БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ ВИБРАЦИОННЫЙ
VIBRATORY 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 является недостаточная интенсивность взаимодействия компонентов растворов и бетонных смесей, ограниченные технологические возможности.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является бетоносмеситель (патент РФ №2044643, Кл. В28С 5/18, 1995 г.), содержащий снабженный приводом корпус в виде соединенных между собой элементов с образованием многогранной наружной и внутренней поверхностей.
Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность взаимодействия компонентов растворов или бетонных смесей, ограниченные технологические возможности.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет придания компонентам растворов или бетонных смесей пространственного загзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях.
Техническое решение достигается тем, что по первому варианту в бетоносмесителе вибрационном, содержащем снабженный приводом корпус в виде соединенных между собой элементов с образованием многогранной наружной и внутренней поверхностей, вращающийся корпус размещен на станине посредством введенной в устройство рамы с пневмобаллонами, выполнен из секций, смонтированных по периметру из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 180°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции и снабжен введенным внутрь на расстоянии L от торца корпуса трубопроводом для подачи воды затворения с неподвижной винтовой насадкой, выполненной из трех и более винтовых полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине винтовой насадки, с образованием трехходовой и более винтовой трубы с направлением винтовых поверхностей, совпадающим с направлением вращения корпуса бетоносмесителя, по второму варианту в бетоносмесителе вибрационном, содержащем снабженный приводом корпус в виде соединенных между собой элементов с образованием многогранной наружной и внутренней поверхностей, вращающийся корпус размещен на станине посредством введенной в устройство рамы с пневмобаллонами, выполнен из секций, смонтированных по периметру из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания, предыдущей секции, и снабжен введенным внутрь на расстоянии L от торца корпуса трубопроводом для подачи воды затворения с неподвижной винтовой насадкой, выполненной из трех и более винтовых полос прямоугольной формы, свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой по длине винтовой насадки с образованием трехходовой и более винтовой трубы с направлением винтовых поверхностей, совпадающем с направлением вращения корпуса бетоносмесителя.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне бетоносмесителя вибрационного.
Новизна состоит в том, что вибрационный бетоносмеситель снабжен трубопроводом с неподвижной винтовой насадкой для подачи воды затворения на расстояние L от входного отверстия корпуса, что обеспечивает активацию инертных составляющих и цемента путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в корпусе, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии цемента и инертных материалов производится процесс их затворения и бетоносмешивания водой затворения, потоки которой закручены внутренними винтовыми поверхностями и охватывают поэтому при выходе из винтовой насадки большие объемы масс смешанных инертных материалов и цемента, активизируя таким образом процесс затворения и бетоносмешивания, расшряет технологические возможности.
Новизна заключается также в том, что при вращении корпуса массы цемента и инертных состовляющих поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и затем бросаются стенками корпуса навстречу друг другу и на наружную винтовую поверхность винтовой насадки, а так как направление винтовых поверхностей совпадает с направлением вращения корпуса, то направление движение сухих масс инертных материалов и цемента изменятся в сторону выгрузки под воздействием винтовых наружных поверхностей винтовой насадки.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания компонентам растоворов или бетонных смесей сложного пространственного загзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях возбуждаемых за счет геометрии корпуса при ассиметричном движении масс компонентов растворов и бетонных смесей в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической зигзагообразной формой корпуса, их взаимным расположением относительно друг другу и к оси вращения.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление поверхности корпуса по периметру позволяет обеспечить не только осевое перемещение компонентов бетонных смесей в корпусе при горизонтальном расположении оси вращения корпуса, упростить привод и повысить эксплуатационный срок службы, но и повысить интенсивность смешивания и приготовления бетонных смесей за счет увеличения смешиваемости из-за наличия на поверхности корпуса зигзагообразных линий с переменным по длине корпуса шагом, увеличивающимся по мере увеличения проходного сечения от загрузки к выгрузке, что нарушает стационарность движения потоков компонентов бетонных смесей и повышает производительность бетоносмешивания.
Новизна заключается также в том, что центры симметрии внутренней поверхности корпуса в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения корпуса, что нарушает стационарность движения частиц компонентов растворов или бетонных смесей и расширяет технологические возможности.
Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собраны секции корпуса, разные по площади, по размерам и конфигурации, поэтому интенсивность бетоносмешивания и затворения инертных возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции инертных и цемента и направляя их навстречу друг другу, нарушают таким образом стационарность потоков их движения в корпусе.
Новизна усматривае6тся в том, что шаг зигзагообразных линий увеличивается от загрузки к выгрузке, что не только обеспечивает осевое перемещение цемента и инертных составляющих, а также воды затворения, но и интенсифицирует пространственное зигзагообразное движение инертных и цемента, увеличивает дебаланс корпуса.
Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного сечения корпуса по длине увеличивается от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания компонентов бетона, изменяя амплитуду колебаний их при перемещении их от загрузки к выгрузке.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен бетоносмеситель вибрационный, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; фиг.3 - корпус бетоносмесителя, аксонометрическая проекция; смонтированный по первому варианту; фиг.4 - корпус бетоносмесителя, аксонометрическая проекция, смонтированный по второму варианту; фиг.5 - одна из секций корпуса, аксонометрическая проекция; фиг.6 - первая ( большая) равностороння трапеция; фиг.7 - одна из двух одинаковых неравносторонних трапеций; фиг.8 - вторая (малая) равностороння трапеция, фиг.9 - неподвижная трехходовая винтовая насадка, вид сбоку; на фиг.10 - вид по стрелки А на фиг.9; фиг.11 - неподвижная четырехходовая винтовая насадка, вид сбоку; на фиг.12 - вид по стрелки Б на фиг.11.
Вибрационный бетоносмеситель по первому и второму варианту (фиг.1, фиг.2 ) состоит из вращающегося корпуса 1, загрузочного 2 и разгрузочного 3 приспособлений и привода (не показан). Корпус 1 снабжен втулками 4 и 5 с возможностью вращения в подшипниковых опорах 6 и 7. Носок 8 загрузочного приспособления 2 входит в отверстие втулки 4 корпуса 1. Загрузочное приспособление 2, подшипниковые опоры 6 и 7 со смонтированных в них корпусом 1 закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на четырех пневмобалоннах 10, которые закреплены на станине 11. Вибрационный бетоносмеситель снабжен трубопроводом с неподвижной винтовой насадкой 12 для подачи воды затворения на расстояние L от входного отверстия корпуса 1, что обеспечивает активацию инертных составляющих и цемента путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в корпусе 1, 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 внутренней многоходовой поверхности винтовой насадки 12, приобретает вращательное движение и на выходе винтовой насадки 12 завихряется и, таким образом, увеличивается площадь контакта воды затворения с сухой смесью цемента и инертными материалами.
По первому варианту и второму варианту корпус 1 зигзагообразной формы (фиг.3, фиг.4) выполнен из секций 13 (фиг.4 ), смонтирован (фиг.5) из одной большой равносторонней трапеции (фиг.6), двух одинаковых неравносторонних трапеций (фиг.7) и одной малой равносторонней трапеции ( фиг.8), нижние основания М которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций. Причем по длине корпуса 1 каждая присоединенная секция имеет стороны нижних оснований М, равные сторонам N верхних оснований предыдущей секции. Стороны N верхних оснований секций 13 больше сторон меньших оснований М. По первому варианту секции 13 соединены в корпус 1 оставшимися равными друг другу свободными сторонами S и Т и образующими квадрат после поворота каждой секции относительно предыдущей секции на 180° (фиг.3). Для наглядности поворота секций 13 относительно друг друга на 180° малая равностороння трапеция с боковой стороной, равной S, на фиг.3 показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается зигзагообразный корпус 1, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 180°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением корпуса 1 от загрузки к выгрузке.
По второму варианту секции 13 соединены в корпус 1 оставшимися равными друг другу свободными сторонами S и Т и образующими квадрат после поворота каждой секции относительно предыдущей секции на 90° (фиг.4). Для наглядности поворота секций 13 относительно друг друга на 90° на фиг.4 малая равностороння трапеция с боковой стороной равной S показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается зигзагообразный корпус 1, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 90°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением корпуса 1 от загрузки к выгрузке.
