Результат интеллектуальной деятельности: БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ

Изобретение относится к устройствам для приготовления бетонной смеси.

Известен бетоносмеситель (авт.св. №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 к предлагаемому изобретению является бетоносмеситель непрерывного действия (авт.св. №356142, кл. В28С 5/22), 1971 г.), содержащий, имеющий привод вращения барабан, по внутреннему периметру которого закреплен шнек и установленные между его витками лопатки.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, большое количество комплектующих изделий и сложность изготовления, что приводит к снижению надежности работы бетоносмесителя, а также недостаточная производительность.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, уменьшение количества комплектующих изделий и упрощение изготовления и повышение производительности.

Техническое решение достигается тем, что по первому варианту в бетоносмесителе, содержащем имеющий привод вращения барабан, по внутреннему периметру которого закреплен шнек и установленные между его витками лопатки, согласнойзобретению барабан выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи барабана под углом 5°-30° к оси вращения барабана в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения барабана, смонтирован из одной, свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой волнообразно по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 5°-30° к оси вращения барабана винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру барабана могут быть различными не только по форме но и по размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей, по второму варианту в бетоносмесителе, содержащем имеющий привод вращения барабан, по внутреннему периметру которого закреплен шнек и установленные между его витками лопатки, барабан выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри барабана под углом 5°-30° к оси вращения барабана в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения барабана, смонтирован из одной свернутой в цилиндрические витки, соединенные друг с другом по продольным кромкам, полосы одинаковой ширины, согнутой по размещенным под углом к ее продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 5°-30° к оси вращения барабана винтовых линий и винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы, которые по периметру барабана могут быть различными не только по форме, но и по размерам, при этом расстояние между линиями сгиба равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней поверхностей.

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

Новизна обусловлена тем, что такое конструктивное оформление позволяет обеспечить не только осевое перемещение компонентов бетонной смеси от загрузки к выгрузке при горизонтальном расположении оси вращения барабана, но и обеспечить интенсивное их перемешивание.

Новизна заключается в том, что при одних и тех же диаметрах барабана известной конструкции и предлагаемой конструкции бетоносмесителя, предлагаемой конструкции бетоносмесителя за счет наличия карманов волнообразной или криволинейной формы в виде полокружностей, частицы цемента, инертных материалов и воды поднимаются значительно выше угла естественного откоса, что расширяет технологические возможности и повышает производительность.

Новизна заключается в том, что благодаря внутренним винтовым поверхностям двоякой кривизны векторы скорости движения компонентов бетонной смеси при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса смешивания и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что барабан выполнен из одной полосы, что упрощает изготовление и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что внутри винтового барабана со сложной внутренней поверхностью в виде сочетания двух криволинейных поверхностей в каждой точке возникают разнонаправленные составляющие движения, что интенсифицирует не только процессы смешивания, но и затворения, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при одних и тех же диаметрах барабана известной конструкций и предлагаемой конструкции бетоносмесителя в предлагаемой конструкции длина развертки диаметра барабана по периметру из-за волнистости барабана по периметру значительно больше, поэтому и путь прохождения частиц компонентов бетонных смесей и воды затворения по сравнению с известными конструкциями барабана в виде цилиндра значительно больше, что представляет возможность сократить габариты барабана бетоносмесителя как по длине, так и по диаметру.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид бетоносмесителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - барабан выполненный по первому варианту, общий вид; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.3; на фиг.5 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для барабана на фиг.3; фиг.6 - полоса, согнутая по прямым линиям сгиба волнообразной формы; фиг.7- аксонометрическая проекция полосы волнообразной формы, свернутой в цилиндрический виток; на фиг.8 - барабан, выполненный по второму варианту, общий вид; на фиг.9 - разрез В-В на фиг.8; на фиг.10 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для барабана на фиг.8; на фиг.11 - полоса, согнутая с образованием карманов криволинейной формы в виде полуокружностей для барабана на фиг.8; фиг.12 - аксонометрическая проекция полосы (фиг.11), свернутой в цилиндрический виток.

Предлагаемый бетоносмеситель состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы. На станине закреплен привод главного движения, состоящий из электродвигателя 2, редуктора 3 и четырех роликовых опор 4. Барабан 5 снабжен двумя ободами 6, которые опираются на роликовые опоры 4. На станине 1 смонтировано средство для загрузки 7 и разгрузки 8. Бетоносмеситель снабжен трубопроводом 9 (фиг.1) для подачи внутрь барабана 5 воды затворения на расстояние L от ввода в барабан 5 сухих компонентов бетона.

