ЭКСТРУДЕР (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2007 года по МПК B28B3/20 

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 экструдер для изготовления бетонных плит, преимущественно многопустотных. 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 (см. RU 2013205 С1, 23.08.1985, В 28 В 5/02).

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 параметров 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 экструдер для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, согласно изобретению включает смонтированные на несущей раме бункер для бетона и рабочий орган, состоящий, 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 перемещений относительно корпуса рабочего элемента в направлении своей продольной оси.

Стержень рабочего элемента 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 может иметь 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.

Привод для вращения внешнего шпинделя может быть выполнен 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 экструдер для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, согласно изобретению включает смонтированные на несущей раме бункер для бетона и рабочий орган, состоящий, 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 перемещений относительно корпуса рабочего элемента в направлении своей продольной оси.

Технический результат, достигаемый изобретением и обеспечиваемый как первым, так и вторым вариантом, 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.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где

на фиг.1 изображен экструдер, продольный разрез;

на фиг.2 - фрагмент рабочего органа экструдера, вид сбоку с частичным вырезом;

на фиг.3 - фрагмент рабочего органа, вид сверху;

на фиг.4 - поперечный разрез экструдера в районе цепной передачи;

на фиг.5 - рабочий элемент, вид сбоку с частичным разрезом;

на фиг.6 - узел А на фиг.5;

на фиг.7 - экструдер по второму варианту, вид в аксонометрии;

на фиг.8 - фрагмент рабочего органа экструдера по второму варианту, вид сбоку с частичным вырезом.

Согласно первому варианту изобретения экструдер 1 для изготовления пустотных строительных конструкций пустотных плит включает смонтированные на несущей раме 2 бункер 3 для бетона и рабочий орган 4, состоящий из одного рабочего элемента 5, содержащего корпус 6, установленные соосно направляющему стержню 7 пустотообразователь 8, полые лопастной шнек 9, внешний и внутренний шпиндели соответственно 10 и 11.

Внешний шпиндель 10 снабжен приводом 12 для его вращения, а внутренний шпиндель 11 установлен с возможностью его осевого перемещения и соединен с устройством 13 для передачи на него осевой вибрации. Внешний шпиндель 10 соединен с внутренним 11 посредством приспособления 14, передающего вращение от внешнего 10 внутреннему 11 и обеспечивающего при этом свободное перемещение шпинделей 10, 11 друг относительно друга в осевом направлении. Внутренний шпиндель 11 соединен со шнеком 9. Шнек 9 шарнирно соединен с пустотообразователем 8, который имеет единственную степень свободы перемещений относительно корпуса 6 рабочего элемента 5 в направлении своей продольной оси 15.

Стержень 7 рабочего элемента 5 установлен с возможностью осевых перемещений, а пустотообразователь 8 закреплен на стержне 7 жестко.

Внешний шпиндель 10 закреплен в корпусе 6 рабочего элемента 5 шарнирно посредством подшипников качения 16.

Стержень 7 закреплен на корпусе 6 рабочего элемента 5 жестко. Пустотообразователь 8 совершает осевые колебания на стержне 7, который в месте крепления к нему пустотообразователя 8 имеет форму (не показано), дающую возможность осевых перемещений, передаваемых пустотообразователю 8 от шнека 9, и предотвращающую вращение пустотообразователя 8 овального сечения (не показан).

Внутренний шпиндель 11 закреплен на стержне 7 шарнирно посредством подшипников качения (не показаны).

Часть деталей рабочего элемента 5 соединены между собой через демпферы (не показаны).

Привод 12 для вращения внешнего шпинделя 10 выполнен в виде звездочки 17 для цепной передачи 18 соответственно от двигателя 19.

Устройство 13 для передачи на внутренний шпиндель 11 осевой вибрации выполнено в виде штока-поршня 20 гидравлической системы.

Гидравлическая система включает гидравлическую станцию (не показана), подающую давление гидравлической жидкости через распределитель 21 на шток-поршень 20.

Распределитель гидравлической системы содержит ротор (не показано), создающий попеременное давление от гидростанции (не показано) на шток-поршень 20 посредством его вращения.

На роторе (не показан) распределителя 21 гидравлической системы (не показана) закреплен шкив (не показан) для ременной передачи 22 вращательного движения от двигателя 23.

Приспособление 14, передающее вращение от внешнего 10 шпинделя внутреннему 11 и обеспечивающее свободное перемещение друг относительно друга в осевом направлении, выполнено в виде зуба (не показано) на одном шпинделе, входящего в удлиненный в осевом направлении паз (не показано) другого шпинделя.

Лопасть 24 лопастного шнека выполнена в виде однозаходной спирали.

