Согласно настоящему изобретению предлагается уплотняющее устройство 100, содержащее (a) удлиненную трамбующую камеру (50) с открытым концом, имеющую отверстие (51) заполняющего порта, продольное отверстие (52), сжимающий конец (53), и экструзионный конец (57), (b) трамбующая головка (20) толкает материал, находящийся в сжимающем конце (53) трамбующей камеры (50) вдоль продольного отверстия (52), (c) непрерывный гомогенный блок (40), содержащий весь ранее спрессованный материал, занимает объем экструзионного конца (57) трамбующей камеры (50) и действует как интегральная часть уплотняющего устройства (100), (d) гидравлический цилиндр (10) (часть исполнительного механизма) создает движение трамбующей головки (20) для прижимания рыхлого материала (40A), из которого изготавливается блок (например, грунта), к блоку (40). Это создает новый слой (40B), который эффективно соединяется с предыдущим слоем для формирования непрерывного гомогенного блока (40) относительно плотного материала, который выходит из уплотняющего устройства (100). Срезающая камера (60) раскалывает блоки на отрезки любой требуемой длины, а опорная платформа (70) поддерживает и хранит блоки до использования. Описан процесс, где используется стандартное строительное оборудование и модифицированные подъемные приспособления для подъема и укладки блоков в строительную систему. Дополнительно в трамбующую головку (20) встроена специальная деталь (2) для увеличения фрикционного порога материала, сжимаемого в камере (50).

 

(57) Реферат / Формула:
настоящему изобретению предлагается уплотняющее устройство 100, содержащее (a) удлиненную трамбующую камеру (50) с открытым концом, имеющую отверстие (51) заполняющего порта, продольное отверстие (52), сжимающий конец (53), и экструзионный конец (57), (b) трамбующая головка (20) толкает материал, находящийся в сжимающем конце (53) трамбующей камеры (50) вдоль продольного отверстия (52), (c) непрерывный гомогенный блок (40), содержащий весь ранее спрессованный материал, занимает объем экструзионного конца (57) трамбующей камеры (50) и действует как интегральная часть уплотняющего устройства (100), (d) гидравлический цилиндр (10) (часть исполнительного механизма) создает движение трамбующей головки (20) для прижимания рыхлого материала (40A), из которого изготавливается блок (например, грунта), к блоку (40). Это создает новый слой (40B), который эффективно соединяется с предыдущим слоем для формирования непрерывного гомогенного блока (40) относительно плотного материала, который выходит из уплотняющего устройства (100). Срезающая камера (60) раскалывает блоки на отрезки любой требуемой длины, а опорная платформа (70) поддерживает и хранит блоки до использования. Описан процесс, где используется стандартное строительное оборудование и модифицированные подъемные приспособления для подъема и укладки блоков в строительную систему. Дополнительно в трамбующую головку (20) встроена специальная деталь (2) для увеличения фрикционного порога материала, сжимаемого в камере (50).

 

---

2420-139612ЕА/082
МАШИНА ДЛЯ ТРАМБОВКИ БЛОКОВ
Настоящее изобретение относится к трамбовочным машинам, в частности, к тем, которые используются для производства уплотненных грунтовых блоков (УГБ), стабилизированных уплотненных грунтовых блоков (СУГБ) и подобных изделий из таких материалов.
