| формула изобретения
1. установка для изготовления конструкционных модулей, включающая вращающуюся платформу, установленный на ней шаблон с фланцами, катушки с бесконечным непрерывным волокном и устройство для нанесения твердеющего состава, причем шаблон выполнен с возможностью сжатия, а фланцы выполнены с возможностью съема, устройство для нанесения твердеющего состава укреплено на тележке, установленной на вертикальной штанге с возможностью перемещения, и состоит из направляющей, на которой укреплены шланг с соплом для подачи твердеющего состава, узла, обеспечивающего соплу постоянные перпендикулярность к поверхности шаблона и равноудаленность от нее, укрепленного на направляющей с возможностью колебания, и противовеса, отличающаяся тем, что волокно на указанных катушках представляет собой устойчивое к щелочи стекловолокно, и имеется устройство подачи связующего материала под наматываемое на шаблон стекловолокно.
2. установка для изготовления конструкционных модулей по п. 1 , отличающаяся тем, что шаблон имеет обычную цилиндрическую или фасонную форму.
3. установка для изготовления конструкционных модулей по п. 1 , отличающаяся тем, что устройство подачи представляет собой цилиндр с рулоном связующего материала, расположенный рядом с шаблоном и подающий указанный материал под наматываемое на шаблон стекловолокно.
4. установка для изготовления конструкционных модулей по п. 3, отличающаяся тем, что материал на цилиндре, представляет собой армирующую сетку.
5. установка для изготовления конструкционных модулей по п. 3, отличающаяся тем, что материал на цилиндре, представляет собой теплоизоляционный материал.
6. установка для изготовления конструкционных модулей по п. 3, отличающаяся тем, что материал на цилиндре, представляет собой многослойный материал, имеющий как армирующие так и теплоизоляционные свойства.
7. установка для изготовления конструкционных модулей по п. 1 , отличающаяся тем, что узел, обеспечивающий соплу постоянную равноудаленность от поверхности шаблона, выполнен на основе лазерного устройства.
8. установка для изготовления конструкционных модулей по п. 1 , отличающаяся тем, что устройство подачи связующего материала представляет собой устройство, наносящее рубленное стекловолокно под наматываемое волокно струей сжатого воздуха. |
установка для изготовления конструкционных модулей
изобретение относится к установкам для изготовления конструкционных модулей из твердеющего состава и волокна и может быть использовано для изготовления модульных элементов для строительства жилых и производственных зданий, элеваторов, канализационных труб и т.д.
уровень техники
известен способ изготовления труб для канализации заключающийся в нанесении цементной бетонной смеси с рубленным волокном на вращающийся горизонтальный или вертикальный шаблон (пат. великобритании Na 2155389). однако, волокно, используемое в указанном способе, даже пропитанное полимерами, имеет незащищенные концы, образующиеся при рубке волокна, и подвергается разрушительному действию щелочи, содержащейся в цементной бетонной смеси. кроме того, в готовой продукции, полученной по этому способу, могут возникать микротрещины, что ухудшает механические характеристики продукции, а также, вследствие того, что волокно рубленное, в толще цемента имеют место микросдвиги, снижающие прочность конструкции.
известен также способ изготовления полимерной трубы (авторское свидетельство ссср Ns 1549773. кл. в 29 с 53/56). способ включает послойное нанесение на вращающуюся оправку (шаблон) слоя твердеющего состава (связывающегося с минеральным наполнителем) и слоя волокна (стекложгута), с повторением указанных операций при нанесении следующих слоев, последующую сушку (отверждение) и снятие готового изделия с шаблона. данный способ имеет преимущества при изготовлении полимерных труб. однако, к недостаткам способа следует отнести то, что при изготовлении таким способом строительной конструкции, последняя будет иметь недостаточную прочность, так как нанесение волокна производят последовательно по длине, в результате в строительной конструкции изначально заложены внутренние напряжения.
известна установка для изготовления строительных конструкций из цементной бетонной смеси и стекловолокна, которая включает вращающуюся от привода оправку (шаблон), катушки с волокном, устройство для пропитки волокна полимерным составом, устройство для натяжения волокна, устройство для изготовления полотна, по пат. GB 1497834, кл. в 29 G 23/12. однако эта установка построена по горизонтальной оси, что неплохо в случае пропитки волокна смолой, но совершенно не пригодна в случае пропитки волокна раствором типа цемент, так как нити с цементом отвисают, отслаиваются от шаблона. в лучшем случае на данной установке можно нанести один слой цемента, второй слой уже будет отслаиваться. по этой же причине данная технология не позволяет производить модули трубопроводов, особенно трубопроводов, работающих под давлением.