1
Неподвижная винтовая насадка 12 для подачи воды затворения внутрь корпуса 1 изготовлена в виде однонаправленной пустотелой трубы, выполненной по периметру из трех и более свернутых в вертикальной плоскости и последовательно соединенных между собой винтовых полос одинаковой ширины (фиг.9, фиг.10, фиг.11, фиг.12). Линии соединения свернутых в винт полос образуют ясно выраженную как по наружному, так и по внутреннему периметру однонаправленную трехходовую и более винтовую трубу, например с шагом S (показана на фиг.9 утолщенной линией 13-14) для трехходовой винтовой насадки, или, например, с шагом Sz (показана на фиг. 11 утощенной линией 15-16) для четырехходовой винтовой насадки. Направление винтовых поверхностей винтовой насадки совпадает с направлением вращения корпуса 1. Неподвижная винтовая насадка 12 для подачи воды затворения на расстояние L от входного отверстия корпуса обеспечивает ускорение активации инертных составляющих и цемента путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в корпусе 1, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии цемента и инертных материалов и прохождение ими расстояния L от входного отверстия корпуса 1 производится процесс их затворения и бетоносмешивания водой затворения, потоки которой закручены внутренними винтовыми поверхностями винтовой насадки 12 и охватывают поэтому при выходе из винтовой насадки 12 большие объемы сухих масс, смешанных инертных материалов и цемента, активизируя таким образом процесс затворения и бетоносмешивания.
При вращении корпуса 1 массы цемента и инертных состовляющих поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и бросаются стенками корпуса 1 навстречу друг другу и на наружную винтовую поверхность винтовой насадки 12, а так как направление винтовых поверхностей винтовой насадки 12 совпадает с направлением вращения корпуса 1, то направление движение сухих масс инертных материалов и цемента изменяется в сторону выгрузки под воздействием винтовых наружных поверхностей винтовой насадки 12.
Бетоносмеситель вибрационный работает следующим образом. Корпус 1 через загрузочное устройство 2 заполняется непрерывным потоком компонентами растворов или бетонных смесей (цементом и инертными- песок, гравий и т.п.). При вращении корпуса 1 компонентам растворов или бетонных смесей сообщается сложное пространственное зигзагообразное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии корпуса 1 при ассиметричном движении компонентов растворов или бетонов и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности их движения геометрической формой секций, их взаимным расположением относительно друг к другу и к оси вращения. При этом центры симметрии внутренней поверхности корпуса 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения корпуса 1, что нарушает стационарность движения частиц компонентов растворов или бетонных смесей. Благодаря одновременному воздействию сложно пространственного движения компонентов растворов или бетонных смесей и низкочастотным их колебаниям повышается смешиваемость компонентов растворов или бетонных смесей, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками корпуса 1. Масса компонентов растворов или бетонных смесей, смешиваясь с цементом в сухом состоянии, перемещаются внутри корпуса 1 от загрузки к выгрузке на расстояние L. При вращении корпуса 1 массы цемента и инертных состовляющих поднимаются на определенной расстояние по ходу вращения и бросаются стенками корпуса 1 навстречу друг другу и на винтовую поверхность насадки 12, что обеспечивает активацию инертных составляющих и цемента путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в корпусе 1, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии цемента и инертных материалов внутри корпуса 1 на расстоянии L, производится процесс их затворения и бетоносмешивания водой затворения, потоки которой закручены внутренними винтовыми поверхностями и охватывают поэтому при выходе из винтовой насадки большие объемы масс смешанных инертных материалов и цемента, активизируя таким образом процесс затворения и бетоносмешивания, при этом, так как направление наружных винтовых поверхностей совпадало с направлением вращения корпуса 1, то направление движение сухих масс инертных материалов и цемента изменялось в сторону выгрузки под воздействием винтовых наружных поверхностей винтовой насадки, что способствует движению масс инертных материалов и цемента от загрузки к выгрузке. При дальнейшем перемещении компонентов растворов или бетонных смесей и прохождении ими расстояния L внутри корпуса 1 от начала загрузки и поступлении закрученных потоков воды затворения происходит процесс их затворения и приготовления. Готовые растворы или бетонные смеси через втулку 5 выгружаются в разгрузочное приспособление 3.
Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентов растворов или бетонных смесей сложного пространственного зигзагообразного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия компонентов растворов или бетонных смесей между собой, со стенками корпуса 1 и расширяет технологические возможности. Так как по длине корпуса 1 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.