Роторно-винтовые технологические системы для приготовления растворов и бетона

В зависимости от конструктивных особенностей роторно-винтовые технологические системы для приготовления растворов и бетона можно разделить на четыре класса:

1 класс — Роторно-винтовые технологические системы с вращающимся барабаном, находящимся под воздействием низкочастотных колебаний Этот тип технологической системы, находящейся под воздействием низкочастотных колебаний, выполнен в виде винтового контейнера, например, устройство для смешивания сыпучих материалов [5, 9, 11, 12], представленный на рисунке 1.

Рисунок 1? Устройство для смешивания сыпучих материалов.

• (1 — барабан; 2 — загрузочное устройство; 3 — разгрузочное устройство; 4, 5 — втулки; 6, 7 — подшипниковые опоры; 8 — носок загрузочного устройства; 9 — рама; 10 — четыре пневмобаллона; 11 — станина)
• 2 класс — Роторно-винтовые технологические системы с рабочим органом внутри вращающегося барабана

Этот тип роторно-винтовых технологических систем, например, стержневой бетоносмеситель (варианты) [6, 13], содержащий вращающийся цилиндр 2, в котором размещены стержни-катки 10. Стержни катки 10 выполнены по периметру в виде многозаходных цилиндрических поверхностей (рисунок 2).

Рисунок 2 — Стержневой бетоносмеситель (варианты) (1 — станина; 2 — барабан; 3 — электродвигатель; 4 — редуктор; 5 — четыре роликовых опоры; 6 — два обода; 7 — устройство для загрузки; 8 — устройство для разгрузки; 9 — трубопровод; 10 — стержни-катки)

3 класс — Роторно-винтовые технологические системы с вращающимся барабаном Этот класс включает три подкласса:

Роторно-винтовые технологические системы.

с конусообразным, снабженным винтовыми линиями на боковой поверхности вращающимся барабаном Барабан такой роторно-винтовой системы, например, бетоносмеситель [1, 7, 12], по первому варианту: по периметру выполнен конусным с тремя и более винтовыми канавками и винтовыми линиями, а также Рисунок 3? Бетоносмеситель (варианты).

(1 — станина; 2 — электродвигатель; 3 — редуктор; 4 — четыре роликовые опоры; 5 — конусный барабан; 6 — два обода барабана; 7 — устройство для загрузки; 8 — устройство для выгрузки; 9 — трубопровод) внутренних криволинейных поверхностей вогнутой формы с центрами кривизны снаружи барабана, а по второму варианту: конусный барабан 5 смонтирован из винтовых полос с напусками трапециевидной формы с увеличением их размеров по ширине от загрузки к выгрузке (рисунок 3).

Роторно-винтовые технологические системы с вогнутым, снабженным винтовыми линиями на боковой поверхности вращающимся барабаном Барабан 5 такой роторно-винтовой системы, например, установки для приготовления растворов [7, 8, 12] выполнен вогнутым и снабжен по периметру ломанными винтовыми линиями и ломанными винтовыми поверхностями с переменным шагом, представлен на рисунке 4.

Рисунок 4? Установка для приготовления растворов, общий вид.

(1 — станина; 2 — электродвигатель; 3 — редуктор; 4 — четыре роликовые опоры; 5 — барабан; 6 — два обода барабана; 7 — устройство для загрузки; 8 — устройство для разгрузки; 9 — трубопровод; 10 — винтовая насадка) В такой установке последовательное уплотнение и затем разряжение потоков цемента, инертных и воды, по мере их продвижения от загрузки к выгрузке, позволяет повысить не только эффективность смешивания и производительность, но и потенциально улучшить качественные показатели растворов.

Роторно-винтовые технологические системы с выпуклым, снабженным винтовыми линиями на боковой поверхности вращающимся барабаном Барабан 5 такой роторно-винтовой системы, например, устройства для приготовления растворов и бетонных смесей [3, 10, 13] выполнен выпуклым и снабжен по периметру ломанными винтовыми линиями и ломанными винтовыми поверхностями с переменным шагом (рисунок 5).

