SU1760051A1

SU1760051A1 - Depth vibrator for thickening concrete compounds

Info

Publication number: SU1760051A1
Application number: SU904883147A
Authority: SU
Inventors: Альберт Иванович Батулов; Александр Борисович Вавилов
Original assignee: Ленинградский инженерно-строительный институт
Priority date: 1990-11-20
Filing date: 1990-11-20
Publication date: 1992-09-07

Abstract

Использование: в устройствах дл глубинного уплотнени бетонных смесей. Сущность изобретени : 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 св занной с внутренними концами упругих излучающих элементов, пропущенных через окна корпуса. Эластична оболочка заполнена в зкой жидкостью и контактирует с внутренней поверхностью корпуса. 4 ил.Usage: in devices for deep consolidation of concrete mixes. SUMMARY OF THE INVENTION: The vibrator comprises a housing with through windows and an agent of circular oscillations placed in its cavity. The latter is made in the form of a drive shaft mounted along the longitudinal axis with an unbalance mounted on it in the form of a sector with a curvilinear working surface located eccentrically with respect to the elastic shell covering the circular oscillator and rigidly connected with the internal ends of elastic radiating elements passed through the housing windows. The elastic shell is filled with a viscous fluid and contacts the inner surface of the housing. 4 il.

Description

Изобретение относитс к области строительства , а именно к устройствам дл глубинного уплотнени строительных смесей, например бетона, и может быть использовано в промышленном, гражданском и гидротехническом строительстве.The invention relates to the field of construction, namely, devices for deep compaction of building mixtures, such as concrete, and can be used in industrial, civil and hydraulic engineering construction.

Из технической литературы известно, что широкое применение в строительстве нашли глубинные центробежные уплотнители бетонных смесей, состо щие 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 вращени приводит к возникновению вынуждающей силы, котора через вал и подшипниковые узлы передаетс корпусу вибратора. Известно также выполнение вибровозбудител в виде вала, на котором свободно расположен бегунок, обкатывающий внутреннюю поверхность корпуса вибратора. В этом случае, вынуждающа сила возникает за счет кольцевого дви- жени бегунка и передаетс непосредственно корпусу вибратора. Нагрузка , которую воспринимает вал и подшипниковые узлы, возникает в основном за счет наличи поводка, привод щего бегунок во вращение. По сравнению с дебалансны- ми бегунковый вибровозбудитель позвол ет частично разгрузить вал и подшипниковые узлы.From technical literature it is known that deep-seated centrifugal seals of concrete mixtures consisting of a body, bearing bearings, a shaft and unbalance, mounted on a shaft (V.A.Bauman, I.I.Bykhovsky. Vibrating machines and processes in construction. M., 1977, pp. 139-152). The eccentric position of the unbalance with respect to the axis of rotation results in a driving force that is transmitted through the shaft and bearing assemblies to the vibrator body. It is also known to perform a vibration exciter in the form of a shaft, on which a slider freely runs around the inside surface of the vibrator body. In this case, the driving force arises due to the ring movement of the thumb and is transmitted directly to the body of the vibrator. The load perceived by the shaft and bearing assemblies arises mainly due to the presence of a driver leading the slider to rotation. Compared with the unbalance, the trigger exciter allows the shaft and bearing assemblies to be partially unloaded.

Известен вибратор дл уплотнени бетона , включающий трубчатый корпус и пульсирующий гидравлический привод, при этом корпус вибратор выполнен с продольными гофрами, причем внутренн полость корпуса соединена с пульсирующим приводом (А.с. № 325327, кл. Е 04 G 21/08. 1972).A known vibrator for compacting concrete includes a tubular body and a pulsating hydraulic drive, while the body of the vibrator is made with longitudinal corrugations, and the internal cavity of the body is connected to a pulsating drive (AS No. 325327, class E 04 G 21/08. 1972) .

Наиболее близким к изобретению вл етс глубинный вибратор дл уплотнени бетонных смесей (А.с. № 1339224, кл. Е 04 GThe closest to the invention is a deep vibrator for compacting concrete mixes (AS No. 1339224, CL E 04 G

VIVI

ОABOUT

§§

21/08, 1987), содержащий вибровозбудитель колебаний и рабочий орган в виде излучающей поверхности, причем последн выполнена рельефной, а высота выступов рельефной поверхности и рассто ние между ними составл ет D/2, где D - средний диаметр заполнител .21/08, 1987), containing a vibration exciter and a working body in the form of a radiating surface, the latter being made relief, and the height of the protrusions of the relief surface and the distance between them is D / 2, where D is the average diameter of the aggregate.

