Результат интеллектуальной деятельности: 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 №2 398 678, кл. В28С 5/20, 2010 г.), содержащий размещенный на станине посредством введенной в устройство платформы с пневмобаллонами и снабженный приводом пустотелый корпус, собранный из секций, загрузочное и разгрузочное приспособление.

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

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

Технический результат достигается тем, что в бетоносмесителе, содержащем упруго установленный на основании пустотелый корпус, загрузочное и разгрузочное приспособления, корпус, собранный из секций, выполнен спиральным в виде 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 и снаружи под углом к спиральной оси 0₁-0₁ пустотелого тоннеля, в виде карманов многоугольной формы, с тремя и более боковыми сторонами 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 полосы 0₃-0₃ и являются линиями сгиба, находящихся на расстояниях друг от друга, равных длине сторон карманов, многоугольной формы с тремя и более боковыми сторонами, при этом секции соединены друг с другом боковыми сторонами трапеций, причем корпус жестко закреплен на платформе, снизу под которой смонтирован вибратор

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

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 многоугольной формы с тремя и более боковыми сторонами, что также повышает производительность.

Новизна усматривается в том, что монтаж вибратора под платформой с барабаном обеспечивает траекторию колебаний корпуса вместе с компонентами бетонной смеси в форме вертикальный эллипс, 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 многоугольной с тремя и более боковыми сторонами, 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 находящих 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 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 разнонаклонным не только друг к другу, но и к оси симметрии спирального корпуса, поэтому степень 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, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - наглядное изображение спирального корпуса; 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, согнутой по линиям сгиба - верхним и нижним основаниям трапеции; на фиг. 7 - наглядное изображение ромбовидной полосы, свернутой в кольцо, при соединении верхнего основания nn' трапеции mnn'm с нижним основанием трапеции NMM'N'.

Бетоносмеситель (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 снабжен разгрузочным устройством 7.

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 изображен условно поперечным сечением 8 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, распложенными под углом α к оси симметрии спирали 0₁-0₁ центра оси симметрии (фиг. 3) спирального тоннеля, свернутого по спирали 0₁-0₁ вокруг центральной оси 0₂-0₂ спирального корпуса 1.

Винтовые канавки спирального корпуса 1 выполнены в виде карманов 9, 10, 11, 12, 13, 14 по внутренней поверхности и карманов - по наружной поверхности 15, 16, 17, 18, 19, 20 тоннеля многоугольной формы (фиг 2 и фиг. 4) с тремя и более боковыми сторонами. Корпус 1 смонтирован из секций в форме одинаковых колец 21 (фиг. 7), соединеных друг с другом боковыми сторонами 22 и 23.

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 с внутренним диаметром D_min (фиг. 4).

При этом пустотелый спиральный корпус 1 с многозаходной винтовой поверхностью снабжен винтовыми канавками в виде карманов многоугольной формы с тремя боковыми сторонами 9-14 по внутренней поверхности и карманами 15-20 многоугольной формы с тремя боковыми сторонами по наружной поверхности спирального корпуса 1 (фиг. 4).

Таким образом, пустотелый 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 21 изготовлена в виде кольца (фиг. 7), смонтирована из ромбовидной полосы 24 (фиг. 5), на которой размещены трапеции, боковые стороны которых расположены на боковых сторонах ромбовидной полосы 24, 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 и фиг. 6), расположенных на расстояниях друг от друга, равных длине сторон карманов спирального корпуса 1, выполненного в форме спирального пустотелого тоннеля.

На фиг. 5 показаны трапеции: NMM'N' - первая трапеция, MFF'M' - вторая трапеция, FEE'F' - третья трапеция, ЕТТ'Е' - четвертая трапеция, ТНН'Т' - пятая трапеция, HRR'H' - шестая трапеция, RSS'R' - седьмая трапеция, SLL'S' - восьмая трапеция, LGG'L' - девятая трапеция, GJJ'G' - десятая трапеция, JZZ'J' - одиннадцатая трапеция, ZWWZ' - двенадцатая трапеция.

При этом NN' является наименьшей из всех верхних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 24, ниже линии сгиба WW'', a WW' - наибольшая из всех нижних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 24, ниже линии сгиба WW' и вышеперечисленных двенадцати трапеций.

На фиг. 5 показаны также трапеции: WPP'W' - тринадцатая трапеция, Pjj'P' - четырнадцатая трапеция, jgg'j' - пятнадцатая трапеция, gkk'g' - шестнадцатая трапеция, kss'k' - семнадцатая трапеция, srr's' - восемнадцатая трапеция, rhh'r' - девятнадцатая трапеция, htt'h' - двадцатая трапеция, tee't' - двадцать первая трапеция, еff'е' - двадцать вторая трапеция, fmm'f' - двадцать третья трапеция, mnn'm' - двадцать четвертая трапеция.

