CZ22277U1 - Zařízení na výrobu kapslí z vlákna a lepidla nebo zmrazené vody pro zpevněný vláknobeton a směs pro výrobu zpevněného vláknobetonu - Google Patents

Description

Zařízení na výrobu kapslí z vlákna a lepidla nebo zmražené vody pro zpevněný vláknobeton a směs pro výrobu zpevněného vláknobetonu

Oblast technikv

Technické řešení se týká zařízení na výrobu kapslí z vlákna a lepidla nebo zmražené vody pro zpevněný vláknobeton a směs pro výrobu zpevněného vláknobetonu.

Dosavadní stav techniky

Cementový beton se vyznačuje nízkou pevností v tahu. Z tohoto důvodu se betonové prvky namáhané tahem, ohybem či smykem vyztužují. Nejobvyklejším způsobem je vyztužování ocelovou výztuží, kterým vzniká tzv. železobeton, nebo předpínací výztuží, pak hovoříme o předpjatém betonu. V posledních desetiletích se rozvíjí technologie tzv. vláknobetonu, resp. drátkobetonu, při které jsou tahová napětí zachycována plastovými, skelnými, resp. kovovými vlákny. Tato vlákna by v ideálním případě měla být rovnoměrně rozptýlena v tažené oblasti betonového prvku a orientována tak, aby jejich účinnost, jakožto výztuže, byla maximální. U současné technologie vláken či drátků nedochází v některých případech k efektivnímu rozptýlení tohoto druhu výztuže v betonové směsi, vznikají tak hnízda (shluky) nerovnoměrně rozptýlené výztuže. To má za následek nedosažení výztužného efektu vláken, lokální snížení pevnosti průřezu nebo, je-li shluk pri povrchu konstrukce, negativní estetické působení betonového prvku.

Ve spisech US 3 616 589, CA 2 547 694 Al jsou navrhovány přídavky různých tvarových ocelových prvků či ocelových vláken o průměru 1,15 až 1,8 mm aniž by však byl nějak blíže řešen problém nežádoucího shlukování vláken či přípravy takových prvků.

Ve spise US 7 285 167 je navrhován přídavek karbonových nanovláken do betonu, aniž by však byl nějak blíže řešen problém nežádoucího shlukování vláken.

Ve spise US 4 565 840 je navrhován přídavek karbonových vláken o dvojí délce, kdy ty delší mají hodnotu Youngova modulu vyšší, než je hodnota tohoto modulu u betonu, a ty kratší mají naopak hodnotu Youngova modulu nižší, než je tato u betonu. Příprava takových dvojích vláken je pracná a není zřejmé, zda to dostatečně řeší problém nežádoucího shlukování vláken.

Z patentového spisu DE 4 214 540 Cl je znám způsob výroby vláknitého betonu, kdy se vlákna z plastu uloží do plastových a ve vodě rozpustných sáčků vyrobených z polyvinylalkoholu. Pri tomto způsobu je však geometrie sáčku podstatně rozdílná od geometrie ostatních součástí betonové směsi a rozmístění sáčků je nestejnoměrné. Mimoto manipulace s ukládáním vláken do sáčků je velmi pracná a tento způsob vpravení vláken do směsi neřeší vytváření hnízd či shluků vláken a nezabezpečuje rovnoměrné rozptýlení vláken.

Ze spisu WO 01/64599 Al je znám způsob výroby vláknitého betonu, kdy se nejdříve dlouhé svazky vláken uloží do pryskyřicové matrice a ta se nechá ztvrdnout. Poté je tato vláknitá tyčinka na lisu krájena na menší díly o délce vláken 20 až 60 mm a pak se tato hrudka z pryskyřice a vláken zamíchá do betonové směsi. Při tomto způsobu se však pryskyřice nerozpustí, takže není čistý vláknitý efekt, ale vlákny jsou části tyčinek. Protože jsou vlákna obalená do pryskyřice, která se nerozpustí a toto svým chemismem negativně ovlivní chemismus betonové směsi.