Недостатком данного устройства вл етс то, что высокие динамические нагрузки действующие на вал вибратора и подшипниковые узлы привод т к их ускоренному износу и выходу из стро . Кроме этого, техническое решение, при котором отсутствует скольжение излучающей поверхности глубинного вибратора относительно уплотн емого материала приводит к тому, что деформаци материала происходит в основном за счет непосредственного соприкосновени рельефной излучающей поверхности вибратора с уплотн емой средой. В этом случае рельеф жестко св зан с корпусом вибратора, амплитуда колебаний рельефа и корпуса одинакова. С точки зрени передачи импульсов деформаций бетонной смеси такое решение не рационально, что в свою очередь приводит к уменьшению производительности глубинного вибратора при уплотнении бетонных смесей.The disadvantage of this device is that high dynamic loads acting on the shaft of the vibrator and bearing assemblies lead to their accelerated wear and failure. In addition, the technical solution in which there is no slipping of the radiating surface of the deep vibrator relative to the material being compacted leads to the fact that the material is deformed mainly due to the direct contact of the relief radiating surface of the vibrator with the medium to be compacted. In this case, the relief is rigidly connected to the vibrator case, the amplitude of the relief oscillations and the case are the same. From the point of view of the transfer of impulse deformations of a concrete mix, such a solution is not rational, which in turn leads to a decrease in the performance of a deep vibrator when compacting concrete mixes.

Цель изобретени - повышение надежности работы глубинного вибратора и эффективности уплотнени бетонной смеси.The purpose of the invention is to increase the reliability of the operation of the deep vibrator and the efficiency of compaction of the concrete mix.

Указанна цель достигаетс , 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 вращени вала между внутренней поверхностью корпуса и криволинейной поверхностью сектора. Центр масс вибровозбудител расположен таким образом, что при установившемс режиме работы глубинного вибратора центробежные силы, возникающие при вращении вала с жестко закрепленным вибровозбудителем , уравновешиваютс подъемной силой , возникающей за счет скоростного напора при течении жидкости в клиновидной щели. Выступающие радиальные упругие элементы способны деформироватьс под действием усили в продольном направлении .This goal is achieved by the fact that a deep vibrator, containing a cylindrical body with protruding radial elements, filled with liquid, a centrifugal vibration exciter, made in the form of a sector with a curvilinear surface, coaxially placed inside the body and rigidly fixed on the shaft, forming a wedge-shaped slot in the direction of rotation shaft between the inner surface of the housing and the curved surface of the sector. The center of mass of the vibration exciter is located in such a way that, at steady state operation of the deep vibrator, the centrifugal forces that occur when the shaft rotates with the rigidly fixed vibration exciter are balanced by the lifting force arising due to the velocity head as the fluid flows in the wedge-shaped slot. The protruding radial elastic elements are able to deform under the action of forces in the longitudinal direction.

В изобретении вынуждающа сила создаетс за счет кругового движени эксцен- трично расположенной жидкости и передаетс непосредственно корпусу вибратора , центробежные силы вибровозбудител уравновешиваютс подъемной силой, возникающей при течении жидкости в клиновидной щели за счет скоростного напора. Это позвол ет разгрузить вал и подшипни- ковые узлы, тем самым повысив надежность работы вибратора.In the invention, the driving force is created by the circular movement of an eccentrically located fluid and is transmitted directly to the body of the vibrator, the centrifugal forces of the vibration exciter are balanced by the lifting force that occurs when the fluid flows in the wedge-shaped gap due to the velocity head. This allows you to unload the shaft and bearing units, thereby increasing the reliability of the vibrator.

Сила давлени , возникающа при течении жидкости в клиновидной щели, способна деформировать в продольномThe pressure force that occurs when a fluid flows in a wedge-shaped gap can deform in the longitudinal

направлении выступающие радиальныеdirection of protruding radial

00

элементы из упругого материала, сообща elements of elastic material together

среде дополнительные импульсы давлени .medium additional pressure pulses.