известен также патент RU 2214913, 27.10.2003, того же заявителя, что и по данному изобретению, выбранный в качестве прототипа, в котором раскрыта установка для производства строительной конструкции, содержащая вращающуюся платформу с приводом, установленный на ней шаблон с фланцами, катушки с волокном, устройство для пропитки волокна полимерным составом, устройство для сушки пропитанного волокна, устройства для натяжения волокна, устройство для нанесения твердеющего состава, причем дополнительно эта установка снабжена устройством для изготовления ячеистого полотна, выполненным в виде вертикального ткацкого станка с челноком для уточного волокна, ярусной башней для размещения катушек с волокном, шаблон выполнен с возможностью сжатия, а фланцы выполнены с возможностью съема, устройство для пропитки волокна полимерами выполнено в виде вертикального цилиндра с двумя рядами отверстий, расположенных вдоль продольной оси цилиндра и диаметрально противоположно, устройство для нанесения твердеющего состава укреплено на тележке, установленной на вертикальной штанге с возможностью перемещения, и состоит из направляющей, на которой укреплены шланг с соплом для подачи твердеющего состава, узла, обеспечивающего соплу постоянные перпендикулярность к поверхности шаблона и равноудаленность
от нее, укрепленного на направляющей с возможностью колебания, и противовеса. недостатком этой конструкции является ее сложность и дороговизна, вытекающие из использования обычного волокна, подверженного разрушающему воздействию со стороны щелочи, содержащейся в наносимом твердеющем составе. как следствие возникает необходимость в пропитке этого волокна защитным полимерным составом и последующей сушке, что ведет к необходимости использования соответствующих функциональных элементов установки, усложняющих и удорожающих установку. кроме того, изготовление самого ячеистого полотна непосредственно в самой установке также требует наличия соответствующих функциональных устройств, а именно - сложного устройства для изготовления ячеистого полотна, что также усложняет и удорожает конструкцию, а кроме того значительно сужает спектр технологических возможностей, т.к. ячеистое полотно оказывается изготовлено из того же волокна, которое наматывают на шаблон.
задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и значительное упрощение установки для изготовления конструкционных модулей, в том числе модулей для изготовления трубопроводов, работающих под давлением, а также расширение спектра ее технологических возможностей.
сущность изобретения
поставленная задача решена за счет того, что установка для изготовления конструкционных модулей включает вращающуюся платформу, установленный на ней шаблон с фланцами, катушки с непрерывным бесконечным волокном, устройство для нанесения твердеющего состава, причем шаблон выполнен с возможностью сжатия, а фланцы выполнены с возможностью съема.
устройство для нанесения твердеющего состава укреплено на тележке, установленной на вертикальной штанге с возможностью перемещения, и состоит из направляющей, на которой укреплены шланг с соплом для подачи твердеющего состава, узла, обеспечивающего соплу постоянные
перпендикулярность к поверхности шаблона и равноудаленность от нее, укрепленного на направляющей с возможностью колебания, и противовеса. установка характеризуется тем, что бесконечное непрерывное волокно на указанных катушках представляет собой устойчивое к щелочи стекловолокно, и тем, что она имеет устройство подачи связующего материала под наматываемое на шаблон стекловолокно, например, цилиндр с рулоном материала, расположенный рядом с шаблоном и подающий указанный материал под наматываемое на шаблон стекловолокно, или устройство, наносящее рубленное стекловолокно под наматываемое волокно струей сжатого воздуха.
за счет использования в установке устойчивого к щелочи стекловолокна удалось исключить необходимость пропитки волокна полимерным составом и, следовательно, отпадает необходимость в таких функциональных устройствах, как устройство для пропитки волокна полимерным составом и устройство для сушки пропитанного волокна, что позволяет значительно упростить и удешевить конструкцию. кроме того, за счет установки дополнительного цилиндра с рулоном материала, расположенного рядом с шаблоном, удается значительно расширить технологические возможности установки, так как теперь под наматываемое волокно можно подавать как ячеистую сетку, изготовленную из того же волокна, что и на катушках, для поперечного сцепления параллельно намотанных нитей стекловолокна, так и любую другую армирующую сетку, либо другой материал. например, можно подавать твердый теплоизоляционный материал, такой как пенопласт, в виде перпендикулярных относительно платформы планок, прикрепленных к указанной сетке, имеющей как структурирующие, так и теплоизоляционные свойства (структура сэндвича).
новым в заявленном устройстве также является то, что контроль расстояния и обеспечение равноудаленности сопла от поверхности, на которую наносят состав, может также быть выполнен с помощью лазерного устройства.
сущность изобретения пояснена чертежами на примере его предпочтительного варианта, оснащенного цилиндром с рулоном связующего материала, при этом:
фиг. 1 - условный общий вид установки для изготовления строительных конструкций на виде сверху;
фиг. 2 - условный общий вид установки для изготовления строительных конструкций на виде спереди
фиг. 3 - вид сзади на шаблон и устройство для нанесения твердеющего состава: фиг. 4 - в увеличенном масштабе узел, обеспечивающий соплу для подачи твердеющего состава постоянные перпендикулярность к поверхности шаблона и равноудаленность от нее.