При этом nn' является наименьшим основанием из всех верхних оснований трапеций, расположенных на ромбовидной полосе 24, выше линии сгиба WW', которая для всех трапеций в свою очередь является наибольшей из всех нижних оснований с тринадцатой по двадцать четвертую трапеции.

Таким образом, линия сгиба WW' является не только нижним основанием трапеции ZWW'Z', но и одновременно верхним основанием трапеции PWW'P' и самой длинной линией сгиба кольца 21 и ромбовидной полосы 24.

При этом линии сгиба NN' и nn' являются самыми короткими из всех линий сгиба ромбовидной полосы 24 и кольца 21.

Соотношение длины линии сгиба WW' и NN'(nn') определяет величину шага S, спирали 0₁-0₁, а значит и шаг навивки пустотелого тоннеля вокруг прямолинейной оси 0₂-0₂ спирального корпуса 1.

Ромбовидная полоса 24 сгибается по прямым линиям сгиба, которые и являются основаниями двадцати четырех трапеций, как показано на фиг. 6, параллельных друг другу, и затем сворачиваются в кольцо 21 (фиг.7) с многогранной поверхностью.

Кромки nn' и NN' соединяются известными методами, например сваркой, спайкой и т.д., с образованием секции в виде колец 21 (фиг. 7).

Секции в виде одинаковых колец 21 соединяют друг с другом последовательно боковыми сторонами 22 и 23 так, чтобы все линии сгиба являлись продолжением одноименных линий сгиба предыдущего кольца.

В результате такой сборки по периметру пустотелого спирального тоннеля образуются винтовые линии, показанные на фиг. 3, например утолщенной линией 25-26-27-28-29-30-31-32-33-34-35.

Таким образом, спиральный корпус 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) выполнен по периметру в виде многозаходной винтовой спиральной поверхности с винтовыми линиями по периметру спирального корпуса 1 (одна из винтовых линий показана на фиг. 3 утолщенной линией 25-26-27-28-29-30-31-32-33-34-35 и винтовыми канавками внутри и снаружи спирального корпуса 1 в виде карманов многоугольной формы 9, 10, 11, 12, 13, 14 с тремя и более боковыми сторонами по внутренней поверхности и 15, 16, 17, 18, 19, 20 по наружной поверхности в виде карманов многоугольной формы с тремя и более боковыми сторонами под углом β к спиральной оси пустотелого тоннеля спиральной формы спирального корпуса 1.

Спиральный корпус 1 (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3) в виде спирального пустотелого тоннеля с винтовой поверхностью по его внутреннему и наружному периметру с образованием карманов многоугольной формы с тремя и более сторонами может быть изготовлен и иным способом.

Бетоносмеситель работает следующим образом.

Возмущающая сила вибратора через стенки спирального корпуса 1 передается частицам компонента растворов или бетона и воде затворения, находящихся внутри спирального корпуса 1 и поступающих внутрь спирального корпуса 1 непрерывным потоком через загрузочное приспособление 5. Частицы компонентов растворов или бетона и воды затворения совершают вращательное движение по вертикальным эллиптическим траекториям, при котором и происходит процесс смешивания компонентов растворов и бетона материалов. При этом частицы компонентов растворов или бетона 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 на спиральном корпусе 1 размеры поперечного сечения, форма и расположение меняются, то усугубляется нарушаемость движения частиц компонентов растворов или бетона и воды затворения, которые при этом взаимодействуют с карманами многоугольной формы внутренних стенок спирального корпуса 1, т.е. имеет место повышение интенсивности приготовления бетонов или растворов. Наличие винтовых поверхностей и винтовых линий по периметру спирального корпуса 1 способствует не только усложнению траекторий движения частиц компонентов растворов или бетона и воды затворения, но и их перемещению по проходному сечению спирального корпуса 1 в сторону выгрузки и разгрузочного устройства 7.

При движении частиц компонентов растворов или бетона 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 сечении спирального корпуса 1 по всему его объему, что тоже интенсифицирует процесс приготовления бетона или раствора и расширяет технологические возможности.

Технико-экономические преимущества возникают за счет того, что спиральный корпус выполнен спиральным из пустотелого тоннеля с многозаходной винтовой поверхностью по периметру, свернутого по спирали, что обеспечивает повышение производительности и расширение технологических возможностей, а также за счет монтажа вибратора горизонтально под платформой со спиральным корпусом 1, что обеспечивает увеличение удельной плотности кинетической энергии в 1,3-1,5 раза и повышает производительность.