БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ
CONCRETE MIXER OF CONTINUOUS ACTION

Изобретение относится к устройствам для приготовления бетонной смеси.
Известен бетоносмеситель (а.с. №1199622 кл. B28C 5/14, 1982 г.), содержащий корпус с загрузочным, выгрузочным отверстиями и с рабочим перемешивающим органом, продольно в нем расположенным и снабженным вибролотком под выгрузочным отверстием.
Недостатком известного устройства является 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. B28C 5/22), 1971 г.), содержащий привод вращения барабан, по внутреннему периметру которого закреплен шнек и установленные между его витками лопатки.
Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, повышение производительности.
Техническое решение достигается тем, что в бетоносмесителе непрерывного действия, содержащем привод вращения барабан, барабан смонтирован из секций, собранных из двух одинаковых подсекций, изготовленных из четного числа не менее четырех одинаковых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных по периметру подсекции с четырьмя одинаковыми равносторонними треугольниками с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, при этом в секцию две подсекции соединяют друг с другом сторонами торцевых больших отверстий, а секции присоединены друг к другу по длине барабана своими сторонами малых торцевых отверстий с образованием многозаходного винтового барабана с взаимонаправленными ломаными винтовыми линиями и по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции бетоносмесителя непрерывного действия.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана позволяет обеспечить не только расширение технологических возможностей, но сжатие компонентов бетона по мере продвижения от загрузки к выгрузке и повысить эффективность бетоносмешивания.
Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц компонентов бетона, расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разрежение потоков частиц компонентов бетона от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс бетоносмешивания и расширяет технологические возможности установки.
Новизна заключается в том, что благодаря взаимонапрвленным ломаным винтовым линиям векторы скорости движения частиц компонентов бетона и воды при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса приготовления бетона и расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру барабана образованы ломаные винтовые поверхности по длине барабана, что обеспечивает нарушение стационарности потоков частиц компонентов бетона и воды внутри барабана, повышение производительности, расширение технологических возможностей.
Новизна обусловлена тем, барабан изготовлен с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу четырех и более ломаных правых и левых винтовых линий, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков компонентов растворов и бетонов с максимальной энергоемкостью соударений их друг к другу и со стенками барабана под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками барабана, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что, так как частота движения частиц компонентов растворов и бетона в предлагаемой конструкции бетоносмесителя определяется не только частотой вращения барабана, но и количеством плоских элементов по его периметру, такое конструктивное оформление поверхности барабана за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру увеличивает частоту соударений частиц компонентов бетона и растворов между собой и со стенками барабана, повышает производительность, увеличивает технологические возможности.
Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран барабан, смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность приготовления бетона возрастает, так как эти элементы, работая, как полки, захватывают порции компонентов бетона и направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность их движения, обеспечивая повышение производительности и расширение технологических возможностей.
Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения барабана изменяется в каждом поперечном сечении по всей его длине от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц компонентов бетона, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение барабана имеет форму многоугольника, площадь которого по длине многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс компонентов бетон, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.
Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц компонентов бетона, расширяет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что по периметру барабана образованы винтовые поверхности из плоских элементов различной формы и размеров, что обеспечивает нарушение стационарности движения потоков частиц компонентов бетона внутри барабана, расширяет технологические возможности и повышает производительность.
Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина с прямоугольным сечением витков, которая обеспечивает не только перемещение частиц компонентов бетона в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса приготовления бетона за счет того, что частицы компонентов бетона, совершающих циркуляционное движение внутри барабана в плоскостях, перпендикулярных ее оси симметрии, встречаясь с витками прямоугольной формы цилиндрической пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии барабана, увеличивают интенсивность их взаимодействия друг с другом и с перфорированными стенками барабана, расширяют технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине барабана цилиндрическая пружина с прямоугольным сечением витков снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения частиц компонентов бетона и изменять их скорости перемещения от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.
Новизна заключается также в том, что направление витков цилиндрической пружины с прямоугольным сечением витков совпадает с направлением вращения барабана, что обеспечивает создание потоков движения частиц компонентов бетона от загрузки к выгрузке, увеличивает производительность, расширяет технологические возможность.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен бетоносмеситель, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - барабан, вид спереди; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - вид А на фиг.4; на фиг.6 - вид Б на фиг.5; на фиг.7 - одна из подсекций, наглядное изображение; на фиг.8 - схема сбрки секции из двух подсекций, наглядное изображение.
Предлагаемый бетоносмеситель (фиг.1, фиг.2) состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы. На станине закреплен привод главного движения, состоящий из электродвигателя 2 и четырех роликовых опор 3. Барабан 4 снабжен двумя ободами 5, которые опираются на роликовые опоры 3. На станине 1 смонтировано средство для загрузки 6 и разгрузки 7. Бетоносмеситель снабжен трубопроводом 8 (фиг.1) для подачи внутрь барабана 4 воды затворения на расстояние L от ввода в барабан 4 сухих сыпучих компонентов бетона.
Барабана 4 смонтирован из секций 9, смонтированных из двух одинаковых подсекций 10 и 11 (фиг.3, фиг.5, фиг.8).
