Результат интеллектуальной деятельности: СПИРАЛЬНЫЙ БЕТОНОСМЕСИТЕЛЬ

Изобретение относится к устройствам для приготовления растворов и бетонных смесей.

Известен бетоносмеситель (а.с. №11999622, кл. В28С 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 вибрационный бетоносмеситель (патент РФ №2398678, кл. В28С 5/20, 2010 г. ), содержащий размещенный на станине посредством введенной в устройстве платформе с пневмобаллонами и снабженный приводом корпус, выполненный из секций, смонтированных по периметру из поочередно соединенных двух прямоугольников и двух параллелограммов с образованием по торцам секций квадрата, при этом квадрат последующей секций повернут относительно предыдущего на угол 180° с образованием по периметру зигзагообразных линий одного направления.

Недостатком известного устройства является недостаточная интенсивность взаимодействия компонентов растворов или бетонных смесей, большие габариты по длине, ограниченные технологические возможности.

Техническим решение является расширение технологических возможностей, сокращение габаритов по длине.

Техническое решение достигается тем, что в спиральном бетоносмесителе, содержащем корпус, размещенный на станине посредством введенной в устройстве платформы с пневмобаллонами, загрузочное и разгрузочное приспособления, корпус жестко закреплен на платформе с вибратором, смонтированным горизонтально под платформой и выполнен спиральным из пустотелого тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью по периметру, свернутого по спиральной оси 0₁-0₁ вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального корпуса, снабженного винтовыми канавками внутри под углом к его спиральной оси в виде карманов треугольной формы, расположенных попеременно внутри и снаружи поперечного сечения пустотелого тоннеля и собран из секций в виде одинаковых по форме и размерам колец, свернутых из одинаковых полос ромбовидной формы, на которых размещены трапеции, боковые стороны которых расположены на боковых сторонах ромбовидной полосы, а верхние и нижние основания трапеций расположены под острым углом к оси симметрии ромбовидной полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба, находящихся на расстояниях друг от друга, равных длине карманов треугольной формы по внутренней поверхности пустотелого тоннеля спиральной формы, при этом, секции в виде колец, соединены друг с другом боковыми сторонами трапеций.

Новизна обусловлена тем, что корпус выполнен спиральным с многозаходной винтовой поверхностью, что повышает интенсивность взаимодействия компонентов бетонных смесей и воды затворения и расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что монтаж вибратора под основанием с барабаном обеспечивает траекторию колебаний корпуса вместе с компонентами бетонной смеси в форме вертикальный эллипс, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е_n) и повышает интенсивность взаимодействия компонентов бетонных смесей и воды затворения, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается в том, что спиральный корпус с многозаходной винтовой поверхностью по периметру снабжен винтовыми канавками внутри и снаружи под углом к спиральной оси симметрии 0₁-0₁ пустотелого тоннеля спиральной формы с центральной прямолинейной осью 0₁-0₂, что повышает интенсивность взаимодействия компонентов бетонных смесей и воды затворения, расширяет технологические возможности.

Новизна состоит в том, что винтовые канавки спирального корпуса выполнены в виде карманов треугольной формы, расположенных внутри и снаружи поперечного сечения пустотелого тоннеля, что повышает интенсивность взаимодействия компонентов бетонных смесей и воды затворения, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается в том, что спиральный корпус собран из секции в виде одинаковых по форме и размерам колец, свернутых из одинаковых полос ромбовидной формы, на которых размещены трапеции на боковых сторонах ромбовидной полосы, а верхние и нижние основания трапеции расположены под острым углом к оси симметрии ромбовидной полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба находящих на расстояниях друг от друга равных длине карманов треугольной формы по внутренней поверхности пустотелого тоннеля спирального фильтра, при этом, секции в виде колец соединены друг с другом боковыми сторонами трапеций, что повышает интенсивность взаимодействия компонентов бетонных смесей и расширяет технологические возможности.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру спирального корпуса проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременные сжатия и расширение потоков компонентов бетонных смесей в каждом сечении спирального корпуса, повышает интенсивность взаимодействия компонентов бетонных смесей и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что трапеции ромбовидных полос, из которых смонтированы секции разно наклонным не только друг к другу, но и к оси симметрии спирального корпуса, поэтому степь сжатия частиц компонентов бетонных смесей возрастает и процесс их взаимодействия интенсифицируется.

Новизна предложения заключается также в том, что по всему периметру спирального корпуса проходное сечение изменяется не только по форме, но и по площади, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение компонентов растворов и воды затворения в каждом сечение корпуса, а значит, повышение производительности, эффективно ста, сокращение габаритов и расширение технологических возможностей.

