RU2075387C1 - Устройство для получения строительных смесей - Google Patents

Abstract

Использование: Изобретение относится к строительной технике. Сущность изобретения: устройство для получения строительных смесей содержит раму из продольных элементов, связанных дугообразными поперечинами открытого профиля, в которых смонтированы ролики, на которых базируется свободно помещенный барабан, выполненный из стандартной бочки. Внутри барабана смонтированы съемные лопасти, а в днищевой части выполнен вырез, закрываемый усиленного профиля и большей площади дверцей. Привод барабана выполнен электрическим, но с возможностью ручного вращения ротора. 10 з. п. ф-лы, 15 ил.

Description

Изобретение относится к области строительства, в частности касается конструкции малогабаритных устройств для получения строительных смесей и растворов, процесс изготовления которых основан на перемешивании твердых фракций и сыпучих цементных компонентов с последующем добавлением воды. Устройство для получения строительных смесей может найти применение при строительстве пользователем дач, небольших построек и других строений.

Известно устройство для получения строительных смесей при индивидуальном строительстве, содержащее раму на ходовых колесах, имеющих привод перемещения, и управляемых колесах самоустанавливающейся конструкции рояльного типа, барабан для смеси, выполненный сложной формы и консольно закрепленный на раме, а также привод, включающий двигатель внутреннего сгорания с редукторной частью привода ходовых колес и вращения барабана, выполненного с лопастями для перемешивания смеси (см. патент США N 3879020, B 28 C 5/22, 257-177, 1975).

Недостатком данной малогабаритной установки для перемешивания смеси при индивидуальном строительстве является ее малая устойчивость, заключающаяся в том, что масса консольно установленного барабана со смесью уравновешивается массой двигателя и редуктора. При несоблюдении требования по пределу весовой загрузки барабана вся конструкция может перевернуться, так как разгрузка барабана производится через горловину и за счет ручного опрокидывания устройства в целом вокруг оси ходовых колес. Другим недостатком является то, что разгрузка производится за счет подъема устройства за ручку и его разворота, а для выполнения такой операции пользователь должен обладать достаточной физической силой.

Известное устройство для получения строительных смесей, содержащее раму на опорных элементах для установки на основании, выполненную из продольных элементов, связанных поперечинами, на одной из которых смонтированы ролики для поддержания при вращении установленного под углом к основанию барабана для приготовления смеси, днищевая часть которого имеет опору на раме для исключения соевого смещения при вращении барабана, имеющего во внутренней полости лопасти для перемешивания смеси (см. патент США N 4042222, В 28 С 5/20, 259-176, 1977)
Существенным недостатком известного устройства, предназначенного для получения строительных смесей при индивидуальном строительстве, является то, что выгрузка приготовленной смеси осуществляется за счет подъема пользователем рамы и переворота барабана. Такая операция требует от пользователя значительных физических усилий. Кроме того, привод барабана выполнен ручным, что также является препятствием для большей части возможных пользователей, так как представляет собой трудоемкую операцию.

Конструктивно барабан является наиболее сложным в технологическом плане узлом, так что в данной конструкции барабан является центральным элементом, несущим на себе как функцию приготовления смеси, так и функцию привода (на барабане выполнено кольцо в виде штурвала для ручного вращения заполненного компонентами смеси барабана). Таким образом, простота конструкции по компоновочным параметрам не подтверждается простотой технологического производства и соответствием эксплуатационных показателей возможностям различных групп пользователей.

Настоящее изобретение направлено на решение технической задачи по осуществлению привода, в том числе ручного, приспособления для различных условий эксплуатации устройства и различных групп пользователей с разными физическими возможностями, а также на решение технической задачи по повышению технологической конструкции устройства. Достигаемый при этом технический эффект заключается в улучшении эксплуатационных свойств устройства и обеспечении их соответствия различным группам пользователей, а также в повышении технологичности конструкции для обеспечения возможности ее изготовления на предприятиях на предприятиях с любым уровнем технологического оснащения.

