РАБОЧИЙ ОРГАН ЭКСТРУДЕРА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2007 года по МПК B24B3/20 

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам для изготовления бетонных и железобетонных изделий, конкретно к экструдерам для изготовления многопустотных и длинномерных изделий.

Из уровня техники известен рабочий орган экструдера для изготовления бетонных плит, преимущественно многопустотных (см. RU 2013205 С1, 23.08.1985, В 28 В 5/02), причем экструдер содержит передвижную раму с бункером для подачи строительной смеси, неподвижное формующее основание, боковые формующие элементы в виде расположенных вдоль него по обе стороны продольных бортов и шнеки с пустообразователями на свободных концах, размещенную между продольными бортами.

Недостатком известного технического решения является пониженное качество экструдирования бетона в изделие и невысокая производительность подачи бетона на единицу мощности экструдера при недостаточной плотности и прочности бетона в изготовленной конструкции вследствие нерациональной для экструзионной системы подачи и укладки бетона, в которой отсутствует продольная осевая виброобработка бетона на выходе из экструдера.

Задачей, на решение которой направлены оба варианта настоящего изобретения, является улучшение эксплуатационных характеристик экструдера, повышение производительности процессов экструдирования и укладки бетона в изделие с улучшенной вибрационной обработкой и обеспечением более высокой плотности и прочности бетона в изделии путем применения осевой вибрации бетона пустотообразователями и шнеком.

Поставленная задача в части первого варианта решается за счет того, что рабочий орган экструдера для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, согласно изобретению состоит, по меньшей мере, из одного рабочего элемента, содержащего корпус, установленные соосно направляющему стержню пустотообразователь, полые лопастной шнек, внешний и внутренний шпиндели, причем внешний шпиндель снабжен приводом для его вращения, а внутренний шпиндель установлен с возможностью его осевого перемещения и соединен с устройством для передачи на него осевой вибрации, при этом внешний шпиндель соединен с внутренним посредством приспособления, передающего вращение от внешнего внутреннему и обеспечивающего при этом свободное перемещение шпинделей друг относительно друга в осевом направлении, при этом внутренний шпиндель соединен со шнеком, а шнек шарнирно соединен с пустотообразователем, который имеет степень свободы относительно корпуса рабочего элемента в направлении своей оси.

Стержень может быть установлен с возможностью осевых перемещений, а пустотообразователь может быть закреплен на стержне жестко.

По крайней мере, внешний шпиндель может быть закреплен в корпусе рабочего элемента шарнирно, например, посредством подшипников качения.

Стержень может быть закреплен на корпусе рабочего элемента жестко, а пустотообразователь может совершать осевые колебания на стержне, который в месте крепления к нему пустотообразователя имеет форму, дающую возможность осевых перемещений, передаваемых пустотообразователю от шнека, и предотвращающую вращение пустотообразователя, например, овального или квадратного сечения.

По крайней мере, внутренний шпиндель может быть закреплен на стержне шарнирно, например, посредством подшипников качения.

По крайней мере, часть деталей рабочего элемента могут быть соединены между собой через демпферы.

Приспособление для вращения внешнего шпинделя может быть выполнено в виде звездочки или шкива для цепной или ременной передачи соответственно от двигателя.

Устройство для передачи на внутренний шпиндель осевой вибрации может быть выполнено в виде штока-поршня гидравлической системы.

Гидравлическая система может включать гидравлическую станцию, подающую давление гидравлической жидкости через распределитель на шток-поршень.

Распределитель гидравлической системы может содержать ротор, создающий попеременное давление от гидростанции на шток-поршень посредством его вращения.

На роторе распределителя гидравлической системы может быть закреплен шкив для ременной передачи вращательного движения от двигателя.

Приспособление, передающее вращение от внешнего шпинделя внутреннему и обеспечивающее свободное перемещение друг относительно друга в осевом направлении, может быть выполнено в виде зуба на одном шпинделе, входящего в удлиненный в осевом направлении паз другого шпинделя, или посредством шпонки, установленной в удлиненные в осевом направлении пазы шпинделей.

Лопасть лопастного шнека может быть выполнена в виде однозаходной спирали.

Поставленная задача в части второго варианта решается за счет того, что рабочий орган экструдера для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, согласно изобретению состоит, по меньшей мере, из одного рабочего элемента, содержащего корпус, установленные соосно направляющему стержню с возможностью перемещения пустотообразователь, полые лопастной шнек, внешний и внутренний шпиндели, причем внутренний шпиндель снабжен приводом для его вращения, а внешний шпиндель имеет возможность его осевого перемещения и соединен с устройством для передачи на него осевой вибрации, при этом внешний шпиндель соединен с внутренним посредством приспособления, передающего вращение от внутреннего внешнему и обеспечивающего свободное их перемещение друг относительно друга в осевом направлении, при этом внешний шпиндель соединен со шнеком, а шнек шарнирно соединен с пустотообразователем, который имеет степень свободы относительно корпуса рабочего элемента в направлении своей оси.

