бетоносмеситель

Формула изобретения

Бетоносмеситель, содержащий размещенный на станине посредством введенной в устройстве рамы с пневмобаллонами и снабженный приводом корпус, выполненный из секций, смонтированных по периметру из поочередно соединенных двух прямоугольников и двух параллелограммов с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат последующей секции повернут относительно предыдущего на угол 180° с образованием по периметру зигзагообразных линий одного направления, отличающийся тем, что корпус смонтирован из секций, изготовленных в виде прямоугольных призм, образованных сечением куба по диагонали, при этом каждая секция собрана из прямоугольного основания и двух боковых граней в виде двух равнобедренных треугольников, прикрепленных своими основаниями под углом 90° к большим сторонам прямоугольного основания, при этом длина меньшей стороны прямоугольного основания равна длине боковых сторон равнобедренных треугольников, с образованием по периметру барабана многозаходной винтовой поверхности и направленных навстречу друг другу четырех ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления, при этом по всей длине корпуса смонтирована цилиндрическая пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, и снабжен трубопроводом с неподвижной конической винтовой насадкой для подачи воды затворения на расстояние L.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и бетонных смесей.

Известен бетоносмеситель (патент РФ № 2044643, кл. B28C 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.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является вибрационный бетоносмеситель (патент РФ № 2398678, кл. B28C 5/20, 2010 г.), содержащий размещенный на станине посредством введенной в устройстве рамы с пневмобаллонами и снабженный приводом корпус, выполненный из секций, смонтированных по периметру из поочередно соединенных двух прямоугольников и двух параллелограммов с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат последующей секций повернут относительно предыдущего на угол 180° с образованием по периметру зигзагообразных линий одного направления.

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность взаимодействия компонентов растворов или бетонных смесей, ограниченные технологические возможности.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей за счет повышения интенсивности взаимодействия компонентов растворов или бетонных смесей, придания компонентам растворов или бетонных смесей сложного пространственного движения.

Техническое решение достигается тем, что в бетоносмесителе, содержащем размещенный на станине посредством введенной в устройстве рамы с пневмобаллонами и снабженный приводом корпус, выполненный из секций, смонтированных по периметру из поочередно соединенных двух прямоугольников и двух параллелограммов с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат последующей секций повернут относительно предыдущего на угол 180° с образованием по периметру зигзагообразных линий одного направления, согласно изобретению корпус смонтирован из секций, изготовленных в виде прямоугольных призм, образованных сечением куба по диагонали, при этом каждая секция собрана из прямоугольного основания и двух боковых граней в виде двух равнобедренных треугольников, прикрепленных своими основаниями под углом 90° к большим сторонам прямоугольного основания, при этом длина меньшей стороны прямоугольного основания равна длине боковых сторон равнобедренных треугольников, с образованием по периметру барабана многозаходной винтовой поверхности и направленных навстречу друг другу четырех ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления, при этом по всей длине корпуса смонтирована цилиндрическая пружина, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, и снабжен трубопроводом с неподвижной конической винтовой насадкой для подачи воды затворения на расстояние L.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне бетоносмесителя.

Новизна обусловлена также тем, что элементы, из которых собраны секции корпуса, разные по площади, размерам и конфигурации, взаимодействуют с движущимися внутри корпуса частицами цемента, инертными материалами и водой затворения, направлены друг к другу под некоторыми углами и поэтому направляют компоненты бетона под разными углами, что увеличивает интенсивность приготовления бетона, энергоемкость и частоту взаимодействия частиц компонентов бетона и расширяет технологические возможности.

Новизна состоит в том, что бетоносмеситель снабжен трубопроводом с неподвижной конической винтовой насадкой для подачи воды затворения на расстояние L от входного отверстия корпуса, что обеспечивает активацию инертных составляющих и цемента винтовыми поверхностями корпуса 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 конической винтовой насадки и охватывают поэтому большие объемы масс смешанных инертных материалов и цемента, активизируя таким образом процесс затворения и бетоносмешивания, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при вращении корпуса массы цемента и инертных составляющих поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и затем бросаются стенками корпуса навстречу друг другу, и за счет сообщений компонентам бетона (инертным и цементу) сначала в сухом состоянии, а затем и воде затворения дополнительных каскадных перемещений, за счет того что корпус выполнен из секций, смонтированных из полукубов, соединенных между собой определенным образом, и представляет собой условно цилиндрическую винтовую пустотелую поверхность с ломаными винтовыми линиями разного шага и с разным количеством направленных навстречу друг другу винтовых линий, значительно возрастает интенсивность процесса приготовления бетона.

Новизна усматривается в том, что по всей длине корпуса смонтирована цилиндрическая пружина, которая не только обеспечивает перемещение в обратном направлении от выгрузки к разгрузке в радиальном направлении частиц цемента, инертных материалов, но и способствует интенсификации процесса приготовления бетона. Такое радиальное движение в обратном направлении обеспечивается за счет того, что частицы компонентов бетона, совершающих движение внутри корпуса в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии корпуса, встречаясь с витками пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются от выгрузки к загрузке, что создает противопотоки массам компонентов бетона, увеличивает интенсивность процесса приготовления бетона и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине корпуса цилиндрическая пружина снабжена устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения компонентов бетона и воды, обеспечивает регулирование интенсивности движения частиц компонентов бетона, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что элементы, из которых собраны секции корпуса, разные по площади, по размерам и конфигурации, поэтому интенсивность приготовления бетона значительно возрастает, так как эти элементы, работая как полк, захватывают разные по объему порции цемента и инертных компонентов, а также воды затворения, направляют их навстречу друг другу, интенсифицируя процесс приготовления бетона.

