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 повышения ее производительности, 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. Поверхность роторов окантована замкнутыми эластичными волнообразными элементами 12. Выступы 13 роторов находятся напротив друг друга с образованием полости 6 между двумя впадинами 14 для укрупненной элементарной порции 7 метаемой смеси 8, причем радиус впадин значительно превышает радиус выступов. Установка снабжена установленным на входе в метатель 5 - рассекателем 17, системой 18 увлажнения загружаемой смеси, узлом 19 периодической остановки питателя 4 и гитарой-синхронизатором 20. В бункер 3 загружают полусухую растворную или бетонную смесь 8. Включают привод 2, затем питатель 4 и полусухая смесь 8 попадает на рассекатель 17, который разделяет ее на два симметричных потока, при этом одновременно подают воду от регулируемой гидромагистрали в требуемых пределах на внутренние и внешние поверхности подаваемой смеси 8. Равномерно увлажненная смесь 8, имеющая сильную связку всех частиц, входящих в нее, поступает к встречно вращающимся роторам 9 и 10, из которых за счет метания укрупненных порций 7 смеси 8, осуществления прерывистого движения дискретными укрупненными порциями 7, а также при разжатии выступов эластичных волнообразных элементов во время метания порций смеси 8, обеспечивается огромный суммарный дополнительный импульс выброса образовавшихся порций 7 смеси 8 на формуемую поверхность при малом угле метания .

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 известном 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, которые способствуют сохранению исходного гранулометрического состава смеси. [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.

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 повышения ее производительности, 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 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 загруженной смеси, узлом периодической остановки питателя и гитарой-синхронизатором, причем система увлажнения загруженной смеси состоит из регулируемой гидромагистрали и соединенных с ней форсунок для увлажнения внутренних и внешних слоев смеси, узел периодической остановки питателя выполнен в виде связанного с приводом питателя храпового механизма, гитара-синхронизатор кинематически связана с питателем и смонтирована на соединенных с приводом валах роторов с возможностью изменения расстояния между роторами, при этом поверхность роторов выполнена в виде чередующихся выступов и впадин, причем радиус впадин значительно превышает радиус выступов, эластичные элементы выполнены в виде окантовывающих поверхности роторов замкнутых волнообразных элементов с образующей в виде чередующихся выступов и впадин одного радиуса, соответствующего радиусу выступов роторов, при этом выступы роторов находятся напротив друг друга с образованием полости между двумя впадинами, окантованными волнообразными эластичными элементами, - для укрупненной элементарной порции метаемой смеси. Форсунки системы увлажнения внутренних слоев смеси установлены во внутренней зоне рассекателя и направлены на внутренние слои подаваемой смеси, а форсунки увлажнения внешних слоев смеси установлены с наружных сторон рассекателя и направлены на внешние слои подаваемой в метатель смеси.

Полезная модель имеет следующие отличия от прототипа:

- установка снабжена установленным на входе в метатель - рассекателем;

- установка снабжена системой увлажнения загруженной смеси;

- установка снабжена узлом периодической остановки питателя;

- установка снабжена гитарой-синхронизатором;

- система увлажнения загруженной смеси состоит из регулируемой гидромагистрали и соединенных с ней форсунок для увлажнения внутренних и внешних слоев смеси, причем форсунки системы увлажнения внутренних слоев смеси установлены во внутренней зоне рассекателя и направлены на внутренние слои подаваемой смеси, а форсунки увлажнения внешних слоев смеси установлены с наружных сторон рассекателя и направлены на внешние слои подаваемой в метатель смеси;

- узел периодической остановки питателя выполнен в виде связанного с приводом питателя храпового механизма;

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

- поверхность роторов выполнена в виде чередующихся выступов и впадин, причем радиус впадин значительно превышает радиус выступов;

- эластичные элементы выполнены в виде окантовывающих поверхности роторов замкнутых волнообразных элементов с образующей в виде чередующихся выступов и впадин одного радиуса, соответствующего радиусу выступов роторов;

- выступы роторов находятся напротив друг друга с образованием полости между двумя впадинами, окантованными волнообразными эластичными элементами, - для укрупненной элементарной порции метаемой смеси.

Выполнение поверхности роторов в виде чередующихся выступов и впадин, при радиусе впадин значительно превышающем радиус выступов и расположении выступов роторов напротив друг друга позволяют образовать большие полости между двумя впадинами, которые обеспечивают создание укрупненной элементарной порции метаемой смеси, а следовательно и повышение производительности, а также обеспечивают симметричность элементарных порций относительно направления метания и тем самым уменьшение угла метания .