Новизна заключается в том, что спирального корпуса изготовлен из секций стенки которых разно наклонены не только друг к другу, но и к направлению вращательного движения потоков компонентов бетонных смесей, движущихся под воздействием вибрации в плоскостях, перпендикулярных проходному сечению спирального корпуса, это усложняет траекторию их движения и увеличивает интенсивность их взаимодействия и расширяет технологические возможности.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен спиральный бетоносмеситель, общий вид; на фиг. 2 - разрез Α-A на фиг. 1; на фиг. 3 - наглядное изображение спирального корпуса с карманами треугольной формы; на фиг. 4 - наглядное изображение взаимного положения спирали 0₁-0₁, по которой свернут пустотелый тоннель с многозаходной винтовой поверхностью вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂; на фиг. 5 - одна из полос ромбовидной формы, на которой размещены трапеции, верхние и нижние основания которых расположены под острым углом к оси симметрии полосы 0₃-0₃ в виде линий сгиба; на фиг. 6 - полоса ромбовидной формы, согнутая на линиям сгиба - верхним и нижним основаниям трапеций; фиг. 7 - одна из ромбовидных полос, свернутых в кольцо.

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

Спиральный бетоносмеситель (фиг. 1, фиг. 2) включает спиральный корпус 1 жестко закрепленный на платформе 2, которая упруго с помощью четырех резинокордных баллонов 3 смонтирована на основании 4. На платформе 2 жестко закреплено загрузочное устройство 5, и снизу к платформе 2 также жестко прикреплен вибратор 6 с горизонтальной осью вращения. Устройство для подачи воды затворения на чертежах не показаны.

Спиральный бетоносмеситель, содержащий спиральный корпус 1, снабжен разгрузочным устройством включающем склиз 7 и емкостью 8 для приема готового бетона или раствора.

Вибратор 6 смонтирован под платформой 2 горизонтально и поэтому обеспечивает движение компонентов бетона и воды затворенияв нутри корпуса 1 под воздействием вибратора 6 по эллиптическим траекториям.

Корпус 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен спиральным. На фиг. 4 показано наглядное изображение взаимного расположения оси спирали -центра оси симметрии 0₁-0₁ пустотелого тоннеля спирального корпуса 1 (на фиг. 4 спиральный корпус 1 изображен поперечными сечениями 9 пустотелого тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью) и центральной прямолинейной осью 0₂-0₂ спирального корпуса 1.

Таким образом, по периметру спиральный корпус 1 выполнен в виде тоннеля спиральной формы с многозаходной винтовой поверхностью по периметру и снабжен винтовыми канавками внутри и снаружи, расположенными под углом α к оси симметрии спирали 0₁-0₁ центра оси симметрии (фиг. 3) тоннеля спирального, свернутого по спирали 0₁-0₁ вокруг центральной оси 0₂-0₂ спирального корпуса 1.

Винтовые канавки спирального корпуса 1 выполнены в виде карманов 10, 11, 12, 13, 14, 15 по внутренней поверхности и карманов по наружной поверхности 16, 17, 18, 19, 20, 21 тоннеля спиральной формы (фиг. 4) в виде карманов треугольной формы расположенными внутри и снаружи поперечного сечения пустотелого тоннеля и собран из секции в виде одинаковых по форме и размерам колец 22 соединенные друг с другом боковыми сторонами 23 и 24.

В результате образуется пустотелый тоннель спирального корпуса 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) с осью спирали - центра оси симметрии 0₁-0₁ спирального корпуса 1 скрученного вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального корпуса 1 по диаметру D_cp с образованием спирального корпуса 1 с наружным диаметром D_max и внутренним диаметром D_min (фиг. 4). При этом, пустотелый спиральный корпус 1 с многозаходной винтовой поверхностью снабжен винтовыми канавками в виде карманов треугольной формы 10, 11, 12, 13, 14, 15 и карманами треугольной формы 16, 17, 18, 19, 20 по наружной поверхности спирального корпуса 1 (фиг. 4).

Таким образом, пустотелый тоннель спирального корпуса 1 с собственной спиральной осью симметрии 0₁-0₁ свернут по этой спирали 0₁-0₁ вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂ и образуют спиральный корпус 1 (фиг. 4).

Секция 22 изготовлена в виде кольца (фиг. 7) смонтирована из ромбовидной полосы 25.

На ромбовидной полосе 25 размещены трапеции 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, боковые стороны которых расположены по боковых сторонах ромбовидной полосы 25, а верхние и нижние основания этих трапеции (фиг. 5) расположены под острым углом β к оси симметрии ромбовидной полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба 38 (фиг. 5, фиг. 6), карманов треугольной формы (фиг. 7) спирального корпуса 1, выполненного в виде пустотелого тоннеля.

На фиг. 5 показаны трапеции:

первая трапеция 26 с верхним основанием АБ;

вторая трапеция 27;

третья трапеция 28;

четвертая трапеция 29;

пятая трапеция 30;

шестая трапеция 31 с нижним основанием ВГ.