Указанный технический эффект достигается там, что в устройстве для получения строительных смесей, содержащем раму на опорных элементах для установки на основании, выполненную из продольных элементов, связанных поперечинами, на одной из которых смонтированы ролики для поддержания при вращении установленного под углом к основанию барабана для приготовления смеси, днищевая часть которого имеет опору на раме для исключения осевого смешения при вращении, а также привод вращения барабана, имеющего во внутренней полости лопасти для перемещения смеси, продольные элементы рамы расположены параллельно друг другу и под углом наклона барабана к основанию в вертикальной плоскости и выполнены со стойками, несущими опорные элементы, поперечины для связи продольных элементов выполнены дугообразными с образованием ложемента для свободной установки на закрепленных поворотно в поперечинах роликах барабана для приготовления смеси, при этом свободные концы дугообразных поперечин жестко связаны между собой расположенным в горизонтальной плоскости П-образным элементом, на поперечной части которого смонтирована поворотная опора для центральной зоны днищевой части барабана, выполненной с дверцей, имеющей запор, для выпуска приготовленной смеси, загружаемой через горловину барабана во внутреннюю полость, в которой съемно смонтированы лопасти для перемещения приготавливаемой смеси, выполненные в виде прямоугольных рамок, закрепленных по малым сторонам на двух кольцах с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру выполненного цилиндрической формы барабана, при этом по крайней мере одно кольцо выполнено разрезным, обращенные навстречу друг другу концы этого кольца выполнены с резьбой противоположного направления и связаны между собой резьбовым хомутом для обеспечения плотного прилегания этого кольца к внутренней поверхности бочки при установке лопастей в полости бочки.

Для придания раме жесткости при минимальном весе целесообразно выполнить продольные элементы рамы и поперечины из открытого П-образного профиля. Это позволит использовать боковые стенки профиля элементов поперечин в качестве опор для монтажа роликов поддержания барабана при вращении. А ролики могут представлять собой шарикоподшипники.

Особенностью изобретения является то, что барабан представляет собой широко выпускаемую промышленностью обычную цилиндрическую бочку из металлического листа, полимера, картона или дерева. Это позволяет исключить из производства такую специальную трудоемкую операцию как изготовление специального профиля барабана. Для стабилизированного позиционирования в поперечинах используемой в качестве барабана бочки с отличным от заданного диаметром по крайней мере один крайний по месту положения ролик с одной стороны каждой поперечины выполнен с возможностью регулируемого перемещения в сторону бочки до контакта с ее поверхностью.

Чтобы исключить осевые перемещения барабана и перенести часть нагрузки от барабана на раму, поворотная опора для центральной зоны днищевой части барабана представляет собой диск с поверхностью опирания на указанную зону барабана, несущей упорный подшипник на оси, устанавливаемой свободно в одно из сквозных отверстий поперечины П-образного элемента связи дугообразных элементов между собой.

В виду того, что металлическая или из иного материала бочка представляет собой тонкостенную оболочку, целесообразно, чтобы кольца крепления лопастей были выполнены с выступами для внедрения в тело стенок бочки при распирании разрезного кольца хомутом. Это обеспечит надежную фиксацию лопастей в бочке без использования сварки или других силовых креплений, применение которых приводит к повреждению стенок бочки и потере ее несущей способности.

Для вращения барабана привод вращения может быть выполнен ручным или электрическим. Последний включает в себя в виде блока связанный жестко с электродвигателем редуктор, несущей в качестве ведомого элемента обрезиненное кольцо для фрикционного взаимодействия с поверхностью барабана, электродвигатель подвешен на поперечине рамы с возможностью свободного поворота, при этом ось вращения электродвигателя с редуктором смещена в сторону редуктора относительно центра масс блока электродвигателя и редуктора.