Новизна заключается также в том, что шаг винтовых линий основного направления корпуса в два раза больше шага винтовых линий противоположного направления и количество их заходов тоже в два раза больше противоположного, поэтому наряду с интенсификацией процесса приготовления бетона обеспечивается перемещение компонентов бетона и воды вдоль горизонтальной оси корпуса от загрузки к выгрузке, что исключает необходимость монтажа корпуса под углом к горизонту, т.е. не только обеспечивает осевое перемещение цемента и инертных материалов при горизонтальном расположении оси вращения корпуса, упрощает привод и повышает эксплуатационный срок службы, но и повышает интенсивность бетоносмешивания за счет увеличения смешиваемости из-за наличия на поверхности корпуса противонаправленных друг другу ломаных винтовых линий, что нарушает стационарность движения цемента и инертных материалов, повышает производительность приготовления бетона и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические возможности за счет придания компонентам растворов или бетонных смесей сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии корпуса при асимметричном движении масс компонентов растворов и бетонных смесей в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической формой корпуса, их взаимного расположения относительно друг друга и к оси вращения.

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.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что корпус выполнен из секций в виде полукуба, соединенных между собой определенным образом в виде пустотелой многозаходной винтовой поверхности. Секции корпуса при вращении захватывают, как ковши в виде полукубов, порции компонентов бетона, воды затворения и сообщают им дополнительное каскадное перемещение, что обеспечивает возрастание интенсивности приготовления бетона и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен бетоносмеситель, общий вид; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - корпус, вид спереди; на фиг.4 - корпус, вид сверху на фиг.3; фиг.5 - корпус бетоносмесителя, аксонометрическая проекция; фиг.6 - схема сборки корпуса из секций; фиг.7 - секция барабана, аксонометрическая проекция; фиг.8 - сечение Б-Б на фиг.3; фиг.9 - сечение В-В на фиг.3; фиг.10 - сечение Г-Г на фиг.3; фиг.11 - сечение Д-Д на фиг.3.

Бетоносмеситель (фиг.1, фиг.2) состоит из 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 смонтированным в них корпусом 1 закреплены на раме 9. Рама 9 размещена на четырех пневмобаллоннах 10, которые закреплены на станине 11. Бетоносмеситель снабжен трубопроводом 12 с неподвижной конической винтовой насадкой 13 (не показана) 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, прошедших расстояние L от входного отверстия корпуса 1, производится процесс их затворения и бетоносмешивания водой затворения, которая под напором движется по трубопроводу 12, приобретает вращательное движение и на выходе винтовой насадки 13 завихряется (закручивается), и, таким образом, увеличивается площадь контакта воды затворения с сухой смесью цемента и инертными материалами. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения в противоположном направлении - создание противопотоков частиц компонентов растворов, бетона и воды, внутри корпуса 1 смонтирована цилиндрическая пружина 14, которая оборудована устройством для изменения шага витков цилиндрической пружины 14 путем ее растяжения или сжатия (не показано). Регулировка величины шага витков цилиндрической пружины 14 может производиться также в процессе приготовления растворов, бетона, т.е. в процессе работы бетоносмесителя. В зависимости от требуемого времени бетоносмешивания, качества смеси и требуемого времени приготовления раствора или бетона устанавливается такой шаг пружины 14, который отвечает оптимальным условиям бетоносмешивания. Например, если уменьшить шаг пружины 14, изменяется скорость движения потока компонентов бетона и воды в обратном направлении, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. В нужном положении пружину 14 фиксируют известными приспособлениями (не показаны).

Корпус 1 (фиг.3, фиг.4) смонтирован из секций (на фиг.6 показана в аксонометрической проекции схема сборки пяти секций «А», «Б», «В», «Г», «Д» одна с другой и т.д.), соединенных между собой известными методами, например сваркой.

Каждая секция изготовлена в виде прямоугольной призмы, образованной сечением куба по диагонали (фиг.7), собрана из прямоугольного основания 15 и двух боковых граней 16 и 17 в виде двух равнобедренных треугольников, прикрепленных своими основаниями под углом 90° к большим сторонам прямоугольного основания 15, при этом длина меньшей стороны прямоугольного основания 15 «а» равна длине каждой боковой стороны «в» равнобедренных треугольников 16 и 17.

