Результат интеллектуальной деятельности: БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

Изобретение относится к устройствам для приготовления бетонной смеси и растворов.

Известен бетоносмеситель (патент РФ №2044643, кл. B28C 5/18, 1995., бюл. №27), содержащий приводной корпус с загрузочно-разгрузочным отверстием в виде соединенных элементов с образованием многогранной наружной и внутренней поверхностей, ребра которых расположены по винтовым линиям изготовленных в виде трех полос, длина двух из которых превышает длину третьей полосы, причем каждая полоса выполнена с изгибами, расположенными попеременно в противоположные стороны в поперечно-продольных направлениях по линиям, размещенным попарно под углом друг к другу с образованием многогранной поверхности, причем загрузочно-разгрузочное отверстие расположено над внутренней поверхность. Полосы меньшей длины с изгибами, расположенными попеременно в противоположные стороны в поперечно-продольных направлениях по линиям, размещенным попарно под углом друг к другу с образованием многогранных наружных и внутренних поверхностей, ребра которых расположены по винтовым линия.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, а также сложность конструкции и изготовления, что приводит к снижению надежности работы бетоносмесителя.

Наиболее близким к предлагаемому устройству является бетоносмеситель (патент РФ №1773245, кл. B28C 5/08, 1992, Бюл. №40), содержащий конусообразный с винтовыми линиями на боковой поверхности корпус с загрузочно-разгрузочным приспособлениями, каждая секция которого выполнена в виде соединенных шести пластин по форме равнобедренного треугольника, боковые стороны которых превышают величину основания, причем в каждой секции пластины соединены попарно боковыми сторонами с образованием двухгранного угла, при этом первая и вторая пары выполнены из равных пластин, а основание пластин второй пары равно боковой стороне пластины первой пары, причем одна из пластин третьей пары равна пластинам первой пары, а основание другой пластины равно боковой стороне пластин второй пары.

Недостатком известного устройства является ограниченные технологические возможности, а также сложность конструкции и изготовления, что приводит к снижению надежности работы бетоносмесителя.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей, повышение производительности и упрощение конструкции.

Техническое решение достигается тем, что в бетоносмесителе, содержащем конусообразный корпус и загрузочно-разгрузочное приспособление, корпус выполнен волнообразной формы по периметру и снабжен четырьмя ломанными волнообразными боковыми поверхностями и четырьмя ломанными волнистыми линиями с переменным по длине корпуса шагом, увеличивающимся по мере увеличения проходного сечения от загрузки к выгрузке, и изготовлен из секций, смонтированных по периметру из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции.

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

Новизна заключается также в том, что при вращении корпуса частиц инертных составляющих и цемента а также воды затворения поднимаются волнообразными боковыми поверхностями корпуса на определенную высоту по ходу вращения и затем перемещаются стенками барабана навстречу друг другу в результате повышается производительность бетоноприготовления и расширяются технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что расширяются технологические массы за счет придания частицам инертных составляющих и цемента, а также воды затворения сложного пространственного движения и одновременного воздействия на них колебаний возбуждаемых за счет геометрии корпуса при движении частиц инертных составляющих и цемента, а также воды затворения в результате нарушения стационарности движения их потоков геометрической волнообразной формой корпуса, их взаимным расположением относительно друг друга и оси вращения.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление поверхности корпуса по периметру позволяет обеспечить не только осевое перемещение частиц инертных составляющих и цемента, а также воды затворения при горизонтальном расположении оси вращения корпуса, упростить привод и повысить эксплуатационный срок службы, но и повысить интенсивность приготовления цемента за счет увеличения смешиваемости из-за наличия на поверхности корпуса волнообразных линий и поверхностей с переменным по длине корпуса шагом, увеличивающимся по мере увеличения проходного сечения от загрузки к выгрузке, что нарушает стационарность движения потоков частиц инертных составляющих и цемента, а также воды затворения и повышает производительность.