Кроме того, свободный конец вала ротора электродвигателя выполнен с элементом крепления рукоятки для обеспечения ручного привода вращения барабана.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием по основному пункту совокупности существенных признаков, достаточных для получения требуемого технического эффекта.

Так, выполнение рамы из двух продольных элементов, имеющих наклон к основанию, равный наклону барабана для перемешивания и производства смеси, и связанных дугообразными поперечинами с роликами, обеспечивает свободное во вращении положение цилиндрического барабана, легко снимаемого в пустом состоянии, что позволяет демонтировать устройство и транспортировать его по частям или индивидуальным транспортом. При этом по отдельности каждый узел может переноситься пользователем со средними физическими возможностями. Выполнение в днище барабана дверцы позволяет сливать приготовленную смесь самотеком без переворота барабана. Использование лопастей в виде рамок с фиксацией трением или легкой деформацией стенок бочки позволяет обеспечить процесс перемешивания во вращающейся бочке при исключении заклинивания, когда в смеси присутствуют крупные фракции наполнителя, или образование спекания и комков.

Выполнение рамы из одинакового для всех элементов профиля и использование конфигурации этого профиля для крепления роликов упрощает конструкцию рамы и ее изготовление.

Установка блока электродвигателя и редуктора на свободном подвесе со смещением точки подвеса относительно центра масс блока позволяет самоустанавливаться блоку относительно внешней поверхности барабана и регулировать степень прижима резинового кольца независимо от его износа. Прижим резинового кольца производится за счет момента опрокидывания блока.

Таким образом видно, что все существенные признаки взаимосвязаны.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность достижения приведенной совокупностью существенных признаков требуемого технического эффекта.

На фиг. 1 показан вид сбоку на устройство для получения строительных смесей.

На фиг. 2 вид А на фиг. 1 вид со стороны днища барабана.

На фиг. 3 вид Б на фиг. 1, вид со стороны горловины барабана.

На фиг. 4 сечение А-А на фиг. 2, показана дверца днища барабана в разрезе.

На фиг.5 продольный разрез цилиндрического барабана в виде бочки.

На фиг.6 конструкция съемных лопастей для барабана.

На фиг.7 узел 1 на фиг.6, увеличено.

На фиг.8- сечение Б-Б на фиг.3, схема установки роликов.

На фиг. 9 сечение В-В на фиг.2, поворотная опора для центральной зоны днищевой части барабана.

На фиг.10 вид на поперечину в зоне установки поворотной опоры.

На фиг.11 вариант установки роликов по фиг.8.

На фиг.12 кинематическая схема электропровода вращения барабана.

На фиг.13 положение электропровода при снятом срамы барабане.

На фиг.14 положение электропровода при установленном на раму барабане.

На фиг. 15 механизм принудительного поджатия блока электропривода к барабану.

Устройство для получения строительных смесей (см. фиг. 1 -3) содержит устанавливаемую на основании раму, включающую в себя два параллельно установленных продольных элемента 1, расположенных в вертикальной плоскости под углом, равным углу заданного для обеспечения технологического процесса наклона барабана 2 для приготовления строительной смеси. Продольные элементы 1 имеют вертикальные стойки 3 разной высоты, несущие опорные узлы 4 для установки на основание. Опорные узлы могут быть выполнены в виде обычных ножек или в виде ходовых колес, в последнем случае пользователь имеет возможность перемещать устройство по строительной площадке.

