Модульна планетарна бетономішалка для виробництва бетону

Реферат: Планетарна бетономішалка для виробництва бетону на будівельних майданчиках і на виробничих підприємствах з попереднього виробництва будівельних елементів містить бак (21), обладнаний вузлом (22) редуктора, що має засоби перемішування і компоненти їх приводу, а верхня центральна частина нерухомого корпуса (22) має живильний вузол (24), причому система розподілення води, цементу і домішок (24) встановлена на нерухомому корпусі (22) редуктора і містить комплект концентричних труб, де перша крайня внутрішня труба (33) призначена для подання цементу, зовнішня концентрична труба (34) призначена для видалення пилу, і яка будучи концентричною з трубою для цементу обмежує утворення цементного пилу, а остання крайня зовнішня концентрична труба (35) використовується для подання води, причому ця труба завдяки ділянці (36) з конічним нижнім краєм розподіляє у вигляді зонтичного потоку воду та домішки радіально по всій поверхні бака через отвори (37), розташовані з рівномірними інтервалами, при цьому домішки попадають у водяну трубу через з'єднувачі (17). UA 102979 C2 (12) UA 102979 C2 UA 102979 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Область техніки Даний винахід належить до планетарної бетономішалки, призначеної для виробництва бетону на будівельних майданчиках і на підприємствах з виробництва готових будівельних елементів. Зокрема, заявлена бетономішалка належить до планетарних змішувачів, в яких частина, що містить змішувальний бак, виконана з модульних елементів, з'єднаних між собою болтовими з'єднаннями, що полегшує швидку та просту зміну конфігурації, включаючи положення та кількість розвантажувальних вікон, якими бетономішалка має бути обладнана. Верхня частина містить нерухомий корпус редуктора, який може бути обладнаний оглядовими вікнами або завантажувальними вікнами для суміші також модульного типу, та відповідний обертовий корпус, який за допомогою планетарного зубчастого механізму передає рух лопатям бетономішалки та скрепера. Вузол приводу не розташовують у єдиному великому мотор-редукторі, а децентралізують, розподіляючи, принаймні, ще на один або більше мотор-редукторів, які передають рух кільцевому зубчастому колесу, забезпечуючи перевагу, яка полягає в тому, що навантаження розподіляється зубчастою передачею у численних точках, забезпечуючи рівномірну передачу потужності. При цьому центр бетономішалки залишається вільним і придатним для розміщення радіальної системи розподілення інгредієнтів, необхідних для виробництва бетону. Дана система є найбільш важливою ознакою даного винаходу, завдяки якій здійснюється більш рівномірне розподілення інгредієнтів. Даний винахід відноситься до промислового сектору виробництва бетону як у стаціонарних умовах, так і на пересувних установках. Рівень техніки Відомо, що обладнання для виробництва бетону складається з об'єднаного вузла зберігання, змішувального вузла для приймання, вимірювання і дозування компонентів, води та цементу, системи завантаження для передачі компонентів від вузла зберігання до змішувального вузла і бункерів, що містять цемент; як правило, бункери забезпечені живильними шнеками для подання цементу до змішувального вузла. На даний час згідно з відомою технологією змішування, безумовно, є найбільш важливим етапом у конкретному процесі, оскільки якість бетону суттєво залежить від типу використовуваної бетономішалки. Відомі різні конструктивні варіанти бетономішалок з вертикальною віссю. Найбільш широко використовувані варіанти мають вузол центрального приводу з живильниками суміші, цементу і води, що монтують по боках, обмежуючи простір для обслуговування та чищення. Верхня частина має по суті конічну форму, в той час як змішувальний бак має циліндричну форму і має одне або більше розвантажувальних вікон. Існують варіанти з подвійним приводом, де система живлення також розташована в центрі. Існують бетономішалки, в яких верхня частина не є конічною, а складається з вертикально розширеного циліндричного баку. У цьому випадку кришки не відчиняються зверху, а відчиняються по сторонам. Ця ознака робить більш складним і малоефективним миття і чищення. Як правило, ці бетономішалки містять цільний змішувальний бак з одним або кількома вікнами для розвантаження та з вузлом планетарного редуктора, що встановлений зверху. На багатьох моделях система привідної трансмісії складається з зубчастої передачі або зубчастої коронної шестерні, що приводиться у рух мотор-редуктором, який має привідну шестерню у зачепленні з трансмісійною шестернею. На інших моделях рух передається на нижню частину вузла редуктора за допомогою зубчастої рейки або зубчастого підшипника. На деяких моделях, в яких привідна трансмісія є кільцевою шестернею, вільний центральний простір використовують для завантаження суміші, але подання цементу, води та домішок залишається на стороні. Відомий спосіб розподілення води звичайно передбачав застосування трубопроводів для подання води до бетономішалки з одного боку, а не радіально, а це означає, що вода не розподіляється рівномірно відносно суміші. В інших варіантах вода розподіляється соплами, встановленими на стійках у верхній частині бетономішалки, тобто на важелях підтримки головного редуктора і привідного двигуна; у даному випадку є лише три або чотири пункти розподілення води залежно від розміру бетономішалки. 