УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАМОНОЛИЧИВАНИЯ ВЕРТИКАЛЬНЫХ СТЫКОВ, ШВОВ МЕЖДУ ПЛИТАМИ ИЛИ ПЕРЕКРЫТИЯМИ ЗДАНИЙ И СООРУЖЕНИЙ Российский патент 1997 года по МПК E04G21/08 

Изобретение относится к строительству и предназначено для замоноличивания вертикальных стыков, швов между плитами или перекрытиями зданий и сооружений, покрытия бетонных дорог и небольших объемов бетона (фундаментных блоков и т.п.).

Известна машина для замоноличивания швов между плитами перекрытия (авт. св. N 208246), содержащая раму на колесах с укрепленными на ней вибровозбудителем и бункером. К раме через подпружиненную площадку прикреплен плоский нож изогнутой формы (нож изогнут в продольном направлении, т.е. в той же вертикальной плоскости), а сверху установлен вибровозбудитель, связанный с бункером посредством амортизирующего элемента.

Рассматриваемая машина имеет следующие недостатки: 1. Низкая эффективность уплотнения бетонной смеси, так как создаются только вертикально направленные вибрационные силы и их передача в трамбуемую среду осуществляется только за счет силы трения между вертикальной поверхностью плоского ножа и бетонной смесью. При этом нужно учесть, что сила трения из-за воздействия вибрации уменьшается; 2. Низкая эффективность работы бункера, так как истечение раствора происходит под действием только гидростатических сил, поскольку нож вибрирует только в вертикальной плоскости; 3. Затруднено центрирование бункера относительно стыка, так как оно осуществляется самим ножом, который может сдвинуться к стенке стыка, при этом закроется половина сечения горловины бункера; 4. Из-за криволинейного в продольной плоскости ножа не возможно использовать машину для замоноличивания вертикальных стыков.

Наиболее близким аналогом является установка для заполнения вертикальных стыков зданий и сооружений по авт.св. N 688587, состоящая из бункера с вибровозбудителем и прикрепленным к нему одним концом пластинчатым элементом с продольной сквозной полостью, при этом бункер снабжен направляющими в виде защемленных на его внутренних стенках парных роликов, в которых установлен пластинчатый элемент вибровозбудителя, причем, сквозная прорезь в пластинчатом элементе образована на свободном конце длиной, больше половины его длины.

Недостатки рассматриваемой конструкции: 1. Низкая эффективность уплотнения бетонной смеси, так как передача вибрационной силы происходит только за счет силы трения между вертикальной поверхностью плоского ножа и бетонной смесью; 2. Низкая эффективность выпуска раствора из бункера; 3. Затруднено центрирование бункера относительно стыка.

Задача, решаемая предлагаемым изобретением повышение производительности за счет улучшения передачи вибрационной силы в уплотняемую среду, улучшения выпуска раствора из бункера и повышения удобства центрирования стыка.

Эта задача решается за счет того, что в устройстве, включающем бункер с направляющими, между которыми размещен вибровозбудитель с прикрепленным к нему одним концом вибрирующим элементом, последний выполнен изогнутым в поперечной плоскости и пропущен между направляющими бункера и его стенками. Такое выполнение конструкции устройства обеспечивает возникновение горизонтальной составляющей, которая, дополняя передачу вибрационного импульса через трение, непосредственно воздействует на уплотняемую среду.

Целесообразно, чтобы изгибы вибрирующего элемента переходили в плоский участок, размещенный на противоположном конце от прикрепленного к вибрирующему элементу вибровозбудителя. Такое выполнение конструкции устройства позволяет уменьшить усилие при его внедрении в уплотняемую среду.

Целесообразно вибрирующий элемент изогнуть в одном поперечном направлении в виде полуволны. Такое выполнение конструкции обеспечивает возникновение дополнительной горизонтальной составляющей и одновременно выборочное направление действия вибрационных сил, что, в конечном счете, повышает эффективность замоноличивания стыка (шва), так как повышается скорость уплотнения и улучшается транспортировка смеси в нужном направлении.

Целесообразно вибрирующий элемент выполнить с попеременно чередующимися выступами и впадинами по разные стороны от его продольной оси. Такое выполнение конструкции устройства позволяет увеличить активную силу, воздействующую на уплотняемую среду.

Целесообразно выступы и впадины вибрирующего элемента выполнять плавносопрягаемыми по форме синусоиды. При таком выполнении конструкции одновременно повышается прочность вибрирующего элемента, так как исключаются концентраторы напряжений, а также исключается возникновение турбулентных зон в уплотняемой среде.

Целесообразно наибольшее поперечное расстояние от продольной оси устройства до вершины выступа (впадины) выполнять в нижней части вибрирующего элемента и уменьшать к его верхней части. Такое выполнение конструкции позволяет направленно перемещать уплотняемую среду снизу вверх.

