Результат интеллектуальной деятельности: УСТАНОВКА ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ С КВАДРАТНОЙ РАБОЧЕЙ КАМЕРОЙ

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и бетонных смесей.

Известен бетоносмеситель (а.с. №11999622, кл. B28C 5/14 1982), 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 является недостаточная интенсивность взаимодействия компонентов растворов и бетонных смесей, ограниченные технологические возможности.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для приготовления растворов с тороидальной рабочей камерой (патент РФ №2467870, кл. B28C 5/00, опубл. 20.04.2012, бюл. №11 2011 г.), содержащее упруго установленную на основании, снабженную приводом рабочую камеру, выполненную в виде тора с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и наружи рабочей камеры под углом к его оси в виде карманов криволинейной формы с центрами кривизны, расположенными наружи и внутри поперечного сечения рабочей камеры.

Недостатками известного устройства с тороидальной рабочей камерой являются ограниченные технологические возможности, обусловленные тем, что производятся с недостаточной интенсивностью и недостаточной энергоемкостью взаимодействия компонентов растворов и бетонных смесей на относительно небольшой длине (по окружности) рабочей камеры в виде тора.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, увеличение производительности и пути (длины) движения компонентов растворов и бетонных смесей в рабочей камере.

Техническое решение достигается тем, что в установке для приготовления растворов с квадратной рабочей камерой, содержащей упруго установленную на основании, снабженную приводом рабочую камеру, рабочая камера выполнена пустотелой, в виде квадрата, с волнообразной винтовой поверхностью по внутреннему периметру с карманами волнообразной формы, при этом рабочая камера смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех пустотелых секций, выполненных в виде пустотелого кругового сектора, с четырьмя пустотелыми прямолинейными секциями, причем, четыре секции, выполненные в виде пустотелого кругового сектора с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и наружи кругового сектора под углом к его оси в виде карманов волнообразной формы с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения кругового сектора, смонтированы из подсекций, каждая из которых изготовлена из полосы, свернутой в кольцо с образованием разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами, расположенными параллельно друг другу, при этом подсекции соединены друг с другом свободными сторонами упомянутых четырехугольников в виде пустотелого кругового сектора, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом к продольной оси кругового сектора волнообразных винтовых поверхностей в виде карманов волнообразной формы по наружной и внутренней поверхностям, которые по периметру кругового сектора 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, а четыре пустотелые прямолинейные секции по периметру изготовлены из одной и более полос согнутой волнообразно по размещенным под углом к их продольным кромкам линиям сгиба, с образованием по наружной и внутренней поверхностям, направленных в одну сторону под углом 10°-80° винтовых поверхностей в виде карманов наружной поверхности и карманов внутренней поверхности волнообразной формы, при этом форма и размеры карманов по внутренней поверхности могут отличаться от формы и размеров карманов по наружной поверхности, и по периметру прямолинейной секции карманы могут быть различными не только по форме, но и по размерам.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемой установки для приготовления растворов с квадратной рабочей камерой.

Новизна заключается в том, что рабочая камера выполнена в виде квадрата с криволинейной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов волнообразной формы, что расширяет технологические возможности, так как при одних и тех же габаритах (по ширине и длине) с рабочей камерой, выполненной в виде тора, расширяются технологические возможности и увеличивается путь (длина) движения обрабатываемых деталей и частиц рабочих сред в квадратной рабочей камере, так как длина по периметру тора (окружности) диаметра D равна L₁=πD, а длина по периметру квадрата равна L₂=4D (L₂>L₁).

Новизна обусловлена также тем, что рабочая камера смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями, что расширяет технологические возможности, так как при одних и тех же габаритах (площади, занимаемой установками) с рабочей камерой, выполненной в виде тора, расширяются технологические возможности и увеличивается путь (длина) движения компонентов растворов и бетонных смесей в квадратной рабочей камере.

