Результат интеллектуальной деятельности: БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к устройствам для приготовления бетонной смеси.

Известен бетоносмеситель (а.с. №1199622, кл. B28C 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 являются 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), содержащий имеющий привод вращения барабан, по внутреннему периметру которого закреплен шнек и установленные между его витками лопатки, средства для загрузки и выгрузки.

Недостатком 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 и упрощение изготовления.

Техническое решение достигается тем, что в бетоносмесителе непрерывного действия, содержащем имеющий привод вращения барабан, средства для загрузки и выгрузки, барабан выполнен в виде установленного наклонно цилиндра под углом α относительно горизонтальной оси вращения барабана с плоскими торцевыми стенками эллиптической формы, размещенными под различными углами β и ψ к оси вращения и друг к другу под углом φ, при этом оси больших диаметров эллипсов торцевых стенок повернуты по оси вращения барабана относительно друг друга на угол ω, причем по всей длине барабана по его оси вращения смонтирована коническая пружина с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков, путем ее растяжения или сжатия, и смонтирована таким образом, что малый диаметр конической пружины размещен внутри загрузочной цапфы, а большой диаметр конической пружины смонтирован у разгрузочной цапфы.

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

Новизна заключается в том, что в результате выполнения барабана в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси вращения цилиндра с плоскими торцевыми стенками, размещенными под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, нарушается стационарность движения потоков компонентов бетона, раствора, которые совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как по периметру поверхность барабана выполнена в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что улучшает кавитационные характеристики, расширяет технологические возможности, повышает интенсивность приготовления бетонных смесей.

Новизна предложения заключается в том, что по всей длине барабана смонтирована коническая пружина с прямоугольным сечением витков, которая обеспечивает не только перемещение частиц компонентов бетона, раствора в радиальном направлении, но и способствует интенсификации процесса приготовления бетона, раствора, совершающих циркуляционное движение внутри в плоскостях, перпендикулярных ее оси симметрии, встречаясь с витками конической пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются не только к периферии барабана, но и в сторону разгрузочного приспособления для вывода потоков компонентов бетона, раствора, увеличивают интенсивность их приготовления, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине барабана коническая 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, раствора и изменять скорости их перемещения от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.

Новизна заключается в том, что центры симметрии внутренней поверхности барабана в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси вращения барабана, что нарушает стационарность движения частиц компонентов бетона, раствора, расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что барабан по всей длине имеет переменное не только поперечное, но и продольное сечение, что интенсифицирует процесс приготовления бетона, раствора.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана и выполнение его в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра со стенками по периметру и с торцевыми стенками эллиптической формы, причем торцевая стенка у загрузочной цапфы смонтирована под углом к оси вращения барабана и выполнена плоской эллиптической формы, а торцевая стенка у разгрузочной цапфы размещена под углом не только к оси вращения, но и к торцевой стенке у загрузочной цапфы и выполнена тоже эллиптической формы, что нарушает стационарность движения частиц компонентов бетона, раствора, повышает производительность и эффективность приготовления раствора, бетона, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что в результате выполнения барабана, в виде установленного наклонно относительно горизонтальной оси цилиндра со стенками по периметру и с торцевыми стенками, эллиптической формы, частицы компонентов бетона, раствора совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как барабан выполнен в виде наклонного цилиндра, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное, что повышает производительность приготовления бетона, раствора, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что направление витков конической пружины с прямоугольным сечением витков совпадает с направлением вращения барабана, что обеспечивает транспортировку частиц компонентов бетона, раствора от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможность.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен бетоносмеситель непрерывного действия с торцевыми стенками, размещенными под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 бетоносмесителя непрерывного действия с торцевыми стенками, размещенными под различными углами не только к горизонтальной оси вращения, но и друг к другу, при этом оси больших диаметров эллипсов торцевых стенок повернуты на угол ω по оси вращения относительно друг к другу.

Бетоносмеситель непрерывного действия (фиг. 1, фиг. 2) содержит барабан 1, загрузочную 2 и разгрузочную 3 цапфы. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц компонентов бетона, раствора внутри барабана 1 смонтировна коническая пружина 4 с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающих с направлением вращения барабана 1. Пружина 4 оборудована устройством для изменения шага витков пружины 4 путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 4 может производиться в процессе приготовления бетона, раствора.

Барабан 1 выполнен в виде установленного наклонно под углом α относительно горизонтальной оси цилиндра с торцевыми стенками 5 и 6 (фиг. 1, фиг. 2), размещенными под углами β и ψ к горизонтальной оси вращения барабана 1 и под углом φ друг к другу (фиг. 1), и снабжен приводом (на чертеже не показан). Оси больших диаметров эллипсов торцевых перфорированных стенок 5 и 6 i₁-i₁ и i₂-i₂ (фиг. 2) повернуты по оси вращения барабана относительно друг друга на угол ω. Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц компонентов бетона, раствора внутри барабана 1 смонтирована коническая пружина 4 с плоским сечением витков, с направлением витков, совпадающих с направлением вращения барабана 1. Пружина 4 оборудована устройством для изменения шага витков пружины 4 путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 4 может производиться в процессе приготовления бетона, раствора. При этом малый диаметр конической пружины 4 размещен внутри загрузочной цапфы 2, а большой диаметр конической пружины 4 смонтирован у разгрузочной цапфы 3.

