БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)
CONCRETE MIXER (VERSIONS)

Изобретение относится к устройствам для приготовления бетонной смеси.
Известен бетоносмеситель (патент РФ №2044643, кл. B28C 5/18, 1995, бюл. №27), содержащий приводной корпус с загрузочно-разгрузочным отверстием в виде соединенных элементов с образованием многогранной наружной и внутренней поверхностей, ребра которых расположены по винтовым линиям, изготовленным в виде трех полос, длина двух из которых превышает длину третьей полосы, причем каждая полоса выполнена с изгибами, расположенными попеременно в противоположные стороны в поперечно-продольных направлениях по линиям, размещенным попарно под углом друг к другу с образованием многогранной поверхности, причем загрузочно-разгрузочное отверстие расположено над внутренней поверхностью. Полосы меньшей длины выполнены с изгибами, расположенными попеременно в противоположные стороны в поперечно-продольных направлениях по линиям, размещенным попарно под углом друг к другу с образованием многогранных наружных и внутренних поверхностей, ребра которых расположены по винтовым линиям.
Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, а также сложность конструкции и изготовления, что приводит к снижению надежности работы бетоносмесителя.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является бетоносмеситель (патент РФ №1773245, кл. B28C 5/08, 1992, бюл. №40), содержащий конусообразный с винтовыми линиями на боковой поверхности корпус с загрузочно-разгрузочным приспособлением, каждая секция которого выполнена в виде соединенных шести пластин по форме равнобедренного треугольника, боковые стороны которого превышают величину основания, причем в каждой секции пластины соединены попарно боковыми сторонами с образованием двухгранного угла, при этом первая и вторая пары выполнены из равных пластин, а основание пластин второй пары равно боковой стороне пластины первой пары, причем одна из пластин третьей пары равна пластинам первой пары, а основание другой пластины равно боковой стороне пластин второй пары.
Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, а также сложность конструкции и изготовления, что приводит к снижению надежности работы бетоносмесителя.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, упрощение конструкции.
Техническое решение достигается тем, что в бетоносмесителе, содержащем конусообразный с винтовыми линиями на боковой поверхности корпус и загрузочно-разгрузочное приспособление, по первому варианту корпус по периметру выполнен из трех и более скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке полос трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине корпуса от загрузки к выгрузке, с образованием по периметру корпуса трех и более винтовых канавок и винтовых линий с переменным, увеличивающимся шагом от загрузки к выгрузке, а также внутренних криволинейных поверхностей вогнутой формы с центрами кривизны снаружи корпуса; по второму варианту в бетоносмесителе, содержащем конусообразный с винтовыми линиями на боковой поверхности корпус и загрузочно-разгрузочное приспособление, корпус по периметру выполнен из трех и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине корпуса винтовых полос трапециевидной формы с увеличением их размеров по ширине от загрузки к выгрузке с образованием по периметру корпуса трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри корпуса и образованием напусков внутри корпуса в виде винтовых лопастей по всей длине корпуса от загрузки к выгрузке.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого бетоносмесителя.
Новизна заключается в том, что корпус по периметру выполнен из трех и более скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых в поперечном направлении по винтовой линии на конической оправке полос трапециевидной формы, что упрощает изготовление и обеспечивает надежность в работе бетоносмесителя.
Новизна заключается также в том, что за счет скручивания полос трапециевидной формы переменной ширины в поперечном направлении образованы внутри корпуса криволинейные поверхности различной кривизны в каждом поперечном сечении по длине корпуса, что не только изменяет траекторию движения частиц цемента и инертных составляющих в каждой точке криволинейной поверхности корпуса, нарушает стационарность их движения и усиливает эффект смешивания, но и обеспечивает измельчение инертных материалов на мелкие фракции.
Новизна обусловлена тем, корпус по периметру снабжен тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми линиями, шаг которых изменяется от загрузки к выгрузке и соответственно тремя, четырьмя, пятью, шестью и т.д. винтовыми канавками внутри корпуса, что увеличивает не только скорость перемещений частиц цемента, инертных материалов с водой затворения от загрузки к выгрузке, но и частоту взаимодействия их частиц друг с другом и со стенками корпуса, увеличивает энергоемкость соударений, производительность и расширяет технологические возможности.
