Глубинный вибратор для уплотнения бетонных смесей Советский патент 1992 года по МПК E04G21/08 

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам для глубинного уплотнения строительных смесей, например бетона, и может быть использовано в промышленном, гражданском и гидротехническом строительстве.

Из технической литературы известно, что широкое применение в строительстве нашли глубинные центробежные уплотнители бетонных смесей, состоящие из корпуса, несущих подшипников, вала и дебаланса, укрепленного на валу (В.А.Бауман, И.И.Бы- ховский. Вибрационные машины и процессы в строительстве. М., 1977, с. 139-152). Эксцентричное положение дебаланса относительно оси вращения приводит к возникновению вынуждающей силы, которая через вал и подшипниковые узлы передается корпусу вибратора. Известно также выполнение вибровозбудителя в виде вала, на котором свободно расположен бегунок, обкатывающий внутреннюю поверхность корпуса вибратора. В этом случае, вынуждающая сила возникает за счет кольцевого дви- жения бегунка и передается непосредственно корпусу вибратора. Нагрузка, которую воспринимает вал и подшипниковые узлы, возникает в основном за счет наличия поводка, приводящего бегунок во вращение. По сравнению с дебалансны- ми бегунковый вибровозбудитель позволяет частично разгрузить вал и подшипниковые узлы.

Известен вибратор для уплотнения бетона, включающий трубчатый корпус и пульсирующий гидравлический привод, при этом корпус вибратор выполнен с продольными гофрами, причем внутренняя полость корпуса соединена с пульсирующим приводом (А.с. № 325327, кл. Е 04 G 21/08. 1972).

Наиболее близким к изобретению является глубинный вибратор для уплотнения бетонных смесей (А.с. № 1339224, кл. Е 04 G

VI

О

§

21/08, 1987), содержащий вибровозбудитель колебаний и рабочий орган в виде излучающей поверхности, причем последняя выполнена рельефной, а высота выступов рельефной поверхности и расстояние между ними составляет D/2, где D - средний диаметр заполнителя.

Недостатком данного устройства является то, что высокие динамические нагрузки действующие на вал вибратора и подшипниковые узлы приводят к их ускоренному износу и выходу из строя. Кроме этого, техническое решение, при котором отсутствует скольжение излучающей поверхности глубинного вибратора относительно уплотняемого материала приводит к тому, что деформация материала происходит в основном за счет непосредственного соприкосновения рельефной излучающей поверхности вибратора с уплотняемой средой. В этом случае рельеф жестко связан с корпусом вибратора, амплитуда колебаний рельефа и корпуса одинакова. С точки зрения передачи импульсов деформаций бетонной смеси такое решение не рационально, что в свою очередь приводит к уменьшению производительности глубинного вибратора при уплотнении бетонных смесей.

Цель изобретения - повышение надежности работы глубинного вибратора и эффективности уплотнения бетонной смеси.

Указанная цель достигается, тем, что глубинный вибратор, содержащий цилиндрический корпус с выступающими радиаль- ными элементами, наполненный жидкостью, центробежный вибровозбудитель, выполненный в виде сектора с криволинейной поверхностью, коаксиально размещенного внутри корпуса и жестко закрепленного на валу, образующего клиновидную щель в направлении вращения вала между внутренней поверхностью корпуса и криволинейной поверхностью сектора. Центр масс вибровозбудителя расположен таким образом, что при установившемся режиме работы глубинного вибратора центробежные силы, возникающие при вращении вала с жестко закрепленным вибровозбудителем, уравновешиваются подъемной силой, возникающей за счет скоростного напора при течении жидкости в клиновидной щели. Выступающие радиальные упругие элементы способны деформироваться под действием усилия в продольном направлении.

В изобретении вынуждающая сила создается за счет кругового движения эксцен- трично расположенной жидкости и передается непосредственно корпусу вибратора, центробежные силы вибровозбудителя уравновешиваются подъемной силой, возникающей при течении жидкости в клиновидной щели за счет скоростного напора. Это позволяет разгрузить вал и подшипни- ковые узлы, тем самым повысив надежность работы вибратора.

Сила давления, возникающая при течении жидкости в клиновидной щели, способна деформировать в продольном

направлении выступающие радиальные

0

элементы из упругого материала, сообщая

среде дополнительные импульсы давления.

Сопоставительный анализ заявляемого

решения с прототипом показывает, что за

5 являемый объект изобретения отличается тем. что возмущающая сила создается за счет движения эксцентрично расположенной жидкости и передается непосредственно корпусу вибратора. Центробежные силы

0 вибровозбудителя уравновешиваются силами давления, возникающими при течении жидкости в клиновидной щели, что позволяет разгрузить подшипниковые узлы, при этом периодические деформации радиаль5 ных элементов из упругого материала сообщают среде дополнительные импульсы давления, интенсифицируя процесс уплотнения.

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию изобретения новизна.

Известные технические решения не обеспечивают создания возмущающей силы за счет движения сектора эсцентрично

5 расположенной жидкости при одновременном сообщении уплотняемой среде дополнительной энергии колебаний и разгрузки подшипниковых узлов. Это позволяет сделать вывод о соответствии критерию суще0 ственные отличия заявляемого технического решения.