Новизна усматривается в том, что карманы рабочей камеры выполнены волнообразной формы, по меньшей мере, из одной полосы, что расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что карманы по периметру рабочей камеры могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена также тем, что расстояния между линиями сгиба карманов внутренних поверхностей равны друг другу и равны сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренних поверхностей, что расширяет технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что рабочая камера выполнена в виде квадрата и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейными секциями с волнообразной винтовой поверхностью по внутреннему периметру в виде карманов волнообразной формы, что обеспечивает не только интенсификацию взаимодействия компонентов растворов и бетонных смесей, повышение производительности, но и расширение технологических возможностей.

Новизна предложения заключается в том, что по внутренней поверхности рабочей камеры образованы поверхности волнообразной формы, которые по периметру могут быть различными не только по форме, но и по размерам, что обеспечивает изменение направления движения компонентов растворов и бетонных смесей, в результате повышается производительность и расширяются технологические возможности.

Новизна обусловлена тем, что секции, из которых собрана рабочая камера, по периметру смонтированы из полос с размеченными на них четырехугольниками, разных по площади и размерам, поэтому интенсивность и производительность приготовления растворов возрастает, расширяются технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру рабочей камеры проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение потоков компонентов растворов и бетонных смесей в каждом сечении рабочей камеры, а значит повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что четырехугольники полос, из которых смонтированы секции, разнонаклонены не только друг к другу, но и к оси симметрии рабочей камеры, поэтому степень сжатия потоков компонентов растворов и бетонных смесей возрастает, процесс приготовления растворов интенсифицируется.

Новизна заключается также в том, что рабочая камера изготовлена из секций, стенки которых разнонаклонены не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения компонентов растворов, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях перпендикулярных проходному сечению рабочей камеры, что усложняет траектории их движения и увеличивает интенсивность приготовления растворов, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что при работе вибратора, установленного горизонтально (в отличие от аналога-патента РФ №2467870, кл. B28C 5/00, опубл. 20.04.2012, бюл. №11, у которого вибратор установлен вертикально), компоненты растворов и бетонных смесей, совершающие циркуляционное движение внутри рабочей камеры в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии рабочей камеры, получают дополнительное движение от наклоненных друг к другу стенок карманов волнообразной формы всех восьми секций, что расширяет технологические возможности и повышает производительность.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг.1 изображена установка для приготовления растворов с квадратной рабочей камерой, общий вид; на фиг.2 - рабочая камера в форме квадрата, вид сверху; на фиг.3 - разрез А-А на фиг.2; на фиг.4 - одна из четырех секций, выполненная в виде пустотелого кругового сектора, вид сверху; на фиг.5 - сечение Б-Б на фиг.4; на фиг.6 - полоса с размеченными прямыми линиями сгиба и линиями обрезки кромок четырехугольников; на фиг.7 - полоса после обрезки кромок четырехугольников; на фиг.8 - полоса после обрезки кромок четырехугольников, согнутая волнообразно по прямым линиям сгиба; фиг.9 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в кольцо-подсекцию; на фиг.10 - одна из четырех пустотелых прямолинейных секций с карманами волнообразной формы, общий вид; на фиг.11 - разрез В-В на фиг.10; на фиг.12 - полоса с размеченными линиями сгиба в виде прямых линий для карманов волнообразной формы пустотелой прямолинейной секции на фиг.10; на фиг.13 - полоса, согнутая по прямым линиям с образованием карманов волнообразной формы; фиг.14 - аксонометрическая проекция полосы, свернутой в цилиндрический виток.

Установка для приготовления растворов с квадратной рабочей камерой (фиг.1) состоит из рабочей камеры 1, установленной на платформе 2, снабженной вибратором 3. Платформа 2 посредством пружин 4 установлена на основании 5.

Рабочая камера 1 выполнена в виде квадрата (фиг.2) с винтовой поверхностью по внутреннему периметру (фиг.3) в виде карманов волнообразной формы и смонтирована из жестко соединенных поочередно друг с другом четырех секций 6, 7, 8, 9, выполненных в виде кругового сектора с четырьмя прямолинейным секциями 10, 11, 12, 13 (фиг.2).