Ожидается, что через 20 лет население земли удвоится. Учитывая то, что происходит с земными экосистемами, такой увеличившийся спрос на пищу и волокно, вероятно, нанесет смертельный удар нашим природным сокровищам. Таким образом, для сохранения качества жизни на нашей планете, необходимо быстро разработать и внедрить технологию, которая поможет защитить природную среду. Одна такая технология позволяет производить строительные блоки из местных грунтов или почв. Строительство из уплотненных грунтовых блоков (УГБ) и стабилизированных уплотненных грунтовых блоков (СУГБ) является прошедшей проверку временем и экологически дружественной строительной системой. Производство таких блоков требует очень мало энергии, в отличие от переработанных материалов, таких как бетон, деревянные каркасы, или стальные конструкции. Это делает уплотненные грунтовые блоки на 70% дешевле в производстве и использовании по сравнению с другими способами строительства. Стены из УГБ и СУГБ толще 22 дюймов (приблизительно 559 мм) кроме того обеспечивают прекрасное сохранение тепла, позволяя использовать пассивное солнечное отопление. Даже без использования солнечной энергии или изоляции, такая массивная стеновая система на 70% более эффективна в энергетическом отношении при обогреве или охлаждении, чем другие строительные технологии. К другим достоинствам конструкций из УГБ и СУГБ относятся пожаробезопасность, устойчивость к насекомым, и гипоаллергенные свойства. Кроме того, если стены из УГБ и СУГБ толщиной более 22 дюймов (приблизительно 559 мм) построены правильно, полученная конструкция также будет устойчива к воздействию
торнадо, ураганов и землетрясений. С новыми системами гидроизоляции УГБ и СУГБ можно изготавливать в любой точке мира от тропических лесов до пустынь. Таким образом, усовершенствование в способах изготовления УГБ и СУГБ и технологии их применения может позволить создать жилища для дополнительных миллиардов людей, позволяя сохранить наши бесценные природные ресурсы.
Все известные машины обладают одним общим признаком. В них используется полностью замкнутая пресс-форма или камера уплотнения, обычно снабженная гидроцилиндром, обеспечивающим уплотнение в камере для создания одного блока за один раз. В некоторых машинах можно изменять один размер изготавливаемого блока, меняя длину хода уплотнения. Однако, конечный размер блока всегда ограничен размерами пресс-формы или камеры уплотнения конкретной машины. А поскольку грунт, подвергающийся уплотнению, создает то, что называется "закупоривающий эффект", это строго ограничивает конечный размер блока, который может производить такая машина.
Простое пояснение "эффекта закупоривания" заключается в том, что когда грунт, расположенный ближе к трамбовке или месту приложения усилия, уплотняется, он связывается и образует "пробку". Такой слой плотного материала эффективно передает любую дополнительно приложенную энергию или давление наружу (в камере - на стенки камеры), эффективно экранируя нижележащий материал от прилагаемого давления. Такой "эффект закупорки" ограничивает количество грунта, которое можно эффективно уплотнять или трамбовать за один раз. Это принцип справедлив и для других проектов грунтового строительства. Инженеры-дорожники при строительстве дорожного полотна ограничивают максимальную глубину слоя, укладываемого за один раз, 8 дюймами (приблизительно 203,2 мм) рыхлого грунта. Опыт показал, что практически невозможно получить дорожное полотно высокой плотности (98% стандартной плотности) если пытаться уплотнить слой свободного грунта толщиной более 8 дюймов (203,2 мм). Это справедливо и при производстве УГЕ и СУГБ. Поскольку рыхлый грунт в процессе уплотнения дает усадку приблизительно на 50%
из-за удаления воздуха, то один слой дорожного основания имеет толщину приблизительно 4 дюйма (приблизительно 101,6 мм). Таким образом, можно заключить, что накапливается 4 дюйма (приблизительно 101,6 мм) уплотненного материала, после чего начинает действовать "эффект закупорки", значительно ухудшающий эффективность уплотнения. И хотя уплотнение грунта в камере более эффективно, чем уплотнение грунта в дорожном полотне, в машине по производству УГБ максимальный размер блока при измерении в направлении приложенного давления, не должен превышать 6 дюймов (приблизительно 152,4 мм) (уплотненная толщина) или возникнет существенное уменьшение плотности. Единственным способом преодолеть это ограничение в 6 дюймов (приблизительно 152,4 мм) является приложение чрезвычайно большого дополнительного уплотняющего давления, что вполне возможно, но экономически неоправданно. Это является основной причиной того, что современные (по предшествующему уровню техники) машины по производству УГБ ограничивают производство небольшими блоками, обычно менее 4 дюймов (приблизительно 101,6 мм) толщиной при измерении по направлению прилагаемого усилия. Это позволяет им производить блоки массой не более 40 фунтов (приблизительно 18,14 кг) и, по существу, не более 20 фунтов (приблизительно 9,07 кг). Следует помнить, что все блоки, производимые в настоящее время, укладываются вручную. Действительно, предшествующий уровень техники всегда фокусировался на скорость изготовления, а не на размер блока.