Выполнение эластичных элементов в виде окантовывающих поверхности роторов замкнутых волнообразных элементов с образующей в виде чередующихся выступов и впадин одного радиуса, соответствующего радиусу выступов роторов обеспечивает сохранение гранулометрического состава заполнителя, особенно пористого пониженной прочности, а также создает дополнительный равномерный по всей порции импульс при разжатии упругих выступов эластичных элементов во время метания укрупненной элементарной порции смеси, направленный к уплотняемой поверхности, что уменьшает угол метания и повышает качество формуемой поверхности.

Установка на входе в метатель рассекателя, размещение в зоне рассекателя системы увлажнения и конструкция последней позволяют разбить поток загруженной смеси с возможностью одновременного увлажнения внутренних и внешних слоев смеси, что обеспечивает равномерное и очень быстрое (за доли секунды) увлажнение всей порции смеси и сильную связку всех частиц, входящих в нее.

Увлажнение смеси за очень короткое время непосредственно перед уплотнением позволяет расширить диапазон применяемых сырьевых материалов (цемента, химических добавок и др.), (недопустимых при традиционном приготовлении смеси из-за ухудшения ее удобоукладываемости и свойств затвердевшего раствора или бетона), что очень важно для повышения качества формуемых поверхностей.

Снабжение установки узлом периодической остановки питателя обеспечивает дискретную подачу на метатель укрупненных связных порций (т.е. тоже обеспечивает дополнительный сильный импульс при метании укрупненной порции смеси), что резко снижает угол метания , а это является одним из основных факторов повышения качества изделия.

Метание укрупненных связных порций смеси обеспечивает сохранение гранулометрического состава заполнителя, позволяет более широкое варьирование крупности заполнителей без изменения межроторного расстояния и обеспечивает стабильность состава смеси, т.к. из-за связности порций уменьшается вынос воздухом мелких частиц и воды затворения.

Снабжение установки гитарой-синхронизатором, кинематически соединенной с питателем и смонтированной на соединенных с приводом валах роторов с возможностью изменения расстояния между роторами обеспечивает синхронность работы при дискретной подаче порций смеси, синхронность вращения роторов, балансировку роторов при высокой частоте вращения, расширение технологической возможности установки за счет возможности применения заполнителей разной фракции, а также обеспечивает надежность герметичности полости для элементарной порции смеси, что исключает потери смеси и обеспечивает равномерное метание, а следовательно повышает качество изделий. При этом исходная смесь может быть приготовлена в смесителе любого типа, так как для исключения пыления лишь слегка увлажняется, что допускает ее более длительное хранение без потери свойств в уплотненном состоянии.

Таким образом, полезная модель позволяет повысить эффективность установки за счет повышения ее производительности, 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.

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 1 на фиг.1;

На фиг.3 - то же, разрез по Б-Б на фиг.2;

На фиг.4 - то же, вид Г на фиг.3;

На фиг.5 - то же, вид В на фиг.6;

На фиг.6 - то же, разрез по А-А на фиг.1;

На фиг.7 - то же, кинематическая схема.

Установка для ротационной укладки растворных и бетонных смесей включает 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. На роторах 9 и 10 надежно закреплены с помощью бандажей 11 волнообразные эластичные элементы 12.

Поверхность роторов 9 и 10 выполнена в виде чередующихся выступов 13 и впадин 14, причем радиус впадин 14 значительно превышает радиус выступов 13. Эластичные волнообразные элементы 12 выполнены в виде окантовывающих поверхности роторов 9 и 10 замкнутых волнообразных элементов с образующей в виде чередующихся выступов 15 и впадин 16 одного радиуса, соответствующего радиусу выступов 13 роторов 9 и 10, при этом выступы 13 роторов 9 и 10 находятся напротив друг друга с образованием полости 6 между двумя впадинами 14, окантованными волнообразными эластичными элементами 12, - для укрупненной элементарной порции 7 метаемой смеси 8.

Установка снабжена установленным на входе в метатель 5 - рассекателем 17, системой 18 увлажнения загруженной смеси 8, узлом 19 периодической остановки питателя 4 и гитарой-синхронизатором 20, причем система 18 увлажнения загруженной смеси состоит из регулируемой гидромагистрали (на фиг. не показана) и соединенных с ней форсунок 21 и 22 соответственно для увлажнения внутренних и внешних слоев смеси 8.