Рисунок 5? Устройство для приготовления растворов и бетонных смесей, общий вид.

(1 -станина, 2 — электродвигатель; 3 — редуктор; 4 — четыре роликовые опоры; 5 — барабан; 6 — два обода барабана; 7 — устройство для загрузки; 8 — устройство для разгрузки; 9 — трубопровод) В таком устройстве последовательное разряжение и затем уплотнение потоков цемента, инертных и воды по мере их продвижения от загрузки к выгрузке позволяет повысить эффективность смешивания и производительность, а также потенциально улучшить качественные показатели готовой продукции.

Роторно-винтовые технологические системы, снабженные винтовыми линиями на боковой поверхности вращающимися барабанами Барабаны 3 и 5 этой системы, например бетоносмеситель для приготовления бетона [2, 4], смонтированы из плоских элементов, с образованием дискретно расположенных по периметру винтовых линий различного шага и с различным числом направленных навстречу друг другу винтовых поверхностей (рисунок 6). В таком бетоносмесителе за счет геометрии внутреннего 3 и наружного барабана 5 обеспечивается повышение эффективности смешивания и теплообменных процессов при активации цемента бетонных смесей. При этом выполнение бетоносмесителя в виде коаксиально смонтированных двух барабанов обеспечивает не только значительное сокращение габаритов по длине, но и значительное сокращение энергозатрат за счет использования тепла, выделяющегося в процессе активации на нагрев бетонной смеси при транспортировке и затворения водой в наружном барабане 5.

Рисунок 6 — Бетоносмеситель для приготовления бетона и растворов.

(1 — приемная воронка; 2 — питатель; 3 и 5 — внутренний и наружный винтовые барабаны; 4 — труба; 6 — бункер; 7 — рама; 8 — привод; 9 — двигатель; 10 — ременная передача; 11 — венцовое колесо; 12 — опорные катки; 13 — опорное кольцо, 14 и 15 — спицы) Такое оформление винтовых поверхностей бетоносмесителя обеспечивает создание в каждой точке разнонаправленных составляющих движения, что усиливает эффект перемешивания компонентов бетонной смеси. В результате этого в полостях наружного и внутреннего барабанов 3 и 5 создаются мощные, направленные навстречу друг другу потоки, приводящие к разрушению комковатых, слипшихся частиц компонентов сырья, а также снижению обкатанности зерен инертного наполнителя и увеличения его активной поверхности, увеличивается площадь теплопередачи и значительно повышается интенсивность теплообмена, а значит и нагрев бетонной смеси, транспортируемой в наружном барабане 5. При такой конструкции обеспечивается повышение интенсивности и смешивания в результате нарушения стационарности движения потоков масс исходного сырья и воды, увеличивается площадь теплопередающих поверхностей, как компонентов бетонной смеси, так и стенок наружного и внутреннего барабанов 3 и 5.

Рисунок 7? Бетоносмеситель, вид спереди В процессе транспортирования компонентов бетонной смеси в винтовом барабане 3 производится активное смешивание песка, гравия и цемента, при этом происходит не только разрушение комковатых слипшихся частиц компонентов сырья, но и активное перемешивание, а также равномерное распределение частиц цемента в частицах гравия и песка. Поэтому, качество смешивания сухих компонентов — цемента, песка и гравия значительно выше. При внедрении предлагаемой новой технологии и оборудования обеспечивается не только сокращение габаритов по длине, но и экономия цемента на 3−5% за счет интенсификации процесса смешивания при увеличении взаимодействия потоков масс компонентов бетонной смеси в сухом виде и интенсификации процесса взаимодействия потоков воды, затворения и масс компонентов бетонной смеси, предварительно тщательно смешанных и равномерно распределенных в этих массах частиц цемента за счет использования тепла, выделяющегося при активации сухих компонентов на нагрев бетонной смеси при бетоносмешивании и за счет отказа от индивидуального привода питателя 2 и вращения его от внутреннего винтового барабана 3. раствор бетон винтовой ротор