К сожалению, ограничения на размер блоков приводит к ограничению строительных проектов с применением УГБ и СУГБ в развитых странах в основном дорогими уникальными проектами с большими затратами на рабочую силу. При этом толщина стен в большинстве проектов с использованием УГБ ограничена 14 дюймами (приблизительно 355,6 мм). Хотя с конструктивной точки зрения это приемлемо, стены из УГБ и СУГЕ5 для использования всех их преимуществ по сохранению тепла, должны иметь толщину по меньшей мере 22 дюйма (приблизительно 558,8 мм). Это значит, что большинство возводимых в настоящее время стен из УГБ и СУГБ требуют теплоизоляции, как и другие строительные системы. Таким
образом, из-за ограничений, налагаемых известным уровнем техники в области технологии производства, строительство с использованием УГБ и СУГБ не используется и не принято в индустриальных культурах как недорогая и энергетически эффективная система, каковой она и является.
Для модернизации этой технологии и для того, чтобы сделать ее более приемлемой для индустриальных обществ, ручной труд по укладке блоков следует заменить механическим оборудованием. Это потребует машин, способных производит УГБ и СУГБ больших размеров, которые можно эффективно' перемещать и укладывать с использованием стандартного строительного оборудования. Это потребует машин, способных производить УГБ и СУГБ массой от 100 (приблизительно 45,63 кг) до 500 фунтов (приблизительно 226,8 кг) для экономичной укладки обратной лопатой стандартного размера. Крупный коммерческий проект может потребовать блоков УГБ и СУГБ массой от 1 до 5 тонн для экономичной укладки с использованием больших экскаваторов, кранов или другого оборудования, обычно применяемого для этой цели. Это не только снизит стоимость монтажа при строительстве с использованием УГБ и СУГБ, но такие массивные блоки прекрасно соответствуют требованиям тепловой эффективности для грунтовых сооружений.
Итак, все, что можно сказать о современных машинах, это то, что они улучшили качество и увеличили скорость производства УГБ и СУГБ. Однако для ручной укладки блоков в этой строительной системе все еще применяется технология, которой насчитывается уже 6000 лет. В том отношении мы деградировали, поскольку многие древние культуры в применении грунтового строительства продвинулись гораздо дальше нас. Это позволило им построить великие центры цивилизации, в которых проживали сотни тысяч людей, нанеся минимальный ущерб природной среде. Когда мы вспоминаем о древних египтянах, инках и ацтеках как о великих строителях, использовавших камень, не следует забывать, что именно грунтовое жилищное строительство для масс позволило расцвести их цивилизациям. И хотя нет необходимости копировать прошлое, однако следует соединить лучшее из прошлого с лучшим из настоящего для получения того, что будет лучшим для
будущего.
Предложенная трамбовочная машина имеет с современными (предшествующими) машинами только один общий признак. И те и другие способны производит уплотненные грунтовые блоки. Однако, средства и способ, которыми это достигается, совершенно разные. Действительно, все, что можно привести как перечень прототипов, это примеры непохожих друг на друга конструкций и способов. Это станет очевидным при изучении уровня техники.
В патенте US 6,347,931, выданном 3 февраля 2000, описано устройство для формирования строительных блоков, содержащее заполняемую камеру, после которой следует трамбовочная (т.е., уплотняющая) камера, которая заблокирована заслонкой. Грунтовый блок уплотняют гидравлической трамбовкой, толкающей материал к заслонке, после чего заслонку открывают для выталкивания блока.