На фиг. 1 приведен общий вид глубинного вибратора; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.З; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2: на

5 фиг.4 - схема работы вибратора.

Глубинный вибратор для уплотнения бетонных смесей содержит цилиндрический корпус 1 со сквозными окнами 4 и выступающие упругие радиальные излучающие эле0 менты 3. Герметическая оболочка 2 охватывает возбудитель колебаний 8, контактируя с внутренней поверхностью корпуса 1, и жестко связана с внутренними концами излучающих элементов 3, пропу5 щенных через окна 4. Корпус 1 заполнен вязкой жидкостью 5. На несущих подшипниках 6 вдоль продольной оси корпуса 1 расположен приводной вал 7 с установленным на нем возбудителем колебаний 8. Возбудитель колебаний 8 представляет собой дебаланс, выполненный в виде сектора с криволинейной поверхностью, расположенной эксцентрично относительно эластичной оболочки, образуя клиновидную щель 9 между внутренней поверхностью корпуса глубинного вибратора и криволинейной поверхностью сектора. Центр масс возбудителя колебаний 8 расположен таким образом, что при установившемся режиме работы вибратора центробежные силы уравновешиваются силами давления, которые возникают за счет скоростного напора при течении вязкой жидкости в клиновидной щели (центробежные силы и силы давления действуют в противоположных направлениях).

Глубинный вибратор работает следующим образом.

Включая привод вибратора вал 7, а вместе с ним возбудитель колебаний 8 начинает вращаться, толкая перед собой вязкую жидкость 5, которой заполнен корпус вибратора. Вязкая жидкость 5, эксцентрично расположенная относительно приводного вала 7, совершает круговые движения в корпусе 1, создавая тем самым центробежную вынуждающую силу. Наличие, клиновидной щели 9, образованной внутренней поверхностью корпуса 1 и криволинейной поверхностью сектора, приводит к возникновению значительного давления за счет скоростного напора. Силы давления действуют в направлении клиновидной щели 9 (данный процесс аналогичен процессам, протекающим в подшипниках скольжения, и хорошо рассмотрен в гидродинамической теории смазки). Силы давления, уравновешивая центробежные силы возбудит&ля колебаний 8, воздействуют на упругий материал герметичной эластичной оболочки 2, что приводит к деформированию материала в местах расположения сквозных окон 4. Выступающие радиальные излучающие элементы 3 деформируются в продольном направлении по длине клиновидной щели 9 периодически при каждом обороте вала 7. При погружении работающего глубинного вибратора в бетонную смесь выступающие

элементы на корпусе вибратора не только препятствуют скольжению рабочей поверхности относительно уплотняемого материала, но и сообщают дополнительную энергию

колебаний за счет продольного деформирования элементов 3.

Такое решение позволяет интенсифицировать процесс уплотнения, что выражается в увеличении радиуса действия

глубинного вибратора и, следовательно, в повышении его производительности. Сокращается время вибрирования. Кроме того, заполнение корпуса вибратора по всей длине жидкостью позволяет получить равномерно распределенную вынуждающую силу. Уравновешенный возбудитель колебаний даёт возможность исключить воздействие на опорные подшипники, значительно повысив долговечность их работы.

Срок службы такого вибратора по сравнению с существующими конструкциями увеличивается в 4-% раз, а радиус действия в зависимости от диаметра выступов повышается на 10-20%.

Формула изобретения

Глубинный вибратор для уплотнения бетонных смесей, содержащий цилиндрический корпус, выступающие радиальные излучающие элементы и размещенный в его

полости возбудитель круговых колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процессов уплотнения, он снабжен заполненной вязкой жидкостью герметичной эластичной обояочкой, охватывающей возбудитель круговых колебаний и контактирующей с внутренней поверхностью корпуса, который выполнен со сквозными окндми, излучающие элементы - упругими, возбудитель круговых колебаний - в виде смонтированного вдоль продольной оси корпуса приводного вала с установленным на нем дебалансом в виде сектора с криволинейной рабочей поверхностью, расположенной эксцентрично относительно эластичной оболочки, жестко связанной с внутренними концами излучающих элементов, пропущенных через окна корпуса.

-П

Использование: в устройствах для глубинного уплотнения бетонных смесей. Сущность изобретения: вибратор содержит корпус со сквозными окнами и размещенным в его полости возбудителем круговых колебаний. Последний выполнен в виде смонтированного вдоль продольной оси приводного вала с установленным на нем дебалансом в виде сектора с криволинейной рабочей поверхностью, расположенной эксцентрично относительно эластичной оболочки, охватывающей возбудитель круговых колебаний и жестко связанной с внутренними концами упругих излучающих элементов, пропущенных через окна корпуса. Эластичная оболочка заполнена вязкой жидкостью и контактирует с внутренней поверхностью корпуса. 4 ил.

Фиг.1

/-/

б

Деформация упругих быс- /пупоб

В. Савина

Фие.Ц

Составитель А. Вавилов Техред М. Моргентал

/

Злюра да&ленш . яри/печены/жид- кос/т/ 8 tyvw- St/ffffou и/б

Корректор Л. Пилиленко