1 UA 102979 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Всі ці системи мають той недолік, що вода не розподіляється рівномірно, а тому в результаті одержується продукт низької якості. Ця відсутність рівномірного розподілення виникає внаслідок встановлення компонентів розподілення води на боках. Опис винаходу Даний винахід належить до модульної планетарної бетономішалки для виробництва бетону, за допомогою якої усуваються описані вище недоліки, або, принаймні, знижується їх вплив. Це досягається за допомогою системи змішування бетону, яку можна перевозити на вантажних автомобілях або інших аналогічних транспортних засобах. Ознаки наведені у основному пункті формули винаходу. Залежні пункти описують переважні варіанти втілення даного винаходу. Для того, щоб подолати описані вище недоліки, у даному винаході для подання компонентів бетону, таких як вода, цемент і домішки, використовують центральну частину і в той же час забезпечується концентрична система подання, яка оптимізує розподілення компонентів і знижує ефект неоднорідності, що виникає при поданні цих компонентів з боку. У даному винаході запропонована система змішування бетону, що містить модульні елементи баку, причому змішувальний бак містить сектори, які можуть бути скріплені один з одним у необхідну конфігурацію системи з можливістю вибору, навіть і пізніше, з визначеними місцями розташування вікон для розвантаження бетону та їх кількістю. Модульна конструкція також може бути і у верхній частині бетономішалки, і в оглядових вікнах, і у вікнах подання суміші. Концентричний дизайн центральної системи розподілення цементу, води та домішок забезпечує рівномірне розподілення та перемішування компонентів всієї суміші. В одному з варіантів втілення винаходу зовнішня концентрична труба з'єднується у дна з конусом, що формує зонтичний по формі потік води, при якому вода розподіляється радіально по всій поверхні. Ця труба має прямокутні прорізи для запобігання утворенню відкладень у тих випадках, коли використовують брудну воду. Цей варіант також містить ковзне кільце, яке частково закриває прорізи, тим самим регулюючи потік води. Короткий опис креслень Додаткові ознаки та переваги винаходу стають очевидними з опису одного з прикладів його втілення з посиланнями на прикладені креслення, які представляють приклад і які не повинні обмежувати всю сукупність ознак даного винаходу. На кресленнях показано: Фігура 1 - загальний вигляд всієї установки, яка включає планетарну бетономішалку для виробництва бетону на будівельних майданчиках і на виробничих підприємствах з попереднього виготовлення будівельних елементів. Фігура 2 - вид установки спереду частково у перерізі. Фігура 3 - вид установки зверху. Фігура 4 - вид установки збоку в перерізі. Фігури 5-9 - різні види установки відповідно до даного винаходу; на деяких фігурах установка показана у частково розібраному виді. Фігура 10 - діаграма вузлів подання матеріалу та води і вузла видалення пилу. Фігура 11 - перспективний вид вузла подання та видобування відповідно до даного винаходу. Опис прикладу втілення винаходу Як видно з прикладених креслень, установка відповідно до даного винаходу по суті містить корпус 20 скругленої форми, який у нижній частині має бак 21, утворений секторними модулями, який у верхній частині має нерухомий корпус 22 або бетономішалку з встановленими вертикальними кільцевими мотор-редукторами 23. Нерухомий корпус 22 редуктора, в свою чергу, містить ряд елементів бетономішалки, що працюють всередині баку 21, а центральна верхня частина нерухомого корпуса забезпечена вузлом 24 подання, який використовують для подання води, цементу і домішок до баку 21. Елементи бетономішалки, розташовані всередині бака, містять численні лопаті 25 бетономішалки та лопаті 26 скрепера, які приводять у рух трансмісійною системою. При цьому великорозмірні планетарні мотор-редуктори 23, встановлені на фланцях у верхній частині корпуса 22 редуктора бетономішалки, передають потужність приводу міцній кільцевій шестерні 27, яка передає потужність нижній частині 39 корпуса редуктора, що діє як водило таким чином, що обертовий корпус редуктора передає потужність приводу лопатям 26 скрепера. 