БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ
CONCRETE MIXER

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и бетонных смесей.
Известен бетоносмеситель (а.с.№1199622, кл. В28С 5/14, 1982 г.), содержащий корпус с загрузочным и выгрузочным отверстиями и с рабочим перемешивающим органом, продольно в нем расположенным и снабженным вибролотком под выгрузочным отверстием.
Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, большое количество комплектующих изделий и сложность изготовления, что приводит к снижению надежности работы бетоносмесителя.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является бетоносмеситель непрерывного действия (а.с. №356142, кл. В28С 5/22, 1971 г.), содержащий имеющий привод вращения барабан, по внутреннему периметру которого закреплен шнек, и установленные между его витками лопатки.
Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, большое количество комплектующих изделий и сложность изготовления, что приводит к снижению надежности работы бетоносмесителя.
Техническим решением задачи являются расширение технологических возможностей за счет повышения интенсивности взаимодействия компонентов растворов или бетонных смесей, придания компонентам растворов или бетонных смесей сложного пространственного движения.
Техническое решение достигается тем, что в бетоносмесителе, содержащем установленный с приводом вращения и средствами для загрузки и выгрузки барабан, барабан выполнен по меньшей мере из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полос, с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием по наружной поверхности однонаправленных ломаных винтовых линий, а на внутренней поверхности - винтовых ломаных карманов треугольной формы, при этом по всей длине барабана смонтирована коническая пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, и снабжен трубопроводом с винтовой насадкой для подачи воды затворения на расстояние L.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции бетоносмесителя.
Новизна обусловлена тем, что по внутренней поверхности барабана по ломаной винтовой линии образованы карманы треугольной формы, что расширяет технологические возможности и обеспечивает транспортировку компонентов инертных и цемента, а также воды затворения от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения барабана.
Новизна заключается в том, что полоса, из которой изготовлен барабан, согнута в одну или противоположные стороны по прямым линиям, размещенным под одинаковыми углами к кромкам полос с образованием параллелограммов, которые по размерам могут быть различными по величине, что расширяет технологические возможности бетоносмесителя.
Новизна усматривается в том, что барабан выполнен, по меньшей мере, из одной полосы, что упрощает изготовление.
Новизна усматривается в том, что одна лишь полоса сгибается в цилиндрические витки, которые соединены по продольным кромкам, что упрощает изготовление.
Новизна состоит в том, что бетоносмеситель снабжен трубопроводом с винтовой насадкой для подачи воды затворения на расстояние L от входного отверстия барабана, что обеспечивает активацию инертных составляющих и цемента винтовыми поверхностями барабана путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в барабане, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии цемента и инертных материалов производится процесс их затворения и бетоносмешивания водой затворения, потоки которой закручены винтовой насадкой и охватывают поэтому большие объемы масс смешанных инертных материалов и цемента, активизируя таким образом процесс затворения и бетоносмешивания, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что при вращении барабана массы цемента и инертных составляющих поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и затем бросаются стенками барабана навстречу друг другу и за счет сообщений компонентам бетона (инертным и цементу) сначала в сухом состоянии, а затем и воде затворения дополнительных каскадных перемещений, за счет того что барабан выполнен по меньшей мере из одной полосы, согнутой по прямым линиям, размещенным под углом к кромкам полос, с образованием одинаковых параллелограммов, расположенных на полосе попеременно в противоположные стороны, при этом полоса свернута в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, с образованием на внутренней поверхности винтовых ломаных карманов треугольной формы, значительно возрастает интенсивность процесса приготовления бетона.