В патенте US 5,919,497, выданном в июле 1999 года, описано устройство для изготовления строительных блоков. При работе грунтовую/цементную смесь загружают в верхний конец сжимающей камеры, шиберная заслонка задвинута, и плунжер прижимает смесь к заслонке.
В патенте US 4,579,706, выданном в апреле 198 6 года, описано устройство для изготовления блоков из грунта, почвы или подобных материалов. В этом патенте поочередно используется две замкнутых камеры уплотнения для ускорения производства.
Очевидно, что все вышеуказанные патенты используют полностью замкнутые камеры уплотнения для формирования блоков конкретного размера.
Примером современной (по предшествующему уровню техники) машины, выпущенной на рынок, является "Impact 2001" и "Compressed Soil Block Machine", изготавливаемые компанией Advanced Earthen Construction Technologies, Inc." из Сан-Антонио, Техас. К другим примерам машин по производству УГБ относятся "Terra-Block 250", производимая компанией Terra-Block из штата Флорида и "FIBP 250", производимая компанией Vermeer Manufacturing, Inc из штата Айова.
Во всех вышеуказанных машинах реализован
автоматизированный производственный цикл под управлением
микропроцессора, они обладают высокой производительностью, но все они производят блоки такого небольшого размера, что требуется ручной труд по их укладке в строительной системе. Ни одну из вышеуказанных машин нельзя экономично адаптировать для производства блоков массой более 100 фунтов (приблизительно 4 5,36 кг) и ни одна из перечисленных машин не может производить блоки разной длины без замены формы в уплотняющей камере.
Задачей настоящего изобретения является создание уплотняющего устройства простой конструкции, которое может производить блоки относительно высокой плотности с тесно согласующимися высотой и шириной, и с бесступенчато-регулируемой и в то же время управляемой длиной.
Другой задачей настоящего изобретения является создание уплотняющего устройства, в котором ранее уплотненный материал (слои) используется как неотъемлемая часть устройства.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание уплотняющего устройства с трамбующей головкой, которая по конструкции и функциям увеличивает "фрикционный порог" или сопротивление перемещению материала, уплотняемого внутри камеры трамбовки.
Другой задачей настоящего изобретения является создание уплотняющего устройства, способного производить блоки, обладающие свойствами взаимного зацепления или каналами/пазами для установки проволоки, арматурной стали или труб.
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание относительно небольшой машины, которая может производить блоки достаточного размера, удобные в перемещении (индивидуальном) и установке в строительную систему стандартным строительным оборудованием.
Другой задачей настоящего изобретения является создание машины, которую можно использовать как стационарную производственную установку или которую можно установить на трейлер для легкой транспортировки на строительную площадку и перемещения по строительной площадке.
Другой задачей настоящего изобретения является создание трамбовочной машины, которая использует по меньшей мере два
уплотняющих устройства, приводимых одним источником мощности для увеличения скорости изготовления.
Другой задачей настоящего изобретения является создание трамбовочной машины, которой можно управлять вручную, полуавтоматически или полностью автоматически микропроцессором с функциями программирования графика производства и возможностями ввода данных по радио..
Другой задачей настоящего изобретения является описание способа, которым блоки, произведенные такой трамбовочной машиной, эффективно укладываются (индивидуально) в строительную систему с использованием стандартного строительного оборудования.
Эти и другие задачи и преимущества настоящего изобретения будут очевидны из нижеследующего подробного описания со ссылками на прилагаемые чертежи,. на которых одинаковыми позициями обозначены одинаковые детали, а тесно связанные чертежи имеют один номер, но разные буквенные суффиксы, и где:
Фиг. 1A-1D - вид сбоку в сечении базового уплотняющего устройства, показывающий внутренние детали и разные стадии цикла уплотнения.
Фиг. 2A-2D - вид с торца трамбовочной камеры, иллюстрирующий некоторые из множества форм, которые она может принимать.
