CZ302892B6

CZ302892B6 - Device for coiling fibers for producing capsules of glue or frozen water

Info

Publication number: CZ302892B6
Application number: CZ20100841A
Authority: CZ
Inventors: Pospíšil@Karel
Original assignee: Centrum dopravního výzkumu, v.v.i.
Priority date: 2010-11-16
Filing date: 2010-11-16
Publication date: 2012-01-11
Also published as: CZ2010841A3

Abstract

In the present invention, there is disclosed a device for coiling fibers for producing capsules of glue or frozen water for reinforced fibrous concrete and a mixture for producing reinforced fibrous concrete, the device comprising a container (3) with a trimming tool (6) arranged in slidable manner inside the container (3). The trimming tool (6) is provided with an upper cover (13) with an opening (8) and lower edge of the trimming tool (6) wall (12) is provided with a trimming edge (9) wherein the container (3) wall (10) has an opening (7) for inserting fiber (2) therein.

Description

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká zařízení na smotávání vláken a na výrobu kapslí z lepidla nebo zmražené vody a to pro zpevněný vláknobeton a směs pro výrobu zpevněného vláknobetonu.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for fiber reeling and for the manufacture of capsules of glue or frozen water for reinforced fiber concrete and a mixture for making reinforced fiber concrete.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Cementový beton se vyznačuje nízkou pevností v tahu. Z tohoto důvodu se betonové prvky namáhané tahem, ohybem či smykem vyztužují. Nej obvyklejším 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 případe 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 při povrchu konstrukce, negativní estetické působení betonového prvku.Cement concrete is characterized by low tensile strength. For this reason, concrete elements subjected to tension, bending or shear are reinforced. The most common way is to reinforce with steel reinforcement, which creates so-called reinforced concrete, or prestressing reinforcement, then we talk about prestressed concrete. In recent decades, the technology of so-called fiber concrete has been developing. in which the tensile stresses are absorbed by plastic, glass, resp. metal fibers. Ideally, these fibers should be evenly dispersed in the drawn region of the concrete member and oriented so that their efficiency as reinforcement is maximized. With the current technology of fibers or wires, this type of reinforcement in concrete mixture is not effectively dispersed in some cases. This results in a failure to achieve the reinforcing effect of the fibers, a local reduction in the cross-sectional strength or, if the aggregate is at the surface of the structure, a negative aesthetic effect of the concrete element.

Ve spisech US 3 616 589 a CA 2547694 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.U.S. Pat. No. 3,616,589 and CA 2547694 A1 propose the addition of various shaped steel elements or steel fibers with a diameter of 1.15 to 1.8 mm, without however addressing the problem of unwanted agglomeration of fibers or the preparation of such elements.

Ve spise US 7 285 167 je navrhován přídavek karbonových nanovláken do betonu, aniž by však byl nějak blíže řešen problém nežádoucího shlukování vláken.In US 7 285 167 it is proposed to add carbon nanofibers to concrete without, however, addressing the problem of unwanted agglomeration of fibers in any way.

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.U.S. Pat. No. 4,565,840 proposes the addition of dual length carbon fibers, the longer ones having a Young's modulus value higher than that of concrete, while the shorter ones have a Young modulus value lower than that of concrete. The preparation of such dual fibers is laborious and it is not clear whether this sufficiently solves the problem of unwanted agglomeration of the fibers.

Z patentového spisu DE 42145400 je znám způsob výroby vláknitého betonu, kdy se vlákna z plastu uloží do plastových a ve vodě rozpustných sáčků vyrobených z polyvinylalkoholu. Při 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 ěi shluků vláken a nezabezpečuje rovnoměrné rozptýlení vláken.DE 42145400 discloses a process for the production of fibrous concrete in which plastic fibers are embedded in plastic and water-soluble bags made of polyvinyl alcohol. In this method, however, the geometry of the bag is substantially different from the geometry of the other components of the concrete mixture and the distribution of the bags is uneven. Furthermore, the handling of fiber storage in bags is very laborious, and this method of incorporating fibers into the mixture does not solve nesting or clusters of fibers and does not ensure uniform distribution of the fibers.

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 obalena do pryskyřice, která se nerozpustí a toto svým chemismem negativně ovlivní chemismus betonové směsi.WO 01/64599 A1 discloses a process for the production of fibrous concrete by first placing long fiber bundles in a resin matrix and allowing it to harden. Then, the fiber rod on the press is cut into smaller pieces having a fiber length of 20 to 60 mm, and then the lump of resin and fibers is mixed into the concrete mixture. In this process, however, the resin does not dissolve, so that the fiber effect is not pure, but the fibers are part of the rods. Because the fibers are encapsulated in a resin that does not dissolve, and this chemistry negatively affects the chemistry of the concrete mixture.