Подсекции изготовлены (например, подсекция 10) из четного числа не менее четырех одинаковых равнобедренных треугольников, например на фиг.7 четырех равнобедренных треугольников 12, поочередно соединенных по периметру подсекции с четырьмя одинаковыми равносторонними треугольниками, например (фиг.7) четырьмя одинаковыми равносторонними треугольниками 13 с образованием малого торцевого отверстия в виде многогранника 14 и большого торцевого отверстия в виде многоугольника 15. В секцию 9 одинаковые подсекции 10 и 11 соединяют друг с другом (фиг.8) сторонами больших торцевых отверстий 15.
Одинаковые секции 9 затем соединяют друг с другом по длине барабана 4 своими сторонами малых торцевых отверстий 14 с образованием многозаходного винтового барабана 4 с взаимонаправленными ломаными винтовыми линиями.
Например, на фиг.3 одна из правых ломаных винтовых линий показана на фиг.3 утолщенной линией 16-17-18-19-20-21-22-23 и одна из левых ломаных винтовых линий показана утолщенной линией 24-25-26-27-28-29-30-31. На чертеже позиции невидимых точек ломаных линий взяты в скобки, например 28-29-30, 21-22-23.
Ломаные винтовые линии образуют по периметру барабана 4 ломанные винтовые поверхности, состоящие из граней в виде равносторонних 13 и равнобедренных треугольников 12.
Винтовые линии по наружной поверхности барабана 4 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности.
Так как подсекции 10 и 11 имеют малые торцевые отверстия 14 и большие торцевые отверстия 15, то секции 9 имеют переменное продольное и переменное проходное сечения по длине барабана 4.
Бетоносмеситель непрерывного действия оборудован устройством для регулирования наклона бетоносмесителя (на чертеже не показано). Изменение угла наклона осуществляется с целью регулирования скорости перемещения частиц компонентов бетона от загрузки к выгрузке.
Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц сыпучих материалов внутри барабана 4 и интенсификации процесса бетоносмешивания смонтирована пружина 32 цилиндрической формы с плоским сечением витков, Пружина 32 оборудована устройством для изменения шага витков пружины путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 32 может производиться в процессе приготовления бетона.
Предлагаемый бетоносмеситель непрерывного действия работает следующим образом.
В барабан 4 через средство для загрузки 6 беспрерывно загружаются компоненты (цемент и инертные материалы) бетонной смеси. При вращении барабана 4 частицы цемента и инертных материалов захватываются канавками внутренней винтовой поверхности и гранями внутренней винтовой поверхности в направлении вращения поднимаются вверх. 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 противоположным стенкам вращающегося барабана 4 и перемещаются в сторону выгрузки. Поскольку плоские элементы внутренней поверхности барабана 4 расположены под углом друг к другу, то каждая порция частиц компонентов бетона перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс взаимодействия частиц компонентов бетона друг с другом и со стенками барабана 4, повышает интенсивность приготовления бетона и расширяет технологические возможности. В результате такой конструкции барабана 4 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц компонентов бетона и поэтому каждая частица компонентов бетона движутся по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва их от стенок барабана 4, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса приготовления бетона. При этом за счет канавок треугольной формы в виде карманов частицы цемента и инертных материалов поднимаются значительно выше, чем в барабанах цилиндрической формы. Так как поверхность барабана непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций цемента и инертных материалов, которые поднимаются вверх и движутся вниз под разными углами. Поскольку карманы треугольной формы барабана 4 расположены по ломаным винтовым линиям внутренней поверхности барабана 4, 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 материала друг с другом и со стенками барабана 4, повышается интенсивность смешивания частиц цемента и инертных материалов и расширяются технологические возможности. Так как 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 барабан 4, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса приготовления бетона. При этом происходит активация сухих сыпучих материалов компонентов смеси и обеспечивается не только интенсивное перемешивание цемента и инертных составляющих, но и обеспечивается измельчение инертных составляющих на меньшие фракции.
В таком сухом состоянии компоненты бетонной смеси перемещаются вдоль продольной оси барабана 4 на расстоянии L (фиг.1), где подается вода затворения в готовую сухую смесь компонентов бетона и начинает происходить процесс затворения. При дальнейшем движении вдоль оси барабана 4 происходит процесс бетоносмешивания. При дальнейшем движении вдоль оси барабана 4 готовая смесь выгружается в средство для выгрузки 7.
Наличие в конструкции барабана 4 карманов треугольной формы по внутренней поверхности интенсифицирует процесс бетоносмешивания, повышает надежность работы бетоносмесителя и расширяет технологические возможности.
Скорость движения потоков компонентов бетона регулируется наклоном бетоносмесителя, а также шагом цилиндрической пружины 32.
Так как из-за ломаной формы внутренней поверхности барабана 4 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц компонентов бетона, то каждая частица и вода движутся по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва их от стенок барабана 4, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается повышение производительности приготовления бетона.
Технико-экономическое преимущества возникают за счет 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 барабана 5, расширяет технологические возможности, повышает надежность работы бетоносмесителя и его производительность.