Фиг ЗА - вид в сечении иллюстративного варианта с альтернативной конструкцией трамбующей головки, дополненной признаком, увеличивающим фрикционный порог (клином).
Фиг. ЗВ и ЗС - трамбующая головка с признаками, увеличивающими фрикционный порог.
Фиг. 4 - предпочтительный вариант машины для трамбовки блоков с одним уплотняющим устройством, установленной на трейлер.
Фиг. 5 - вид с торца иллюстративного варианта машины с множеством уплотняющих устройств, установленной на трейлер с единым большим бункером, единым источником энергии и микропроцессорным управлением.
Фиг. 6А - вид сбоку иллюстративного варианта срезающей
камеры, показывающий механизм скольжения, механизм рычага и оси шарнира, привод и платформу поддержки блока.
Фиг 6В - увеличенный вид механизма скольжения, который крепит камеру срезания к камере трамбовки.
Фиг 6С - вид снизу иллюстративного варианта, показывающий механизм рычага и оси шарнира и гидравлический цилиндр низкого профиля (часть привода) для активации срезающей камеры.
Фиг. 7А - наиболее предпочтительная конструкция самоустанавливающихся взаимно зацепляющихся блоков.
Фиг. 7В - взаимно зацепляющаяся конструкция торцов УГБ при виде сверху.
Позиции на чертежах обозначают: Уплотняющее устройство 100
Гидроцилиндр 10
Трамоугадая головка 20
21 трамбующая плита
22 специальный конструктивный признак 24 уплотняющая верхняя плита 26 стальная угловая скоба 28 цилиндрическая гильза Удлиненная трамбующая камера 50
51 отверстие порта заполнения
52 продольное отверстие
53 сжимаемый конец 57 экструзионный конец
62 стальная стойка
64 ось шарнира (стальной вал)
66 болт
68 рычаг (стальная плита)
13 шток поршня
15 отверстие
17 стальная торцевая плита
19 опорная структура Непрерывный гомогенный блок 40
4 0А рыхлый исходный материал
40В вновь уплотненный слой
4 ОС ранее уплотненный слой
Срезающая камера 60
61 боковая опорная плита
63 структура канала
65 опорный подшипник
67 цилиндрический валок
Платформа поддержки блока 70
Бункер 80 Трейлер 90
Обычные компоненты на чертежах показаны в прямоугольных рамках и представлены в текстовом списании прописными буквами в скобках. К ним относятся:
(М) - электродвигатель или любой двигатель внутреннего сгорания
(HP) - гидравлический насос, включая шестеренчатый насос,
осевой поршень, двухступенчатый поршень переменного рабочего объема и пр.
(MD) - электронные измерительные устройства, роликовые измерительные устройства, лазерные дальномеры, физические штанги с концевыми выключателями и пр.
(SD) - манометры, вторичные выключатели, датчики температуры, датчики движения, инфракрасные устройства.
(MP) - микропроцессор с сопутствующими управляющими устройствами, или компьютер с возможностью подключения к беспроводной сети.
(CD) - управляющие устройства, включая выключатели, пропорциональные привода, запирающие привода и приводу управления жидкостью.
(CP) - панель управления, которая может включать главный выключатель, выключатель аварийного останова и, возможно, микропроцессор.
(HV) - гидравлический управляющий клапан, включая 4-ходовые управляющие клапаны со стопором, соленоидные управляющие клапаны с электронным управлением, от одного до четырех золотниковых гидрораспределителей, предохранительные клапаны и пр.
(PS) - физический упор
Force -> - иллюстрирует направление усилия
(Р/М) - комбинация измельчитель/смеситель, грохот/глиномялка или молотковая дробилка/смеситель
(L) - полный лайнер, частичный лайнер, рельс ли рельсы или компенсирующая пластина или пластины.
(RR) - беспроводной радиоприемник, или устройство по технологии "Blue Tooth", устройство по технологии беспроводных сетей или устройство по технологии беспроводного Интернета.
(SP) - самодвижущееся устройство, включая гусеничные и колесные варианты.