описание предпочтительного варианта выполнения изобретения
установка для изготовления конструкционных модулей из твердеющего состава и волокна (фиг. 1) состоит из выполненного с возможностью сжатия шаблона 1 со съемными фланцами 2, установленного на вращающейся платформе 3 с приводом (на чертеже не показан), катушек 4 с непрерывным бесконечным волокном, размещенных на ярусной башне 5, устройства 6 для поворота волокон из горизонтальной плоскости в вертикальную, устройства 7 для натяжения волокна, устройства для нанесения твердеющего состава, установленного с возможностью перемещения и состоящего из направляющей 10, на которой укреплены шланг с соплом 11 (фиг. 4) для подачи твердеющего состава, узла 12, обеспечивающего соплу постоянные перпендикулярность к поверхности шаблона и равноудаленность от нее, укрепленного на направляющей с возможностью колебания. узел 12 (фиг. 4) выполнен в виде плоского равноугольного треугольника, две стороны 13 которого образованы полосами из жесткого материала, одни концы которых соединены между собой и укреплены на направляющей 10 с возможностью колебания, другие концы полос, являющиеся продолжением сторон треугольника, снабжены
сферическими сегментами 14, а третья сторона 15 треугольника образована полосой из жесткого материала с отверстием, в которое устанавливают сопло 11 для подачи твердеющего раствора, и укреплена таким образом, что сопло не выходит за габариты треугольника. контроль расстояния и обеспечение равноудаленности сопла от поверхности, на которую наносят состав, может также быть выполнен с помощью лазерного устройства. рядом с шаблоном 1 расположен цилиндр 16 с рулоном материала 17, подаваемого под наматываемые на шаблон волокна, или устройство, наносящее рубленное стекловолокно под наматываемое волокно струей сжатого воздуха.
направляющая 10 закреплена на тележке 18 с возможностью вертикального перемещения по штанге 19. противовес 20 обеспечивает постоянное прилегание узла 12 к поверхности шаблона.
катушки 4 установлены в несколько ярусов, причем, на каждом ярусе катушки установлены в несколько рядов, каждый из которых в свою очередь состоит из нескольких катушек. в предпочтительном варианте реализации при диаметре шаблона около 6 м и высоте шаблона около 3 м количество катушек в одном ряду составляет 10 шт. при количестве рядов равном 5. таким образом один ярус состоит из 50 волокон. при установке катушек в 6 ярусов общее количество волокон по высоте шаблоне, после разворота всех волокон в вертикальную плоскость, составит 300 шт., при высоте каждого яруса 0,5 м общая высота составляет 3 м.
установка работает следующим образом. на шаблон 1 со съемными фланцами 2, установленный на вращающейся платформе 3, начинают наносить твердеющий состав, например, цементную бетонную смесь, через сопло 11 , установленное в узле 12 и соединенное посредством шланга с источником сжатого воздуха и емкостью с цементной бетонной смесью (на чертежах не показаны). направляющую 10 вместе с тележкой 18 передвигают вверх-вниз по вертикальной штанге 19, обеспечивая нанесение цементной бетонной смеси по всей высоте шаблона 1 между съемными фланцами 2. узел 12, укрепленный на
направляющей 10 с возможностью колебания, обеспечивает соплу 11 постоянные перпендикулярность к поверхности шаблона и равноудаленность от нее, гарантируя равномерное нанесение цементной бетонной смеси на вращающийся шаблон 1 сложной формы, а противовес 20 обеспечивает постоянный контакт сферических сегментов 14 (фиг. 4) с поверхностью вращающегося шаблона. скорость вращения платформы 3 с установленным на ней шаблоном 1 и скорость передвижения тележки 18 с укрепленной на ней направляющей 10 вдоль штанги 19 выбраны так, чтобы обеспечить непрерывность и равномерность нанесения цементной бетонной смеси по всей высоте шаблона 1 между фланцами 2. после того, как нанесен первый слой цементной бетонной смеси, до ее затвердевания на шаблон подают волокна с катушек 4, размещенных на ярусной башне 5, одновременно под волокна с цилиндра 16 подают армирующую сетку 17 или при помощи вертикально мобильной тележки (распылитель) наносят рубленное стекловолокно под струей сжатого воздуха для всенаправленного сцепления намотанного стекловолокна. после того, как намотан слой волокна и сетки, на него наносят слой цементной бетонной смеси так, как описано выше. установка продолжает работать до тех пор, пока не будет достигнута требуемая толщина стенки готового изделия. после завершения работы и частичного затвердевания цементной бетонной смеси шаблон 1 сжимают и готовое изделие снимают с него. при этом фланцы 2 становятся неотъемлемой частью готового изделия и их также снимают с шаблона.
вышеуказанный вариант конкретного воплощения не является ограничивающим с точки зрения объема правовой охраны, а лишь представляет собой одну из множества возможностей воплощения изобретения.