2 UA 102979 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Лопаті 25 бетономішалки приводять у рух сонячною шестернею 28, яка входить у зачеплення з нерухомим зубчастим вінцевим колесом 29. Сателіт бетономішалки, який приводить у рух дві чи три лопаті бетономішалки та трансмісійний вал 38, що приводить у рух сонячну шестерню, сполучені між собою шліцьовим з'єднанням. Шліци спрощують узгодження по часу та дозволяють виключити фактори, що сприяють концентрації напруження, яке в іншому випадку виникає при періодичних застосуваннях. Ефективність такого з'єднання полягає у посиленні трансмісії та збільшенні опору напруженню від втоми, якому піддається бетономішалка. Нижня частина 39 корпуса 22 редуктора забезпечена ущільненням 30 обертового з'єднання, яке має подвійне призначення: запобігати надходженню пилу та забруднюючих речовин до корпусу 22 редуктора та зупиняти витікання мастила з редуктора. Ущільнення встановлюють у відкритому жолобі для полегшення технічного обслуговування і захищено секторами, які його містять. Внутрішня частина змішувального баку 21, що перебуває у контакті з матеріалом, повністю покрита змінними протизношувальними панелями 31, які виготовляють з високо зносостійкої сталі; для спеціальних застосувань можуть також використовуватися покриття зі зносостійкої резини. Лопаті 25 бетономішалки виготовляють шляхом лиття з чавуну. Як варіанти, лопаті можуть бути виготовлені з високо зносостійкої сталі або мати покриття із зносостійкої резини. Всі лопаті мають форму, яка оптимізує потік матеріалу при змішуванні та зводить до мінімуму тертя і, таким чином, скорочує абразивне зношування, викликане сумішами. Спеціальні гідродинамічні профілі були розроблені для центральних лопатей, для периферійних лопатей скрепера і для опорних важелів лопатей. Бак 21 спроектовано з використанням модулів 41, 42 секторів, з'єднаних один з одним болтами та виконаних такими, щоб полегшувати зміни положення та кількості розвантажувальних вікон 32. У випадках, коли необхідно додати розвантажувальні вікна, достатньо замінити нерухомий сектор сектором, забезпеченим вікнами. Це стало можливим завдяки конструкції бетономішалки з болтовими з'єднаннями. Основною інноваційною ознакою даного винаходу є система розподілення води, цементу і домішок, позначена позицією 24. Вона прикріплена до нерухомої частини корпуса 22 редуктора та включає декілька концентричних труб, показаних на Фігурі 10. Перша крайня внутрішня труба 33 призначена для подання цементу, з урахуванням того, що центральне розподілення цементу разом з центрифугуванням суміші в баку є ідеальним способом для одержання рівномірного розподілення, скорочення часу перемішування і покращення механічних характеристик бетону. Зовнішня концентрична труба 34 призначена для видобування пилу. Вона є концентричною з трубою для цементу і обмежує відкладення невикористаного цементного пилу на внутрішніх стінках бетономішалки. Ця труба утворює кільцевий екран, який видобуває пил у радіальному напрямку з усього об'єму баку. Останню крайню зовнішню концентричну трубу 35 використовують для подання води. Завдяки сектору 36 з конусоподібним нижнім краєм формується зонтичний по формі потік води та домішок, при якому цей потік розподіляється радіально по всій поверхні баку через отвори 37, розташовані з рівними інтервалами. Цей радіально розподілений потік води утворює бар'єр, який також збиває донизу пил, що з'являється при входженні цементу через трубу, яка є концентричною по відношенню до труби для видобування пилу і труби для води. Домішки вводять до труби для води через з'єднувачі 17. Завдяки ефективності використовуваного примусового способу змішування бетономішалка, відповідно до даного винаходу, задовольняє технічним вимогам широкого спектру виробничих процесів і застосувань, включаючи такі: установка для монтування бетономішалки на вантажному автомобілі; виробництво бетону в стаціонарних умовах на заводі по виготовленню будівельних елементів; мобільний завод; застосування на будівельних майданчиках; спеціальні процеси змішування (для видалення пилу, виробництва зв'язувальних речовин, обробки промислових відходів і обробки хімічних матеріалів). Перемішування потоків є дуже ефективним завдяки відцентровому ефекту при планетарному русі сателітів (одного або кількох залежно від місткості моделі бетономішалки) у поєднанні з доцентровим ефектом лопатей скрепера. Перевага використання декількох мотор-редукторів 23 (кількість залежить від розміру бетономішалки) полягає у покращеному розподіленні крутячого моменту на кільцевій шестерні 27, при цьому зубці рейки перебувають під меншим напруженням порівняно з рейкою при одному мотор-редукторі, а тому мають більший опір втомі та більш тривалий термін служби. 