Глубинный виброуплотнитель
Изобретение относится к строительной технике, в частности к устройствам для уплотнения бетонных и сыпучих смесей, и может быть использовано при изготовлении и возведении железобетонных конструкций. Техническим результатом изобретения является снижение энергозатрат на обработку материала и увеличение надежности устройства, а также повышение эффективности виброуплотнителя за счет создания тангенциальных векторов сил. Глубинный виброуплотнитель включает корпус, содержащий упругодеформируемую трубчатую оболочку и размещенный в полости корпуса возбудитель колебаний, снабженный кожухом, герметизированным в торцах подвижными элементами возбудителя. В части корпуса между трубчатой оболочкой и поверхностью кожуха выполнено посредством расположенных вдоль продольной оси корпуса перегородок четное число рабочих камер в количестве не менее четырех. Камеры через одну заглушены герметично с противоположных торцов, а открытые торцы каждой из групп камер объединены в единые герметичные объемы, замкнутые на подвижные элементы возбудителя и заполненные рабочей средой. Возбудитель колебаний выполнен с возможностью создания в каждом из образованных объемов давления и разрежения среды попеременно. При этом упомянутые перегородки могут быть выполнены в виде ребер, расположенных снаружи на кожухе, связанных с трубчатой оболочкой посредством плотного контакта, или съемными и также связаны с трубчатой оболочкой и с поверхностью кожуха посредством плотного контакта. Трубчатая оболочка может быть выполнена гофрированной, а также съемной. А возбудитель колебаний может быть выполнен с электрическим приводом. 5 з.п. ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к строительной технике, в частности к устройствам для уплотнения бетонных и сыпучих смесей, и может быть использовано в различных отраслях промышленности при изготовлении и возведении железобетонных конструкций.
Известны глубинные виброуплотнители, содержащие рабочий орган в виде эластичной оболочки, заполненной рабочей жидкостью, и возбудитель колебаний, приводимый в действие внешним источником высокого давления газа или жидкости. (RU №2107790, кл. Е 04 G 21/08, 1998 г.; SU №394114, кл. В 06 В 1/18, 1970 г.; SU №325327, кл. Е 04 G 21/08, 1969 г.). К недостаткам упомянутых устройств следует отнести сложность пульсирующего привода и непрочность эластичной оболочки, что делает их громоздкими, недостаточно мобильнымы, уменьшает надежность и ограничивает область их применения.
Известен глубинный виброуплотнитель, содержащий эластичную оболочку, охватывающую герметично возбудитель колебаний, соединенный с источником переменного тока (SU №1768732, кл. E 04 G 21/08, 1992 г.). Эластичная оболочка выполнена из резины с наполнителем, а возбудитель колебаний - в виде соленоида. Ферритовая смесь обладает большим сопротивлением для силовых линий и для возбуждения колебаний требуется значительная мощность. К тому же эффективность перемешивания ограничивается тем, что фронт волны колебаний в конкретный момент имеет только радиальный вектор.
Известен глубинный виброуплотнитель (SU №1222794, кл. Е 04 G 21/08, 1986 г.), наиболее близкий к заявляемому по числу совпадающих признаков, содержащий цилиндрический корпус с охватывающей его гофрированной эластичной оболочкой и размещенный в его полости возбудитель колебаний, приводимый в действие вращательным движением вала электродвигателя. Он обладает достаточной эффективностью, однако остается общий для вышеупомянутых устройств недостаток: недолговечность эластичной оболочки, поскольку эффективность ее воздействия на обрабатываемый материал определяется степенью ее деформации. При этом деформированная оболочка подвергается воздействию со стороны неоднородной смеси с твердыми включениями и может быть легко повреждена.
Настоящее изобретение предназначено решить задачу повышения эффективности виброуплотнителя за счет создания, помимо радиальных, тангенциальных векторов сил, воздействующих на уплотняемый материал. Изобретение решает задачу снижения энергозатрат на обработку материала и увеличение надежности устройства за счет сокращения массы подвижных частей вибратора и отсутствия трущихся поверхностей и легкоразрушающихся материалов.