Барабан 5 по 1-му варианту (фиг.3, фиг.4) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и снаружи корпуса в виде карманов криволинейной формы под углом 5°-30° к оси вращения барабана 5 с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно снаружи и внутри поперечного сечения барабана. Барабан 5 (фиг.3, фиг.4) изготовлен по крайней мере из одной полосы 10, соединенной по продольным кромкам 11 (показаны на фиг.3 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностями направленных в одну сторону под углом 5°-30° винтовых поверхностей в виде карманов криволинейной формы по внутренней поверхности 12, 13, 14, 15, 16, 17 и карманов криволинейной формы по наружной поверхности 18, 19, 20, 21, 22, 23, которые по периметру барабана 5 могут быть различными не только по форме, но и по размерам. Полоса 10 (фиг.5, фиг.6) согнута волнообразно по прямым линиям 24, расположенным под одинаковыми углами α к кромкам полосы 10 и размещенным на расстоянии L₁ между линиями сгиба 24. Расстояние L₁ равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей. Полоса 10 после волнообразного сгиба (фиг.6) свернута в цилиндрические витки (фиг.7), соединенные друг с другом по продольным кромкам 11 известными методами в барабан 5.

Барабан 5 (фиг.8, фиг.9) по 2-му варианту выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми линиями по периметру и винтовыми канавками внутри барабана 5 в виде карманов криволинейной формы под углом 5°-30° к оси вращения барабана 5 с центрами кривизны карманов криволинейной формы винтовой поверхности, расположенными внутри поперечного сечения барабана 5. Барабан 5 (фиг.8, фиг.9) изготовлен по крайней мере из одной полосы 25, соединенной по продольным кромкам 26 (показаны на фиг.8 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностям винтовых линий (одна из винтовых линий на фиг.8 показана утолщенной линией 27-28-29-30-31-32-32-33-34-35-36) и винтовых поверхностей (фиг.9) криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы 37, 38, 39, 40, 41, 42.

Полоса 25 (фиг.10, фиг.11) согнута по прямым линиям 43 под одинаковыми углами β к кромкам 26 полосы 25, размещенным друг от друга на расстояниях, равных длине развертки периметра криволинейных карманов, например для карманов 37-42 на расстояниях L₂.

Полоса 25 после сгиба (фиг.11) свернута в цилиндрические витки (фиг.12), соединенные друг с другом по продольным кромкам 26 известными методами, например сваркой, в барабан 5.

Бетоносмеситель работает следующим образом.

В барабан 5 через средство для загрузки бесперерывно загружаются компоненты (цемент и инертные материалы) бетонной смеси. При вращении барабана 5 частицы цемента и инертных материалов захватываются карманами внутренней винтовой поверхности и в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса частицы цемента и инертных материалов движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к стенкам вращающегося барабана 5 и перемещается в сторону выгрузки. При этом за счет карманов криволинейной формы частицы цемента и инертных материалов поднимаются значительно выше, чем в барабанах цилиндрической формы. Так как криволинейная поверхность барабана 5 непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций цемента и инертных материалов, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку внутренняя поверхность барабана 5 криволинейна, то в каждой порции частицы цемента и инертных материалов перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания и перетирания частиц цемента и инертных материалов материала друг с другом и со стенками барабана 5, повышается интенсивность смешивания частиц цемента и инертных материалов и расширяются технологические возможности. Так как из-за криволинейности волнообразной поверхности барабана 5 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц цемента и инертных материалов, то каждая частица движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва этих частиц от стенок барабан 5, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса смешивания. При этом происходит активация сухих сыпучих материалов компонентов смеси и обеспечивается не только интенсивное перемешивание цемента и инертных составляющих, по и обеспечивается измельчение инертных составляющих на меньшие фракции.

В таком сухом состоянии компоненты бетонной смеси перемещаются вдоль продольной оси барабана 5 на расстоянии L (фиг.1), где подается вода затворения в готовую сухую смесь компонентов бетона и начинает происходить процесс затворения. При дальнейшем движении вдоль оси барабана 5 происходит процесс бетоносмешивания. При дальнейшем движении вдоль оси барабана 5 готовая смесь выгружается в средство для выгрузки 8.

Наличие в конструкции барабана 5 бетоносмесителя по первому варианту карманов волнообразной криволинейной формы по внутренней поверхности 12, 13, 14, 15, 16, 17 и по второму варианту винтовых поверхностей криволинейной формы в виде карманов внутренней поверхности полукруглой формы 37, 38, 39, 40, 41, 42 интенсифицирует процесс бетоносмешивания, повышает надежность работы бетоносмесителя и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений частиц цемента, инертных материалов и воды затворения, повышения интенсивности их смешивания и переориентации, а также скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц цемента, инертных материалов и воды друг с другом и со стенками барабана 5, повышает производительность, расширяет технологические возможности, повышает надежность работы бетоносмесителя и его производительность.