Užitné vzory CZ 19399 Ul a CZ 19400 Ul představují kapsle z vlákna a lepidla respektive ledu pro zpevněný vláknobeton, vč. způsobu výroby a implementace těchto kapslí. Citované užitné vzory však konkrétně neřeší zařízení pro výrobu kapslí.

Cílem technického řešení je představit zařízení na výrobu kapslí z vlákna a lepidla nebo zmražené vody pro zpevněný vláknobeton a směs pro výrobu zpevněného vláknobetonu, které by zajistilo požadovanou kvalitu kapslí.

- 1 CZ 22277 Ul

Podstata technického řeSení

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení na výrobu kapslí z vlákna a lepidla nebo zmražené vody pro zpevněný vláknobeton a směs pro výrobu zpevněného vláknobetonu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z nádobky, v níž je posuvně uspořádán ostřihovací nástroj opatřený horním krytem, přičemž v horním krytu je proveden otvor a spodní okraj stěny ostřihovacího nástroje je opatřen ostřihovacím břitem, přičemž nádobka je na své stěně opatřena otvorem pro zasouvání vlákna.

Ve výhodném provedení jsou stěna nádobky i stěna ostřihovacího nástroje tvarově vzájemně přizpůsobeny pro těsné vedení s možností i vzájemně kroutivého pohybu. Ostřihovací nástroj se tedy v nádobce může přímočaře pohybovat i je možno s ním provádět otáčivé pohyby pro zvýšení střižného efektu.

V dalším výhodném provedení jsou nádobka i ostřihovací nástroj provedeny ve tvaru válce.

V jiném výhodném provedení je vlákno je uspořádáno na odvíjející se cívce.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení bude přiblíženo pomocí výkresu, na kterém obr. 1 představuje cívku a z něj se odvíjející vlákno vstupující do zařízení podle technického řešení se schematicky naznačeným podávacím zařízením, obr. 2 přestavuje samotné zařízení na výrobu kapslí podle technického řešení a obr. 3 je detail kontaktního místa ostřihovacího nástroje a dna nádobky.

Příklad provedení technického řešení

Na obr. 1 je vidět na cívce 1 navinuté vlákno 2, které je zavedeno do válcové nádobky 3 průměru 5 až 7 mm a výšce 2 až 3 mm otvorem v jejím plášti. Vlákno je uchopeno vidlicí 5 strojku 4, který postupně zasouvá vlákno 2 do nádobky 3, kde vlákno narazí na vnitřní stěnu pláště a začne se podél ní stáčet. Jakmile je do nádobky 3 zasunuta požadovaná délka vlákna, např. 20 mm, strojek 4 přestane vlákno 2 zasouvat do nádobky 3. Strojek 4 se skládá z elektromotoru nebo jiného vhodného pohonu, který přitahováním vidlice 5 vtlačuje vlákno 2 do nádobky 3. Vidlice 5 vlákno 2 svírá až do chvíle, než je vlákno přeříznuto. Poté se sevření vidlice 5 uvolní a strojek 4 ji posune zpět o požadovanou délku, např. 20 mm, načež vidlice 5 opět vlákno 2 sevře a cyklus se může opakovat.

Na obr. 2 je vidět nádobka 3 s otvorem 7, kterým se do nádobky 3 podle předchozího popisu vtlačilo vlákno 2. Krouživým pohybem je do nádobky 3 vtlaěován ostřihovací nástroj 6, který je v představeném provedení proveden jako válec se stěnou 12 a víčkem 13.1 nádobka 3 je provedena jako válec se stěnou 10 a dnem li. Stěna 10 nádobky 3 i stěna 12 ostřihovacího nástroje 6 jsou tvarově vzájemně přizpůsobeny pro těsné vedení s možností i vzájemně kroutivého pohybu kromě samozřejmého posuvného pohybu. Je zřejmé, že stěna 10 nádobky 3 i stěna 12 nástroje 6 mohou být provedeny i v jiném tvaru, např. jako hranoly, nebo mohou mít elipsovitý tvar apod., pak však není možné při zatlačování ostřihovacího nástroje 6 do nádobky 3 použít k usnadnění zasouvání i ustřižení vlákna krouživý pohyb.