Сопоставительный анализ за вл емогоComparative analysis of the claimed

решени с прототипом показывает, что заsolution with the prototype shows that

5 вл емый объект изобретени отличаетс тем. что возмущающа сила создаетс за счет движени эксцентрично расположенной жидкости и передаетс непосредственно корпусу вибратора. Центробежные силы5, the subject matter of the invention differs in that. that the disturbing force is created by the movement of an eccentrically located fluid and is transmitted directly to the body of the vibrator. Centrifugal force

0 вибровозбудител уравновешиваютс силами давлени , возникающими при течении жидкости в клиновидной щели, что позвол ет разгрузить подшипниковые узлы, при этом периодические деформации радиаль5 ных элементов из упругого материала сообщают среде дополнительные импульсы давлени , интенсифициру процесс уплотнени .The vibration exciters are balanced by the forces that occur when the fluid flows in the wedge-shaped slot, which allows the bearing assemblies to be unloaded, while periodic deformations of the radial elements of the elastic material impart additional pressure pulses to the medium, intensifying the compaction process.

Таким образом, за вл емое техническое решение соответствует критерию изобретени новизна.Thus, the claimed technical solution meets the criteria of the invention of novelty.

Известные технические решени не обеспечивают создани возмущающей силы за счет движени сектора эсцентричноKnown technical solutions do not ensure the creation of a disturbing force due to the movement of the sector eccentric

5 расположенной жидкости при одновременном сообщении уплотн емой среде дополнительной энергии колебаний и разгрузки подшипниковых узлов. Это позвол ет сделать вывод о соответствии критерию суще0 ственные отличи за вл емого технического решени .5 located liquid while simultaneously informing the compacted medium of additional energy of oscillation and unloading of bearing assemblies. This allows us to conclude that the criterion meets the essential differences of the proposed technical solution.

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: наFIG. 1 shows a general view of a deep vibrator; figure 2 - section aa on fig.Z; on fig.Z - section BB in figure 2: on

5 фиг.4 - схема работы вибратора.5 figure 4 - scheme of the vibrator.

Глубинный вибратор дл уплотнени бетонных смесей содержит цилиндрический корпус 1 со сквозными окнами 4 и выступающие упругие радиальные излучающие эле0 менты 3. Герметическа оболочка 2 охватывает возбудитель колебаний 8, контактиру с внутренней поверхностью корпуса 1, и жестко св зана с внутренними концами излучающих элементов 3, пропу5 щенных через окна 4. Корпус 1 заполнен в зкой 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 представл ет собой дебаланс , выполненный в виде сектора с криволинейной поверхностью, расположенной эксцентрично относительно эластичной оболочки, образу клиновидную щель 9 между внутренней поверхностью корпуса глубинного вибратора и криволинейной поверхностью сектора. Центр масс возбудител колебаний 8 расположен таким образом, что при установившемс режиме работы вибратора центробежные силы уравновешиваютс силами давлени , которые возникают за счет скоростного напора при течении в зкой жидкости в клиновидной щели (центробежные силы и силы давлени действуют в противоположных направлени х ).The deep vibrator for compacting concrete mixes contains a cylindrical body 1 with through holes 4 and protruding elastic radial radiating elements 3. The hermetic shell 2 encloses the vibration exciter 8, in contact with the internal surface of the body 1, and is rigidly connected to the internal ends of the radiating elements 3, prop 5 through the windows 4. The housing 1 is filled with a viscous fluid 5. On the bearing bearings 6 along the longitudinal axis of the housing 1 there is a drive shaft 7 with an oscillation pathogen installed on it 8. The causative agent Oscillation 8 is an imbalance, made in the form of a sector with a curved surface located eccentrically relative to the elastic shell, forming a wedge-shaped slot 9 between the inner surface of the body of the immersion vibrator and the curvilinear surface of the sector. The center of mass of the vibration exciter 8 is located in such a way that, at steady state operation of the vibrator, the centrifugal forces are balanced by the pressure forces that arise due to the velocity head during the flow of a viscous fluid in the wedge-shaped gap (the centrifugal forces and pressure forces act in opposite directions).

Глубинный вибратор работает следующим образом.Deep vibrator works as follows.

