Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОДГОТОВКИ МАТЕРИАЛА ДЛЯ ПОЛУСУХОГО ПРЕССИРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ

Известен способ подготовки материала для полусухого прессования [патентная заявка РФ № 97119599, МПК⁶ В22С5/04, публ. 10.08.99]. В известном способе осуществляют подачу материала, его измельчение и медленный вывод мелких фракций материала. Недостатком известного способа является недостаточное качество полученного продукта за счет отсутствия перемешивания раздробленного материала. Известен способ подготовки материала для полусухого прессования, реализованный в устройстве, описанном в [патенте РФ № 2034659 МПК⁶ В02С23/00, публ. 10.05.95]. В известном способе, выбранном в качестве прототипа, осуществляют подачу материала на обработку, его перемешивание и измельчение, при этом два последних процесса выполняют с приданием материалу, о крайней мере, частично вращательного движения, и дальнейший вывод обработанного материала. Кроме того, в известном способе выполняют вторую стадию измельчения для получения более мелких фракций материала. Еще одной особенностью способа является то, что в обеих стадиях обработки материала вращательное движение проводят вокруг горизонтальной оси.

Недостатком известного способа является низкое качество степени гранулометрического состава полученного продукта. Это обусловлено тем, что из-за недостаточного перемешивания уже измельченного материала из-за выполнения вращательного движения вокруг горизонтальной оси, отсутствует возможность осуществления покрытия мелких фракций материала дисперсными частицами этого материала. Известно устройство подготовки материала для полусухого прессования [пат. РФ № 2014145, МПК⁵ В.02С235/00. публ. 15.06.94], содержащее корпус с загрузочным и разгрузочным патрубками, между которыми находится камера измельчения. Для получения более мелких фракций материала измельчение осуществляется при помощи двух последовательно расположенных рабочих элементов, выполненных в виде торов. Недостатком известного устройства является недостаточное качество полученного продукта за счет отсутствия перемешивания раздробленного материала. Наиболее близким по технической сути и достигаемому эффекту к заявляемому устройству, является известное устройство [пат. РФ № 2034659, МПК⁶ В02С23/00, публ. 10.05.95]. Известное устройство содержит корпус, в котором расположены одна под другой две камеры с рабочими элементами для обработки материала путем его перемешивания и измельчения, соединенные совместным отверстием, а также загрузочный патрубок, разгрузочный 'патрубок и привод. В известном устройстве верхняя камера осуществляет перемешивание и первичное измельчение материала при помощи поворотного вала с рабочими элементами в виде кулаков и соединена с загрузочным патрубком, а нижняя камера осуществляет дополнительное измельчение материала при помощи двух роторов с рабочими элементами в виде валков, вращающихся в разных направлениях, и соединена с разгрузочным патрубком. При этом вертикальные оси обеих камер совпадают, их объемы приблизительно одинаковы, а вращение рабочих элементов в обеих камерах осуществляется полусухого прессования при изготовлении кирпича, черепицы и тротуарной плитки от одного электродвигателя и выполняется вокруг горизонтальной оси.

Недостатком известного устройства является низкая продуктивность. Это обусловлено конструкцией верхней камеры, суживающейся к низу.

Другим недостатком является то, что при изменении состава материала необходима переналадка узлов привода устройства на другой режим работы. Этот недостаток вызван наличием одного электродвигателя в устройстве. В основу изобретения на способ подготовки материала для полусухого прессования поставлена задача усовершенствования известного подобного способа путем осуществления покрытия раздробленных фракций материала дисперсными частицами этого же материала, вследствие чего повышается качество готового продукта, которое обуславливает улучшение механических свойств строительных изделий после проведения полусухого прессования.

В основу изобретения на устройство поставлена задача усовершенствования устройства для подготовки материала для полусухого прессования путем изменения связей между отдельными узлами и изменением их конструктивного и схемного решений.

