Результат интеллектуальной деятельности: БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ

Изобретение относится к устройствам для приготовления бетонной смеси.

Известен бетоносмеситель (патент РФ №2044643, кл. В28С 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 поверхностью. 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 линиям.

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. В28С 5/08, 1992, Бюл. №40), содержащий конусообразный с винтовыми линиями на боковой поверхности корпус с загрузочно-разгрузочным приспособлением, 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 с винтовыми линиями на боковой поверхности корпус и загрузочно-разгрузочное приспособление, корпус смонтирован из секций, поочередно соединенных друг с другом по его длине своими торцевыми отверстиями в виде многоугольников, каждая из секций собрана из двух подсекций, первая подсекция по периметру смонтирована из четного не менее четырех одинаковых первых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных своими боковыми сторонами с боковыми сторонами не менее четырех одинаковых вторых равнобедренных треугольников, основания которых больше оснований первых четырех равнобедренных треугольников с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, а вторая подсекция смонтирована из поочередно соединенных по периметру не менее четырех одинаковых равносторонних треугольников с боковыми сторонами, равными основаниям вторых равнобедренных треугольников первой подсекции с боковыми сторонами не менее четырех одинаковых равнобедренных треугольников, с углом при вершине 90° с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, причем большое торцевое отверстие в виде многоугольника первой подсекции равно малому торцевому отверстию в виде многоугольника второй подсекции, при этом подсекции соединены друг с другом в секции своими торцевыми отверстиями в виде многоугольников и по всей длине корпуса смонтирована пружина конической формы с плоским сечением витков и с направлением витков, противоположным направлению вращения корпуса, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

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

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 по размерам, но и по форме, что повышает производительность приготовления растворов и бетонных смесей.

Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру корпуса образованы ломаные винтовые поверхности по его длине, что обеспечивает нарушение стационарности потоков частиц инертных составляющих, 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 загрузки к выгрузке за счет условно конической формы корпуса, что не только интенсифицирует процесс смешивания, так как нарушает стационарность движения потоков частиц инертных составляющих, цемента и воды затворения, изменяя их амплитуду колебаний по мере перемещения частиц инертных составляющих, цемента и воды затворения бетонной смеси и воды затворения от загрузки к выгрузке, но и обеспечивает их движение в осевом направлении.

Новизна заключается в том, что благодаря взаимонаправленным ломаным винтовым линиям корпуса векторы скорости движения частиц инертных составляющих, цемента и воды затворения при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует интенсификации процесса бетоносмешивания и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине корпуса смонтирована пружина конической формы с прямоугольным сечением витков и с направлением витков, противоположным направлению вращения корпуса, которая обеспечивает не только перемещение частиц инертных составляющих, цемента и воды затворения в радиальном направлении, противоположном направлению уклона конического корпуса, но и способствует интенсификации процесса бетоносмешивания за счет того, что частицы инертных составляющих, цемента и воды затворения внутри корпуса в плоскостях, перпендикулярных его оси симметрии, встречаясь с витками прямоугольной формы конической пружины, изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии корпуса, увеличивают интенсивность их взаимодействия друг с другом и со стенками корпуса, расширяют технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что смонтированная по всей длине корпуса пружина конической формы с прямоугольным сечением витков снабжена устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия, что позволяет влиять на характер движения частиц инертных составляющих, цемента и воды затворения и изменять скорости их перемещения от загрузки к выгрузке, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что направление витков, пружины конической формы с прямоугольным сечением витков противоположно направлению вращения корпуса, что обеспечивает создание противонаправленных потоков движения частиц инертных составляющих, цемента и воды затворения, увеличивает интенсивность бетоносмешивания, расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен общий вид бетоносмесителя; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (на фиг. 2 пружина не показала); на фиг. 3 - корпус, вид спереди; на фиг. 4 - вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид В на фиг. 4; на фиг. 6 - первая подсекция, наглядное изображение; на фиг. 7 - вторая подсекция, наглядное изображение на фиг. 8 - схема сборки секции из двух подсекций, наглядное изображение, на фиг. 9 - схема сборки секций друг с другом в корпус бетоносмесителя.

Бетоносмеситель (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 снабжен трубопроводом 11 для подачи воды затворения на расстояние L.

Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц инертных составляющих, цемента и воды затворения внутри корпуса 6 смонтирована пружина 12 конической формы с плоским сечением витков, с направлением витков, противоположным направлению вращения корпуса 5. Пружина 12 оборудована устройством для изменения шага витков пружины 12 путем растяжения или сжатия (на чертежах не показано). Регулировка величины шага витков пружины 12 может производиться в процессе приготовления бетонных растворов. Пружина 12 закреплена внутри корпуса 5 и крепится с одной стороны к загрузочному устройству 9, а с другой стороны к стойке 13, которая в свою очередь крепится на станине 1. Устройство для изменения шага витков пружины 12 на чертежах не показано.

