СТЕРЖНЕВОЙ БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ (ВАРИАНТЫ)
CORE CONCRETE MIXER (VERSIONS)

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, выгрузочным отверстиями и с рабочим перемешивающим органом, продольно в нем расположенным и снабженным вибролотком под выгрузочным отверстием.
Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, большое количество комплектующих изделий и сложность изготовления, что приводит к снижению надежности работы бетоносмесителя.
Наиболее близким аналогом может быть патент по RU 2060240 С1 20.05.1996, из которого известно, что для перемешивания бетонной смеси используется стержневой смеситель.
Heдостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, большое количество комплектующих изделий и сложность изготовления, что приводит к снижению надежности работы бетоносмесителя.
Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, уменьшение количества комплектующих изделий и упрощение изготовления.
Техническое решение достигается тем, что в стержневом бетоносмесителе, содержащем имеющий привод вращения барабан и рабочий орган, рабочий орган выполнен в виде не связанных между собой изготовленных из соединенных между собой гранями монолитных правильных тетраэдров, стержней-катков, по периметру которых расположены направляющие элементы в виде многозаходных винтовых поверхностей из последовательно соединенных попеременно в противоположные стороны под тупым углом равносторонних треугольников, что в стержневом бетоносмесителе, содержащем имеющий привод вращения барабан и рабочий opгaн, рабочий орган выполнен в виде не связанных между собой изготовленных из свернутых в винт монолитных прутков с многогранным поперечным сечением стержней-катков, по периметру которых установлены направляющие элементы в виде многозаходных винтовых поверхностей в виде свернутых в винт полос, что в стержневом бетоносмесителе, содержащем имеющий привод вращения барабан и рабочий орган, рабочий орган выполнен в виде не связанных между собой стержней катков, изготовленных из монолитных секций, выполненных в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали с одноименными ребрами соседних секций соединенных под прямым углом стержней-катков, по периметру, которых установлены направляющие элементы в виде многозаходных винтовых поверхностей.
По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой конструкции стержневого бетоносмесителя.
Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что за счет выполнения рабочего органа в виде не связанных между собой стержней-катков, по периметру которых установлены направляющие элементы в виде многозаходных винтовых поверхностей, увеличивается общая площадь контакта рабочих органов с перемешивающимися частицами и водой затворения. Поэтому интенсивность и активность смешивания частиц компонентов растворов и бетонных смесей, а также водой затворения возрастают и расширяются технологические возможности стержневого бетоносмесителя.
Новизна заключается также в том, что изготовление стержней-катков в виде направляющих элементов, расположенных по периметру стержней-катков по винтовым линиям, позволяет не только значительно увеличить длину контакта рабочих органов с внутренней цилиндрической поверхностью барабана в зависимости от величины шага винтовых линий и количества заходов, но и сообщить частицам компонентов растворов и бетонных смесей, а также воде затворения дополнительные перемещения вдоль винтовых линий, т.e. продольное перемещение растворов и бетона вдоль оси барабана, и обеспечить движение компонентов растворов и бетона к выгрузному отверстию без дополнительных устройств типа шнека, как у прототипа.
Новизна обусловлена тем, что ввиду отказа от принудительного привода рабочих органов стержней-катков увеличиваются технологические возможности устройства для приготовления растворов и бетонных смесей.
Новизна обусловлена также тем, что за счет выполнения рабочих органов в виде не связанных между собой стержней-катков и увеличения мощности и частоты контактов многогранных винтовых поверхностей друг с другом и с частицами инертных и вяжущих материалов обеспечивается их не только измельчение, но и интенсивность перемешивания, что расширяет технологические возможности бетоносмесителя.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображен общий вид стержневого бетоносмесителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - стержень-каток с направляющими элементами в виде равносторонних треугольников, общий вид, вид спереди; на фиг.4 - разрез Б-Б на фиг.3; фиг.5 - монолитный правильный тетраэдр в двух проекциях; фиг.6 - стержень-каток с направляющими элементами в виде многозаходных винтовых поверхностей в виде трех свернутых в винт полос, общий вид, вид спереди; на фиг.7 - разрез В-В на фиг.6; на фиг.8 - стержень-каток с направляющими элементами в виде многозаходных винтовых поверхностей из четырех свернутых в винт полос, общий вид, вид спереди; на фиг.9 - разрез Г-Г на фиг 8; фиг.10 - стержень-каток с направляющими элементами, смонтированными из монолитных секций в виде прямой треугольной призмы, общий вид, вид спереди; фиг.11 - стержень-каток с направляющими элементами, смонтированными из монолитных секций в виде прямой треугольной призмы, общий вид, вид сверху; фиг.12 - схема сборки стержня-катка из монолитных секций; фиг.13 - монолитная секция стержня катка, аксонометрическая проекция.
Стержневой бетоносмеситель (фиг.1, фиг.2) состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы. На станине закреплен привод вращения барабана 2, состоящий из электродвигателя 3, редуктора 4 и четырех роликовых опор 5. Барабан 2 снабжен двумя ободами 6, которые опираются на роликовые с ребордами опоры 5. На станине 1 смонтированы средство для загрузки 7 компонентов растворов или бетонных смесей и средство для разгрузки 8 готовых растворов или бетонных смесей. Бетоносмеситель снабжен трубопроводом 9 для подачи внутрь барабана 2 воды затворения. Внутри барабана 2 свободно уложены во всю длину рабочие органы в виде стержней-катков 10 с направляющими элементами в виде многозаходных винтовых поверхностей. Количество стержней-катков 10 устанавливается в зависимости от скорости вращения барабана 2, его диаметра, диаметра стержней-катков 10 и степени загрузки стержнями-катками 10. Стержни катки 10 не связаны друг с другом и свободно перекатываются внутри барабана 2. Выполнение рабочего органа в виде не связанных между собой стержней-катков позволяет увеличить длину контакта, где происходит смешивание материалов, и упростить конструкцию ввиду отказа от принудительного привода рабочих органов - стержней-катков. Для предотвращения продольного перемещения стержней-катков 10 внутри барабана 2 смонтированы известные приспособления (на чертежах не показаны).