Новизна обусловлена также тем, что корпус по периметру выполнен из трех и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине корпуса винтовых полос трапециевидной формы с увеличением их размеров по ширине с образованием по периметру корпуса трех и более внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри корпуса и образованием напусков внутри корпуса в виде винтовых лопастей по всей длине корпуса от загрузки к выгрузке, что расширяет технологические возможности, упрощает конструкцию и изготовление и приводит к повышению надежности работы бетоносмесителя.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен бетоносмеситель, общий вид; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; фиг.3 - корпус бетоносмесителя по первому варианту, общий вид, смонтированный из трех полос трапециевидной формы; на фиг.4 - вид А на фиг.3; фиг.5 - корпус бетоносмесителя по первому варианту, общий вид, смонтированный из четырех полос трапециевидной формы; фиг.6 - вид Б на фиг.5; фиг.7 - корпус бетоносмесителя по первому варианту, общий вид, смонтированный из пяти полос трапециевидной формы; фиг.8 - разрез Б-Б на фиг.7; на фиг.9 - трапециевидная полоса после скручивания в продольном направлении относительно собственной продольной оси симметрии; на фиг.10 - трапециевидная полоса после сгиба по винтовой линии в поперечном направлении на конусной оправке; на фиг.11 - разрез В-В на фиг.10; фиг.12 - корпус бетоносмесителя по второму варианту, общий вид, смонтированный из пяти полос трапециевидной формы; на фиг.13 - вид В на фиг.12; на фиг.14 - вид Д на фиг.12.
Бетоносмеситель (фиг.1, фиг.2) 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. Корпус 5 снабжен двумя ободьями 6, которые опираются на роликовые опоры 4. На станине смонтировано средство для загрузки 7 и разгрузки 8. Бетоносмеситель снабжен трубопроводом 9 (фиг.1) для подачи внутрь корпуса 5 воды затворения на расстояние L от ввода в загрузочное отверстие корпуса 5 сухих инертных материалов и цемента.
1
Корпус 5 по первому варианту (фиг.3, фиг.4), например, выполнен из трех полос 10, 11, 12 трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине корпуса от загрузки к выгрузке, скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении. Полосы 10, 11, 12 после сгиба соединяют друг с другом боковыми сторонами известными методами, например сваркой, с образованием по периметру корпуса трех винтовых линий и трех внутренних винтовых канавок, с переменным, увеличивающимся по длине корпуса 5 шагом S, одна из которых 13-14 показана на фиг.3, фиг.4 утолщенной линией.
2
Корпус 5 по первому варианту (фиг.5, фиг.6), например, выполнен из четырех полос 15, 16, 17, 18 трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине корпуса от загрузки к выгрузке, скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении. Полосы 15, 16, 17, 18 после сгиба соединяют друг с другом боковыми сторонами известными методами, например сваркой, с образованием по периметру корпуса винтовых линий и внутренних винтовых канавок, с переменным, увеличивающимся по длине корпуса 5 шагом S, одна из которых 19-20 показана на фиг.5, фиг.6 утолщенной линией
3
Корпус 5 по первому варианту (фиг.7, фиг.8), например, выполнен из пяти полос 21, 22, 23, 24, 25 трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине корпуса от загрузки к выгрузке, скрученных по винтовой линии в продольном направлении и изогнутых по винтовой линии в поперечном направлении. Полосы 21, 22, 23, 24, 25 после сгиба соединяют друг с другом боковыми сторонами известными методами, например сваркой, с образованием по периметру корпуса винтовых линий и внутренних винтовых канавок, с переменным, увеличивающимся по длине барабана 1 шагом S, одна из которых 26-27 показана на фиг.7, фиг.8 утолщенной линией.