Экструдер по первому варианту работает следующим образом:

Экструдер 1 для изготовления пустотных строительных конструкций пустотных плит включает смонтированные на несущей раме 2 бункер 3 для бетона и рабочий орган 4, состоящий из одного рабочего элемента 5, содержащего корпус 6, установленные соосно направляющему стержню 7 пустотообразователь 8, полые лопастной шнек 9, внешний и внутренний шпиндели соответственно 10 и 11.

От двигателя через приспособление для вращения внешнего шпинделя, выполненное в виде звездочки для цепной передачи, на внешний шпиндель передается вращение.

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

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

От внешнего шпинделя внутреннему посредством приспособления передается вращение. Приспособление выполнено в виде зуба (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 соединен со шнеком, а шнек шарнирно соединен с пустотообразователем, который имеет степень свободы относительно корпуса рабочего элемента в направлении своей оси.

Вращение и осевая вибрация внутреннего шпинделя передается лопастному шнеку, а пустотообразователь совершает осевые колебания на стержне, который в месте крепления к нему пустотообразователя имеет квадратное сечение, дающее возможность осевых перемещений, передаваемых пустотообразователю от шнека, и предотвращающее вращение пустотообразователя.

Бетон из бункера подается на шнек и уплотняется рабочим органом с образованием необходимого числа пустот в готовом изделии. 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.7 и 8.

Согласно второму варианту экструдер 1 для изготовления пустотных строительных конструкций пустотных плит включает смонтированные на несущей раме 25 бункер 26 для бетона и рабочий орган 27, состоящий из одного рабочего элемента 28, содержащего корпус 29, установленные соосно направляющему стержню 30 с возможностью перемещения пустотообразователь 31, полые лопастной шнек 32, внешний 33 и внутренний 34 шпиндели.

Внутренний шпиндель 34 снабжен приводом 35 для его вращения, а внешний шпиндель 33 имеет возможность его осевого перемещения и соединен с устройством 36 для передачи на него осевой вибрации. Внешний шпиндель 33 соединен с внутренним 34 посредством приспособления 37, передающего вращение от внутреннего 33 внешнему 34 и обеспечивающего свободное их перемещение друг относительно друга в осевом направлении. Внешний шпиндель 33 соединен со шнеком 32. Шнек 32 шарнирно соединен с пустотообразователем 31, который имеет единственную степень свободы перемещений относительно корпуса 29 рабочего элемента 28 в направлении своей продольной оси.

Работа экструдера по второму варианту происходит следующим образом:

От двигателя, установленного на экструдере, 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.

Бетон из бункера подается на шнек и уплотняется рабочим органом с образованием необходимого числа пустот в готовом изделии.

Таким образом, достигается улучшение эксплуатационных параметров экструдирования при изготовлении пустотных железобетонных плит и длинномерных изделий, обеспечивается более эффективная работа 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.

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам для изготовления бетонных и железобетонных изделий, конкретно к экструдерам для изготовления многопустотных и длинномерных изделий. Экструдер для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, включает смонтированные на несущей раме бункер для бетона и рабочий орган, состоящий, 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. 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 экструдере для изготовления пустотных строительных конструкций 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. 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. Технический результат изобретения, обеспечиваемый как первым, так и вторым вариантом, 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. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Экструдер для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, характеризующийся тем, что он включает смонтированные на несущей раме бункер для бетона и рабочий орган, состоящий, 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. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что стержень рабочего элемента установлен с возможностью осевых перемещений, а пустотообразователь закреплен на стержне жестко.3. Экструдер по п.2, отличающийся тем, что, по крайней мере, внешний шпиндель закреплен в корпусе рабочего элемента шарнирно, например, посредством подшипников качения.4. Экструдер 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. Экструдер по п.4, отличающийся тем, что, по крайней мере, внутренний шпиндель закреплен на стержне шарнирно, например, посредством подшипников качения.6. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, часть деталей рабочего элемента соединены между собой через демпферы.7. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что привод для вращения внешнего шпинделя выполнен в виде звездочки или шкива для цепной или ременной передачи соответственно от двигателя.8. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что устройство для передачи на внутренний шпиндель осевой вибрации выполнено в виде штока-поршня гидравлической системы.9. Экструдер по п.8, отличающийся тем, что гидравлическая система включает гидравлическую станцию, подающую давление гидравлической жидкости через распределитель на шток-поршень.10. Экструдер по п.9, отличающийся тем, что распределитель гидравлической системы содержит ротор, создающий попеременное давление от гидростанции на шток-поршень посредством его вращения.11. Экструдер по п.10, отличающийся тем, что на роторе распределителя гидравлической системы закреплен шкив для ременной передачи вращательного движения от двигателя.12. Экструдер 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. Экструдер по п.1, отличающийся тем, что лопасть лопастного шнека выполнена в виде однозаходной спирали.14. Экструдер для изготовления пустотных строительных конструкций, преимущественно пустотных плит, характеризующийся тем, что он включает смонтированные на несущей раме бункер для бетона и рабочий орган, состоящий, 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.