Результат интеллектуальной деятельности: Бетоносмеситель непрерывного действия

Изобретение относится к устройствам для приготовления бетонной смеси.

Известен бетоносмеситель непрерывного действия (патент РФ №2397865, кл. В28С, 5/08, опубл. 27.08.2010 г. бюл. №24) содержащий имеющий привод вращения барабан, выполненный по крайней мере, из трех полос, скрученных по винтовым линиям в продольном и в поперечном направлениях, или из трех винтовых полос криволинейной формы различного порядка и степени кривизны с центрами, расположенными снаружи и внутри поперечного сечения барабана.

Недостатком известного устройства являются ограниченные технологические возможности, сложность изготовления и недостаточная производительность.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является бетоносмеситель непрерывного действия (а.с. 2537718, кл. В28С 5/22), опубл. 10.01.2015 г.), содержащий имеющий привод вращения барабан, смонтированный из секций, собранных из двух одинаковых подсекций, изготовленных из четного числа не менее четырех одинаковых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных по периметру подсекции с четырьмя одинаковыми равносторонними треугольниками с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, при этом, в секцию две подсекции соединяют друг с другом сторонами торцевых больших отверстий, а секции присоединены друг к другу по длине барабана своими сторонами малых торцевых отверстий с образованием многозаходного винтового барабана со взаимонаправленными ломаными винтовыми линиями и по всей длине барабана смонтирована цилиндрическая пружина с плоским сечением витков, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия.

Недостатками известного устройства являются ограниченные технологические возможности, недостаточная производительность.

Техническим решением задачи является расширение технологических возможностей и повышение производительности.

Техническое решение достигается тем, что в бетоносмесителе непрерывного действия, содержащем имеющий привод вращения барабан смонтированный из секций, собранных из двух одинаковых подсекций, изготовленных из четного числа не менее трех одинаковых равнобедренных треугольников, поочередно соединенных по периметру подсекции с не менее тремя одинаковыми равносторонними трапециями с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников, при этом число сторон малого торцевого отверстия в два раза больше числа сторон большого торцевого отверстия, и в секцию две подсекции соединяют друг с другом сторонами больших торцевых отверстий, а секции присоединены друг к другу по длине барабана своими сторонами малых торцевых отверстий с образованием по периметру барабана не менее шести поверхностей волнообразной формы и не менее трех пар, направленных навстречу друг другу, ломаных винтовых линий, причем по всей длине барабана смонтирована пружина волнообразной формы, 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 бетоносмесителя непрерывного действия.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана позволяет обеспечить не только расширение технологических возможностей, но и сжатие компонентов бетона по мере продвижения от загрузки к выгрузке, а также повысить производительность.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц компонентов бетона, расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в том, что такое конструктивное оформление барабана позволяет обеспечить последовательное постепенное уплотнение и разрежение потоков частиц компонентов бетона от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс бетоносмешивания и расширяет технологические возможности установки.

Новизна заключается в том, что благодаря взаимонапрвленным ломаным винтовым линиям векторы скорости движения частиц компонентов бетона и воды при транспортировке от загрузки к выгрузке изменяются, что способствует повышению производительности процесса приготовления бетона и расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по внутреннему периметру барабана образованы ломаные винтовые поверхности по всей его длине, что обеспечивает нарушение стационарности потоков частиц компонентов бетона и воды внутри барабана, повышение производительности, расширение технологических возможностей.

Новизна обусловлена тем, что барабан изготовлен с образованием по внутреннему периметру направленных навстречу друг другу не менее трех ломаных правых и левых винтовых линий, что обеспечивает создание направленных навстречу друг другу потоков компонентов растворов и бетонов с максимальной энергоемкостью соударений друг к другу и со стенками барабана под разными углами, увеличивает частоту их взаимодействия друг с другом и со стенками барабана, увеличивает производительность и расширяет технологические возможности.

Новизна предлагаемого изобретения заключается в следующем: так как частота движения частиц компонентов растворов и бетона в предлагаемой конструкции бетоносмесителя определяется не только частотой вращения барабана, но и количеством плоских элементов по его периметру, такое конструктивное оформление поверхности барабана за счет увеличения количества плоских элементов в каждой секции по периметру, увеличивает частоту соударений частиц компонентов бетона и растворов между собой и со стенками барабана, повышает производительность, увеличивает технологические возможности.

