Установка для ротационной укладки растворных и бетонных смесей

Полезная модель относится к формовочно-укладочному оборудованию и может быть использована для непрерывной формовки изделий, а также покрытий из растворных или бетонных смесей как на плотных, так и на пористых заполнителях. Техническая задача полезной модели состоит в повышении эффективности установки за счет расширения технологической возможности путем возможности применения ее для разных заполнителей, повышения качества поверхностей, увеличения прочности и стойкости изделий как к климатическим, так и эксплуатационным воздействиям. Установка включает станину 1, привод 2, бункер 3, питатель 4 и метатель 5, содержащий вращающиеся навстречу друг другу и находящиеся в зацеплении роторы 9 и 10, поверхности которых выполнены в виде чередующихся усеченных зубьев и впадин с установленными на них эластичными элементами 11, образующая которых выполнена в виде чередующихся подпружиненных полых выступов 22 и впадин 26 одного радиуса. Полость 6 для элементарной порции метаемой смеси образована между впадиной одного эластичного элемента и подпружиненным полым выступом другого эластичного элемента. Установка снабжена установленным на входе в метатель 5 - рассекателем 12, системой 13 увлажнения загружаемой смеси и гитарой-синхронизатором 14, причем система 13 увлажнения загружаемой смеси имеет зоны 15 и 16 соответственно предувлажнения и доувлажнения. В бункер 3 загружают полусухую растворную или бетонную смесь 8. Включают привод 2, затем питатель 4 и полусухая смесь 8 попадает на рассекатель 12, который разделяет ее на два симметричных потока, при этом одновременно подают воду от регулируемой гидромагистрали в зону предувлажнения 15, увлажняющую внутренние поверхности подаваемой смеси 8 в требуемых пределах. Увлажненная внутри и полусухая снаружи смесь 8 далее попадает на роторы 9 и 10 метателя 5, где в полостях 6 образуются элементарные порции 7 смеси 8, далее выбрасываемые непрерывным потоком в зону доувлажнения 16, где увлажняются наружные слои смеси 8 перед дальнейшим ее уплотнением. 2 п.ф-лы, 1 нез.п.

Полезная модель относится к формовочно-укладочному оборудованию и может быть использована для непрерывной формовки изделий (например, железобетонных шпал, бордюрных камней, плит и др.), а также покрытий из растворных или бетонных смесей как на плотных, так и на пористых заполнителях (например, цементобетонных покрытий автомобильных дорог, автостоянок, офисов, вестибюлей и др.).

Известна конструкция метателя для нанесения защитных покрытий на поверхность трубчатых изделий, содержащего установленные в подшипниках опорной рамы параллельные приводные валы с барабанами в виде зафиксированных винтовыми стержнями пакетов эластичных шайб, выполненных с зубчатой наружной поверхностью и смещенных относительно друг друга на толщину зуба по делительной окружности. [Авторское свидетельство СССР, 885039, кл. В28В 21/44. Опубликовано 30.11.81. Бюллетень 44.]

Недостатком указанного устройства является то, что непрерывный поток наносимой цементно-песчаной смеси, преобразуемый в пульсирующий, для обеспечения высоких физико-механических показателей затвердевшего раствора, должен затворяться минимально возможным количеством воды (т.е. при минимальном значении водоцементного отношения). Получаемая в результате такой дозировки растворная смесь будет характеризоваться жесткой или даже особо жесткой консистенцией. Свежеотформованные из такой смеси гранулы (или "пули", как это указано в А.С.) из еще не затвердевшего бетона при соударении с бетонируемой поверхностью будут тотчас разрушаться, рассыпаясь на отдельные зерна исходной смеси с образованием большого количества отскока. Кроме того, приготовление однородной смеси при низких значениях водоцементного отношения с использованием стандартных смесителей затруднительно, а, учитывая быстрое схватывание таких смесей, представляется проблематичным получение при таком способе укладки высококачественных изделий. Увеличение же пластичности смеси за счет дополнительного ее разжижения водой и увеличения расхода цемента отразится отрицательно на экономичности изделий и, кроме того, будет препятствовать получению таких ценных качеств затвердевшего раствора, как, например, повышенная плотность, прочность, антикоррозионная стойкость и др.