Продольные элементы 1 связаны между собой дугообразными поперечинами 5, несущими опорные ролики 6, на которые производится установка барабана 2 и которые обеспечивают свободное его вращение. Ролики 6 (см. фиг. 8) в общем случае могут представлять собой обычные шарикоподшипники 7, устанавливаемые на оси 8, закрепленной в поперечине 5. Поперечины 5 смонтированы перпендикулярно по отношению к продольным элементам 1 и выполнены различными по дуге охвата барабана. Поперечины 5 связаны между собой по своим свободным концам П-образным элементом 9, расположенным в горизонтальной плоскости, параллельной основанию или плоскости опирания рамы. Поперечная часть 10 П-образного элемента 9, выступающая за габариты продольных элементов 1 в задней части, несет на себе поворотную опору 11 для опирания днищевой части 12 барабана о раму и предотвращения осевого перемещения барабана при его вращении. Поворотная опора 11 (см. фиг. 9) включает в себя диск 13 с осью 14, на которой установлен упорный подшипник 15. При монтаже опоры диск свободно устанавливается осью в отверстие в поперечной части 10 П-образного элемента 9. Барабан своим весом опирается на диск и надежно его удерживает от выпадения.

В зоне передней поперечины 6 под продольными элементами имеются проушины 16 для монтажа электропривода, представляющего собой электродвигатель 17, выполненный в блоке с редуктором 18 (см. фиг. 1).

Для повышения жесткости рамы при обеспечении ее минимального веса целесообразно продольные элементы 1 и поперечины 5 выполнить из одинакового открытого П-образного профиля (см. фиг. 8). В этом случае боковые стенки профиля можно использовать в качестве опор для крепления осей роликов в поперечинах и ходовых колес в стойках 3.

Барабан 2 для приготовления строительной смеси (см. фиг. 5) имеет цилиндрическую форму с открытой горловиной, через которую производится заправка компонентов смеси. В общем случае и для упрощения конструкции целесообразно в качестве барабана использовать обычную цилиндрическую бочку, например металлическую из под краски или нефтепродуктов либо выполненную из полимера или специального технического картона. Может также использоваться и деревянная бочка. Существенным являются два фактора: первый ее форма и второй использование готового изделия, т.е. бочки, имеющей днищевую часть 12. Таким образом, исключается из процесса производства устройства самый сложный узел по технологии выполнения, которым является барабан специальной формы и с лопастями на внутренней поверхности.

В виду того, что стандартная бочка, например, из металлического листа представляет собой тонкостенную оболочку, целостность стенок которой обеспечивает ее несущую способность, не представляется возможным без повреждения структуры стенок закрепить традиционным путем на ее внутренней поверхности лопасти для перемещения перемешивания смеси. Предлагаемая конструкция лопастей согласно настоящему изобретению (см. фиг. 6) представляет собой два кольца соответственно неразрезное 19 и разрезное 20, между которыми и на которых закреплены рамки 21, выполненные из проволоки круглого сечения. В зоне сварных стыков с внешней стороны колец можно выполнить выступы 22 или насечку, или элементы повышенного трения. При установке лопастей в полости бочки при распирании разрезного кольца происходить силовой контакт выступов (или иных элементов из перечисленных) с телом стенок бочки, что позволяет обеспечить надежное удержание лопастей в бочке без повреждения структуры стенок. Одним из вариантов выполнения узла для распирания разрезанного кольца является резьбовой хомут 23, связывающий между собой свободные концы 24 кольца 20, имеющие различные по направлению навивки резьбовые участки. Поворот хомута осуществляется стержнем 25.

В днищевой части 12 выполненного из стандартной бочки барабана выполняется дверца 26 (см. фиг. 2 и 4), установленная на петле 27 с ребром жесткости 28. В закрытом состоянии дверца удерживается поворотно смонтированной задвижкой 29, заводимой за скобу 30. Дверца 26 выполняется по своим размерам и площади больше, чем отверстие для слива готовой смеси в днищевой части бочки. По периметру дверцы расположено уплотнение 31 (см. фиг. 4) для исключения утечек жидкого раствора. Такая конструкция дверцы при тонкостенности днищевой части 12 бочки обеспечивает надежное удержание смеси в полости бочки за счет того, что смесь своим весом оказывает давление на края выреза и придавливает этот край через уплотнение к широкой плоскости дверцы.