Новизна заключается также в том, что центры симметрии внутренней поверхности корпуса в каждом его элементе поперечного сечения по его длине смещены относительно оси, что нарушает стационарность движения частиц инертных составляющих и цемента, а также воды затворения, расширяет технологические возможности.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран корпус разные по площади, по размерам и конфигурации, поэтому интенсивность приготовления бетона возростает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают разные по объему порции частиц инертных составляющих и цемента, а также воды затворения и, направляя их навстречу друг другу, нарушают, таким образом, стационарность потоков их движения в корпусе.

Новизна усматривается в том, что шаг волнообразных линий увеличивается от загрузки, что интенсифицирует пространственное волнообразное движение, увеличивает производительность приготовления бетона и растворов.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного сечения корпуса по длине увеличивается от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс приготовления растворов и бетона, изменяя амплитуду колебаний частиц инертных составляющих и цемента, а также воды затворения при перемещении их от загрузки к выгрузке.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений корпуса изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорость и траекторию перемещения частиц инертных составляющих, цемента и воды затворения, что расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма элементов, из которых смонтирован корпус бетоносмесителя, разные не только размерам, но и по форме, что повышает производительность приготовления растворов и бетонных смесей.

Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру корпуса образованы волнообразные поверхности по его длине, что обеспечивает нарушение стационарности потоков частиц инертных состовляющих, цемента и воды затворения внутри корпуса, повышение интенсивности бетоносмешивания, расширение технологических возможностей.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного сечения корпуса по длине увеличивается от загрузке к выгрузке за счет условно конической формы корпуса, что не только интенсифицирует процесс смешивания, так как нарушает стационарность движения потоков частиц инертных состовляющих, цемента и воды затворения изменяя их амплитуду колебаний по мере перемещения частиц инертных состовляющих, цемента и воды затворения бетонной смеси и воды затворения от загрузки к выгрузке, но и обеспечивает их движение в осевом направлении.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где: на фиг. 1 изображен общий вид бетоносмесителя непрерывного действия; на фиг. 2 - корпус, вид спереди; на фиг. 3 - корпус, вид сверху по стрелке А; на фиг. 4 - корпус, аксонометрическая проекция; на фиг. 5 - одна из секций корпуса, аксонометрическая проекция; на фиг. 6 - первая (большая) равностороння трапеция; на фиг. 7 - одна из двух одинаковых неравносторонних трапеций; на фиг. 8 - вторая (малая) равностороння трапеция.

Бетоносмеситель непрерывного действия (фиг. 1, фиг. 2) состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы. На станине закреплен привод главного движения, состоящий из электродвигателя 2, редуктора 3 и двух пар роликовых опор 4 и 5, с помощью которого приводится во вращение корпус 6. Корпус 6 снабжен двумя ободами 7 и 8, которые опираются на роликовые с ребордами опоры 4 и 5.

На станине 1 смонтировано средство для загрузки 9 и разгрузки 10. Бетоносмеситель непрерывного действия снабжен трубопроводом 11 для подачи воды затворения на расстояние L (фиг. 1).

Корпус 6 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) выполнен волнообразной формы и по периметру снабжен четырьмя ломанными волнообразными боковыми поверхностями А, Б, В, Г (фиг. 4) и четыремя ломанных волнистыми линиями с переменным по длине корпуса 6 с шагом, увеличивающимся по мере увеличения проходного сечения от загрузки к выгрузке, на фиг. 2 и фиг. 3 одна из ломанных волнистых линий показана утолщенной линией 12-13-14-15-16-17.