При этом, АБ является наименейшей из всех верхних оснований трапеции, расположенных на ромбовидной полосе 25 ниже линии сгиба ВГ и вышеперечисленных трех трапеции (первой 26, второй 27, третий 28, четвертой 29, пятой 30, шестой 31), а ВГ является наибольшим из всех нижних оснований трапеций 26, 27, 28, 29, 30, 31.

На фиг. 5 показаны также трапеции:

седьмая трапеция 32 с нижним основанием ВГ;

восьмая трапеция 33;

девятая трапеция 34;

десятая трапеция 35;

одиннадцатая трапеция 36;

двенадцатая трапеция 37 с верхним основанием CD При этом, CD является наименьшим основанием из всех верхних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 25 выше линии сгиба ВГ, которая для всех трапеций в свою очередь, является наибольшей из всех нижних оснований с седьмой трапеции 32 по двенадцатую трапеция 37.

Таким образом, линия сгиба ВГ является не только нижним основанием трапеции 31, но и одновременно самым длинным основанием трапеции 32 и самой длинной из всех нижних сгиба ромбовидной полосы 25 и кольца 22 (фиг. 7).

При этом, линии сгиба АБ и CD являются самым коротким из всех линии сгиба ромбовидной полосы 25 и кольца 22, причем AB≡CD.

Соотношение длины линии сгиба ВГ и АБ (СП) определяет величину шага S₁ спирали 0₁-0₁, а значит и шаг навивки пустотелого тоннеля вокруг прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального корпуса 1.

Например, на фиг. 5 линии сгиба L₁<L₂<L₃<L₄<L₅<L₆<L₇ и L₁₃<L₁₂<L₁₁<L₁₀<L₉<L₈<L₇.

Ромбовидная полоса 25 сгибается по прямым линиям сгиба 38, которые и являются основанием всех двенадцати трапеции и параллельными друг другу (фиг. 5 и фиг. 6).

Затем полоса 25 сгибается по линиям сгиба L₂, L₃, L₄, L₅, L₆, L₇, L₈, L₉, L₁₀, L₁₁, L₁ (фиг. 6) и затем сворачивается в кольцо 22 (фиг. 7) с карманами треугольной формы. Секция в виде одинаковых колец 22 затем соединяют друг с другом последовательно боковыми сторонами 23 и 24, так, чтобы все линии сгиба 38 являлись продолжением одноименных линий сгиба 38 предыдущего кольца. Таким образом, спиральный корпус 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой спиральной поверхности по периметру спирального корпуса 1 с винтовыми канавками внутри и снаружи спирального корпуса 1 в виде карманов треугольной формы 10, 11, 12, 13, 14, 15 по внутренней поверхности и винтовых канавок по наружной поверхности 16, 17, 18, 19, 20, 21 под углом α к спиральной оси пустотелого тоннеля спиральной формы спирального корпуса 1.

Спиральный бетоносмеситель работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора 6 через стенки платформы 2 и спирального корпуса 1 передается частиц компонентам бетонной смеси и воде затворения, находящимся внутри спирального корпуса 1 и поступающим внутрь спирального корпуса 1 непрерывным потоком через загрузочное устройство 5. Компоненты бетонной смеси и вода затворения совершают вращательное движение по вертикальным эллиптическим траекториям, при котором и происходит процесс приготовления бетона или раствора. При этом частицы компонентов бетонной смеси и воды затворения не только интенсивно взаимодействуют друг с другом, но и под воздействием вибрации совершают вращательное движение в плоскости, перпендикулярной проходному сечению спирального корпуса 1. Так как по длине спирального корпуса 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц компонентов бетонной смеси, которые при этом, взаимодействуя с стенками спирального корпуса 1, перемещаются от загрузки к выгрузке. Наличие в спиральном корпуса 1 винтовых поверхностей по периметру спирального корпуса 1 способствует не только усложнению траекторий движения частиц компонентов бетонной смеси и воды затворения, но и перемещению по проходному сечению спирального корпуса 1 в сторону выгрузки.

При движении частиц компонентов бетонной смеси и воды затворения по проходному сечению спирального корпуса 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечение спирального корпуса 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс приготовления бетона и раствора. Готовый бетон через разгрузочное окно 39, выводятся с помощью склиза 7 в емкость 8.

Технико-экономические преимущества спирального бетоносмесителя возникают за счет выполнения корпуса спиральной формы с винтовыми поверхностями, в виде карманов треугольной формы, что обеспечивает сокращения габаритов по длине, расширение технологических возможностей, увеличение производительности и пути (длины) движения компонентов бетонной смеси и воды затворения.

Технико-экономические преимущества возникают так же за счет монтажа вибратора горизонтально под платформой с спиральным корпусом и изменения формы траектории движения частиц компонентов бетонной смеси в виде вертикального эллипса, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (Е_п) и повышает производительность.