Узел 19 периодической остановки питателя 4 выполнен в виде связанного с приводом (на фиг. не показан) питателя 4 храпового механизма 23. Гитара-синхронизатор 20 кинематически связана посредством цепной передачи 24 с питателем 4 и смонтирована на соединенных с приводом 2 валах роторов 9 и 10 с возможностью изменения расстояния между роторами 9 и 10.

Форсунки 21 системы 18 увлажнения внутренних слоев смеси 8 установлены во внутренней зоне рассекателя 17 и направлены на внутренние слои загруженной смеси 8, а форсунки 22 увлажнения внешних слоев смеси 8 установлены с наружных сторон рассекателя 17 и направлены на внешние слои подаваемой в метатель 5 смеси 8.

Гитара-синхронизатор 20 содержит направляющие 25 и ползун 26.

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 метателя 5 достигнет заданного значения включают привод питателя 4 (на фиг. не показан) с храповым механизмом 23 узла 19 периодической остановки питателя 4 и полусухая смесь отдельными укрупненными порциями (дискретно) поступает на рассекатель 17, которым разделяется на два симметричных потока.

Посредством форсунок 21 и 22 системы 18 увлажнения загруженной смеси 8 одновременно увлажняются в требуемых пределах соответственно внутренние и наружные слои смеси 8, при этом факел распыления воды форсунками, ее расход и дискретность подачи регулируется согласно дискретности подачи смеси 8, а также в соответствии с требуемыми водоцементным отношением и производительностью установки, при этом обеспечивается уменьшение разброса смеси 8 (угла метания ), а следовательно ее отскок, что является одним из основных условий обеспечения высокого качества формируемой поверхности.

Равномерно увлажненная смесь 8, имеющая сильную связку всех частиц, входящих в нее, поступает к встречно вращающимся роторам 9 и 10, из которых за счет возможности создания укрупненных связанных порций, осуществления прерывистого движения под действием сильного импульса дискретными порциями 7, образующимися между впадинами 14 роторов 9 и 10, выбрасывается на формуемую поверхность при малом угле метания . Окантовка поверхности роторов 9 и 10 эластичными волнообразными элементами 12 с чередующимися выступами и впадинами тоже создает дополнительный равномерный по всей порции импульс при разжатии упругих выступов эластичных элементов во время метания укрупненной элементарной порции смеси, направленный к уплотняемой поверхности, что уменьшает угол метания, повышает качество формуемой поверхности, обеспечивает равномерность распределения смеси по всей полосе бетонирования.

При применении заполнителя, крупность которого превышает одну треть наибольшего расстояния между выступами 13 роторов 9 и 10, останавливают все приводы установки и производят регулировку межроторного расстояния. Для этого освобождают крепление направляющих 25, раздвигают роторы 9 и 10 до получения необходимого зазора, затем закрепляют направляющие 25 и освобождают крепление ползуна 26, поднимают ползун 26 до получения полного зацепления роторов 9 и 10, закрепляют ползун 26 и проверяют плавность вращения роторов 9 и 10. При поворачивании одного из роторов должна быть обеспечена синхронность встречного вращения второго ротора.

Таким образом, полезная модель позволит повысить эффективность установки за счет повышения ее производительности, 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 загруженной смеси, узлом периодической остановки питателя и гитарой-синхронизатором, причем система увлажнения загруженной смеси состоит из регулируемой гидромагистрали и соединенных с ней форсунок для увлажнения внутренних и внешних слоев смеси, узел периодической остановки питателя выполнен в виде связанного с приводом питателя храпового механизма, гитара-синхронизатор кинематически связана с питателем и смонтирована на соединенных с приводом валах роторов с возможностью изменения расстояния между роторами, при этом поверхность роторов выполнена в виде чередующихся выступов и впадин, причем радиус впадин значительно превышает радиус выступов, эластичные элементы выполнены в виде окантовывающих поверхности роторов замкнутых волнообразных элементов с образующей в виде чередующихся выступов и впадин одного радиуса, соответствующего радиусу выступов роторов, при этом выступы роторов находятся напротив друг друга с образованием полости между двумя впадинами, окантованными волнообразными эластичными элементами, для укрупненной элементарной порции метаемой смеси.

2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что форсунки системы увлажнения внутренних слоев смеси установлены во внутренней зоне рассекателя и направлены на внутренние слои подаваемой смеси, а форсунки увлажнения внешних слоев смеси установлены с наружных сторон рассекателя и направлены на внешние слои подаваемой в метатель смеси.