Кроме того, новизна обусловлена тем, что элементы, из которых собран барабан, разные по площади конфигурации и смонтированы под некоторыми углами друг к другу, поэтому интенсивность приготовления бетона возрастает, так как эти элементы, работая как полки, захватывают порции компонентов бетона, разные по объему и направляют их навстречу друг другу, нарушая, таким образом, стационарность их движения, обеспечивая повышение производительности и расширение технологических возможностей.

Новизна усматривается в том, что площадь и форма поперечного сечения барабана изменяется в каждом поперечном сечении по всей его длине от загрузки к выгрузке, что интенсифицирует процесс смешивания, увеличивает энергоемкость взаимодействия частиц компонентов бетона, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что поперечное проходное сечение барабана имеет форму многоугольника, площадь которого по длине многократно меняется от загрузки к выгрузке, обеспечивая периодическое поджатие масс компонентов бетона, что увеличивает интенсивность смешивания и энергоемкость соударений, расширяет технологические возможности.

Новизна усматривается также в том, что площадь и форма поперечного и продольного сечений барабана изменяются по всей длине от загрузки к выгрузке, при этом число сторон малого торцевого отверстия в два раза меньше числа сторон большого торцевого отверстия, что изменяет скорости и траектории перемещения частиц компонентов бетона, расширяет технологические возможности.

Новизна заключается также в том, что по периметру барабана образованы винтовые поверхности из плоских элементов различной формы и размеров, что обеспечивает нарушение стационарности движения потоков частиц компонентов бетона внутри барабана, расширяет технологические возможности и повышает производительность.

Новизна предложения заключается также в том, что по всей длине барабана смонтирована пружина волнообразной формы, которая обеспечивает не только перемещение частиц компонентов бетона в продольном направлении от загрузки к выгрузке, но и способствует интенсификации процесса приготовления бетона за счет того, что частицы компонентов бетона, совершающих циркуляционное движение внутри барабана в плоскостях, перпендикулярных ее оси симметрии, встречаясь с витками пружины волнообразной формы, изменяют траекторию своего движения и перемещаются к периферии барабана, увеличивают интенсивность их взаимодействия друг с другом и стенками барабана, расширяют технологические возможности и повышают производительность.

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. 2 пружина не показана; на фиг. 3 - барабан, вид спереди; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - барабан, наглядное изображение.

Предлагаемый бетоносмеситель (фиг. 1, фиг. 2) состоит из станины 1, выполненной в виде сварной рамы. На станине 1 закреплен привод главного движения, состоящий из электродвигателя 2 и четырех роликовых опор 3. Барабан 4 снабжен двумя ободами 5, которые опираются на роликовые опоры 3. На станине 1 смонтировано средство для загрузки 6 и разгрузки 7. Бетоносмеситель снабжен трубопроводом 8 (фиг. 1) для подачи внутрь барабана 4 воды затворения на расстояние L от ввода в барабан 4 сухих сыпучих компонентов бетона.

Внутри, по всей длине барабана 4 смонтирована пружина волнообразной формы 9, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия (на чертеже не показано).

Барабан 4 собран из секций 10, смонтированных из двух одинаковых подсекций 11 и 12 (фиг. 3, фиг. 4, фиг. 5).

Подсекции изготовлены, например, подсекция 12 (фиг. 5) из четного числа не менее трех одинаковых равнобедренных треугольников 13, 14, 15, поочередно соединенных по периметру подсекции с не менее тремя одинаковыми равносторонними трапециями 16, 17, 18 с образованием малого и большого торцевых отверстий в виде многоугольников 19, 20, при этом число сторон малого торцевого отверстия 19 в два раза больше числе сторон большого торцевого отверстия 20.

В секцию 10 две подсекции 11 и 12 соединяют друг с другом сторонами торцевых больших отверстий 20, а секции присоединены друг к другу по длине барабана своими сторонами малых торцевых отверстий 19 с образованием по периметру барабана волнообразной формы 4 не менее трех пар направленных навстречу друг другу ломаных винтовых линий, например 21-22-23-24 и 24-25-22-26 и образованием по периметру барабана не менее шести поверхностей волнообразной формы, например 27-28-29.

По всей длине барабана 4 смонтирована пружина волнообразной формы 9, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия (на чертеже не показано).

Ломаные винтовые линии образуют по периметру барабана 4 ломанные винтовые поверхности, состоящие из граней, например, в виде равнобедренных треугольников 13, 14, 15 и равнобедренных трапеций 16, 17, 18 по поперечному сечению барабана 4 и вдоль продольной оси барабана 4 не менее шести поверхностей волнообразной формы, например 27-28-29, 30-31-32 (фиг. 3, фиг. 5).

