТНОГО ПРОИЗВОДСТВА ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ТРУБЧАТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ

Полезная модель относится к строительной промышленности, а именно - к производству трубчатых кольцеобразных строительных элементов из армированных или неармированных смесей на основе бетона и предназначена для скоростного производства изделий, используемых в канализационных сетях, водоснабжении, в строительстве мусоропроводов и подобных сферах для транспортировки текучих, сыпучих продуктов или использования в качестве экранирующего покрытия.
Известна виброустановка производства железобетонных трубчатых элементов, содержащая емкостной коробчатый фундамент с открытой вверх полостью с отбортовками наружу и выполненным в ее средней части постаментом, на котором закреплены столбовые опоры, с установленным на них виброустройством, включающим в себя дебалансный двигатель, поддон, конструктивно соединенный с сердечником и свободно охватывающую его опалубку в виде цилиндра, установка снабжена нижним и верхним торцевыми кольцами с круговыми выступами, ориентированными навстречу друг другу для изготовления нижней стыковочной канавки и ответной верхней стыковочной канавки, обеспечивающей сопряжение с нижней канавкой следующего стыкуемого трубчатого элемента, а в верхней части опалубки размещено затирочное устройство с верхним торцевым кольцом, снабженное силовым цилиндром его вертикального перемещения и кривошипно-шатунным механизмом тангенциального перемещения, при этом указанные механизмы установлены на поворотной раме, шарнирно соединенной одним концом с неподвижной стойкой, закрепленной на фундаменте, а другим концом установленной на подвижной стойке на опорных телах вращения, установка снабжена затвором подвижной стойки поворотной рамы, втулками для образования боковых отверстий на кольце и лестницей, установленной на днище фундамента и прикрепленной к настилу покрытия поверхности фундамента (патент РФ №70189, МПК-8 В28В 21/14).
Данное техническое решение является наиболее близким к изобретению, поэтому принято за прототип.
Недостатком прототипа являются невысокая производительность из-за сложной конструкции и эксплуатационными затруднениями при управлении механизмом поворотной рамы, повышенные энергозатраты и недостаточное качество готового изделия из-за снижения прочности его наружного поверхностного слоя вследствие смещения частиц материала из-за высокого трения на поверхности скольжения изделия при выгрузке из установки. Это обусловлено тем, что на трубчатом элементе площадь указанной поверхности является наибольшей, за счет чего создается наибольшее сопротивление скольжению бетона по поверхности цилиндра опалубки. Увеличение сопротивления скольжению на поверхности контакта требует увеличения вертикальной силы для вытаскивания изделия, которая в свою очередь, увеличивает сдвигающие усилия на частицы бетона, приводящие к его разупрочнению и выкрашиванию.
Указанные недостатки отсутствуют в заявленном техническом решении, имеющем менее сложную конструкцию за счет отсутствия второй неподвижной стойки и упрощения фиксации поворотной рамы, конструкции сердечника и оголовника опалубки. Повышение скорости изготовления, сохранения от поверхностного разупрочнения внешней поверхности изделия и снижение энергозатрат на выгрузку изделия из установки достигаются и тем, что скольжение изделия осуществляется по его внутренней поверхности, площадь которой значительно меньше площади наружной поверхности.
Технический результат от использования полезной модели заключается в повышении производительности установки, качества изделия, снижение энергозатрат и упрощении обслуживания.
Указанный технический результат получается за счет уменьшения силы сцепления (силы трения) изделия в контакте с сердечником при выгрузке изделия из установки, т.е. уменьшение разрушающего действия на частицы бетона. Кроме того, сокращается время изготовления, упрощается конструкция и повышается удобство эксплуатации при снижении времени на управление устройством.
Ниже приведены общие и частные существенные признаки, характеризующие причинно-следственную связь полезной модели с указанным техническим результатом.