Целесообразно наибольшее поперечное расстояние от продольной оси устройства до вершины выступа (впадины) выполнять в верхней части вибрирующего элемента и снижать к нижней его части. Такое выполнение конструкции позволяет направленно перемещать уплотняемую среду сверху вниз, что способствует повышению производительности.

Целесообразно соседние вершины (выступы) вибрирующего элемента размещать на винтовой линии. Такое выполнение устройства повышает площадь поверхности вибрирующего элемента, взаимодействующего с уплотняемой средой.

Целесообразно придавать вибрирующему элементу в поперечном сечении округленную форму (эллипса, овала или круга). Такое выполнение устройства позволяет создать компактное устройство для уплотнения среды в небольшом по размеру стыке, в частности, при изготовлении различных элементов конструкций, предназначенных для защиты от радиоактивных лучей, например труднодоступные места дверей.

Целесообразно устройство снабжать направляющим патрубком, поперечный размер которого меньше поперечного размера замоноличиваемого стыка (шва), при этом патрубок прикреплен к горловине бункера. Такое выполнение устройства исключает заклинивание вибрирующего элемента между стенками стыка и одновременно повышает удобство эксплуатации, так как позволяет направлять уплотняемую среду непосредственно в стык.

Целесообразно стрелу прогиба вибрирующего элемента выполнять не превышающей размера поперечного сечения направляющего патрубка бункера. Такое выполнение устройства исключает передачу ударного импульса на конструкцию устройства (бункер, станину и т.п.).

На фиг. 1 представлено продольное сечение устройства, установленного в вертикальном замоноличиваемом стыке, с вибрирующим элементом, выполненным изогнутым в виде синусоиды; на фиг. 2 разрез Б-Б фиг. 1; на фиг. 3 разрез В-В фиг. 1; на фиг. 4 схема вибрирующего элемента с односторонним изгибом; на фиг. 5, 6, 7 схемы вибрирующего элемента, выполненного изогнутым по винтовой линии, причем на фиг. 6, 7 показан вибрирующий элемент конической формы, прикрепленный к вибровозбудителю меньшим фиг. 6 или большим фиг. 7 диаметром; на фиг. 8, а, б, в сечения вибрирующего элемента по IV-IV фиг. 1, 4-7.

Устройство (фиг. 1) состоит из бункера 1 и направляющих 2, выполненных из уголкового проката. Между направляющими 2 установлен вибровозбудитель 3 с возможностью вертикального перемещения относительно направляющих 2. Вибровозбудитель 3 соединен с механизмом подъема и опускания 4, выполненным из каната и блока. Этот же механизм позволяет оператору зафиксировать вибровозбудитель 3 на определенной высоте. К вибровозбудителю 3 одним концом прикреплен вибрирующий элемент 5, который в поперечном сечении может быть круглым (фиг. 8, а), прямоугольным (фиг. 8, б), иметь форму эллипса или овала (фиг. 8, в). Другой конец вибрирующего элемента 5 свободно пропущен через бункер 1, наполненный бетонной смесью 7, и направляющий патрубок 6. Направляющий патрубок 6 бункера 1 установлен в полости стыка, образованного соседними железобетонными элементами 8, 9 (например, стеновыми панелями или плитами перекрытия). Вибрирующий элемент 5 в поперечном направлении выполнен изогнутым. При этом изогнутость может быть в одном (фиг. 4) или двух направлениях (фиг. 5-7). Вибрирующий элемент 5 может быть выполнен с чередующимися выступами и впадинами, которые между собой плавно сопряжены (фиг. 1). Вибрирующий элемент 5 может быть изогнут по винтовой линии (фиг. 5), при этом она может быть цилиндрической (фиг. 5) или конической (фиг. 6, 7). Вибрирующий элемент 5 может быть выполнен с плоским участком 10, размещенным на противоположном конце от вибровозбудителя 3. Прогиб вибрирующего элемента 5 не должен превышать размера поперечного сечения направляющего патрубка 6, который по размеру меньше замоноличиваемого стыка (шва), при этом патрубок прикреплен к горловине бункера.

Устройство работает следующим образом.