Включа привод вибратора вал 7, а вместе с ним возбудитель колебаний 8 начинает вращатьс , толка перед собой в зкую жидкость 5, которой заполнен корпус вибратора . В зка жидкость 5, эксцентрично расположенна относительно приводного вала 7, совершает круговые движени в корпусе 1, создава тем самым центробежную вынуждающую силу. Наличие, клиновидной щели 9, образованной внутренней поверхностью корпуса 1 и криволинейной поверхностью сектора, приводит к возникновению значительного давлени за счет скоростного напора. Силы давлени действуют в направлении клиновидной щели 9 (данный процесс аналогичен процессам, протекающим в подшипниках скольжени , и хорошо рассмотрен в гидродинамической теории смазки). Силы давлени , уравновешива центробежные силы возбудит&л колебаний 8, воздействуют на упругий материал герметичной эластичной оболочки 2, что приводит к деформированию материала в местах расположени сквозных окон 4. Выступающие радиальные излучающие элементы 3 деформируютс в продольном направлении по длине клиновидной щели 9 периодически при каждом обороте вала 7. При погружении работающего глубинного вибратора в бетонную смесь выступающиеTurning on the vibrator drive, the shaft 7, and with it the vibration exciter 8 begins to rotate, a viscous fluid 5 in front of it, with which the body of the vibrator is filled. The viscous fluid 5, eccentrically located relative to the drive shaft 7, makes circular motions in the housing 1, thereby creating a centrifugal driving force. The presence of a wedge-shaped slit 9 formed by the inner surface of the housing 1 and the curved surface of the sector leads to significant pressure due to the velocity head. The pressure forces act in the direction of the wedge-shaped gap 9 (this process is similar to the processes occurring in sliding bearings and is well considered in the hydrodynamic theory of lubrication). The pressure forces, by balancing the centrifugal forces, will excite oscillation 8 and affect the elastic material of the hermetic elastic casing 2, which causes the material to deform at the locations of the through windows 4. The protruding radial radiating elements 3 deform in the longitudinal direction along the length of the wedge-shaped slot 9 periodically at each rotation of the shaft 7. When immersing a working immersion vibrator in a concrete mixture protruding

элементы на корпусе вибратора не только преп тствуют скольжению рабочей поверхности относительно уплотн емого материала , но и сообщают дополнительную энергиюthe elements on the vibrator case not only prevent the working surface from sliding relative to the material being compacted, but also provide additional energy

колебаний за счет продольного деформировани элементов 3.oscillations due to the longitudinal deformation of elements 3.

Такое решение позвол ет интенсифицировать процесс уплотнени , что выражаетс в увеличении радиуса действи This solution allows to intensify the compaction process, which is expressed in an increase in the radius of action

глубинного вибратора и, следовательно, в повышении его производительности. Сокращаетс врем вибрировани . Кроме того , заполнение корпуса вибратора по всей длине жидкостью позвол ет получить равномерно распределенную вынуждающую силу. Уравновешенный возбудитель колебаний даёт возможность исключить воздействие на опорные подшипники, значительно повысив долговечность их работы.immersion vibrator and, consequently, in improving its performance. Vibration time is reduced. In addition, filling the body of the vibrator along the entire length with a liquid allows to obtain a uniformly distributed driving force. A balanced oscillation pathogen makes it possible to eliminate the impact on the thrust bearings, significantly increasing the durability of their work.

Срок службы такого вибратора по сравнению с существующими конструкци ми увеличиваетс в 4-% раз, а радиус действи в зависимости от диаметра выступов повышаетс на 10-20%.The service life of such a vibrator increases by 4% compared with existing structures, and the radius of action, depending on the diameter of the protrusions, increases by 10-20%.

Claims

Invention Formula

Deep vibrator for compacting concrete mixes, containing a cylindrical body, protruding radial radiating elements and placed in its

Circular oscillation pathogen, characterized in that, in order to increase the efficiency of compaction processes, it is provided with a sealed elastic jacket filled with a viscous liquid, encompassing the circular oscillation pathogen and in contact with the inner surface of the housing, which is made with through windows, radiating elements — elastic, circular oscillator - in the form of a drive shaft mounted along the longitudinal axis of the casing with an unbalance installed on it in the form of a sector with a curvilinear working surface eccentric with respect to the elastic shell, rigidly connected with the inner ends of the radiating elements passed through the windows of the housing.

-P

1

/ - /

b

Deformation of elastic bys- / pupob

V. Savina

Fi.Ts

Compiled by A. Vavilov Tehred M. Morgental

/

Zlyura yes & lensh. p / livers / liquid / t / 8 tyvw- St / ffffou and / b

Proofreader L. Pililenko