Секции 6, 7, 8, 9 выполнены в виде кругового пустотелого сектора (фиг.4) с волнообразной многозаходной винтовой поверхностью двоякой кривизны, снабженной винтовыми канавками внутри и снаружи под углом к его оси в виде карманов волнообразной формы (фиг.5) с центрами кривизны, расположенными снаружи 14, 15, 16, 17, 18, 19, и карманов волнообразной формы с центрами кривизны, расположенными внутри поперечного сечения 20, 21, 22, 23, 24, 25 кругового пустотелого сектора, и смонтированы из подсекций 26 (фиг.4). Одна из подсекций 26 (на фиг.4 выделена сплошными утолщенными линиями) выполнена в виде кольца 26 (фиг.9) и соединены между собой известными методами, например сваркой, клейкой и т.п. Подсекции 26 соединены между собой известными методами, например сваркой, клейкой и т.п., с образованием по наружному и внутреннему периметру винтовых канавок внутри и снаружи под углом к оси секций 6, 7, 8, 9 в виде карманов волнообразной формы с центрами кривизны, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения кругового пустотелого сектора - секций 6, 7, 8, 9.

Карманы волнообразной формы по наружной поверхности 14, 15, 16, 17, 18, 19 (фиг.5) и карманы волнообразной формы по внутренней поверхности 20, 21, 22, 23, 24, 25 по периметру секций 6, 7, 8, 9 могут быть различными не только по форме, но и по размерам.

Каждая из подсекций 26 изготовлена из полосы 27 (фиг.6), согнутой волнообразно по линиям сгиба 28, расположенным под одинаковыми углами α к продольным кромкам полосы 27 и размещенным на одинаковых расстояниях L между линиями сгиба 28. Расстояние L равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей, а именно расстоянию между точками А-Б, Б-В, В-Г, Г-Д, Д-Е, Е-А (фиг.5).

Таким образом, каждая из подсекций 26 изготовлена в виде кольца (фиг.4) и смонтирована из полосы 27 (фиг.6, фиг.7), на которой размечены прямоугольники 28 (один из прямоугольников показан на фиг.6 двойной линией) и линии сгиба 29, размещенные друг от друга на одинаковых расстояниях, равных длине развертки периметра волнообразных карманов на расстояниях L и под углом α к продольным кромкам полосы 27.

На полосе 27 размечены также линии обрезки 30 кромок полосы 27, показанные на фиг.6 штрихпунктирной линией с двумя точками. После разметки по линии обрезки кромок 30 участки полосы 27 (на фиг.6 эти участки полосы 27 заштрихованы) отрезаются и полоса 27 приобретает вид, показанный на фиг.7, у которой линии сгиба 29 полосы 27 разные по длине L₁, L₂, L₃, L₄, L₅, L₆ с образованием при этом разных по размерам четырехугольников с двумя параллельными сторонами - линиями сгиба 29, параллельных друг другу. Полосу 27 (фиг.7) после обрезки кромок прямоугольников 28 по линии обрезки 30 сгибают волнообразно по прямым линиям (фиг.8), размещенным под углом α к кромкам полосы 27 с образованием волнообразных поверхностей А-Б, Б-В, В-Г, Г-Д, Д-Е, Е-А и затем сворачивается в кольцо 26 (фиг.9) с криволинейной волнообразной поверхностью. Волнообразная полоса после сворачивания в кольцо 26 соединяется известными методами, например сваркой, пайкой и т.д., по поперечным кромкам 31 и 32 (фиг.7, фиг.8) полосы 27 с образованием подсекции 26 в виде кольца (фиг.9).

Таким образом, подсекции 6, 7, 8, 9 (фиг.3, фиг.4) изготовлены в виде кругового сектора и выполнены по периметру в виде многозаходной волнообразной винтовой поверхности криволинейной формы под углом к оси подсекций.

Секции 6, 7, 8, 9 (фиг.4, фиг.5) в виде пустотелого кругового сектора с волнообразной винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру и образованием по их внутренней поверхностей карманов волнообразной формы и однонаправленных многозаходных винтовых линий могут быть изготовлены и иным способом.