Новизна усматривается в том, что по всей длине барабана смонтирована коническая пружина, которая обеспечивает не только перемещение в обратном направлении от выгрузки к разгрузке в радиальном направлении частиц цемента, инертных материалов, но и способствует интенсификации процесса приготовления бетона. Такое радиальное движение в обратном направлении обеспечивается за счет того, что частицы компонентов бетона, совершающих движение внутри барабана в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии барабана, встречаясь с витками пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются от выгрузки к загрузке, что создает противопотоки масс компонентов бетона, увеличивает интенсивность процесса приготовления бетона и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине барабана коническая пружина снабжена устройством для изменения шага витков пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения компонентов бетона и воды, обеспечивает регулирование интенсивности частиц компонентов бетона, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что коническая пружина витками большего диаметра интенсифицирует процесс смешивания компонентов бетона в сухом состоянии, каждая частица которых движется по своим индивидуальным сравнительно небольшим траекториям движения от загрузки к выгрузке на расстоянии L, взаимодействуя поэтому с витками пружины большего диаметра, расположенными вблизи внутренней поверхности барабана, а после подачи в сухую смесь воды затворения с витками меньшего диаметра с обеспечивает интенсивное перемешивания масс бетона или раствора, которые из-за возросших масс соединенных между собой частиц инертных и цемента и превратившихся в порции бетона или раствора имеют большую траекторию движения в конце барабана при одних и тех же оборотах барабана по сравнению с легкими частицами компонентов бетонов(цемента и инертных материалов) вначале барабана и поэтому, активно взаимодействуют с витками пружины меньшего диаметра, так как имеют большую траекторию движения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид бетоносмесителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - барабан, общий вид; на фиг.4 - вид сверху, вид А на фиг.3; на фиг.5 - разрез Б-Б на фиг.3 (М2:1); на фиг.6 - полоса с размеченными прямыми линиями; на фиг.7 - полоса, согнутая по прямым линиям; на фиг.8 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в цилиндрический виток.
Предлагаемый бетоносмеситель состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы. На станине закреплен привод главного движения, состоящий из электродвигателя 2, редуктора 3 и четырех роликовых опор 4. Барабан 5 снабжен двумя ободами 6, которые опираются на роликовые опоры 4. На станине 1 смонтировано средство для загрузки 7 и разгрузки 8. Бетоносмеситель снабжен трубопроводом Т с винтовой насадкой Н для подачи воды затворения на расстояние L от входного отверстия барабана 5, что обеспечивает активацию инертных составляющих и цемента путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в барабане 5, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии цемента и инертных материалов производится процесс их затворения и бетоносмешивания водой затворения, которая под напором движется по трубопроводу Т, приобретает вращательное движение и на выходе винтовой насадки Н завихряется (закручивается), и, таким образом, увеличивается площадь контакта воды затворения с сухой смесью цемента и инертными материалами. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения в противоположном направлении - создания противопотоков частиц компонентов растворов, бетона и воды внутри барабана 5 смонтирована коническая пружина П, которая оборудована устройством для изменения шага витков конической пружины П путем ее растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков конической пружины П может производиться также в процессе приготовления растворов, бетона, т.е в процессе работы бетоносмесителя. В зависимости от требуемого времени бетоносмешивания, качества смеси и требуемого времени приготовления раствора или бетона устанавливается такой шаг пружины П, который отвечает оптимальным условиям бетосмешивания. Например, если уменьшить шаг пружины П изменяется скорость движения потока компонентов бетона и воды в обратном направлении, а значит соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузке к выгрузке. В нужном положении пружину П фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны).
Барабан 5 изготовлен в виде однонаправленной пустотелой винтовой колонны (фиг.3, фиг.4) с образованием по его наружной поверхности (фиг.3, фиг.4, фиг.5) однонаправленных ломаных винтовых линий 9-10-11-12-13-14-15-16-17-18-19-20 (показаны на чертежах утолщенной линией), а во внутренней поверхности по ломаным винтовым линиям карманов треугольной формы 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27.
Барабан 5 изготовлен из одной полосы 28 (фиг.3, фиг.6), согнутой по прямым линиям 29, размещенным на равном расстоянии N друг от друга и под одинаковыми углами α к кромкам полос 30, 31 с образованием одинаковых параллелограммов 32 и 33, расположенных попеременно в противоположные стороны (фиг.7).
Полоса 28 после сгиба по прямым линиям 29 свернута в цилиндрические витки (фиг.8), соединенные друг с другом по продольным кромкам (фиг.3) известными методами, например сваркой. На фиг.3 линия соединения продольных кромок витков полосы 28 показаны штрихпунктирной линией с двумя точками 34, с образованием по наружной поверхности однонаправленных ломаных винтовых линий, а по внутренней поверхности - по внутренним ломаным винтовым линиям - карманов треугольной формы.
Предлагаемый бетоносмеситель работает следующим образом.
В барабан 5 через средство 7 для загрузки беспрерывно загружается компоненты бетонных смесей - цемент и инертные материалы.