Каждая из трапециевидных полос 10, 11, 12; 15, 16, 17, 18; 21, 22, 23, 24, 25 скручена в продольном направлении относительно собственной оси симметрии, например, как трапециевидная полоса 28 на фиг.9, у которой зафиксирован в горячем или холодном состоянии один из ее концов и повернут другой конец полосы в заданном направлении. Скрученную таким образом полосу 28 размещают на конической оправке 29 (фиг.10) и изгибают так, чтобы кромки полосы разместились в поперечном направлении по винтовой линии. При этом полоса деформируется и ее либо снимают с оправки, либо фиксируют на ней в деформированном положении. Аналогичным образом деформируют остальные полосы, образующие корпус. Далее три, четыре, пять и более деформированных таким образом полос соединяют известными методами по боковым винтовым кромкам. Скручивание каждой полосы трапециевидной формы обеспечивает дополнительное искривление поверхности корпуса, благодаря чему увеличивается разность между углами наклона векторов перемещений частиц цемента и инертных материалов с водой и друг с другом в соседних участках поверхности корпуса. При этом частицы цемента и инертных материалов вместе с водой движутся по сложным траекториям, увеличивая интенсивность смешивания, переориентацию и взаимодействия измельчаемых частиц между собой и со стенками корпуса 5.
Корпус 5 по второму варианту (фиг.12, фиг 13, фиг.14), например, выполнен из пяти полос 30, 31, 32, 33, 34 трапециевидной формы с разными размерами по ширине, с увеличением их по длине корпуса от загрузки к выгрузке с образованием по периметру корпуса 5 внутренних криволинейных поверхностей выпуклой формы с центрами кривизны внутри корпуса и образованием напусков 35, 36, 37, 38, 39 (фиг.14) в виде винтовых лопастей по всей длине корпуса 5 от загрузки к выгрузке (на фиг.14 винтовые лопасти зачернены).
Бетоносмеситель работает следующим образом.
В корпус 5 через средство для загрузки беспрерывно загружаются компоненты (цемент и инертные материалы) бетонной смеси. При вращении корпуса 5 частицы цемента и инертных материалов захватываются внутренней винтовой поверхностью и в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы цемента и инертных материалов движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к стенкам вращающегося корпуса 5 и перемещается в сторону выгрузки. Так как криволинейная поверхность корпуса 5 непрерывна, то непрерывен и процесс движения последующих порций цемента и инертных материалов, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку внутренняя поверхность корпуса 5 криволинейна, то в каждой порции частицы цемента и инертных материалов перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания и перетирания частиц цемента и инертных материалов друг с другом и со стенками корпуса, повышает интенсивность смешивания частиц цемента и инертных материалов и расширяет технологические возможности. Так как из-за криволинейности конической поверхности корпуса 5 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц цемента и инертных материалов, то каждая частица движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва этих частиц от стенок корпуса, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса смешивания. При этом происходит активация сухих сыпучих материалов компонентов смеси и обеспечивается не только интенсивное перемешивание цемента и инертных составляющих, но и измельчение инертных составляющих на меньшие фракции.
В таком сухом состоянии компоненты бетонной смеси перемещаются вдоль продольной оси корпуса 5 на расстояние L (фиг.1), где подается в готовую сухую смесь компонентов бетона вода и начинает происходить процесс затворения. При дальнейшем движении вдоль оси корпуса 5 происходит процесс бетоносмешивания. При дальнейшем движении вдоль оси корпуса готовая смесь выгружается из корпуса 5 в средство для выгрузки 8.
Наличие в конструкции бетоносмесителя винтовых лопастей 35, 36, 37, 38, 39 интенсифицирует процесс бетоносмешивания и повышает надежность работы бетоносмесителя.
Технико-экономические преимущества возникают за счет упрощения изготовления ввиду уменьшения деталей, из которых смонтирован корпус, расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц цемента, инертных материалов и воды затворения, повышения интенсивности их смешивания и переориентации, а также скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц цемента, инертных материалов и воды друг с другом и со стенками корпуса 5, повышает производительность, расширяет технологические возможности, повышает надежность работы бетоносмесителя.