Ломанные винтовые линии по наружной поверхности барабана 4 имеют одинаковые обозначения позиций с соответствующими им канавками на внутренней поверхности.

Так как подсекции 11 и 12 имеют малые торцевые отверстия 19 и большие торцевые отверстия 20, то секции 10 имеют переменное продольное и переменное проходное сечения по длине барабана 4.

Бетоносмеситель непрерывного действия оборудован устройством для регулирования наклона бетоносмесителя (на чертеже не показано). Изменение угла наклона осуществляется с целью регулирования скорости перемещения частиц компонентов бетона от загрузки к выгрузке.

Для обеспечения дополнительного продольного перемещения частиц сыпучих материалов и интенсификации процесса бетоносмешивания внутри, по всей длине барабана 4, смонтирована пружина волнообразной формы 9, которая оборудована устройством для изменения шага витков путем ее растяжения или сжатия (на чертеже не показано). Регулировка величины шага витков пружины 9 может производиться в процессе приготовления бетона.

Предлагаемый бетоносмеситель непрерывного действия работает следующим образом.

В барабан 4 через средство для загрузки 6 беспрерывно загружаются компоненты (цемент и инертные материалы) бетонной смеси. При вращении барабана 4 частицы цемента и инертных материалов захватываются канавками внутренней винтовой поверхности и гранями в виде равносторонних трапеций и равнобедренных треугольников внутренней винтовой поверхности барабана 4 в направлении вращения поднимаются вверх. При этом захватывают разные по объему порции компонентов бетона и воды и достижении определенной высоты, под действием гравитационных сил и образовавшегося угла естественного откоса, частицы цемента и инертных материалов движутся навстречу друг к другу под определенными углами и к противоположным стенкам вращающегося барабана 4 и перемещаются в сторону выгрузки. Поскольку плоские элементы внутренней поверхности барабана 4 расположены под углом друг к другу, то каждая порция частиц компонентов бетона перемещается по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс взаимодействия частиц компонентов бетона друг с другом и со стенками барабана 4, повышает интенсивность приготовления бетона и расширяет технологические возможности. В результате такой конструкции барабана 4 значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц компонентов бетона и поэтому каждая частица компонентов бетона движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва их от стенок барабана 4, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса приготовления бетона. Так как поверхность барабана 4 непрерывна, то и непрерывен процесс движения последующих порций цемента и инертных материалов, которые поднимаются вверх и движутся вниз под разными углами. Поскольку карманы треугольной формы барабана 4 расположены по ломаным винтовым линиям внутренней поверхности барабана 4, то в каждой порции частицы цемента и инертных материалов перемещаются по своему вектору направления в сторону выгрузки, что в значительной степени интенсифицирует процесс смешивания и перетирания частиц цемента и инертных материалов материала друг с другом и со стенками барабана 4, повышается интенсивность смешивания частиц цемента и инертных материалов и расширяются технологические возможности. Так как значительно расширен диапазон изменений результирующих векторов перемещений частиц цемента и инертных материалов, то каждая частица движется по разным векторам направления, что обеспечивает большую вероятность столкновений в начальный момент отрыва этих частиц от стенок барабана 4, где они обладают определенным запасом кинетической энергии и движутся с большой кинетической энергией, поэтому и обеспечивается интенсификация процесса приготовления бетона. При этом происходит активация сухих сыпучих материалов компонентов смеси и обеспечивается не только интенсивное перемешивание цемента и инертных составляющих, но и измельчение инертных составляющих на меньшие фракции.

В таком сухом состоянии компоненты бетонной смеси перемещаются вдоль продольной оси барабана 4 на расстоянии L (фиг. 1), где подается вода затворения в готовую сухую смесь компонентов бетона и начинает происходить процесс затворения. При дальнейшем движении вдоль оси барабана 4 происходит процесс бетоносмешивания. При дальнейшем движении вдоль оси барабана 4 готовая смесь выгружается в средство для выгрузки 7.

Наличие в конструкции барабана 4 карманов треугольной формы по внутренней поверхности интенсифицирует процесс бетоносмешивания, повышает надежность работы бетоносмесителя и расширяет технологические возможности.

Скорость движения потоков компонентов бетона регулируется наклоном бетоносмесителя, а также шагом волнообразной пружины 9.

Технико-экономическое преимущества возникают за счет переменного продольного и поперечного сечения по всей длине барабана, что обеспечивает попеременное сжатие и расширение потоков цемента, инертных материалов и воды затворения при их движении от загрузки к выгрузке.

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