Кроме того, сдвижка зубчатой наружной поверхности эластичных шайб относительно друг друга на толщину зуба по делительной окружности приводит к смещению центра тяжести захватываемой порции смеси относительно траектории метания, перпендикулярной к уплотняемой поверхности, что приводит к увеличению угла вылета смеси из роторов - угла метания и, как следствие, росту отскока и снижению качества формуемой поверхности. Также конструкция метателя не позволяет регулировать зазор между приводными валами с барабанами, что необходимо при использовании не только растворных, но и бетонных смесей на заполнителях значительно большей, чем песок крупностью.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели относится установка для укладки и уплотнения бетонных и других строительных смесей, включающая станину, привод, бункер, питатель и метатель, содержащий вращающиеся навстречу друг другу и находящиеся в зацеплении с образованием полости для элементарной порции метаемой смеси - роторы, с установленными на них эластичными элементами [Патент России 2217302. Бюллетень 33, 2003 - прототип].

При этом эластичные элементы выполнены трубчатыми и смонтированы по всей поверхности роторов. Захват и перемещение смеси производится путем защемления ее элементарными порциями в полостях между роторами, образующимися в моменты, когда выступающий трубчатый элемент одного ротора совпадает при вращении с промежутком между двумя соприкасающимися элементами другого ротора. Образуемая полость для элементарной порции метаемой смеси невелика, что не может обеспечить высокую производительность установки. Имеет место сложность конструкции роторов из-за выполнения эластичных элементов в виде большого числа трубчатых элементов.

К недостаткам известного устройства относится постоянное контактирование эластичных поверхностей между собой при вращении роторов, что приводит к их быстрому износу при многократном сжатии и разжатии, следующими друг за другом с частотой, равной частоте вращения роторов. Кроме того, отсутствие возможности регулирования зазора между трубчатыми элементами роторов не позволяет использовать смеси с крупными заполнителями, что ограничивает применение известного технического решения уплотнением преимущественно мелкозернистых смесей.

С другой стороны, смещение трубчатых элементов относительно друг друга приводит к формированию между ними порции смеси со смещенным относительно траектории метания, перпендикулярной к уплотняемой поверхности, центром тяжести, что приводит к увеличению угла метания , и, как следствие, росту отскока и снижению качества формуемой поверхности, характеризуемой однородностью ее физико-технических показателей.

Следует отметить, что известное техническое решение предполагает применение готовых, т.е. уже водозатворенных смесей. В то же время известно, что наибольший эффект для растворов и бетонов достигается при применении смесей с пониженным водоцементным отношением, приготовление которых с высоким качеством (однородностью) при использовании стандартных смесителей затруднительно. Кроме того, при метании происходит неконтролируемое испарение влаги из смеси, которое может приводить к снижению водоцементного отношения ниже допустимых значений (пересушке смеси) и снижению физико-технических показателей затвердевшего материала.

Техническая задача полезной модели состоит в повышении эффективности установки за счет расширения технологической возможности путем возможности применения ее для разных заполнителей, повышения качества поверхностей, увеличения прочности и стойкости изделий как к климатическим, так и эксплуатационным воздействиям.

Поставленная техническая задача достигается тем, что установка для ротационной укладки растворных и бетонных смесей, включающая станину, привод, бункер, питатель и метатель, содержащий вращающиеся навстречу друг другу и находящиеся в зацеплении с образованием полости для элементарной порции метаемой смеси-роторы, с установленными на них эластичными элементами, - снабжена установленным на входе в метатель - рассекателем, системой увлажнения загружаемой смеси и гитарой-синхронизатором, причем система увлажнения загружаемой смеси имеет зоны предувлажнения и доувлажнения и состоит из регулируемой гидромагистрали и смонтированных в каждой из зон форсунок, связанных с гидромагистралью, а гитара- синхронизатор смонтирована на соединенных с приводом валах роторов с возможностью изменения расстояния между роторами, при этом поверхность каждого из роторов выполнена с чередующимися усеченными зубьями и впадинами, на поверхностях роторов закреплены замкнутые эластичные элементы с образующей в виде чередующихся полых выступов, подпружиненных к поверхностям усеченных зубьев, и впадин, причем выступы одного из эластичных элементов находятся напротив впадин другого с образованием полости между впадиной одного эластичного элемента и выступом другого для элементарной порции метаемой смеси, при этом впадины и выступы эластичных элементов, впадины и зубья роторов имеют один радиус, при этом форсунки зоны предувлажнения установлены в зоне рассекателя и направлены на внутренние слои подаваемой смеси, а форсунки зоны доувлажнения установлены в зоне выхода смеси из метателя, расположены под острым углом к оси потока метаемой смеси и направлены на внешние слои выходящей из метателя смеси.

Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа:

- установка снабжена установленным на входе в метатель-рассекателем;

- установка снабжена системой увлажнения загружаемой смеси;

- система увлажнения загружаемой смеси имеет зоны предувлажнения и доувлажнения и состоит из регулируемой гидромагистрали и смонтрованных в каждой из зон форсунок, связанных с гидромагистралью, при этом форсунки зоны предувлажнения установлены в зоне рассекателя и направлены на внутренние слои подаваемой смеси, а форсунки зоны доувлажнения установлены в зоне выхода смеси из метателя, расположены под острым углом к оси потока метаемой смеси и направлены на внешние слои выходящей из метателя смеси.

- установка снабжена гитарой-синхронизатором;

- гитара- синхронизатор смонтирована на соединенных с приводом валах роторов с возможностью изменения расстояния между роторами и соединена с приводом;

- поверхность каждого из роторов выполнена с чередующимися усеченными зубьями и впадинами;

- на поверхностях роторов закреплены замкнутые эластичные элементы с образующей в виде чередующихся полых выступов, подпружиненных к поверхностям усеченных зубьев, и впадин;

- выступы одного из эластичных элементов находятся напротив впадин другого с образованием полости между впадиной одного эластичного элемента и выступом другого для элементарной порции метаемой смеси;

- впадины и выступы эластичных элементов, впадины и зубья роторов имеют один радиус;

Это позволит повысить эффективность установки за счет расширения технологической возможности путем возможности применения ее для разных заполнителей, повышения качества поверхностей, увеличения прочности и стойкости изделий как к климатическим, так и эксплуатационным воздействиям.

Выполнение поверхности каждого из роторов с чередующимися усеченными зубьями и впадинами, закрепление на поверхностях роторов замкнутых эластичные элементов с образующей в виде чередующихся полых выступов, подпружиненных к поверхностям усеченных зубьев, и впадин, расположение выступов одного из эластичных элементов напротив впадин другого с образованием полости между впадиной одного эластичного элемента и выступом другого для элементарной порции метаемой смеси и выполнение впадин и выступов эластичных элементов, впадин и зубьев роторов единого радиуса обеспечивает компенсирование несимметричных элементарных порций смеси дополнительным импульсом, создаваемым расправляющимся при метании подпружиненным полым выступом эластичного элемента, что уменьшает угол метания , и как следствие, снижает отскок, повышая тем самым качество формуемой поверхности и равномерность распределения смеси по всей полосе бетонирования.

Покрытие поверхностей роторов замкнутым эластичным элементом обеспечивает сохранение исходного гранулометрического состава заполнителя, особенно пористого пониженной прочности.

Снабжение установки гитарой-синхронизатором, смонтированной на соединенных с приводом валах роторов с возможностью изменения расстояния между роторами обеспечивает синхронность вращения роторов, балансировку роторов при высокой частоте вращения, расширение технологической возможности установки за счет возможности применения заполнителей разной фракции, обеспечивает надежность герметичности полости для элементарной порции смеси, что исключает потери смеси и обеспечивает равномерное метание, а следовательно повышает качество изделий. Возможность регулирования расстояния между роторами обеспечивает также уменьшение износа эластичных элементов.

Снабжение установки установленным на входе в метатель-рассекателем, а также - системой увлажнения загружаемой смеси, имеющей зоны предувлажнения и доувлажнения и состоящей из регулируемой гидромагистрали и смонтрованных в каждой из зон форсунок, связанных с гидромагистралью, а также установкой форсунок зоны предувлажнения в зоне рассекателя и направление их на внутренние слои подаваемой смеси, а установкой форсунок зоны доувлажнения в зоне выхода смеси из метателя и направление их на внешние слои выходящей из метателя смеси под острым углом к оси метаемой смеси обеспечивает выравнивание скорости частиц смеси в момент формовки за счет придания струей наружным (более медленным) частицам дополнительной скорости, а следовательно, обеспечивает стабилизацию водоцементного отношения и повышение качества изделий за счет уменьшения угла метания и равномерного увлажнения смеси, достигаемого увлажнением ее внутренних (в зоне предувлажнения) и внешних (в зоне доувлажнения) слоев.