Для заявляемого способа задача достигается тем, что в известном способе подготовки материала для полусухого прессования, включающем подачу материала на обработку, его перемешивание и измельчение, при этом два последних процесса выполняют с приданием материалу, по крайней мере, частично вращательного движения, и дальнейший вывод обработанного материала, в соответствии с изобретением, осуществляют покрытие мелких фракций материала дисперсными частицами этого материала, для чего их дополнительно перемешивают как во время измельчения, где вращательное движение выполняют вокруг вертикальной оси в высокоскоростном режиме, так и после него, выполняя вращательное движение также вокруг вертикальной оси, но в низкоскоростном режиме. В предпочтительном варианте подачу измельченного материала для последнего перемешивания выполняют в направлении против действия силы гравитации благодаря высокоскоростному режиму предыдущего процесса. Во втором предпочтительном варианте подачу материала извне выполняют циклами, которые разнесены по времени с циклами его обработки и вывода. В последнем предпочтительном варианте регулируют длительность указанных циклов в зависимости от состава материала. Таким образом, в заявляемом способе во время измельчения осуществляется дополнительное перемешивание образующихся фракций и частиц материала. Это обеспечивает покрытие мелких фракций материала дисперсными частицами этого материала. При этом осуществляется эффект перетирания слипшихся мелко компонентов: пигментов, цемента, и т.п., которые представляют собой дисперсные частицы, вследствие чего повышается качество полученного продукта. Этому процессу способствует то, что материал вращается вокруг вертикальной оси. Кроме того, осуществление процесса в высокоскоростном режиме позволяет получить необходимый гранулометрический состав продукта и качественное перемешивание. Возможность осуществления регулировки процесса обработки материала в зависимости от состава материала позволяет получить качественный продукт. При использовании необходимых красителей покрытие мелких фракций дисперсными частицами этого материала обеспечивает более интенсивный цвет готового продукта. В заявленном устройстве задача решается тем, что в известном устройстве подготовки материала для полусухого прессования, содержащем корпус, в котором расположены одна под другой две камеры с рабочими элементами для обработки материала путем его перемешивания и измельчения, соединенные совместным отверстием, а также загрузочный патрубок, разгрузочный патрубок и привод, в соответствии с изобретением, сверху расположена камера для перемешивания материала, а под ней камера для измельчения и перемешивания, дополнительно содержит узел регулирования и второй привод, связанный с камерой измельчения и перемешивания и расположенный под ней в корпусе, при этом первый привод является автономным для камеры перемешивания и расположен над ней вне корпуса, каждый патрубок имеет заслонку, связанную с узлом регулирования, разгрузочный патрубок расположен на дне верхней камеры со смещением от ее вертикальной оси, рабочие элементы в обеих камерах выполнены в виде лопаток с возможностью вращения вокруг вертикальной оси, у камеры измельчения и перемешивания в сравнении с камерой перемешивания объем меньше, привод высокоскоростной и вертикальная ось смещена по горизонтали в сторону, противоположную расположению разгрузочного патрубка, а совместное отверстие между обеими камерами расположено с соответствующим смещением от вертикальной оси верхней камеры. В предпочтительном варианте в камере перемешивания оси разных лопаток направлены в разных направлениях. Во втором предпочтительном варианте в камере измельчения и перемешивания продольные оси лопаток направлены горизонтально.

Общая компоновка устройства, а также использование высокоскоростного привода в камере измельчения и перемешивания приводит к:

- уменьшению его габаритов;

- осуществлению покрытия мелких фракций материала дисперсными частицами в камере измельчения и перемешивания;

- осуществлению более равномерного распределения фракций в материале в обеих камерах за счет вращения рабочих элементов вокруг вертикальной оси;

- повышению производительности устройства за счет наличия независимых приводов в каждой камере и возможности перехода от обработки одного материала к другому;

- повышению скорости подачи материала в корпус за счет смещения по горизонтали вертикальной оси камеры измельчения и перемещения;

- уменьшению нагрузки на ротор камеры измельчения и перемещения за счет размещения его привода под дном камеры;

- удалению материала, налипшего на стенках и крышке камеры перемешивания за счет размещения продольной оси ее лопаток в разном направлении.

Техническая суть изобретений поясняется фиг. 1. Устройство для подготовки материала для полусухого прессования содержит корпус 1, в котором размещены загрузочный патрубок 2, камера 3 перемешивания с приводом, который состоит из электродвигателя 4 и редуктора 5 и находится на крышке корпуса 1. В камере 3 расположен ротор 6 и рабочие элементы 7 и 8 в виде лопаток. При этом продольная ось лопатки 7 направлена вертикально, а продольная ось лопатки 8 направлена горизонтально. В корпусе 1 размещена также камера 9 измельчения и перемешивания с ротором 10 и рабочими элементами в виде лопаток 11, продольные оси которых направлены горизонтально. Рабочие элементы камер 3 и 9 связаны со своими приводами с возможностью вращения вокруг вертикальной оси. В нижней части камеры 3 перемешивания расположен разгрузочный патрубок 12 со смещением от вертикальной оси этой камеры. Вертикальные оси камеры 3 перемешивания и камеры 9 измельчения и перемешивания смещены по горизонтали в сторону противоположную расположению патрубка 12. Камера 9 измельчения и перемешивания имеет свой автономный привод в виде электродвигателя 13, размещенный в корпусе 1 под этой камерой. Каждый из патрубков 2 и 12 имеет заслонку 14, которая связана с узлом регулирования (на фигуре не показано). Отверстие 15 между камерами 3 и 9 расположено со смещением от вертикальной оси камеры 3 в сторону противоположную расположению разгрузочного патрубка 12. Пример конкретного выполнения способа подготовки материала для полусухого прессования показан на примере работы устройства, которое он реализует. Через загрузочный патрубок 2 в камеру 3 перемешивания поступает материал, где ему придают вращательное движение вокруг вертикальной оси с помощью рабочих элементов 7 и 8 при небольшой скорости, которое обеспечивает ему редуктор 5. Далее материал поступает в камеру 9 измельчения и перемешивания через отверстие 15, где ему также придают вращательное движение вокруг вертикальной оси с помощью лопаток 11 в высокоскоростном режиме. При измельчении часть материала переходит в дисперсное состояние. При сочетании процессов измельчения и перемешивания, идущих в камере 9, обеспечивается покрытие раздробленных фракций материала дисперсными частицами этого же материала. После этого материал благодаря высокоскоростному вращательному процессу против действия сил гравитации возвращается в камеру 3, где в низкоскоростном режиме перемещается для обеспечения улучшения покрытия мелких фракций материала дисперсными частицами этого материала и через разгрузочный патрубок 12 выводится на выход. Опытный образец устройства изготовлен и работает успешно. Подготовленный материал для полусухого прессования прошел испытания, вследствие чего был изготовлен кирпич, механические показатели которого и качество поверхности отвечают европейскому уровню строительных изделий.