Виброустановка для скоростного производства железобетонных трубчатых элементов, содержащая емкостной коробчатый фундамент с открытой вверх полостью с отбортовками наружу и выполненным в ее средней части постаментом, на котором закреплены столбовые опоры, с установленным на них виброустройством, включающим в себя дебалансный двигатель, поддон, конструктивно соединенный с сердечником и свободно охватывающую его опалубку в виде цилиндра, установка снабжена нижним и верхним торцевыми кольцами с круговыми выступами, ориентированными навстречу друг другу для изготовления нижней стыковочной канавки и ответной верхней стыковочной канавки, обеспечивающей сопряжение с нижней канавкой следующего стыкуемого трубчатого элемента, а в верхней части опалубки размещено затирочное устройство с верхним торцевым кольцом, снабженное силовым цилиндром его вертикального перемещения и кривошипно-шатунным механизмом тангенциального перемещения, при этом указанные механизмы установлены на поворотной раме, шарнирно соединенной одним концом с неподвижной стойкой, закрепленной на фундаменте, а другим концом установленной на подвижной стойке на опорных телах вращения, установка снабжена затвором подвижной стойки поворотной рамы, втулками для образования боковых отверстий на кольце и лестницей, установленной на днище фундамента и прикрепленной к настилу покрытия поверхности фундамента. Сердечник, жестко прикреплен к поддону виброустройства, на котором свободно установлена опалубка, причем указанное соединение опалубки с нижним кольцом выполнено быстроразъемным путем закрепления в нижней части опалубки опорного пояса, на котором равномерно по окружности прикреплены корпуса фиксаторов с размещенными в них пружинами, поджимающими вверх шток с рукояткой, шток снабжен в нижней части захватом с возможностью поджатия нижнего кольца в пределах заданного хода штока, свободно пропущенного через втулку, закрепленную на опалубке, к которой присоединена скоба для блокировки рукоятки штока в рабочем состоянии виброустановки. К опорному поясу равномерно по его наружной поверхности неразъемно присоединены, по крайней мере, две проушины с возможностью свободного сопряжения с соответствующими установочными штырями, жестко прикрепленными к поддону. Указанное нижнее кольцо снабжено равномерно распределенными по окружности технологическими опорами, высота которых превышает расстояние от захвата штока до поддона, который закреплен на опорах посредством амортизаторов. Цилиндрическая опалубка неразъемно соединена в верхней части с оголовником, на котором выполнены грузозахватные проушины, а его внутренняя поверхность выполнена в виде конфузора, сужающегося в сторону полости между сердечником и цилиндром, причем высота сердечника превышает высоту цилиндра на величину фаски, к оголовнику через упругие втулки прикреплен плоский фартук с штифтами вставляемыми в соответствующие отверстия в настиле, затирочное устройство выполнено в виде плоской крестообразной траверсы с выступами, разнесенными по ее концам, к которым прикреплено указанное верхнее кольцо. Траверса прикреплена с возможностью свободного вращения в горизонтальной плоскости к обойме с закрепленными в ней подшипниками качения, во внутренних кольцах которых установлен с фиксацией от продольных перемещений свободный конец штока гидроцилиндра двухстороннего действия указанного механизма вертикального перемещения затирочного устройства, упомянутый затвор подвижной стойки поворотной рамы состоит из двух щек, жестко закрепленных на настиле на расстоянии друг от друга, обеспечивающем свободное перемещение подвижной стойки, и задвижек, вставленных в отверстия в щеках с двух сторон стойки. Виброустановка снабжена насосной станцией, установленной на фундаменте и связанной магистралями с гидроцилиндром. Указанный постамент имеет квадратное поперечное сечение, по углам которого размещены указанные столбовые опоры, продольные оси которых совмещены с диагоналями квадрата.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где: на фиг.1 представлен общий вид установки; на фиг.2 - вид Д-Д на фиг.1; на фиг.3-вид А на фиг.1; на фиг.4 - вид Б - на фиг.1; на фиг.5 - вид В-В на фиг.1; на фиг.6 - вид I на фиг.1; на фиг.7 - вид Г-Г на фиг.3; на фиг.8 - вид II на фиг.3; на фиг.9 - вид Е-Е на фиг.3; на фиг.10 - вид Ж - на фиг.1; на фиг.11 - то же, что и на фиг.10, вид сбоку.