Согласно настоящему изобретению основное уплотняющее устройство состоит из простой удлиненной трамбующей камеры, трамбующей головки и гидравлического цилиндра. Используя свойства, присущие уплотняемому материалу (например, грунту)
ранее уплотненный материал работает как неотъемлемая часть уплотняющего устройства. Это позволяет основному уплотняющему устройству соединять друг с другом серию "слоев" для создания непрерывного гомогенного блока относительно высокой плотности. Добавив к базовому уплотняющему устройству бункер, срезающую камеру и платформу для поддержки блока, была создана относительно небольшая машина для трамбовки блоков, которая может производить блоки бесступенчато изменяющейся, но управляемой длины. Блоки, произведенные машинами для трамбовки блоков, обычно слишком велики, чтобы перемещаться вручную. Поэтому здесь также описан простой, но эффективный способ, в котором используется обычное механическое строительное оборудование для эффективного подъема и укладки блоков в строительную систему.
Описание основного уплотняющего устройства настоящей конструкции
Вид сбоку в сечении основного устройства 100 уплотнения машины для трамбовки блоков показан на фиг. 1А.
Предлагается основное устройство 100 уплотнения, содержащее:
Удлиненную трамбующую камеру 50, имеющую продольное отверстие 52, уплотняющий конец 53 и экструзионный конец 57. В верхней стороне трамбующей камеры 50 прорезано отверстие 51 заполняющего порта примерно в середине уплотняющего конца 53. Оно позволяет рыхлому материалу 4 0А, из которого изготавливаются блоки, например, грунту, входить в уплотняющий конец 53 трамбующей камеры 50.
Трамбующая головка 20 плотно установлена в пределах внутренних размеров трамбующей камеры 50, но может свободно перемещаться в отверстии 52 камеры 50. Головка 20 размещена внутри уплотняющего конца 53 камеры 50 и при движении толкает материал, из которого изготавливается блок, вдоль продольного отверстия 52 камеры 50.
Гидравлический цилиндр 10 (часть исполнительного механизма) прикреплен к уплотняющему концу 53 камеры 50 и поддерживается известными способами. Такая конструкция
выставляет шток 13 параллельно отверстию 52 камеры 50. Шток 13 обычным способом прикреплен к задней стороне трамбующей головки 20. Когда цилиндр 10 приводится в действие гидравлическим давлением и потоком, шток 13 выдвигается и толкает трамбующую головку 20 с любым присутствующим материалом 4OA, из которого изготавливается блок, глубже в уплотняющий конец 53.
В предложенной конструкции полностью отсутствует один структурный компонент, а именно задний затвор или передний затвор, прижимаясь к которому обычно уплотняется блок. Используя характеристики уплотненного грунта или подобного материала, можно полностью исключить задний затвор из предложенной конструкции. Вместо заднего затвора используется весь ранее уплотненный материал в экструзионном конце 57 трамбующей камеры 50 как неотъемлемая часть уплотняющего устройства. Таким образом, место заднего затвора может эффективно занять непрерывный гомогенный блок 40. Это не только упрощает конструкцию основного устройства, но и позволяет добиться некоторых уникальных характеристик производственного цикла. Эта уникальная конструкция при каждом цикле уплотнения не только производит единичный блок высокой плотности, который в данном случае называется "слой", но и позволяет новому слою 40В соединиться или объединиться с ранее уплотненным слоем 4ОС для формирования непрерывного гомогенного блока 40, который выходит из устройства. Блок 4 0 полностью заполняет экструзионный конец 57, прилагая огромное давление и трение к внутренним стенкам трамбующей камеры 50. Это трение или сопротивление движению называется величиной "фрикционного порога" конкретного уплотняющего устройства. Можно легко регулировать величину фрикционного порога для данного уплотняющего устройства простой регулировкой длины экструзионного конца 57 при первоначальном конструировании. Чем длиннее экструзионный конец 57, тем выше будет величина фрикционного порога, и наоборот, укорочение экструзионного конца 57 снижает величину фрикционного порога. Таким образом, управляя величиной гидравлического давления, приложенного к довольно постоянному количеству материала, из которого