Корпус 6 (фиг. 2, фиг. 3, фиг. 4) выполнен волнообразной формы расширяющейся по длине из секций 18, смонтированных по длине корпуса 6 по периметру от загрузочного приспособления 9 до разгрузочного приспособления 10. Каждая секция 18 смонтирована из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции 19 (фиг. 5, фиг. 6), двух одинаковых неравносторонних трапеций 20 (фиг. 5, фиг. 7) и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции 21 (фиг. 5, фиг. 8), нижние основания M которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований N, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат каждой последующей секции повернут относительно квадрата предыдущей на угол 90°, причем каждая присоединенная секция имеет стороны квадрата нижнего основания, равные сторонам квадрата верхнего основания предыдущей секции.

Для наглядности поворота секций 18 относительно друг друга на 90° малая равностороння трапеция 20 с боковой стороной равной S на фиг. 4 показана утолщенной линией и заштрихована. Таким образом, создается волнообразный корпус 6, у которого ось каждой секции, повернутой относительно предыдущей на 90°, расположена под углом к линии транспортировки, т.е. к оси вращения с увеличивающимся проходным сечением барабана 1 от загрузки к выгрузке. Оси секций, в том числе ось i₁-i₁ первой секции (фиг 2, фиг. 3), к которой присоединена вторая секция с осью i₂-i₂, затем присоединена третья секция с осью i₃-i₃, потом присоединена четвертая секция с осью i₄-i₄, затем присоединена пятая секция с осью i₅-i₅ и так далее, пересекаются друг с другом и расположены под углом не только друг к другу, но и к оси вращения 0₁-0₁ корпуса 6.

Предлагаемый бетоносмеситель непрерывного действия работает следующим образом.

В вращающийся корпус 6 бетоносмесителя непрерывного действия через средство для загрузки 9 беспрерывно загружаются инертные состовляющие, цемент (компоненты растворов или бетонных смесей), а через трубопровод 11 подается вода затворения, что обеспечивает активацию инертных состовляющих и цемента путем их перемешивания и транспортировки в горизонтальном направлении сначала в сухом состоянии в корпусе 6 на расстояние L, а лишь затем после смешивания в сухом состоянии цемента и инертных материалов производится процесс их затворения и бетоносмешивания водой затворения. При вращении корпуса 6 инертные состовляющие, цемент и вода совершают движение по канавкам волнообразной формы и выгружаются из корпуса 6 в средство для разгрузки 10.

При вращении корпуса 6 частицы инертных состовляющих, цемента и воды захватываются гранями внутренней волновой поверхности и в направлении вращения поднимаются вверх и перемещаются в сторону выгрузки. По достижении определенной высоты под действием гравитационных сил и образовавщегося угла естественного откоса частицы инертных состовляющих, цемента и воды движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к стенкам вращающегося корпуса 6 и перемещаются в сторону выгрузки. Так как ломанная внутренняя поверхность волнообразной формы корпуса 6 непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций частиц инертных составляющих, цемента и воды, которые поднимаются вверх и падают вниз, движутся под разными углами. Поскольку внутренняя поверхность корпуса 6 смонтирована по периметру из поочередно соединенных одной равносторонней трапеции, двух одинаковых неравносторонних трапеций и второй, меньшей по высоте, чем первая, равносторонней трапеции, нижние основания которых равны друг другу у каждой из трапеций и меньше верхних оснований, тоже равных между собой у всех четырех трапеций, которые расположены под разными углами не только друг к другу, но и к оси вращения корпуса 6, то каждая порция частиц инертных составляющих, цемента и воды перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс взаимодействия частиц инертных состовляющих, цемента и воды друг с другом и со стенками корпуса 6, повышает интенсивность приготовления растворов и бетонных смесей и расширяет технологические возможности. Так как из-за волнообразной формы внутренней поверхности корпуса 6 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц инертных состовляющих, цемента и воды, то каждая частица инертных состовляющих, цемента и воды движутся по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность их столкновений в начальный момент отрыва их от стенок корпуса 6, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса приготовления растворов и бетонных смесей.

Скорость движения инертных состовляющих, цемента и воды определяется не только конусностью условно конической формы корпуса 6, но и шагом волнообразных поверхностей корпуса 6.