3 UA 102979 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 По всьому периметру змішувальні баки забезпечені стальними панелями 40, які можуть відчинятися одночасно по секції та які полегшують доступ до компонентів бетономішалки. Бетономішалка забезпечена оглядовими люками та вимикачами, які спрацьовують при досягненні границі безпеки, відповідно до самих строгих правил техніки безпеки. Винахід, як його описано вище, стосується переважного втілення. Звичайно, в той час як принцип винаходу залишається таким самим, деталі конструкції та варіанти здійснення можуть широко варіюватися по відношенню до того, що було описано та проілюстровано лише в якості прикладу, не виходячи за межі даного винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Планетарна бетономішалка для виробництва бетону на будівельних майданчиках і на підприємствах з виробництва готових будівельних елементів, що містить бак (21), обладнаний вузлом (22) редуктора, що має засоби перемішування та компоненти їх приводу, а верхня центральна частина нерухомого корпуса (22) має живильний вузол (24), яка відрізняється тим, що система розподілення води, цементу і домішок (24) встановлена на нерухомому корпусі (22) редуктора і містить ряд концентричних труб, причому перша крайня внутрішня труба (33) призначена для подання цементу, зовнішня концентрична труба (34) призначена для видалення пилу, і яка, будучи концентричною з трубою для цементу, обмежує утворення цементного пилу, а остання крайня зовнішня концентрична труба (35) призначена для подання води, причому ця труба завдяки ділянці (36) з конічним нижнім краєм розподіляє потік води та домішок у зонтичному вигляді радіально по всій поверхні бака через отвори (37), розташовані з рівномірними інтервалами, а домішки подають до водяної труби через з'єднувачі (17). 2. Планетарна бетономішалка для виробництва бетону за п. 1, яка відрізняється тим, що бак (21) складається з секційних модулів (41, 42), які з'єднані один з одним за допомогою болтів і виконані з можливістю полегшеної зміни положення та кількості розвантажувальних вікон (32), скріплених болтами одне з одним або з опорними колонами. 3. Планетарна бетономішалка для виробництва бетону за п. 2, яка відрізняється тим, що змішувальні елементи всередині бака містять численні лопаті (25) бетономішалки та лопаті (26) скрепера, які приводять у рух трансмісійну систему, в якій планетарні мотор-редуктори (23) встановлені на фланцях у верхній частині корпуса (22) редуктора і передають потужність приводу кільцевій шестірні (27), яка передає потужність нижній частині (39) корпуса редуктора, що діє як водило таким чином, що обертовий корпус зубчастого редуктора передає потужність приводу лопатям (26) скрепера. 4. Планетарна бетономішалка для виробництва бетону за будь-яким з пп. 1-3, яка відрізняється тим, що лопаті (25) бетономішалки приводять у рух за допомогою сонячної шестірні (28), яка входить у зачеплення з зубчастим вінцевим колесом (29). 5. Планетарна бетономішалка для виробництва бетону за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що з'єднання між сателітом бетономішалки та валом сонячної шестірні являє собою шліцьове з'єднання, виконане для спрощення узгодження по часу та виключення факторів, що сприяють концентрації напруження, яке в іншому випадку виникає при періодичних застосуваннях. 6. Планетарна бетономішалка для виробництва бетону за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що нижня частина (39) корпуса редуктора містить ущільнення (30) обертового з'єднання, яке встановлене у відкритому жолобі для полегшення технічного обслуговування і захищене секторами, які його містять. 7. Планетарна бетономішалка для виробництва бетону за будь-яким з пп. 1-6, яка відрізняється тим, що внутрішні частини змішувального бака, які перебувають у контакті з матеріалом, повністю покриті змінними протизношувальними панелями (31), що виготовлені з високозносостійкої сталі. 8. Планетарна бетономішалка для виробництва бетону за будь-яким з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що лопаті (25) бетономішалки виготовлені шляхом лиття з чавуну чи високозносостійкої сталі або мають покриття із зносостійкої гуми, яка також відрізняється тим, що всі лопаті мають форму, яка дозволяє оптимізувати потік матеріалу при змішуванні та мінімізувати тертя і, таким чином, скоротити абразивне зношування, викликане сумішами. 4 UA 102979 C2 5 UA 102979 C2 6 UA 102979 C2 7 UA 102979 C2 8 UA 102979 C2 9 UA 102979 C2 Комп’ютерна верстка А. Крулевський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 10