Виброустановка для скоростного производства железобетонных трубчатых элементов состоит из емкостного коробчатого фундамента 1 с открытой вверх полостью с отбортовками 2 наружу и выполненным в ее средней части постаментом 3, на котором закреплены столбовые опоры 4, с установленным на них виброустройством 5 (фиг.3), включающим в себя дебалансный двигатель 6, поддон 7. Поддон 7 конструктивно соединен с сердечником 8 и свободно охватывающую его опалубку 9, рабочая часть которой в базовом варианте устройства имеет форму цилиндра 10. Установка снабжена нижним 11 (фиг.8) и верхним 12 (фиг.6) торцевыми кольцами с круговыми выступами, ориентированными навстречу друг другу для изготовления нижней стыковочной канавки и ответной верхней стыковочной канавки, обеспечивающей сопряжение с нижней канавкой следующего стыкуемого трубчатого элемента. Трубчатый элемент может иметь форму кольца, отрезка трубы, соединительной муфты и подобных трубчатых элементов. Для различных целей сечение трубчатого элемента может быть круглым, овальным или граненным внутри или снаружи, в этом случае опалубка, сердечник, затирочные устройства имеют соответствующую конструкцию (не показано). В верхней части опалубки размещено затирочное устройство с верхним торцевым кольцом 12, снабженное силовым цилиндром 13 его вертикального перемещения и кривошипно-шатунным механизмом 14 тангенциального перемещения, при этом указанные механизмы установлены на поворотной раме 15, шарнирно соединенной одним концом с неподвижной стойкой 16, закрепленной на фундаменте 1, а другим концом установленной на подвижной стойке 17 на опорных телах вращения 18 (фиг.10). Установка снабжена затвором подвижной стойки 17 поворотной рамы 15. Для образования боковых отверстий на кольце 19 установлены втулки 20, которые имеют технологическое назначение, в том числе и для зацепления грузовых захватов при перегрузки готового изделия. Для удобства обслуживания установка снабжена лестницей 21, установленной на днище фундамента 1 и прикрепленной к настилу покрытия 22 поверхности фундамента 1. Сердечник 8, жестко прикреплен к поддону 7 виброустройства 5, на котором свободно установлена опалубка 9, причем указанное соединение цилиндра 10 опалубки 9 с нижним кольцом 11 выполнено быстроразъемным, путем закрепления в нижней части цилиндра 10 опорного пояса 23, на котором равномерно по окружности прикреплены корпуса 24 фиксаторов с размещенными в них пружинами 25, поджимающими вверх шток 26 с рукояткой 27. Шток 26 снабжен в нижней части захватом 28 с возможностью поджатия нижнего кольца 11 в пределах заданного хода штока, свободно пропущенного через втулку 29, закрепленную на цилиндре 10 опалубки 9, к которой присоединена скоба 30 для блокировки рукоятки 27 штока 26 в рабочем состоянии виброустановки.
Центровка опалубки 9 относительно поддона 7 осуществляется, посредством того, что к опорному поясу 23 равномерно по его наружной поверхности неразъемно присоединены, по крайней мере, две проушины 31 с возможностью свободного сопряжения с соответствующими установочными штырями 32, жестко прикрепленными к поддону 7.
