УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМОВАНИЯ ИЗДЕЛИЙ ИЗ СЫПУЧИХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
DEVICE FOR FORMATION OF PRODUCTS MADE OF LOOSE DISPERSE 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., В44С 1/24, 5/04, В44D 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, Е01С 19/22, В28В 13/02, Е02D 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 устраняются износ и шум от соприкосновения стенок бункера с нагнетающей плитой.
Поставленная задача решается тем, что известное устройство для формования изделий из сыпучих дисперсных материалов, содержащее раму, по меньшей мере, одну нагнетающую плиту с рабочей поверхностью в виде конуса, привод, обеспечивающий плите возможность совершения кругового качания вокруг вершины конуса, стабилизирующий элемент, препятствующий вытеснению обрабатываемого порошкообразного материала в отформованную часть изделия, и бункер для подачи материала в форму под рабочую поверхность плиты, снабжено качаемым от привода поводком, шарнирно прикрепленным к нагнетающей плите, причем амплитуда качания поводка соответствует амплитуде качания нагнетающей плиты в месте прикрепления к ней поводка.
В частности, качание поводка от привода осуществлено шарнирно-рычажным механизмом, ведомое звено которого шарнирно соединено с поводком.
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, вид сбоку. На фиг.2 изображено устройство для формования изделий из сыпучих дисперсных материалов с одним нагнетающим конусом, вид спереди. На фиг.3 изображено устройство, оснащенное двумя нагнетающими конусами, вид спереди.
На чертежах приняты следующие обозначения:
1 - рама,
2 - форма,
3 - привод,
4 -нагнетающая плита,
5 - рабочая поверхность в виде прямого кругового конуса,
6 - стабилизирующий элемент,
7 - бункер,
8 - поводок,
9 - шарнир прикрепления поводка к нагнетающей плите,
10 - шарнир прикрепления поводка к рычагу,
11 - рычаг,
12 - эксцентрик,
13 - шатун,
14 - кривошип,
15 - подшипник,
16 - синхронизирующий механизм.
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, в виде прямого кругового конуса 5, стабилизирующий элемент 6, препятствующий вытеснению обрабатываемого порошкообразного материала в отформованную часть изделия, выполненный, 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 качаемый от привода 3 поводок 8, препятствующий вращению нагнетающей плиты 4. Поводок 8 закреплен одним концом посредством шарнира 9 на нагнетающей плите 4, а вторым концом посредством шарнира 10 - на рычаге 11 шарнирно-рычажного механизма, посредством которого обеспечивается качание поводка 8 от привода 3. В частности, шарнирно-рычажный механизм может быть выполнен пространственным, в котором ведущим звеном является эксцентрик 12, закрепленный на валу привода 3. Эксцентрик 12 посредством шатуна 13 связан с рычагом 11, который является ведомым звеном механизма. Рычаг 11 шарнирно закреплен на раме 1. Величина эксцентриситета эксцентрика 12 выбирается из условия соответствия амплитуды качания поводка амплитуде качания нагнетающей плиты в месте прикрепления к ней поводка.
Механизм кругового качания нагнетающей плиты 4 вокруг вершины конуса 5 может быть выполнен, например, в виде соединенного с приводом 3 кривошипа 14 с наклонным шипом, на котором посредством подшипников 15 установлена нагнетающая плита 4. При этом нагнетающая плита 4 установлена таким образом, чтобы вершина ее конической поверхности 5 совпадала с точкой пересечения оси вращения кривошипа 14 с осью его шипа.
В частном случае конус 5 выполняется так, чтобы при круговом качании нагнетающей плиты 4 образующие конуса 5 в одном из крайних положений совпадали с плоскостью верхней поверхности формуемого изделия.
Стабилизирующий элемент 6 соединен с бункером 7, который смонтирован на раме 1 с возможностью колебательного движения. При этом поверхность стабилизирующего элемента, 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 оно снабжено несколькими, в частности двумя, нагнетающими плитами 4, смонтированными в ряд. Качание нагнетающих плит 4 может быть синхронизировано посредством известных механизмов, например зубчатых передач. При этом синхронизирующий механизм 16 может обеспечить круговое качание всех нагнетающих плит 4 либо в одну сторону, либо в противоположные стороны, с требуемым сочетанием фаз качания. Каждая нагнетающая плита 4 снабжена поводком 8, препятствующим их вращению. Механизмы, посредством которых обеспечивается качание поводков, аналогичны вышеописанному шарнирно-рычажному механизму.
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 элемента 6 со стороны примыкания к ней нагнетающей плиты 4.
Включают привод 3, который приводит во вращение кривошип 14. При этом смонтированная на шипе кривошипа 14 нагнетающая плита 4 начинает совершать круговое качание, при котором ось шипа кривошипа 14 описывает коническую поверхность, вершина которой совпадает с вершиной конуса 5.
Одновременно с кривошипом 14 вращается эксцентрик 12. Посредством шатуна 13 вращение эксцентрика преобразуется в качательное движение рычага 11. Рычаг 11 в свою очередь перемещает поводок 8, с амплитудой качания, соответствующей амплитуде качания места прикрепления поводка к нагнетающей плите 4.
Условием соответствия амплитуд является качание нагнетающей плиты без вращения на шипе кривошипа либо с крутильными колебаниями, которые не вызвали бы соприкосновения нагнетающей плиты со стенками бункера.
Вслед за включением привода 3 производят подачу в бункер 7 материала, который 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 заполнения всей формы 2 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 с несколькими нагнетающими плитами осуществляется аналогично описанному выше процессу. При этом перемещение осуществляют при условии наличия обратного выдавливания формуемого материала перед всеми нагнетающими плитами.