Таким образом, оси больших диаметров эллипсов торцевых стенок барабана 1 (фиг. 2) повернуты по оси вращения 0₁-0₁ барабана 1 относительно друг друга на угол ω. На фиг. 2 показано расположение оси большего диаметра эллипса i₁-i₁ торцевой стенки 5 барабана 1 у загрузочной цапфы 2 относительно оси большего диаметра эллипса i₂-i₂ торцевой стенки 6 барабана 1 у разгрузочной цапфы 3, которые повернуты относительно друг друга на угол ω.

Бетоносмеситель непрерывного действия работает следующим образом.

Потоки компонентов бетона, раствора, вода затворения (фиг. 1) подаются через средство для загрузки (на чертежах не показано), через загрузочную цапфу 2 внутрь барабана 1, где они совершают движение по различным эллиптическим траекториям, размеры которых меняются по длине барабана 1 в каждом поперечном сечении, при этом частицы компонентов бетона, раствора совершают сложное пространственное движение в вертикальной плоскости - по эллиптическим траекториям, так как барабан 1 выполнен цилиндрическим и наклонным, а в горизонтальной плоскости - возвратно-поступательное. В результате поток движущихся частиц компонентов бетона, раствора нестационарен, а размеры и расположение активного движения их потоков заметно меняются за время одного оборота барабана 1. Поэтому в результате нарушения упорядоченности процесса движения частиц компонентов бетона, раствора движение их становится более активным, ликвидируется зона малоподвижности, возрастает энергоемкость соударений частиц компонентов бетона, раствора между собой и со стенками барабана 1, а также с торцевыми стенками 5 и 6, что обеспечивает повышение производительности приготовления бетона, раствора. Процесс нестационарности движения частиц компонентов бетона, раствора усугубляется формой торцевых стенок 5 и 6 эллиптической формы, что существенно меняет направление движения частиц компонентов бетона, раствора вдоль оси вращения барабана 1 и создает зоны различного давления торцевых стенок 5 и 6 на частицы компонентов бетона, раствора, и интенсифицируется процесс приготовления бетона, раствора. Поэтому частицы компонентов бетона, раствора имеют возможность под воздействием разности давления торцевых стенок эллиптической формы 5 и 6, не только двигаться по сложным траекториям, но и перемещаться в осевом направлении от загрузки к выгрузке, создавая при этом турбулентные потоки частиц компонентов бетона, раствора. В результате такой интенсификации движения потоков частиц компонентов бетона, раствора повышается производительность и готовый бетон, раствор через разгрузочное приспособление 3 выводится за пределы бетоносмесителя непрерывного действия.

Процесс движения частиц компонентов бетона, раствора, которые поднимаются вверх и падают вниз, непрерывен. Поскольку внутренние стенки барабана 1 расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения барабана 1, то в каждой порции каждая частица компонентов бетона, раствора перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс приготовления бетона, раствора и расширяет технологические возможности. Процесс приготовления бетона, раствора также интенсифицируется смонтированной внутри барабана 1 конической пружиной 4 с плоским сечением витков и с направлением витков, совпадающим с направлением вращения барабана 1, которая обеспечивает дополнительное продольное перемещение частиц компонентов бетона, раствора внутри барабана 1. Пружина 4 оборудована устройством для изменения шага витков путем растяжения или сжатия (на рисунках не показано). Регулировка величины шага витков пружины 4 может производиться также в процессе приготовления бетона, раствора, т.е. в процессе работы бетоносмесителя непрерывного действия. В зависимости от характеристик компонентов бетона, раствора, требуемого времени их приготовления устанавливается такой шаг пружины, который отвечает оптимальным условиям процесса приготовления бетона, раствора. Например, если требуется высокая скорость продольного перемещения потоков компонентов бетона, раствора, то увеличивается шаг пружины 4 и, таким образом, изменяется поток движения частиц компонентов бетона, раствора, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузки к выгрузке. При приготовлении бетона, раствора, требующих длительного времени пребывания потоков частиц компонентов бетона, раствора в барабане 1, шаг витков пружины 4 уменьшается и, таким образом, изменяется скорость движения потов частиц компонентов бетона, раствора, а значит, соответственно изменяется их скорость перемещения от загрузке к выгрузке. Направление витков пружины 4 может совпадать или быть против направления вращения барабана 1. В нужном положении пружину 4 фиксируют известными приспособлениями (на чертеже не показаны). Регулировка величины шага пружины 4 может быть осуществлена также и в процессе приготовления бетона, раствора. На выходе барабана 1 порции готового бетона, раствора поднимаются вверх и через разгрузочную цапфу 3 выводятся в разгрузочное приспособление (на чертеже не показано).

Скорость перемещения частиц компонентов бетона, раствора от загрузки к выгрузке можно регулировать изменением угла наклона всего бетоносмесителя непрерывного действия.

Технико-экономические преимущества обеспечиваются за счет интенсификации процесса приготовления бетона, раствора благодаря нарушению стационарности движения потоков частиц компонентов бетона, раствора внутри барабана бетоносмесителя непрерывного действия. Предлагаемая конструкция бетоносмесителя непрерывного действия позволяет упростить изготовление, повысить производительность, расширяет технологические возможности.