В посмотренном нами патентно-информационном фонде не обнаружено аналогичных технических решений, а также технических решений, содержащих совокупность указанных отличительных признаков.

Полезная модель применима и будет использована в отрасли в 2009 г.

На фиг.1 изображена установка для ротационной укладки растворных и бетонных смесей;

На фиг.2 - то же, узел I на фиг.1;

На фиг.3 - то же, разрез по А-А на фиг.1;

На фиг.4 - то же, узел II на фиг.2

На фиг.5 - то же, разрез по Б-Б на фиг.2;

На фиг.6 - то же, вид. Г на фиг.5;

На фиг.6 - то же, вид В на фиг.3.

Установка для ротационной укладки растворных и бетонных смесей, включающая станину 1, привод 2, бункер 3, питатель 4 и метатель 5, содержащий вращающиеся навстречу друг другу и находящиеся в зацеплении с образованием полости 6 для элементарной порции 7 метаемой смеси 8 - роторы 9 и 10, с установленными на них эластичными элементами 11, - снабжена установленным на входе в метатель 5 - рассекателем 12, системой увлажнения 13 загружаемой смеси 8 и гитарой-синхронизатором 14, причем система увлажнения 13 загружаемой смеси 8 имеет зоны предувлажнения 15 и доувлажнения 16 и состоит из регулируемой гидромагистрали (на фиг. не показано) и смонтированных в каждой из зон форсунок 17 и 18, связанных с гидромагистралью, а гитара- синхронизатор 14 смонтирована на соединенных с приводом 2 валах роторов 9 и 10 с возможностью изменения расстояния между роторами 9 и 10, при этом поверхность каждого из роторов выполнена с чередующимися усеченными зубьями 19 и впадинами 20, на поверхностях роторов 9 и 10 надежно закреплены посредством бандажей 21 замкнутые эластичные элементы 11 с образующей в виде чередующихся полых выступов 22, подпружиненных с помощью упирающихся в чаши 23 пружин 24, к скошенным поверхностям 25 усеченных зубьев 19, и впадин 26. Выступы 22 одного из эластичных элементов находятся напротив впадин 26 другого с образованием полости 6 между впадиной 26 одного эластичного элемента и выступом 22 другого для элементарной порции 7 метаемой смеси 8, при этом впадины 26 и выступы 22 эластичных элементов 11, впадины 20 и зубья 19 роторов 9 и 10 имеют один радиус. Форсунки 17 зоны предувлажнения 15 установлены в зоне рассекателя 12 и направлены на внутренние слои подаваемой смеси, а форсунки 18 зоны доувлажнения 16 установлены в зоне выхода смеси из метателя 5, расположены под острым углом к оси 27 потока метаемой смеси 8 и направлены на внешние слои выходящей из метателя 5 смеси.

Гитара-синхронизатор 14 содержит направляющие 28 и ползун 29.

Установка работает следующим образом.

Перед началом работы в бункер 3 загружают полусухую растворную или бетонную смесь 8. Включают привод 2. После того, как частота вращения роторов 9 и 10 достигает заданного значения, включают в работу питатель 4 ленточного типа и полусухая смесь 8 попадает на рассекатель 12, который разделяет ее на два симметричных потока, при этом одновременно подают воду от регулируемой гидромагистрали на форсунки 17 зоны предувлажнения 15, увлажняющих внутренние поверхности подаваемой смеси 8 в требуемых пределах, а именно, внутренние поверхности симметричных потоков смеси 8, выходящих из рассекателя 12. Следует отметить, что в это время факел распыления воды форсунками 17 и расход подаваемой воды регулируется.

Увлажненная внутри и полусухая снаружи смесь 8 далее попадает на роторы 9 и 10 метателя 5, вращающиеся встречно с частотой 2000- 4500 об./мин., откуда непрерывной струей выбрасывается в зону доувлажнения 16, где с помощью форсунок 18 увлажняются наружные слои смеси 8 перед дальнейшим ее уплотнением. Установкой форсунок 18 в зоне выхода смеси из метателя 5 и направление их на внешние слои выходящей из метателя 5 смеси под острым углом а к оси 27 потока метаемой смеси обеспечивает выравнивание скорости частиц смеси в момент формовки за счет придания струей наружным (более медленным) частицам дополнительной скорости, а следовательно, обеспечивает повышение качества изделий за счет уменьшения угла метания и равномерного увлажнения смеси, достигаемого увлажнением ее внутренних (в зоне предувлажнения) и внешних (в зоне доувлажнения) слоев.