Технический результат, достигаемый изобретением, обеспечиваемый как первым, так и вторым вариантом, заключается в улучшении эксплуатационных параметров экструдирования при изготовлении пустотных железобетонных плит, длинномерных изделий, обеспечении более эффективной работы шнека и пустотообразователя за счет передачи продольной осевой вибрации путем использования разработанных в изобретении вариантов кинематической системы передачи через внешний и внутренний шпиндели вращательного и возвратно-поступательного движения на шнек и возвратно-поступательного движения пустотообразователя. Таким образом, достигается высокое качество формования бетонных и железобетонных изделий, повышение плотности и прочности бетона в изделии, а также повышение пластичности и снижение фрикционных свойств подаваемой бетонной смеси непосредственно на границах раздела бетонной смеси и контактирующих с ней рабочих поверхностей пустотообразователей и спиральной лопасти шнека экструдера.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 - рабочий орган экструдера, вид сбоку с частичным вырезом;

на фиг.2 - фрагмент рабочего органа экструдера, вид сверху;

на фиг.3 - поперечный разрез экструдера в районе цепной передачи;

на фиг.4 - рабочий элемент, вид сбоку с частичным разрезом;

на фиг.5 - узел А на фиг.4;

на фиг.6 - фрагмент рабочего органа экструдера, выполненного по второму варианту, вид сбоку с частичным вырезом.

Согласно первому варианту изобретения рабочий орган 1 экструдера для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, состоит из одного рабочего элемента 2, содержащего корпус 3, установленные соосно направляющему стержню 4 пустотообразователь 5, полые лопастной шнек 6, внешний и внутренний шпиндели соответственно 7 и 8.

Внешний шпиндель 7 снабжен приводом 9 для его вращения.

Внутренний шпиндель 8 установлен с возможностью его осевого перемещения и соединен с устройством 10 для передачи на него осевой вибрации.

Внешний шпиндель 7 соединен с внутренним 8 посредством приспособления 11, передающего вращение от внешнего внутреннему и обеспечивающего при этом свободное перемещение шпинделей 7, 8 друг относительно друга в осевом направлении.

Внутренний шпиндель 8 соединен со шнеком 6, а шнек шарнирно соединен с пустотообразователем 5, который имеет единственную степень свободы относительно корпуса 3 рабочего элемента 2 в направлении своей оси 12.

Стержень 4 установлен с возможностью осевых перемещений, а пустотообразователь 5 закреплен на стержне 4 жестко.

Внешний шпиндель 7 закреплен в корпусе 3 рабочего элемента 2 шарнирно посредством подшипников качения 13.

Стержень 4 закреплен на корпусе 3 рабочего элемента 2 жестко, а пустотообразователь 5 совершает осевые колебания на стержне 4, который в месте крепления к нему пустотообразователя 5 имеет форму (на чертежах не показана), дающую возможность осевых перемещений, передаваемых пустотообразователю от шнека 6 и предотвращающую вращение пустотообразователя 5 квадратного сечения.

Внутренний шпиндель 8 закреплен на стержне 4 шарнирно посредством подшипников качения 13.

Часть деталей рабочего элемента 2 соединены между собой через демпферы (на чертежах не показаны).

Приспособление 11 для вращения внешнего шпинделя 8 выполнено в виде звездочки 14 для цепной передачи 15 соответственно от двигателя 16.

Устройство 10 для передачи на внутренний шпиндель 8 осевой вибрации выполнено в виде штока-поршня 17 гидравлической системы.

Гидравлическая система 16 включает гидравлическую станцию (на чертежах не показана), подающую давление гидравлической жидкости через распределитель 18 на шток-поршень 17.

Распределитель 18 гидравлической системы содержит ротор (на чертежах не показано), создающий попеременное давление от гидростанции на шток-поршень 17 посредством его вращения.

На роторе (на чертежах не показан) распределителя 18 гидравлической системы (на чертежах не показана) закреплен шкив (на чертежах не показан) для ременной передачи 19 вращательного движения от двигателя 20.

Приспособление 11, передающее вращение от внешнего шпинделя 7 внутреннему 8 и обеспечивающее свободное перемещение друг относительно друга в осевом направлении, выполнено в виде зуба (на чертежах не показан) на одном шпинделе, входящего в удлиненный в осевом направлении паз другого шпинделя.

Лопасть 21 лопастного шнека 6 выполнена в виде однозаходной спирали.