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.Utility models CZ 19399 U1 and CZ 19400 U1 represent fiber and glue or ice capsules for reinforced fiber concrete, incl. a method for manufacturing and implementing these capsules. However, the utility models cited do not specifically address the capsule manufacturing apparatus.

-1 CZ 302892 B6-1 CZ 302892 B6

Cílem vynálezu je představit zařízení smotávání vláken a na výrobu kapslí z lepidla nebo zmražené vody pro zpevněný viáknobeton a směs pro výrobu zpevněného vláknobetonu, které by zajistilo požadovanou kvalitu kapslí.It is an object of the present invention to provide a fiber reeling and capping device for glue or frozen water capsules for reinforced fiber reinforced concrete and a fiber reinforced concrete composition for providing the desired capsule quality.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nedostatky odstraňuje zařízení na smotávání vláken a na výrobu kapslí z lepidla nebo zmražené vody 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.The aforementioned drawbacks are eliminated by the fiber-winding and capsule-forming device of the present invention, which consists of a container in which a trimming tool provided with a top cover is displaceably disposed, with an opening in the top cover and the lower edge of the trimming tool wall is provided with a trimming blade, the container having a fiber insertion opening on its wall.

Ve výhodném provedení jsou stěna nádobky i sténá ostřihovacího nástroje tvarově vzájemně přizpůsobeny pro těsné vedení s možností í vzájemně kroutivého pohybu. Ostřihovací nástroj se tedy v nádobce může přímočaře pohybovat i je možno s ním provádět otáčivé pohyby pro zvýšení střižného efektu.In a preferred embodiment, the container wall and the trimming tool walls are mutually adapted for tight guidance with the possibility of twisting relative to each other. Thus, the trimming tool can be moved in a rectilinear manner in the container and rotary movements can be performed to increase the shearing effect.

V dalším výhodném provedení jsou nádobka i ostřihovací nástroj provedeny ve tvaru válce.In another preferred embodiment, the container and the trimming tool are cylindrical.

V jiném provedení je vlákno uspořádáno na odvíjející se cívce.In another embodiment, the fiber is arranged on a unwinding spool.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Vynález bude přiblížen pomocí výkresu, na kterém obr. 1 představuje cívku a z ní se odvíjející vlákno vstupující do zařízení podle vynálezu se schematicky naznačeným podávač ím zařízením, obr. 2 představuje samotné zařízení na výrobu kapslí podle vynálezu a obr. 3 je detail kontaktního místa ostřihovacího nástroje a dna nádobky.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be illustrated in the drawing in which: FIG. 1 is a bobbin and unwinding fiber entering a device according to the invention with a schematically indicated feeding device; FIG. 2 is a capsule manufacturing device according to the invention; tools and container bottom.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Na obr. 1 je vidět na cívce 1 navinuté vlákno 2, které je zavedeno do válcové nádobky 3 průměruIn Fig. 1, a spool 2 is wound on a spool 1, which is introduced into a cylindrical container 3 of diameter

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 zasouvat do nádobky 3. Strojek 4 se skládá z elektromotoru nebo jiného vhodného pohonu, který přitahováním vidlice 5 vtlaěuje vlákno 2 do nádobky 3. Vidlice 5 vlákno5 to 7 mm and a height of 2 to 3 mm through the hole in its housing. The fiber is gripped by the fork 5 of the machine 4, which gradually pushes the fiber 2 into the container 3, where the fiber hits the inner wall of the sheath and begins to twist along it. Once the desired fiber length, eg 20 mm, has been inserted into the container 3, the shaver 4 stops inserting the fiber into the container 3. The shaver 4 consists of an electric motor or other suitable drive which pulls the fiber 2 into the container 3 by pulling the fork 5.

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.2 closes until the thread is cut. Then the clamping of the fork 5 is released and the shaver 4 is moved back by the desired length, e.g. 20 mm, after which the fork 5 again grips the fiber 2 and the cycle can be repeated.

Na obr. 2 je vidět nádobka 3 s otvorem 7, kterým se nádobky 3 podle předchozího popisu vtlačilo vlákno 2. Krouživým pohybem je do nádobky 3 vtlačován ostřihovací nástroj 6, který je v představeném provedení proveden jako válec se stěnou 12 a víčkem 13. I nádobka 3 je provedena jako válec se stěnou 10 a dnem 11. 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 JO 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 zasouváni i ustřižení vlákna krouživý pohyb.FIG. 2 shows a container 3 with an opening 7 through which the container 3 as previously described has been pressed the fiber 2. A trimming tool 6, which in the present embodiment is designed as a cylinder with a wall 12 and a lid 13, is pushed into the container 3 by circular motion. the container 3 is in the form of a cylinder with a wall 10 and a bottom 11. The wall 10 of the container 3 and the wall 12 of the trimming tool 6 are shaped to match each other for tight guidance with the possibility of mutually torsional movement. It will be appreciated that the wall 10 of the container 3 and the wall 12 of the tool 6 may also be formed in a different shape, such as prisms, or may have an elliptical shape or the like, but then cannot be used to facilitate insertion I cut the thread a circular motion.