изготавливается блок (например, грунту) и балансируя его с относительно постоянной величиной фрикционного порога конкретного устройства можно конструировать уплотняющие устройства для изготовления множестза блоков различных размеров и для каждого из них можно с уверенностью воспроизвести оптимальные условия для формирования слоя высокой плотности. Во время этого процесса каждый новый слой 4 0В соединяется с предыдущим слоем 4ОС для формирования непрерывного гомогенного блока 40, который выходит из уплотняющего устройства. Таким образом, предложенные средство и способ формирования УГБ и СУГБ полностью отличаются от прототипов. Описание обычных компонентов
Поскольку используется множество обычных компонентов для завершения различных вариантов машин для трамбовки блоков, они указаны в прямоугольных рамках на чертежах и прописными буквами в скобках в тексте описания. Так, дзигатель обозначается буквой (М) и может представлять электродвигатель, дизельный двигатель или любой двигатель внутреннего сгорания. Гидравлический насос обозначен позицией (HP), которая представляет шестеренчатый насос, насосы с осевыми поршнями, двухступенчатые насосы, поршневые насосы с переменным рабочим объемом и т.п. Сенсорные устройства обозначены позицией (SD), которые обозначают среди прочих манометры, датчики движения и датчики температуры. Измерительные устройства обозначены позицией (MD), которая включает физические нивелирные рейки или рейки с концевыми выключателями, роликовые счетчики и лазерные измерительные устройства. Гидравлические клапаны обозначены позицией (HY) , которая включает помимо прочего ручные 4-ходовые клапаны со стопором, от 1 до 4 золотниковых распределителей, соленоидные клапаны с электронным управлением, главные гидрораспределители, предохранительные клапаны, пропорциональные клапаны и запирающие клапаны. Панель управления обозначена позицией (CP) , и она может быть главной панелью управления с выключателями "старт/стоп", выключателем аварийного останова, и может содержать микропроцессор. Микропроцессор и сопутствующие устройства обозначены позицией (MP) , которая относится к
запоминающему устройству, операционной системе и устройствам ввода, необходимым для полного управления всеми рабочими функциями большой сложной машины для трамбовки блоков. Радиоприемник обозначен позицией (RR), и это устройство может быть выполнено по технологии сотовой связи, по технологии "Blue Tooth" или по технологии беспроводного Интернета. Физический упор обозначен позицией (PS) а перемешивающее устройство -позицией (AG) и оно может быть гидравлическим шнеком, питателем с ленточным транспортером, вибратором или вращающимися валами мешалки с зубьями. Распылитель/смеситель (Р/М) может быть представлен комбинацией распылителя/смесителя,
грохота/глиномялки или молотковой дробилки/смесителя. Управляющее устройство обозначено позицией (CD) и содержит выключатели, тумблеры, таймеры и прочие исполнительные механизмы. Лайнер обозначен позицией (L) и может содержать полную систему лайнера, простой рельс или компенсирующую износ плиту.
Дополнительные желательные признаки
Срезающая камера 60 является наиболее предпочтительным способом отрезания экструдированного блока 40 любой требуемой длины. См. фиг. 6А. Блок 4 0 выходит из камеры 50 и немедленно попадает в срезающую камеру 60. Срезающая камера 60 жестко удерживается на месте механизмом скольжения, который позволяет камере 60 перемещаться только в одной плоскости или по одной оси. Движение создает низкопрофильный гидравлический цилиндр 10 (часть исполнительного механизма) , который приводит в действие рычаг 68 с осью 64 шарнира для перемещения камеры 60 и чистого разделения или разрезания блока 4 0 вдоль точки контакта между двумя камерами.