Вибровозбудитель 3 с вибрирующим элементом 5 поднят механизмом подъема 4 в крайнее верхнее положение и зафиксирован. При этом свободный конец вибрирующего элемента 5 расположен в направляющем патрубке 6. Бункер заполняют бетонной смесью 7 и с помощью подъемного механизма, например строительного крана (не показан) устанавливают в вертикальный стык, образованный железобетонными элементами 8, 9. При этом патрубок 6 размещают в стыке, который в дальнейшем центрирует расположение бункера 1 относительно стыка и исключает подачу бетонной смеси 7 на железобетонные элементы 8, 9. Затем освобождают от фиксации механизм подъема 4 и опускают вибрирующий элемент 5 в стык. Из-за плохой текучести бетонной смеси 7 стык не полностью ею заполняется, а вибрирующий элемент 5 по направляющим 2 опускается не до конца стыка. При включении вибровозбудителя 3 в вибрирующем элементе 5 возникают колебания, которые уменьшают трение между частицами бетонной смеси 7, повышая ее текучесть. В итоге происходит полное заполнение полости стыка бетонной смесью 7 и ее уплотнение. Вибрирующий элемент 5 выполнен изогнутым в поперечном направлении (фиг. 1). В этом случае при вертикальном воздействии вынуждающей силы вибровозбудителя возникают как продольная P, так и поперечная N составляющие вибрационной силы (фиг. 1), которые вместе с силой гравитации (как в известной конструкции) способствуют перемещению бетонной смеси 7 в поперечной (за счет силы N) и в вертикальной плоскостях (за счет силы P). В случае выполнения вибрирующего элемента 5 изогнутым по винтовой линии (фиг. 5-7) увеличивается поверхность, взаимодействующая с бетонной смесью 7, находящейся в стыке, увеличивая силы N и P, способствующие повышению эффективности заполнения стыка бетонной смесью и ее уплотнения. При выполнении вибрирующего элемента 5 в виде цилиндрических витков (фиг. 5) увеличиваются силы P и N, которые практически пропорциональны количеству витков, но при этом часть витков будут перекрывать друг друга, поэтому целесообразно выполнять вибрирующий элемент 5 коническим (фиг. 6, 7). При необходимости подавать бетонную смесь 7 сверху вниз, целесообразно вибрирующий элемент 5 прикреплять к вибровозбудителю 3 большим диаметром (фиг. 7). Если бетонная смесь подается снизу вверх, то вибрирующий элемент 5 целесообразно прикреплять к вибровозбудителю 3 меньшим диаметром (фиг. 6). В этих случаях часть поверхности вибрирующего элемента 5 на большем диаметре не будет перекрыта витками, расположенными снизу (сверху). Для улучшения внедрения вибрирующего элемента 5 в начальный момент, целесообразно на передней его части выполнять плоский участок 10, который при внедрении окажет меньшее сопротивление, чем изогнутый участок. При выполнении вибрирующего элемента 5 изогнутым, целесообразно обеспечить плавное сопряжение участков, изогнутых в разных направлениях. Это, с одной стороны, повышает прочность конструкции, а с другой исключает возникновение неэффективных затемненных зон воздействия вибрации.

При небольших поперечных размерах стыков целесообразно использовать вибрирующие элементы 5, имеющие в сечении форму круга, прямоугольника, эллипса или овала (фиг. 8, а, б, в). В этом случае можно замонолитить труднодоступные места.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить качество замоноличивания стыка (шва) и производительность процесса.

Использование: замоноличивание вертикальных стыков. Сущность изобретения: устройство содержит бункер с направляющими. Между ними размещен вибровозбудитель с прикрепленным к нему одним концом вибрирующим элементом. Элемент выполнен изогнутым в поперечной плоскости и пропущен между направляющими бункера и его стенками. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для замоноличивания вертикальных стыков, швов между плитами или перекрытиями зданий и сооружений, включающее бункер с направляющими, между которым размещен вибровозбудитель с прикрепленным к нему одним концом вибрирующим элементом, отличающееся тем, что вибрирующий элемент выполнен изогнутым в поперечной плоскости и пропущен между направляющими бункера и его стенками. 2. Устройство по п.2, отличающееся тем, что изгибы вибрирующего элемента переходят в плоский участок, размещенный на противоположном конце от прикрепленного к вибрирующему элементу вибровозбудителя. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что вибрирующий элемент изогнут в одном поперечном направлении в виде полуволны. 4. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что вибрирующий элемент выполнен с попеременно чередующимися выступами и впадинами по разные стороны от его продольной оси. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что выступы и впадины вибрирующего элемента выполнены плавно сопрягаемыми по форме синусоиды. 6. Устройство по пп. 3 5, отличающееся тем, что наибольшее поперечное расстояние от продольной оси устройства до вершины выступа (впадины) выполнено в нижней части вибрирующего элемента и уменьшается к его верхней части. 7. Устройство по пп.3 5, отличающееся тем, что наибольшее поперечное расстояние от продольной оси устройства до вершины выступа (впадины) выполнено в верхней части вибрирующего элемента и уменьшается к нижней его части. 8. Устройство по пп. 4 7, отличающееся тем, что соседние вершины (впадины) вибрирующего элемента размещены по винтовой линии. 9. Устройство по пп.1 8, отличающееся тем, что вибрирующий элемент в поперечном сечении имеет округлую форму (эллипса, овала или круга). 10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено направляющим патрубком, размер которого меньше поперечного размера замоноличиваемого стыка (шва), при этом патрубок прикреплен к горловине бункера. 11. Устройство по пп.1 8, отличающееся тем, что стрела прогиба вибрирующего элемента не превышает размера поперечного сечения направляющего патрубка бункера.