Задача решается тем, что в глубинном виброуплотнителе, включающем корпус, содержащий упругодеформируемую трубчатую оболочку и возбудитель колебаний, возбудитель колебаний выполнен в кожухе, герметизированном в торцах подвижными элементами возбудителя, а в части корпуса ограниченной трубчатой оболочкой и поверхностью кожуха, выполнено посредством расположенных вдоль вертикальной оси корпуса перегородок четное число рабочих камер в количестве не менее четырех. Камеры через одну заглушены герметично с противоположных торцов, а открытые торцы каждой из групп камер объединены в единые герметичные объемы, замкнутые на подвижные элементы возбудителя и заполненные рабочей средой. Возбудитель колебаний выполнен с возможностью создания в каждом из образованных объемов давления и разрежения среды попеременно. Упомянутые перегородки выполнены в виде ребер, расположенных снаружи на поверхности кожуха, связанных с трубчатой оболочкой посредством плотного контакта. Они могут быть выполнены съемными и связанными как с трубчатой оболочкой, так и с поверхностью кожуха посредством плотного контакта. Трубчатая оболочка может быть выполнена гофрированной. В обоих случаях она может быть съемной.
Возбудитель колебаний выполнен с электрическим приводом. В процессе воздействия колебаний, создаваемых возбудителем, части упругодеформируемой оболочки корпуса, составляющие часть камер с высоким давлением, выгибаются в сторону уплотняемого материала, а другие части оболочки втягиваются вовнутрь. В следующий момент времени, определяемый частотой задаваемой вибрации, воздействие на среду меняет направление на противоположное. За счет чередования в каждый момент времени зон давления и разрежения возникает тангенциальная составляющая силы, действующая на частицы обрабатываемого материала, что повышает эффективность уплотнения. Количество зон давления и разрежения в каждый момент времени зависит от количества рабочих камер. Выполнение оболочки корпуса гофрированной позволяет увеличить диапазон амплитуд колебаний и увеличить срок службы оболочки, уменьшая вероятность ее разрушения в местах контакта с перегородками. Герметичность камер обеспечивается их плотным контактом и с оболочкой и с поверхностью кожуха, при этом они могут быть выполнены съемными, как и сама оболочка корпуса. Это позволяет повысить ремонтопригодность виброуплотнителя, а его надежность обеспечивается возможностью использования более прочного упругодеформируемого материала для оболочки, например стали. Низкий уровень шума и вибраций на штанге-держателе обусловлен незначительными колебаниями центра тяжести вибратора из-за уравновешенности сил вибрации.
Изобретение поясняется описанием примера его реализации и приложенными к нему чертежами.
На фиг.1 представлен продольный разрез глубинного виброуплотнителя; на фиг.2 - разрез фиг.1 по А-А; на фиг.3 - разрез фиг.1 по В-В; на фиг.4 - поперечный разрез глубинного виброуплотнителя с гофрированной оболочкой; на фиг.3 - поперечный разрез глубинного виброуплотнителя со съемными перегородками.
Глубинный виброуплотнитель (фиг.1, 2, 3) содержит корпус, включающий трубчатую упругодеформируемую оболочку 1, выполненную из тонкой стали, основание 2 и верхнюю торцевую часть 3. Упругодеформируемая оболочка 1 может быть выполнена гофрированной (фиг.4). В корпусе размещен возбудитель колебаний 4, выполненный в виде соленоида с обмоткой 5 и сердечником 6, на концах которого закреплены подвижные элементы в виде мембран 7 и 8. Возбудитель колебаний помещен в кожух 9, герметизированный в торцах упомянутыми мембранами. В части корпуса, ограниченной трубчатой оболочкой и поверхностью кожуха, выполнены посредством расположенных вдоль продольной оси корпуса перегородок 10 четное число камер 11 (в данном примере - четыре). Перегородки выполнены в виде ребер на наружной стороне кожуха 9 и связаны с трубчатой оболочкой 1 посредством плотного контакта. Они могут быть выполнены съемными (фиг.3), размещены в выемках 12 на поверхности кожуха и крепиться к основанию корпуса 2 и к верхней торцевой части 3 крепежными элементами (на чертежах не показаны). При этом они связаны плотным контактом как с поверхностью кожуха, так и с трубчатой оболочкой. Для снижения трения в местах контакта перегородки снабжены прокладками 13 из упругодеформируемого материала, например фторпласта. Камеры через одну заглушены герметично с противоположных торцов, а открытые торцы каждой из образованных групп камер объединены в единые герметичные объемы 14 и 15, заполненные рабочей средой, например жидкостью. Они расположены в верхней и нижней частях корпуса и замкнуты на подвижные элементы возбудителя - мембраны 7 и 8 соответственно. Зазоры между полостями, заполненными жидкостью и не заполненными, уплотнены прокладками 16. Виброуплотнитель снабжен штангой 17 либо для закрепления на арматуре, либо для удерживания при использовании в качестве ручного инструмента. Через штангу осуществляется подача электроэнергии к вибратору.