Нижнее кольцо 11 снабжено равномерно распределенными по окружности технологическими опорами 33, высота которых превышает расстояние от захвата 28 штока 26 до поддона 7, который закреплен на опорах посредством амортизаторов 34. Цилиндрическая часть 10 опалубки 9 неразъемно соединена в верхней части с оголовником 35, на котором выполнены грузозахватные проушины 36 (фиг.6), а его внутренняя поверхность L выполнена в виде конфузора, сужающегося в сторону полости между сердечником 8 и цилиндром 10 опалубки 9, причем высота сердечника 8 превышает высоту цилиндра 10 опалубки 9 на величину фаски N. К оголовнику 35 через упругие втулки 47 (фиг.6) прикреплен плоский фартук 37 с штифтами 38 вставляемыми в соответствующие отверстия в настиле 22, затирочное устройство выполнено в виде плоской крестообразной траверсы 39 с выступами 40, разнесенными по ее концам, к которым прикреплено указанное верхнее кольцо 12, при этом траверса 39 прикреплена с возможностью свободного вращения в горизонтальной плоскости к обойме 48 с закрепленными в ней подшипниками качения 41, во внутренних кольцах которых установлен с фиксацией от продольных перемещений свободный конец штока 42 гидроцилиндра 13 двухстороннего действия указанного механизма вертикального перемещения затирочного устройства, упомянутый затвор подвижной стойки 17 поворотной рамы 15 состоит из двух щек 43, жестко закрепленных на настиле 22 на расстоянии друг от друга, обеспечивающем свободное перемещение подвижной стойки 17, и задвижек 44, вставленных в отверстия в щеках 43 с двух сторон стойки 17. Виброустановка снабжена насосной станцией 45, установленной на отбортовке 2 фундамента 1 и связанной магистралями 46 с гидроцилиндром 13.
В вариантом исполнении виброустановки для скоростного производства железобетонных трубчатых элементов в указанном поддоне могут быть выполнены равномерно распределенные по окружности центровочные отверстия (не показано), в которые свободно вставлены пальцы опалубки.
Указанный постамент 3 имеет квадратное поперечное сечение, по углам которого размещены указанные столбовые опоры 4, продольные оси которых совмещены с диагоналями квадрата (фиг.2).
Сравнение заявленного технического решения с уровнем техники известным из научно-технической и патентной документации на дату приоритета в основной и смежной рубриках не выявило средство, которому присущи признаки, идентичные всем признакам, содержащимся в предложенной заявителем формуле полезной модели, включая характеристику назначения. Т.е., совокупность существенных признаков заявленного решения ранее не была известна и не тождественна каким-либо известным техническим решениям, следовательно, оно соответствует условию патентоспособности “новизна”.
Данное техническое решение промышленно применимо, поскольку в описании к заявке и названии полезной модели указано его назначение, оно может быть изготовлено промышленным способом и использовано для изготовления железобетонных трубчатых элементов, работоспособно, осуществимо и воспроизводимо, а отличительные признаки устройства позволяют получить заданный технический результат, т.е. являются существенными.
Полезная модель в том виде, как оно охарактеризовано в каждом из пунктов формулы, может быть осуществлена с помощью средств и методов, описанных в прототипе, ставшим общедоступным до даты приоритета полезной модели. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности “промышленная применимость”.
Устройство работает следующим образом.
Бетонная смесь засыпается между цилиндром 10 опалубки 9 и сердечником 8 с периодической вибрацией элементов формообразования изделия посредством виброустройства 5 с дебалансным двигателем 6 до заполнения пространства между цилиндром опалубки и сердечником. Для увеличения прочности изделия может использоваться арматура (не показано). По окончании формирования изделия опускается траверса 39 затирочного устройства, которое вращает верхнее кольцо 12 и делает на торцевой поверхности изготавливаемого элемента углубление на половину ширины кольца и глубиной примерно 25 мм. То же самое происходит и на дне изделия от кольца 11 на поддоне 7. В результате на готовом изделии получаются углубления, используемые для стыковки нескольких колец. Это удобно как при образовании составной трубы, так и при складировании изделий друг на друга.
После формования поворотную раму 15 откатывают на телах вращения (например, роликах 18), при помощи внешнего грузоподъемного устройства (не показано), поднимают опалубку 9 с готовым трубчатым элементом 19, транспортируют на место складирования, где отсоединяют опалубку 9 от нижнего торцевого кольца 11 и поднимают опалубку, оставляя готовое изделие на нижнем торцевом кольце 11.
Использование устройства дает возможность повысить скорость изготовления, сохранность от разупрочнения внешней поверхности изделия и снижение энергозатрат на выгрузку изделия из установки за счет того, что скольжение изделия осуществляется по его внутренней поверхности, площадь которой значительно меньше площади наружной поверхности. Это дает возможность повысить производительности установки, качество изделия, снижение энергозатрат, упростить обслуживания и повысить удобство эксплуатации при снижении времени на управление устройством.