При монтаже корпуса 1 (фиг.6) каждая секция повернута относительно предыдущей на угол 90° с образованием по периметру барабана многозаходной винтовой поверхности и направленных навстречу друг другу четырех ломаных винтовых линий основного направления и двух ломаных винтовых линий противоположного направления. На фиг.6 линии соединения секций друг с другом показаны утолщенной линией. В результате соединения секций друг с другом по периметру корпуса бетоносмесителя образуется многозаходная винтовая поверхность с различным количеством заходов, а именно четырьмя непрерывными ломаными винтовыми линиями основного направления с шагом S ₁: 18-19-20-21-22-23-24; 25-26-27-28-29-30; 31-32-33-34-35-36-37; 38-39-40-41-42-43, и двумя ломаными винтовыми линиями противоположного направления с шагом S₂: 24-30-36-42-22-28-34-40-20-26-32-38-18; 43-23-29-35-41-27-33-39-25-31. Шаг S₁ в два раза больше шага S₂. Одна из четырех ломаных винтовых линий основного направления с шагом S₁: 18-19-20-21-22-23-24, и одна из двух винтовых линий противоположного направления с шагом S ₂: 24-30-36-42-22-28-34-40-20-26-32-38-18, показаны на фиг.3 и фиг.4 утолщенной линией.

На фиг.5 показано наглядное изображение корпуса 1, на котором утолщенной линией показана одна из четырех ломаных винтовых линий 24-23-22-21. Такое конструктивное оформление корпуса 1 обеспечивает изменение по длине корпуса 1 не только размеров проходного сечения корпуса 1 (фиг.8, фиг.9, фиг.10, фиг.11), но и формы проходного сечения корпуса 1. 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 бетонов и растворов.

Бетоносмеситель работает следующим образом.

Корпус 1 через загрузочное устройство 2 заполняется непрерывным потоком компонентов растворов или бетонных смесей (цементом и инертными - песок, гравий и т.п.). При вращении корпуса 1, внутри него частицы цемента, инертных материалов и воды совершают пространственное движение, что усугубляется при возникновении дебаланса.

В результате не только нарушается стационарность движения частиц цемента и инертных материалов многоугольной формой проходного сечения корпуса 1, но и возникает дебаланс самого корпуса 1, за счет удаления от оси вращения корпуса 1 секций «А», «Б», «В», «Г», «Д» и т.д. Инертные материалы и цемент перемещаются по внутреннему отверстию корпуса 1 от загрузочного приспособления 2 к разгрузочному приспособлению 3. Так как по длине корпуса 1 форма и размеры проходного поперечного сечения меняются, увеличивается от загрузки к выгрузке и меняется его расстояние от оси вращения корпуса 1, то имеет место интенсификация процесса бетоносмешивания и расширение технологических возможностей.

Таким образом, при вращении корпуса 1 компонентам растворов или бетонных смесей сообщается сложное пространственное движение с наложением колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, возбуждаемых за счет геометрии корпуса 1 при асимметричном движении компонентов растворов или бетонов и возникновения дебаланса в результате нарушения стационарности их движения геометрической формой секций «А», «Б», «В», «Г», «Д» и т.д., их взаимным расположением относительно друг друга и к оси вращения. При этом центры симметрии O₁ внутренней поверхности корпуса 1 в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения O₁ корпуса 1, что нарушает стационарность движения частиц компонентов растворов или бетонных смесей. Благодаря одновременному воздействию сложного пространственного движения компонентов растворов или бетонных смесей и низкочастотных их колебаний повышается смешиваемость компонентов растворов или бетонных смесей, их интенсивность взаимодействия между собой и со стенками корпуса 1. При вращении корпуса 1 массы цемента и инертных составляющих поднимаются на определенную высоту по ходу вращения и бросаются стенками корпуса 1 навстречу друг другу, что обеспечивает активацию инертных составляющих и цемента путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в корпусе 1 на расстояние L, 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 при выходе из винтовой насадки 13 трубопровода 12. 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, приготовления, и они направляются в сторону выгрузки. Радиальное движение компонентов бетонов и растворов в обратном направлении обеспечивается за счет того, что частицы компонентов бетонов и растворов, совершающих циркуляционное движение внутри корпуса 1 в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии корпуса 1, встречаясь с витками неподвижно закрепленной пружины 14, изменяют траекторию своего движения и направляются в обратном направлении, сталкиваясь при этом с частицами компонентов растворов и бетонов, движущихся в направлении выгрузки. Частота движения и соударений частиц компонентов растворов и бетонов определяется не только количеством граней многогранной винтовой поверхности корпуса 1, но и наличием витков и шагом цилиндрической пружины 14, смонтированной стационарно (неподвижно) внутри корпуса 1. Поэтому в предлагаемой конструкции бетоносмесителя обеспечивается активная циркуляция частиц цемента и частиц инертных составляющих и воды затворения. Таким образом, частицы компонентов растворов и бетонов, а также порций воды, преодолевая сопротивление встречных потоков от витков пружины 14, совершают сложное пространственное движение и готовые растворы или бетонные смеси через втулку 5 выгружаются в разгрузочное приспособление 3.

Технико-экономические преимущества возникают за счет придания компонентам растворов или бетонных смесей сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний в трех взаимно перпендикулярных направлениях, а также создания противопотоков компонентов бетонов и растворов пружиной 14, 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. Этому способствует и винтовая насадка 13, которая ускоряет процесс затворения водой за счет закручивания ее потоков.