Глубинный виброуплотнитель работает следующим образом.
При подаче питающего напряжения на обмотку 5 соленоида сердечник 6 с частотой питающего напряжения совершает возвратно-поступательное движение вдоль продольной оси корпуса. Связанные с последним мембраны 7 и 8, воспринимая соответствующее движение сердечника, воздействуют на жидкую среду, заполняющую объемы 14 и 15 в противофазе: если давление в одной из них повышается, то в другой в это время понижается. Соответствующим образом реагируют на это части внешней оболочки корпуса, являющиеся стенкой той или иной камеры: одна часть выгибается в сторону уплотняемой смеси, другая втягивается. В следующей фазе питающего напряжения ситуация меняется на противоположную. Образуются зоны давления и разрежения, чередующиеся как в радиальном направлении, так и в круговом, воздействующие на уплотняемую массу. Возникающие при этом тангенциальные векторы сил способствуют лучшему перемешиванию смеси. Поскольку центр тяжести виброуплотнителя за счет уравновешенности сил остается неподвижным вибрации, передаваемые на штангу-держатель, незначительны, что существенно как при использовании его в качестве ручного инструмента, так и в качестве составляющей в стационарных устройствах уплотнения строительных смесей.
Изобретение может быть использовано в различных отраслях промышленности для глубинного уплотнения сыпучих материалов и смесей различной плотности, например бетонных. Изобретение может использоваться как стационарно, так и в качестве ручного инструмента.
1. Глубинный виброуплотнитель, включающий корпус, содержащий упругодеформируемую трубчатую оболочку, и размещенный в полости корпуса возбудитель колебаний, отличающийся тем, что возбудитель колебаний выполнен в кожухе, герметизированном в торцах подвижными элементами возбудителя, а в части корпуса между трубчатой оболочкой и поверхностью кожуха выполнено посредством расположенных вдоль продольной оси корпуса перегородок четное число рабочих камер в количестве, не менее четырех, причем камеры через одну заглушены герметично с противоположных торцев, а открытые торцы каждой из групп камер объединены в единые герметичные объемы, замкнутые на подвижные элементы возбудителя и заполненные рабочей средой, а возбудитель колебаний выполнен с возможностью создания в каждом из образованных объемов давления и разрежения среды попеременно.
2. Глубинный уплотнитель по п.1, отличающийся тем, что упомянутые перегородки выполнены в виде ребер, расположенных снаружи на кожухе, связанных с трубчатой оболочкой посредством плотного контакта.
3. Глубинный виброуплотнитель по п.1, отличающийся тем, что упомянутые перегородки выполнены съемными и связаны с трубчатой оболочкой и с поверхностью кожуха посредством плотного контакта.
4. Глубинный виброуплотнитель по п.1, отличающийся тем, что трубчатая оболочка выполнена гофрированной.
5. Глубинный виброуплотнитель по п.1, отличающийся тем, что трубчатая оболочка выполнена съемной.
6. Глубинный виброуплотнитель по п.1, отличающийся тем, что возбудитель колебаний выполнен с электрическим приводом.