Při vtlačování ostřihovacího nástroje 6, přibližně v polovině výšky nádobky 3, dojde k přeříznutí vlákna založeného v otvoru 7 ve stěně JO nádobky 3. Potom zasouvání ostřihovacího nástroje 6When the trimming tool 6 is pressed, approximately at half the height of the container 3, the thread inserted in the opening 7 in the wall 10 of the container 3 is cut. Then, the trimming tool 6 is inserted.

-2 CZ 302892 B6 do nádobky 3 pokračuje do úplného zasunutí - okraj stěny JO ostřihovacího nástroje 6 se dostane do kontaktu se dnem 11 nádobky 3.The container 3 continues until it is fully inserted - the edge of the wall 10 of the trimming tool 6 comes into contact with the bottom 11 of the container 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 ostrihovacím nástrojem 6 a zavodněným stočeným vláknem 2 uvnitř vloží do nádobky 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 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.In the event that a fiber capsule and frozen water is to be formed, water is dripped into the container 3 in which the fiber 2 is coiled by opening 8 in the cover 13 of the trimming tool 6, so that the container 3 is completely flooded. Subsequently, the container 3 with the clipping tool 6 inserted and the coiled thread 2 inside is inserted into the liquid nitrogen container, after which it is removed after a few seconds, the trimming tool 6 is pulled out of the container 3 and the finished capsule is expelled by the mandrel. then, together with the other capsules, placed in a conventional freezer for transportation or storage. The temperature of the capsule should not rise above -18 ° C to avoid caking of the individual capsules into one ice conglomerate. Prior to application of the capsules to the mixture, the capsules are placed in a reservoir which vibrates to separate the capsules which are easily attached to each other. concrete mixtures.

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 ostrihovacím nástrojem 6 a stočeným vláknem 2 zalitým lepidlem uvnitř vloží od sušárny, načež se po několika minutách vyjmou, ostřihovací 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.In the event that a fiber-glue capsule is to be formed, through the opening 8 in the cover 13 of the trimming tool 6, glue is dropped into the container 3 in which the fiber 2 is wound so that the container 3 is completely filled with glue. Subsequently, the container 3 with the clipping tool 6 inserted and the glue-threaded fiber 2 inserted inside is inserted from the dryer, after which they are removed after a few minutes, the clipping tool 6 is pulled out of the container 3 and the finished capsule is pushed out with other capsules placed in dry environment for transport or storage. Prior to application of the capsules to the mixture, the capsules are placed in a container which vibrates to separate the capsules which are easily attached to each other and the capsules are applied to the concrete mixture.

Na obr. 3 je vidět detail, který zobrazuje stěnu 10 a dno 11 nádobky 3 a do ní se zasouvající stěnu 12 ostřihovacího nástroje 6, jehož okraj je upraven do podoby břitu 9, který snáze přeřízne zavedené vlákno 2 podle předchozího popisu.In FIG. 3, a detail is shown which shows the wall 10 and the bottom 11 of the container 3 and the wall 12 of the trimming tool 6 inserted therein, the edge of which is adapted to form a cutting edge 9 that more easily cuts the introduced fiber 2 as previously described.

Popsané zařízení pro výrobu kapslí může být s výhodou uspořádáno v automatizovaných linkách obsahujících až desítky těchto zařízení, kde manipulaci s vlákny i nádobkami zajišťují naprogramované manipulátory.The described capsule making device can advantageously be arranged in automated lines containing up to tens of such devices, where the handling of the fibers and the containers is provided by programmed manipulators.

Claims

Device for winding fibers and for producing capsules of glue or frozen water, characterized in that it consists of a container (3) in which a trimming tool (6) provided with a top cover (13) is displaceably disposed, wherein in the top cover (3) 13) an opening (8) is provided and the lower edge of the wall (12) of the trimming tool (6) is provided with a trimming blade (9), the container (3) having an opening (7) on its wall (10) for inserting the fiber (2). ).

Apparatus according to claim 1, characterized in that the container wall (10) and the trim tool wall (12) are mutually adapted to fit tightly with a possibility of twisting.

Device according to claim 1, characterized in that both the container (3) and the trimming tool (6) are cylindrical.

Device according to claim 1, characterized in that the fiber (2) is arranged on the unwinding spool (1).

1 drawing