Учитывая, что бочки, используемые в качестве барабана, могут иметь различный диаметр, предлагается крайние ролики 6 (см. фиг. 11) выполнить регулируемыми по своему положению по отношению к поверхности бочки. Для этого достаточно ось 8 ролика 6 связать с резьбовым стержнем 32, который позволит ввинчиванием переместить ролик 6 к бочке, если ее диаметр несколько меньше стандартного, для которого рассчитана рама устройства.

В связи с тем, что на конкретной раме устройства могут быть использованы бочки, отличные по диаметру, но с небольшой разницей, целесообразно выполнить поперечный элемент 10 с несколькими отверстиями 33 с тем, чтобы можно было выбрать оптимальное положение диска 13, соответствующее центральной геометрической зоне днищевой части 12 бочки. В этом случае диск 13 не будет создавать дополнительные потери на трение при вращении бочки.

Для вращения бочки, используемой в качестве барабана, в устройстве предусмотрен электропровод, состоящий из электродвигателя 17 и выполненного заодно с ним редуктора 18 (см. фиг. 1 и 12). Редуктор 18, приведенный на фиг. 12, выполнен по планетарной схеме с неподвижным водилом 34, на котором установлены сателлиты 35, зацепленные с солнечной шестерней 36 на валу ротора электродвигателя и коронной шестерней 37, несущей резиновое кольцо 38 в качестве ведомого элемента. Такая схема позволяет получить практически любое передаточное число, требуемое для получения заданного числа оборотов бочки при максимальной загрузке. Возможно исполнение редуктора иной схемы, но применительно к заявленному изобретению конструкция редуктора не является существенной. В зависимости от примененного типа электродвигателя последний может быть закреплен на проушинах 16 либо за счет своих выполненных на корпусе осевых выступов, как это показано на фиг. 1, либо при использовании конструкции электродвигателя с крепежной площадкой 39 за счет крепления этой площадки к опорной пластине 40, имеющей оси, на которых электродвигатель может поворачиваться в проушинах 16. При этом центр подвеса блока электродвигателя с редуктором смещен в сторону редуктора относительно центра масс этого блока.

Такая установка блока электродвигателя с редуктором позволяет ему принимать при отсутствии барабана в раме положение, показанное на фиг. 13. А при установке барабана на раму последний оказывает давление на редуктор и разворачивает его, как это показано на фиг. 14. при этом опрокидывающий момент от дисбаланса в подвесе блока пытается развернуть блок в положение на фиг. 13, что обеспечивает поджатие резинового кольца 38 к внешней поверхности барабана (бочки). Оказанного давления достаточно для обеспечения сцепления пары "металл-резина" и обеспечения требуемого трения для передачи крутящего момента от электродвигателя на бочку и ее вращения. Для повышения степени сцепления по внешней поверхности бочки в зоне контакта с резиновым кольцом 38 может быть выполнена полоса повышенного трения 41, выполняемая любым известным способом за счет нанесения краски, наклеивания абразива и т.д.

Если все-таки по условиям эксплуатации оказанное на бочку давление со стороны блока электродвигателя и редуктора недостаточно, и имеет место повышенное проскальзывание, то целесообразно использовать механизм фиксации положения электродвигателя 17 по отношению к раме (см. фиг. 15). Этот механизм включает в себя две резьбовые стяжки 42, шарнирно прикрепленные соответственно к поперечине 5 и к корпусу электродвигателя 17. Обе резьбовые стяжки связаны между собой резьбовым хомутом 43, поворотом которого обеспечивают уменьшение связи корпуса электродвигателя относительно поперечины (уменьшение поджатия резинового кольца к бочке) или увеличение этой связи, приводящее к усилению давления резинового кольца 38 на бочку.

Свободный конец вала ротора выполнен удлиненным и с муфтовым элементом 44 (фиг. 12 ) для подсоединения рукоятки 45 ручного вращения ротора электродвигателя и через редуктор барабана (см. фиг. 1).

