Результат интеллектуальной деятельности: Бетоносмеситель непрерывного действия

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 вибрационный бетоносмеситель (патент РФ №2398678, кл. B28C 5/20, 2010 г.), содержащий размещенный на станине посредством введенной в устройстве платформы с пневмобаллонами и снабженный приводом корпус, выполненный из секций, смонтированных по периметру с образованием по периметру зигзагообразных линий одного направления и имеет загрузочное и разгрузочное приспособления.

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

Техническим результатом является расширение технологических возможностей, повышение производительности и качества продукции

Технический результат достигается тем, что в бетоносмесителе непрерывного действия, содержащем корпус из секций, закрепленный на платформе, установленный упруго на станине, загрузочное и разгрузочное приспособления, корпус жестко закреплен на платформе, снабженной 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 волнообразной формы с центрами кривизны, расположенными 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 волнообразной формы по внутренней поверхности пустотелого тоннеля спиральной формы, при этом секции в виде колец соединены друг с другом боковыми сторонами трапеций.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено технического решения, аналогичного заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предлагаемого бетоносмесителя непрерывного действия.

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 состоит в том, что винтовые канавки спирального корпуса выполнены в виде карманов волнообразной формы, что также повышает производительность.

Новизна усматривается в том, что монтаж вибратора под основанием с корпусом обеспечивает траекторию колебаний корпуса вместе с компонентами бетонной смеси в форме вертикального эллипса, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (E_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 0₂-0₂, 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 волнообразной формы, расположенными 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, боковые стороны которых расположены на боковых сторонах ромбовидной полосы, а верхние и нижние основания трапеции расположены под острым углом к оси симметрии полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба находящихся на расстояниях друг от друга, равных длине сторон карманов, при этом секции 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 сжатие 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, разнонаклонны 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 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 сечении корпуса, а значит, повышение производительности, эффективности, сокращение габаритов и расширение технологических возможностей.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен бетоносмеситель непрерывного действия, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - наглядное изображение спирального корпуса с карманами волнообразной 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; на фиг. 7 - одна из ромбовидных полос, свернутая в кольцо.

Бетоносмеситель непрерывного действия (фиг. 1, фиг. 2) содержит пустотелый спиральный корпус 1, жестко закрепленный на платформе 2 упруго с помощью четырех резинокордных баллонов 3, установленных на основании 4. На платформе 2 жестко закреплено устройство 5 для загрузки и снизу к платформе 2 прикреплен жестко вибратор 6 с горизонтальной осью вращения. Бетоносмеситель непрерывного действия снабжен разгрузочным устройством 7.

Вибратор 6 смонтирован под платформой 2 горизонтально и поэтому обеспечивает движение частиц компонентов бетона или раствора и воды затворения внутри корпуса 1 под воздействием вибратора 6 по эллиптическим траекториям.

Корпус 1 (фиг. 1-3) 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 волнообразной формы с центрами кривизны, расположенными внутри и снаружи поперечного сечения пустотелого тоннеля, собранного из секций в виде одинаковых по форме и размерам колец 22 (фиг. 7), соединенных друг с другом боковыми сторонами 23 и 24.

В результате образуется пустотелый тоннель спирального корпуса 1 (фиг. 1-3) с осью спирали - центра оси симметрии 0₁-0₁ спирального корпуса 1, скрученного вокруг центральной прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального корпуса 1 по диаметру D_ср 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 волнообразной формы 10, 11, 12, 13, 14, 15 и карманами волнообразной формы 16, 17, 18, 19, 20, 21 по наружной поверхности спирального корпуса 1 (фиг. 4).

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

Секция 22 изготовлена в виде кольца (фиг. 7) и смонтирована из ромбовидной полосы 25 (фиг. 5).

На ромбовидной полосе 25 размещены трапеции 26, 27, 28, 29, 30, 31, боковые стороны которых расположены по боковым сторонам ромбовидной полосы 25, а верхние и нижние основания этих трапеций (фиг. 5) расположены под острым углом β к оси симметрии ромбовидной полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба (фиг. 5, фиг. 6), расположенными на расстояниях друг от друга, равных длине развертки периметра криволинейных карманов (фиг. 7), спирального корпуса 1, выполненного в виде пустотелого тоннеля.

На фиг. 5 показаны трапеции:

АБВГ - первая трапеция 26;

ВДЕГ - вторая трапеция 27;

ДЖЗЕ - третья трапеция 28.

При этом АБ является наименьшей из всех верхних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 25 ниже линии сгиба ЖЗ и вышеперечисленных трех трапеций (первой 26, второй 27, третьей 28).

На фиг. 5 показаны также трапеции:

ЖНКЗ - четвертая трапеция 29;

НЛМК - пятая трапеция 30;

ЛNПM - шестая трапеция 31.

При этом NП является наименьшим основанием из всех верхних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 25 выше линии сгиба ЖЗ, которая для всех трапеций, в свою очередь, является наибольшей из всех нижних оснований с четвертой трапеций по шестую трапецию.

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

При этом линии сгиба АБ и NП являются самыми короткими из всех линии сгиба ромбовидной полосы 25 и кольца 22 и АБ=NП.

Соотношение длины линии сгиба ЖЗ и АБ (NП) 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 L₆<L₅<L₄<L₃ и L₀<L₁<L₂<L₃.

Ромбовидная полоса 25 сгибается по прямым линиям сгиба, которые и являются основанием всех шести трапеций и параллельным друг другу (фиг. 5).

Затем полоса 25 сгибается по линиям сгиба волнообразно (фиг. 6) и далее сворачивается в кольцо 22 (фиг. 7) с карманами волнообразной формы. Секция в виде одинаковых колец 22 затем соединяют друг с другом последовательно боковыми сторонами 23 и 24 так, чтобы все линии сгиба являлись продолжением одноименных линий сгиба предыдущего кольца.

Таким образом, спиральный корпус 1 (фиг. 1-3) 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 волнообразной 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.

Бетоносмеситель непрерывного действия работает следующим образом.

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

При движении частиц компонентов бетона или раствора и воды по проходному сечению корпуса 1 из-за изменения проходного сечения по форме и размерам образуются попеременно зоны сжатия и разряжения в каждом сечении корпуса 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс приготовления бетона или раствора и расширяет технологические возможности. Готовый раствор или бетон через разгрузочное окно 32, выводится с помощью склиза 8 в емкость 7.

Технико-экономические преимущества бетоносмесителя непрерывного действия получаются за счет выполнения корпуса спиральной формы с винтовыми поверхностями, в виде карманов волнообразной формы, что интенсифицирует взаимодействие частиц компонентов бетона или раствора и воды, расширяет технологические возможности, повышает производительность и улучшает качество продукции,

Технико-экономические преимущества возникают также за счет монтажа вибратора горизонтально под платформой с фильтром и изменения формы траектории движения в виде вертикального эллипса, что обеспечивает увеличение удельной плотности полной кинетической энергии (E_п) и повышает производительность.