Корпус 6 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5) смонтирован из секций 14, поочередно соединенных друг с другом своими торцевыми отверстиями в виде многоугольников. Каждая из секций собрана из двух подсекций 15 и 16.

Первая подсекция 15 (фиг. 6) по периметру смонтирована из четного числа не менее четырех одинаковых первых равнобедренных треугольников 17, поочередно соединенных по периметру подсекции 15 своими боковыми сторонами с боковыми сторонами одинаковых четырех вторых равнобедренных треугольников 18, основания 19 которых больше оснований 20 первых равнобедренных треугольников 17. По торцам подсекции 15 образованы малое торцевое отверстие в виде многогранника 21 и большое торцевое отверстие в виде многоугольника 22.

Вторая подсекция 16 (фиг. 7) смонтирована по периметру из не менее четырех одинаковых равносторонних треугольников 23, боковые стороны которых равны основанию 19 вторых равнобедренных треугольников 18 первой подсекции 15 поочередно соединенных по периметру своими боковыми сторонами с боковыми сторонами не менее четырех одинаковых равнобедренных треугольников 24 с углом при вершине 90°. По торцам подсекции 16 образованы малое торцевое отверстие в виде многогранника 25 и большое торцевое отверстие в виде многогранника 26.

В секцию подсекцию 15 и 16 монтируют (фиг. 8) сторонами большого торцевого отверстия 22 со сторонами малого торцевого отверстия 25 подсекции 16.

Корпус 6 монтируется (фиг. 9) путем присоединения большого торцевого отверстия в виде многогранника 26 первой секции 14 к малому торцевому отверстию 25 второй секции 14. Секции 14 - первая, вторая и последующие одинаковы по форме и сборке, но разные по размерам. Таким образом, монтируется многозаходный винтовой корпус 6 условно конической формы с взаимонаправленными ломаными винтовыми линиями.

Например, на фиг. 3 одна из правых ломаных винтовых линий показана утолщенной линией 27-28-29-30-31 и одна из левых ломаных винтовых линий показана утолщенной линией 32-33-29-34-35.

Ломаные винтовые линии образуют по внутреннему периметру корпуса 6 ломаные винтовые поверхности, состоящие из граней в виде равносторонних и равнобедренных треугольников 17 и 18 первой подсекции 15 и равносторонних треугольников 23 и равнобедренных треугольников 24 второй подсекции 16.

Винтовые линии по наружной поверхности корпуса 6 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности.

Так как подсекция 15 имеет малое торцевое отверстие 21 и большое торцевое отверстие 22 и подсекция 16 имеет малое торцевое отверстие 25 и большое торцевое отверстие 26, то секции 14 имеют переменное продольное и переменное проходное сечения по всей длине созданного в результате сборки условно конической формы корпуса 6.

По всей длине корпуса 6 смонтирована пружина конической формы 12 с прямоугольным сечением витков и с направлением витков, противоположным направлению вращения корпуса 6, которая обеспечивает не только перемещение частиц инертных составляющих, цемента и воды затворения в радиальном направлении, в противоположном направлении уклона конического корпуса 6, но и способствует интенсификации процесса приготовления бетонных растворов за счет того, что частицы инертных составляющих, цемента и воды затворения, совершающие циркуляционное движение внутри корпуса 6 в плоскостях, перпендикулярных ее оси симметрии, встречаясь с витками прямоугольной формы конической пружины 12, изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии корпуса 6, увеличивают интенсивность их взаимодействия друг с другом и с перфорированными стенками корпуса 6, расширяют технологические возможности.

Предлагаемый бетоносмеситель работает следующим образом. Во вращающийся корпус 6 бетоносмесителя через средство для загрузки 9 беспрерывно загружаются инертные составляющие, цемент (компоненты растворов или бетонных смесей), а через трубопровод 11 подается вода затворения, что обеспечивает активацию инертных составляющих 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 составляющие, цемент и вода совершают движение по винтовым канавкам и выгружаются из корпуса 6 в средство для разгрузки 10.

При вращении корпуса 6 частицы инертных составляющих, цемента и воды захватываются гранями 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 инертных составляющих, цемента и воды движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к стенкам вращающегося корпуса 6 и перемещаются в сторону выгрузки. Так как ломаная внутренняя поверхность 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 из разных по форме равносторонних и равнобедренных треугольников, 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 составляющих, 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 ломаной формы внутренней поверхности корпуса 6 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц инертных составляющих, цемента и воды, то каждая частица инертных составляющих, 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 составляющих, цемента и воды определяется не только конусностью условно конической формы корпуса 6, но и величиной шага пружины 12, витки которой противоположны вращению корпуса 6.

Технико-экономические преимущества возникают за счет расширения диапазона изменений результирующих векторов перемещений инертных составляющих, цемента и воды, повышения интенсивности их смешивания и переориентации, а также увеличения скорости их перемещений от загрузки к выгрузке, что повышает интенсивность смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия инертных составляющих, цемента и воды друг с другом и со стенками корпуса 6, повышает производительность, расширяет технологические возможности.