Рабочий орган экструдера по первому варианту работает следующим образом:

От двигателя 16 через приспособление 11 для вращения внешнего шпинделя 8, выполненное в виде звездочки 14 для цепной передачи 15, на внешний шпиндель 7 передается вращение.

Гидравлическая система, включающая гидравлическую станцию (на чертежах не показана), через распределитель 18 посредством вращения ротора (на чертежах не показано) подает давление гидравлической жидкости на шток-поршень 17, производит осевую вибрацию, передающуюся на внутренний шпиндель 8.

Вращение ротора (на чертежах не показан) распределителя 18 гидравлической системы (на чертежах не показана) производят при помощи ременной передачи 19 от двигателя 20 на закрепленный для вращательного движения шкив (на чертежах не показан).

От внешнего шпинделя 7 внутреннему 8 посредством приспособления 11 передается вращение. Приспособление выполнено в виде зуба (на чертежах не показан) на одном шпинделе, входящего в удлиненный в осевом направлении паз другого шпинделя, и обеспечивает свободное перемещение шпинделей друг относительно друга в осевом направлении.

Внутренний шпиндель 8 соединен со шнеком 6, а шнек шарнирно соединен с пустотообразователем 5, который имеет степень свободы относительно корпуса 3 рабочего элемента 2 в направлении своей оси 12.

Вращение и осевая вибрация внутреннего шпинделя передается лопастному шнеку 6.

Пустотообразователь 5 закреплен на стержне жестко и совершает осевые колебания совместно со стержнем 4, который установлен в корпусе 3 рабочего элемента 2 с возможностью осевых перемещений.

Таким образом, достигается высокое качество формования бетонных и железобетонных изделий, повышение плотности и прочности бетона в изделии, а также повышение пластичности и снижение фрикционных свойств подаваемой бетонной смеси непосредственно на границах раздела бетонной смеси и контактирующих с ней рабочих поверхностей пустотообразователей и спиральной лопасти шнека экструдера.

Сущность изобретения по второму варианту иллюстрируется фиг.6.

Рабочий орган 1 экструдера для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, состоит из одного рабочего элемента 21, содержащего корпус 22, установленные соосно направляющему стержню 23 с возможностью перемещения пустотообразователь 24, полые лопастной шнек 25, внешний 26 и внутренний 27 шпиндели.

Внутренний 27 шпиндель снабжен приводом 28 для его вращения, а внешний шпиндель 26 имеет возможность его осевого перемещения и соединен с устройством 29 для передачи на него осевой вибрации.

Внешний шпиндель 26 соединен с внутренним посредством приспособления 30, передающего вращение от внутреннего внешнему и обеспечивающего свободное их перемещение друг относительно друга в осевом направлении.

Внешний шпиндель 26 соединен со шнеком 25, а шнек 25 шарнирно соединен с пустотообразователем 24, который имеет единственную степень свободы относительно корпуса 22 рабочего элемента 21 в направлении своей оси.

Работа рабочего органа экструдера происходит следующим образом:

От двигателя через приспособление для вращения внутреннего шпинделя на него передается вращение.

Внешний шпиндель посредством приспособления, передающего вращение от внутреннего внешнему, также приводится в движение, при этом обеспечивается свободное их перемещение друг относительно друга в осевом направлении, а при помощи устройства для передачи на внешний шпиндель осевой вибрации ему также придается возвратно-поступательное движение.

Внешний шпиндель передает вращение и осевую вибрацию на шнек, а шнек шарнирно соединен с пустотообразователем, который имеет степень свободы относительно корпуса рабочего элемента в направлении своей оси и производит возвратно-поступательные движения.

Таким образом достигается заявленный технический результат.