Изготовление стержней-катков 10 с направляющими элементами, расположенными по периметру стержней-катков по винтовым линиям, позволяет не только значительно увеличить длину контакта рабочих органов с цилиндрической поверхностью барабана 2 в зависимости от величины шага винтовых линий и количества заходов, но и сообщить сыпучим материалам дополнительное перемещение вдоль винтовых линий, т.е. продольное перемещение вдоль оси барабана 2, и обеспечить движение к выгрузному устройству без дополнительного устройства типа шнека, как у прототипа с индивидуальным приводом, т.е. упростить конструкцию.
Стержни-катки 10 по первому варианту (фиг.3, фиг.4) изготовлены из монолитных правильных тетраэдров 11 (фиг.5), последовательно соединенных своими гранями известными способами, например сваркой, клейкой. По периметру стержней-катков расположены направляющие элементы в виде многозаходные винтовых поверхностей из последовательно соединенных попеременно в противоположные стороны под тупым углом равносторонних треугольников.
Стержни-катки 10 по второму варианту могут быть изготовлены из свернутых в винт монолитных прутков с многогранным поперечным сечением, например треугольной формы (фиг.6, фиг 7), четырехугольный формы (фиг.8, фиг.9) или пятиугольной формы и т.д. (на чертежах не показаны), по периметру которых расположены направляющие элементы в виде многозаходных винтовых поверхностей в виде свернутых в винт полос 12, 13, 14 на фиг.6, фиг.7 или 15, 16, 17, 18 на фиг.8, фиг.9.
Cтержни-катки 10 по третьему варианту (фиг.10, фиг.11) смонтированы (фиг.12) из монолитных секций, выполненных в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали (фиг.13), с одноименными ребрами соседних секций, соединенных под прямым углом α. По периметру стержней-катков расположены направляющие элементы в виде многозаходных винтовых поверхностей.
На фиг.12 показана в аксонометрической проекции схема сборки четырех монолитных секций А, Б, В, Г, Д друг с другом.
Каждая из секций выполнена в виде прямой треугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали (фиг.13). На фиг.13 секция показана сплошными утолщенными линиями. Стороны прямой треугольной призмы а и одна из сторон основания призмы равна друг другу, как показано на фиг.13.
Секции соединены друг с другом (фиг.12) боковыми четырехугольными гранями со сторонами а таким образом, что одноименные ребра треугольных граней соседних секций (полукубов) расположены под углом α=90°.
В результате соединения секций по периметру стержней-катков образуется многозаходная винтовая поверхность с четырьмя ломаными винтовыми линиями (фиг.10; фиг.11) с шагом S: 19-20-21-22-23-24-25; 26-27-28-29-30-31; 32-33-34-35-36-37-38; 39-40-41-42-43-44.
Стержневой бетоносмеситель работает следующим образом. В барабана 2 через средств загрузки 7 беспрерывно загружаются компоненты (цемент и инертные материалы) бетонной смеси и вода затворения через трубу 9. При вращении барабана 2 частицы цемента и инертных материалов захватываются внутренней поверхностью барабана 2 и в направлении вращения поднимаются вверх. При достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы цемента и инертных материалов движутся вниз. Одновременно с компонентами бетонной смеси за счет центробежной силы и сил трения стержни-катки 10 смещаются на некоторый угол в направлении вращения и тоже поднимаются вверх. При достижении определенной высоты под действием сил тяжести они скатываются вниз по стенкам барабана в направлении, обратном вращению барабана 2. Скорость вращения барабана 2 рассчитывается такой, чтобы обеспечить только скатывание стержней-катков, и не должна превышать значения, когда может произойти отрыв стержней-катков 10 от стенок барабана 2. При скатывании каждый стержень получает вращение, обратное вращению барабана 2. При вращении стержней 10 частицы компонентов бетонной смеси осуществляют движение по их винтовым линиям, перемещаются вдоль горизонтальной оси и выгружаются из барабана 2 в средство 8 для разгрузки. При этом производится не только смешивание компонентов бетонной смеси и воды друг с другом, но и измельчение, перетирание компонентов смесей. За счет наличия на наружной поверхности стержней-катков винтовых поверхностей и винтовых линий при смешивании производится перемещение бетонной смеси и ее компонентов от загрузки к выгрузки, где они и выгружаются в средство для выгрузки 8. Процесс приготовления растворов и бетонных смесей непрерывен.
Технико-экономические преимущества возникают за счет увеличения длины контакта рабочих органов в виде стержней-катков, участвующих в приготовлении бетонных смесей, увеличении частоты взаимодействия компонентов растворов и бетонных смесей не только друг с другом, но и со стенками барабана и с винтовыми поверхностями стержней-катков, что не только расширяет технологические возможности и обеспечивает перемещение компонентов от загрузки и выгрузки при горизонтальном расположении оси вращения, но и усложняет траекторию движения частиц компонентов бетонной смеси, улучшает качество их смешивания, интенсифицирует сам процесс смешивания и расширяет технологические возможности.