Подача на роторы увлажненной внутри и полусухой снаружи смеси 8 исключает прилипание ее к поверхностям роторов, что также уменьшает разброс смеси роторами т.е. угол метания , что обеспечивает повышение качества формуемой поверхности.

Преимуществом заявленного технического решения является также и то, что исходная смесь может быть приготовлена в смесителе любого типа, т.к. для исключения пыления лишь слегка увлажняется, что допускает ее более длительное хранение без потери свойств в уплотненном состоянии.

В процессе образования в полости 6 между впадиной 26 одного эластичного элемента и подпружиненным полым выступом 22 другого элементарной порции 7 метаемой смеси 8 обеспечивается компенсирование несимметричных элементарных порций смеси дополнительным импульсом, создаваемым расправляющимся при метании подпружиненным выпуклым полым выступом 22 эластичного элемента 11, что уменьшает угол метания , и как следствие, снижает отскок, повышая тем самым качество формуемой поверхности и равномерность распределения смеси по всей полосе бетонирования.

Расход и давление струй воды из форсунок 18 также регулируется в зависимости от требуемой величины водоцементного отношения в смеси и скорости ее метания и обеспечивает уменьшение разброса смеси 8 (угла метания ), а следовательно ее отскок, что является одним из основных условий обеспечения высокого качества формируемой поверхности.

При изменении крупности используемых заполнителей осуществляют регулировку зазора между роторами 9 и 10 при выключенном приводе. Для получения необходимого зазора следует освободить крепление направляющих 28, раздвинуть роторы 9 и 10 до получения необходимого зазора, закрепить направляющие 28, освободить крепление ползуна 29, поднять ползун 29 до получения полного зацепления роторов 9 и 10, закрепить ползун 29 и проверить плавность вращения роторов 9 и 10 для этого, поворачивая один из роторов, убедиться в синхронности встречного вращения другого ротора.

Таким образом, полезная модель позволит повысить эффективность установки за счет расширения технологической возможности путем возможности применения ее для разных заполнителей, повышения качества поверхностей, увеличения прочности и стойкости изделий как к климатическим, так и эксплуатационным воздействиям.

Полезная модель имеет широкий спектр применения и может быть использована, например, для укладки с одновременным уплотнением растворных и бетонных смесей в массивы, форму или опалубку, устройства защитных покрытий и т.п. из раствора или бетона, к которым предъявляются повышенные требования по стойкости к эксплуатационным воздействиям.

1. Установка для ротационной укладки растворных и бетонных смесей, включающая станину, привод, бункер, питатель и метатель, содержащий вращающиеся навстречу друг другу и находящиеся в зацеплении с образованием полости для элементарной порции метаемой смеси роторы, с установленными на них эластичными элементами, отличающаяся тем, что установка снабжена установленным на входе в метатель рассекателем, системой увлажнения загружаемой смеси и гитарой-синхронизатором, причем система увлажнения загружаемой смеси имеет зоны предувлажнения и доувлажнения и состоит из регулируемой гидромагистрали и смонтированных в каждой из зон форсунок, связанных с гидромагистралью, а гитара-синхронизатор смонтирована на соединенных с приводом валах роторов с возможностью изменения расстояния между роторами, при этом поверхность каждого из роторов выполнена с чередующимися усеченными зубьями и впадинами, на поверхностях роторов закреплены замкнутые эластичные элементы с образующей в виде чередующихся полых выступов, подпружиненных к поверхностям усеченных зубьев, и впадин, причем выступы одного из эластичных элементов находятся напротив впадин другого с образованием полости между впадиной одного эластичного элемента и выступом другого для элементарной порции метаемой смеси, при этом впадины и выступы эластичных элементов, впадины и зубья роторов имеют один радиус.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что форсунки зоны предувлажнения установлены в зоне рассекателя и направлены на внутренние слои подаваемой смеси, а форсунки зоны доувлажнения установлены в зоне выхода смеси из метателя, расположены под острым углом к оси потока метаемой смеси и направлены на внешние слои выходящей из метателя смеси.