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам для изготовления бетонных и железобетонных изделий, конкретно к экструдерам для изготовления многопустотных и длинномерных изделий. Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в улучшении эксплуатационных параметров экструдера при изготовлении пустотных железобетонных плит, длинномерных изделий, обеспечении более высокого качества формования бетонных и железобетонных изделий, повышении плотности и прочности бетона в изделии за счет применения продольной осевой вибрации пустотообразователей и частично бетоноподающих шнеков, обеспечивающих также возникновение технологического эффекта повышения пластичности и снижения фрикционных свойств подаваемой бетонной смеси непосредственно на границах раздела бетонной смеси и контактирующих с ней рабочих поверхностей пустотообразователей и спиральной лопасти шнека экструдера. Рабочий орган экструдера для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит состоит, по меньшей мере, из одного рабочего элемента, содержащего корпус, установленные соосно направляющему стержню пустотообразователь, полые лопастной шнек, внешний и внутренний шпиндели. Внешний шпиндель снабжен приводом для его вращения, а внутренний шпиндель установлен с возможностью его осевого перемещения и соединен с устройством для передачи на него осевой вибрации. При этом внешний шпиндель соединен с внутренним посредством приспособления, передающего вращение от внешнего внутреннему и обеспечивающего при этом свободное перемещение шпинделей друг относительно друга в осевом направлении. Внутренний шпиндель соединен со шнеком, а шнек шарнирно соединен с пустотообразователем, который имеет степень свободы перемещений относительно корпуса рабочего элемента в направлении своей продольной оси. Согласно второму варианту изобретения в рабочем органе экструдера для изготовления пустотных строительных конструкций внутренний шпиндель рабочего элемента снабжен приводом для его вращения, а внешний шпиндель имеет возможность его осевого перемещения и соединен с устройством для передачи на него осевой вибрации. При этом внешний шпиндель соединен с внутренним посредством приспособления, передающего вращение от внутреннего внешнему и обеспечивающего свободное их перемещение друг относительно друга в осевом направлении. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Рабочий орган экструдера для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, характеризующийся тем, что он состоит, по меньшей мере, из одного рабочего элемента, содержащего корпус, установленные соосно направляющему стержню пустотообразователь, полые лопастной шнек, внешний и внутренний шпиндели, причем внешний шпиндель снабжен приводом для его вращения, а внутренний шпиндель установлен с возможностью его осевого перемещения и соединен с устройством для передачи на него осевой вибрации, при этом внешний шпиндель соединен с внутренним посредством приспособления, передающего вращение от внешнего внутреннему и обеспечивающего при этом свободное перемещение шпинделей относительно друг друга в осевом направлении, при этом внутренний шпиндель соединен со шнеком, а шнек шарнирно соединен с пустотообразователем, который имеет степень свободы перемещений относительно корпуса рабочего элемента в направлении своей продольной оси.2. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что стержень установлен с возможностью осевых перемещений, а пустотообразователь закреплен на стержне жестко.3. Рабочий орган по п.2, отличающийся тем, что, по крайней мере, внешний шпиндель закреплен в корпусе рабочего элемента шарнирно, например, посредством подшипников качения.4. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что стержень закреплен на корпусе рабочего элемента жестко, а пустотообразователь совершает осевые колебания на стержне, который в месте крепления к нему пустотообразователя имеет форму, дающую возможность осевых перемещений, передаваемых пустотообразователю от шнека, и предотвращающую вращение пустотообразователя, например, овального или квадратного сечения.5. Рабочий орган по п.4, отличающийся тем, что, по крайней мере, внутренний шпиндель закреплен на стержне шарнирно, например, посредством подшипников качения.6. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть деталей рабочего элемента соединены между собой через демпферы.7. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что приспособление для вращения внешнего шпинделя выполнено в виде звездочки или шкива для цепной или ременной передачи соответственно от двигателя.8. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что устройство для передачи на внутренний шпиндель осевой вибрации выполнено в виде штока-поршня гидравлической системы.9. Рабочий орган по п.8, отличающийся тем, что гидравлическая система включает гидравлическую станцию, подающую давление гидравлической жидкости через распределитель на шток-поршень.10. Рабочий орган по п.9, отличающийся тем, что распределитель гидравлической системы содержит ротор, создающий попеременное давление от гидростанции на шток-поршень посредством его вращения.11. Рабочий орган по п.10, отличающийся тем, что на роторе распределителя гидравлической системы закреплен шкив для ременной передачи вращательного движения от двигателя.12. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что приспособление, передающее вращение от внешнего шпинделя внутреннему и обеспечивающее свободное перемещение относительно друг друга в осевом направлении, выполнено в виде зуба на одном шпинделе, входящего в удлиненный в осевом направлении паз другого шпинделя, или посредством шпонки, установленной в удлиненные в осевом направлении пазы шпинделей.13. Рабочий орган по п.1, отличающийся тем, что лопасть лопастного шнека выполнена в виде однозаходной спирали.14. Рабочий орган экструдера для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, характеризующийся тем, что он состоит, по меньшей мере, из одного рабочего элемента, содержащего корпус, установленные соосно направляющему стержню с возможностью перемещения пустотообразователь, полые лопастной шнек, внешний и внутренний шпиндели, причем внутренний шпиндель снабжен приводом для его вращения, а внешний шпиндель имеет возможность его осевого перемещения и соединен с устройством для передачи на него осевой вибрации, при этом внешний шпиндель соединен с внутренним посредством приспособления, передающего вращение от внутреннего внешнему и обеспечивающего свободное их перемещение относительно друг друга в осевом направлении, при этом внешний шпиндель соединен со шнеком, а шнек шарнирно соединен с пустотообразователем, который имеет степень свободы перемещений относительно корпуса рабочего элемента в направлении своей продольной оси.