Четыре пустотелые прямолинейные секции 10, 11, 12, 13 (фиг.10, фиг.11) с карманами волнообразной формы, например секция 10, изготовлены по крайней мере из одной полосы 33, соединенной по продольным кромкам 34 (показаны на фиг.10 штрихпунктирной линией), и выполнены по периметру в виде многозаходной винтовой поверхности с винтовыми канавками внутри и наружи в виде карманов волнообразной формы под углом 10°-80° к оси прямолинейной секции, например 10, с центрами кривизны карманов волнообразной формы винтовой поверхности, расположенными попеременно наружи и внутри ее поперечного сечения. Таким образом, каждая из четырех пустотелых прямолинейных секций 10, 11, 12, 13 (фиг.10, фиг.11) изготовлена, по крайней мере, из одной полосы 33, соединенной по продольным кромкам 34 (показаны на фиг.2 штрихпунктирной линией) известными методами, например сваркой, с образованием по наружной и внутренней поверхностям направленных в одну сторону под углом 10°-80° винтовых поверхностей в виде карманов волнообразной формы по внутренней поверхности 35, 36, 37, 38, 39, 40 и карманов волнообразной формы по наружной поверхности 41, 42, 43, 44, 45, 46, которые по периметру пустотелой прямолинейной секции могут быть различными не только по форме, но и размерам. Полоса 33 (фиг.12, фиг.13) согнута волнообразно по прямым линиям 35, расположенным под одинаковыми углами α к кромкам 34 полосы 33 и размещенными на расстоянии L между линиями сгиба 34. Расстояние L равно сумме длин периметров геометрических фигур карманов внутренней и наружной поверхностей. Полоса 33 после волнообразного сгиба (фиг.13) свернута в цилиндрические витки (фиг.14), соединенные друг с другом по продольным кромкам 34 известными методами в пустотелую прямолинейную секцию.

Установка для приготовления растворов с квадратной рабочей камерой работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 3 через стенки рабочей камеры 1 передается компонентам (цемент и инертные материалы) растворов или бетонной смеси, а также воде затворения, находящимся внутри рабочей камеры 1 и беспрерывно подающимся внутрь рабочей камеры, посредством загрузочного устройства известной конструкции (на чертежах не показано). Компоненты растворов и бетонных смесей под влиянием вибрации совершают вращательное движение в плоскостях, перпендикулярных оси симметрии пустотелой рабочей камеры 1 и карманов волнообразной формы по ее периметру. Наличие волнообразных карманов по периметру рабочей камеры 1 изменяет направление движение компонентов растворов и бетонных смесей, в результате чего они не только приобретают направленное движение от загрузки к выгрузке, но также образуются зоны сжатия по всей длине пути движения внутри рабочей камеры 1, повышается производительность, расширяются технологические возможности. Компоненты растворов и бетонных смесей не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, смешиваясь, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению рабочей камеры 1. Так как по длине рабочей камеры 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения компонентов растворов и бетонных смесей, т.е имеет место повышение производительности приготовления растворов и бетонных смесей. Наличие винтовых поверхностей волнообразной формы и винтовых линий по периметру рабочей камеры обеспечивает движение компонентов растворов и бетонных смесей не только в пустотелых прямолинейных секциях рабочей камеры 1, но и в пустотелых секциях, выполненных в виде кругового сектора, что способствует не только усложнению траекторий их движения, но и их перемещению по проходному сечению рабочей камеры 1 от загрузки к выгрузке. При движении компонентов растворов и бетонных смесей по проходному сечению рабочей камеры 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разрежения в каждом сечении рабочей камеры 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс приготовления растворов и бетонных смесей и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества установки для приготовления растворов с квадратной рабочей камерой возникают за счет выполнения рабочей камеры в виде квадрата, поверхность которой снабжена однонаправленными винтовыми линиями и винтовыми поверхностями в виде карманов волнообразной формы, которые и обеспечивают изменение направления движения потоков компонентов растворов и бетонных смесей и расширение технологических возможностей.