Při vtlačování ostřihovacího nástroje 6, přibližně v polovině výšky nádobky 3, dojde k přeříznutí vlákna založeného v otvoru 7 ve stěně LO nádobky 3, Potom zasouvání ostřihovacího nástroje 6 do nádobky 3 pokračuje do úplného zasunutí - okraj stěny 10 ostřihovacího nástroje 6 se dostane do kontaktu se dnem H nádobky 3.

V případě, že má vzniknout kapsle s vláknem a zmražené vody, otvorem 8 ve víku 13 ostřihovacího nástroje 6 se do nádobky 3, ve které je smotané vlákno 2, kápne voda tak, že se nádobka 3 zcela zaplaví. Následně se nádobka 3 se zasunutým ostřihovacím nástrojem 6 a zavodněným stočeným vláknem 2 uvnitř vloží do nádoby s tekutým dusíkem, načež se po několika sekundách vyjmou, ostřihovací nástroj 6 se vysune z nádobky 3 a trnem vloženým do otvoru 8 se vytlačí

-2CZ 22277 Ul hotová kapsle, která se následně spolu s ostatními kapslemi umístí do běžného mrazicího boxu k přepravě či skladování. Teplota kapsle by neměla stoupnout nad -18 °C, aby nedocházelo ke spékání jednotlivých kapslí v jeden ledový konglomerát. Před aplikací kapslí do směsi se kapsle umístí do zásobníku, který vibrací od sebe oddělí kapsle, které se k sobě lehce přichytly a kapsle se aplikují do betonové směsi.

V případě, že má vzniknout kapsle s vláknem a lepidla, otvorem 8 ve víku 13 ostřihovacího nástroje 6 se do nádobky 3, ve které je smotané vlákno 2, kápne lepidlo tak, že se nádobka 3 lepidlem zcela zaplní. Následně se nádobka 3 se zasunutým ostřihovacím nástrojem 6 a stočeným vláknem 2 zalitým lepidlem uvnitř vloží do sušárny, načež se po několika minutách vyjmou, ostrihovací nástroj 6 se vysune z nádobky 3 a trnem vloženým do otvoru 8 se vytlačí hotová kapsle, která se následně spolu s ostatními kapslemi umístí do suchého prostředí k přepravě či skladování. Před aplikací kapslí do směsi se kapsle umístí do zásobníku, který vibrací od sebe oddělí kapsle, které se k sobě lehce přichytly a kapsle se aplikují do betonové směsi.

Na obr. 3 je vidět detail, který zobrazuje stěnu 10 a dno ϋ nádobky 3 a do ní se zasouvající stěnu 12 ostřihovacího nástroje 6, jehož okraj je upraven do podoby bří tu 9, který snáze přeřízne zavedené vlákno 2 podle předchozího popisu.

Popsané zařízení pro výrobu kapslí může být s výhodou uspořádáno v automatizovaných linkách obsahujících až v desítky těchto zařízení, kde manipulaci s vlákny i nádobkami zajišťují naprogramované manipulátory.

Claims (4)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Zařízení na výrobu kapslí z vlákna a lepidla nebo zmražené vody pro zpevněný vláknobeton a směs pro výrobu zpevněného vláknobetonu, vyznačující se tím, že sestává z nádobky (3), v níž je posuvně uspořádán ostřihovací nástroj (6) opatřený horním krytem (13), přičemž v horním krytu (13) je proveden otvor (8) a spodní okraj stěny (12) ostřihovacího nástroje (6) je opatřen ostřihovacím břitem (9), přičemž nádobka (3) je na své stěně (10) opatřena otvorem (7) pro zasouvání vlákna (2).
2. 2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že stěna (10) nádobky (3) i stěna (12) ostřihovacího nástroje (6) jsou tvarově vzájemně přizpůsobeny pro těsné vedení s možností i vzájemně kroutivého pohybu.
3. 3. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že nádobka (3) i ostřihovací nástroj (6) jsou provedeny ve tvaru válce.
4. 4. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vlákno (2) je uspořádáno na odvíjející se cívce (1).