• 1. Пат. 2 164 450, Российская Федерация, МПК В07 В ½. Барабанный грохот / А. Н. Иванов, А. В. Ляу, Г. В. Серга; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. — № 99 111 994/03; заявл.03.06.1999; опубл. 27.03.2001.
• 2. Пат. 2 209 669, Российская Федерация МПК В02С 17/04. Барабанная мельница / Г. В. Серга, Н. Н. Довжикова, Р. А. Диков; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. — № 2 002 101 215/03: заявл.08.01.2002; опубл. 10.08.2003, Бюл. № 10.
• 3. Пат. 2 228 402, Российская Федерация, МПК E02D 5/56. Винтовая свая / Г. В. Серга, С. М. Резниченко, Н. Н. Довжикова. В. Ф. Кремянский; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. — № 2 002 115 673/03; заявл. 11.06.2002; опубл. 10.05.2004.
• 4. Пат. 2 351 467, Российская Федерация, МПК В28С5/22. Бетоносмеситель для приготовления растворов / Г. В. Серга, К. М. Кретинин; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. — № 2 007 124 342/03; заявл.02.07.2007; опубл. 10.04.2009, Бюл. № 10.
• 5. Пат. 2 398 678, Российская Федерация, МПК В28С 5/20. Вибрационный бетоносмеситель / В. Д. Таратута, В. В. Цыбулевский, Г. В. Серга; заявитель и патентообладателъ Кубанский государственный аграрный университет. — № 2 009 111 958/03: заявл. 31.03,2009; опубл. 10.09.2010, Бюл. № 25.
• 6. Пат. 2 428 306, Российская Федерация, МПК 3 28С5.22. Стержневой бетоносмеситель / К. А. Белокур. Г .В. Серга; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. — № 200 914 054/03; заязл.02.11.2009; опубл. 10.09.2011, Бюл. № 25.
• 7. Пат. 2 456 155, Российская Федерация, МПК В 28С5/22. Бетоносмеситель (варианты) / К. А. Белокур. Г. В. Серга: заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. — № 2 009 129 815/03; заязл.03.08.2009; опубл. 20.07.2012, Бюл. № 20.
• 8. Пат. 2 456 156, Российская Федерация, МПК В 28С5/22. Установка для приготовления растворов/ В. Д. Таратута, К. А. Белокур, Г. В. Серга; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. — № 2 010 153 796/03; заявл. 27.12.2010; опубл. 20.07.2012, Бюл. № 20.
• 9. Пат. 2 457 746, Российская Федерация, МПК А2317/00. Устройство для смешивания сыпучих материалов / К. А. Белокур. Г. В. Серга, А. Ю. Марченко, В. В. Богатырев; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. -№ 20 101 538 110/13; заявл.27.12.2010; опубл. 10.08.2012, Бюл. № 22.
• 10. Пат. 2 460 639, Российская Федерация, МПКВ28С5/22. Устройство для приготовления растворов и бетонных смесей / В. Д. Таратута, К. А. Белокур, Г. В. Серга; заявитель и патентообладатель Кубанский государственный аграрный университет. — № 20 100 153 795/03; заявл.27.12.2010; опубл. 10.09.2012, Бюл. № 25.
• 11. Серга Г. В. Компьютерное моделирование рабочих органов вибрационных машин / Г. В. Серга, А. В. Фоменко, Ю. Б. Сычев, Н. Н. Довжикова // Вибрационные машины и технологии; сб. тр. междун.-техн. конф. — Курск, 2003. — С. 28−32.
• 12. Таратута В. Д. Инновационные технологии в области производства цемента / В. Д. Таратута, Г. В. Серга. — Краснодар; КубГАУ, 2013. — С. 110.
• 13. Серга Г. В. Инновационная технология получения клинкера для производства цемента с использованием технологии и оборудования ударно-волновых процессов / Г. В. Серга, В. Д. Таратута // Вопросы вибрационной технологии: межвуз. сборник научных статей. ДГТУ. — Ростов на Дону, 2012. — С. 134−211.