Настоящее устройство для получения строительных смесей при индивидуальном строительстве работает по тому же принципу, что и все известные устройства типа смесемешалок, и ничем в этой части не отличается.

Настоящее изобретение позволяет создать простое по конструкции и надежное в эксплуатации устройство, разбираемое на отдельные составные части и удобное в транспортировке. Эксплуатационные показатели настоящего устройства отвечают требованиям различных групп населения с разной физической подготовкой.

Claims (11)

1. Устройство для получения строительных смесей, содержащее раму на опорных элементах для установки на основании, выполненную из продольных элементов, связанных поперечинами, на одной из которых смонтированы ролики для поддержания при вращении установленного под углом к основанию барабана для приготовления смеси, днищевая часть которого имеет поворотную опору на раме для исключения осевого смещения при вращении, а также привод вращения барабана, имеющего во внутренней полости лопасти для перемешивания смеси, отличающееся тем, что продольные элементы рамы расположены параллельно друг другу и под углом в вертикальной плоскости, равным углу наклона выполненного цилиндрической формы барабана к основанию, и выполнены со стойками, несущими опорные элементы, поперечины для связи продольных элементов выполнены дугообразными с образованием ложемента для свободной установки барабана на закрепленных поворотно во всех поперечинах роликах, при этом свободные концы дугообразных поперечин жестко связаны между собой расположенным в горизонтальной плоскости П-образным элементом, на поперечной части которого смонтирована поворотная опора для центральной зоны днищевой части барабана, выполненной с дверцей, имеющей запор, для выпуска приготовленной смеси, загружаемой через горловину барабана во внутреннюю полость, в которой съемно смонтированы лопасти для перемешивания приготавливаемой смеси, выполненные в виде прямоугольных рамок, закрепленных по малым сторонам на двух кольцах с внешним диаметром, равным внутреннему диаметру цилиндрического барабана, по крайней мере одно кольцо выполнено разрезным, обращенные навстречу друг другу концы этого кольца выполнены с резьбой противоположного направления и связаны между собой резьбовым хомутом для обеспечения плотного прилегания этого кольца к внутренней поверхности барабана при установке лопастей в полость последнего.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что продольные элементы рамы и поперечины выполнены из открытого П-образного профиля.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что боковые стенки профиля поперечин представляют собой опоры для монтажа роликов поддержания барабана при вращении.

4. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что ролики представляют собой шарикоподшипники.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что барабан представляет собой цилиндрическую бочку из металлического листа, или полимера, или картона, или дерева.

6. Устройство по пп. 1 и 5, отличающееся тем, что в поперечинах используемой в качестве барабана бочки с отличным от заданного диаметром по крайней мере один крайний по месту положения ролик с одной стороны каждой поперечины выполнен с возможностью регулируемого перемещения в сторону бочки до контакта с ее поверхностью.

7. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что поворотная опора для центральной зоны днищевой части барабана представляет собой диск с поверхностью опирания на указанную зону барабана, несущий упорный подшипник на оси, устанавливаемой свободно в одно из сквозных отверстий поперечины П-образного элемента связи дугообразных элементов между собой.

8. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что кольца крепления лопастей выполнены с выступами для внедрения в тело стенок бочки при распирании разрезного кольца хомутом.

9. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод вращения барабана выполнен ручным.

10. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод выполнен электрическим и включает в себя в виде блока связанный жестко с электродвигателем редуктор, несущий в качестве ведомого элемента обрезиненное кольцо для фрикционного воздействия с поверхностью барабана, электродвигатель подвешен на поперечине рамы с возможностью свободного поворота, при этом ось вращения электродвигателя с редуктором относительно рамы смещена в сторону редуктора относительно центра масс блока электродвигателя и редуктора.

11. Устройство по пп. 9 и 10, отличающееся тем, что свободный конец вала ротора электродвигателя выполнен с элементом крепления рукоятки для обеспечения ручного привода вращения барабана.

Images