Так как бетоносмеситель снабжен трубопроводом Т с винтовой насадкой Н для подачи воды затворения на расстояние L от входного отверстия барабана 5, то обеспечивается активация инертных составляющих и цемента путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в барабане 5, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии цемента и инертных материалов производится процесс их затворения и бетоносмешивания водой затворения, которая под напором движется по трубопроводу Т, приобретает вращательное движение и на выходе винтовой насадки Н завихряется (закручивается), и, таким образом, увеличивается площадь контакта воды затворения с сухой смесью цемента и инертными материалами. Коническая пружина П обеспечивает дополнительное продольное перемещение в противоположном направлении - создание противопотоков частиц компонентов растворов, бетона и воды внутри барабане 5 и оборудована устройством для изменения шага витков конической пружины П путем ее растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков конической пружины П может производиться также в процессе приготовления растворов, бетона, т.е в процессе работы бетоносмесителя. В зависимости от требуемого времени бетоносмешивания, качества смеси и требуемого времени приготовления раствора или бетона устанавливается такой шаг пружины П, который отвечает оптимальным условиям бетосмешивания. Например, если уменьшить шаг пружины П изменяется скорость движения потока компонентов бетона и воды в обратном направлении, а значит соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. В нужном положении пружину П фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны).
В результате нарушается стационарность движения частиц цемента и инертных материалов. Инертные материалы и цемент перемещаются по внутреннему отверстию барабана 5 от загрузочного приспособления 7 к разгрузочному приспособлению 8. Так как по длине барабана 5 форма и размеры проходного поперечного сечения меняются, увеличиваются от загрузки к выгрузке и меняется его расстояние от оси вращения барабана 5, то имеют место интенсификация процесса бетоносмешивания и расширение технологических возможностей. Таким образом, при вращении барабана 5 компонентам растворов или бетонных смесей сообщается сложное пространственное движение с нарушением стационарности их движения геометрической формой барабана 5. При вращении барабана 5 массы цемента и инертных составляющих поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и бросаются стенками барабана 5 навстречу друг другу, что обеспечивает активацию инертных составляющих и цемента путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в барабане 5, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии цемента и инертных материалов внутри барабана 5 на расстоянии L производится процесс их затворения и бетоносмешивания водой затворения, потоки которой закручены при выходе из винтовой насадки Н трубопровода Т. При дальнейшем перемещении компонентов растворов или бетонных смесей и прохождении ими расстояния L внутри барабана 5 от начала загрузки и поступлении закрученных потоков воды затворения происходит процесс их затворения, приготовления и готовый бетон направляется в сторону выгрузки. Радиальное движение компонентов бетонов и растворов в обратном направлении обеспечивается за счет того, что частицы компонентов бетонов и растворов, совершающих циркуляционное движение внутри барабана 5 в плоскостях, перпендкулярных оси симметрии барабана 5, встречаясь с витками неподвижно закрепленной пружины П, изменяют траекторию своего движения и направляются в обратном направлении, сталкиваясь при этом с частицами компонентов растворов и бетонов, движущихся в направлении выгрузки. Частота движения и соударений частиц компонентов растворов и бетонов определяется не только количеством граней многранной винтовой поверхности барабана 5, но и наличием витков и шагом конической пружины П, смонтированной стационарно (неподвижно) внутри барабана 5. Поэтому в предлагаемой конструкции бетоносмесителя обеспечивается активная циркуляция частиц цемента и частиц инертных составляющих и воды затворения. Таким образом, частицы компонентов растворов и бетонов, а также порций воды, преодолевая сопротивление встречных потоков от витков пружины П, совершают сложное пространственное движение, и готовые растворы или бетонные смеси выгружаются в разгрузочное приспособление 8.
Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентам растворов или бетонных смесей сложного пространственного движения и создания противопотоков компонентов бетонов и растворов пружиной П, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия компонентов растворов или бетонных смесей между собой, со стенками барабана и расширяет технологические возможности. Так как по длине барабана размеры поперечного сечения, форма и расположение, центр симметрии меняются, то усугубляется нарушаемость движения компонентов растворов или бетонных смесей, т.е. имеет место повышение интенсивности взаимодействия компонентов растворов или бетонных смесей, расширение технологических возможностей. Этому способствует и винтовая насадка, которая ускоряет процесс затворения водой за счет закручивания ее потоков.