Платформа 7 0 поддержки блока может содержать твердую опорную платформу, либо она может быть роликовой опорной платформой или платформой в виде ленточного транспортера. Все эти устройства обычны и хорошо известны. На фиг. 4 и 6А показана только наиболее предпочтительная роликовая опорная платформа 70.
К заполняющему порту 51 прикреплен обычный бункер 80,
обеспечивающий навальное хранение материала, из которого изготавливается блок до тех пор, пока он не будет использован машиной для трамбовки блоков.
В базовой версии машины для трамбовки блоков с единственным уплотняющим устройством 100, установленным на трейлер 90, используется бензиновый двигатель (М) и двухступенчатый гидравлический насос (HP), а также все другие необходимые обычные компоненты гидравлической (исполнительной) системы. На фиг. 4 показан этот предпочтительный вариант с добавлением бункера 80, срезающей камеры 60 и опорной платформы 70, образующими эту желательную и полезную машину для трамбовки блоков.
Наиболее предпочтительные коммерческие варианты
предложенной машины для трамбовки блоков содержат множество уплотняющих устройств 100. Каждое уплотняющее устройство 100 комплектуется своей собственной срезающей камерой 60 и опорной платформой 70. См. фиг. 5, где приведен пример такой многопоточной машины для уплотнения и трамбовки блоков. Предпочтительно использовать один большой дизельный двигатель (М) , оснащенный множеством насосов (HP) переменного рабочего объема с осевыми поршнями для создания требуемого гидравлического потока и давления на всех уплотняющих устройствах 100. Управление циклом на каждом уплотняющем устройстве осуществляется единственным микропроцессором (MP) с подключенными датчиками (SD) и управляющими устройствами (CD). Единственный большой бункер 80 с интегрированным распылителем/смесителем (Р/М) для подмешивания стабилизирующих добавок для производства СУГБ подает на различные уплотняющие устройства 100 материал 40А, из которого изготавливаются блоки. Мешалка (AG) обеспечивает поступление нужного количества материала 40А в каждое отдельное уплотняющее устройство. Такую машину для трамбовки блоков с множеством уплотняющих устройств можно установить на большой коммерческий трейлер 90 для облегчения транспортировки на строительную площадку или по строительной площадке. Можно использовать и самодвижущийся (SP) колесный грузовик или гусеничный транспортер на базе танка.
Самодвижущиеся (SP) транспортные средства известны и на чертежах подробно не показаны.
Следует понимать, что предложенные конструкции могут быть адаптированы к использованию любого имеющегося удаленного источника гидравлической мощности, включая сельскохозяйственные трактора, погрузчики, экскаваторы, гусеничные экскаваторы и пр., хотя большинство наиболее предпочтительных вариантов имеют собственные специально разработанные источники гидравлической мощности, установленные как интегральная часть машины. Для стационарных установок предпочтительными являются
гидравлические системы с электрическим приводом.
Для управления циклом уплотнения для любой данной трамбующей камеры 50 используются обычные, хорошо известные компоненты. Они могут быть простыми, как например ручной гидравлический управляющий клапан (HV) для управления циклом уплотнения, или могут иметь форму электромагнитных клапанов (HV) и главной панели (CP) управления с выключателями для полуавтоматического управления. Полностью автоматизированные трамбовочные машины также используют обычные компоненты управления циклом, хорошо известные специалистам, для выполнения рабочих последовательностей и контроля параметров работы машины. В этих устройствах используются обычные микропроцессоры (MP), датчики (SD), измерительные устройства (MD) , управляющие устройства (CD) и радиоприемники (RR), позволяющие вводит программы работы на расстоянии. Подробное описание трамбующей камеры 50
Как показано на фиг. 1A-1D, уплотняющее устройство предложенной конструкции состоит из удлиненной уплотняющей камеры 50 с открытым концом, имеюшей продольное отверстие 52. Хотя это и не является абсолютно необходимым, предпочтитально сохранять одинаковый размер поперечного сечения на всей длине отверстия 52 трамбующей камеры 50 для упрощения конструкции. Она может иметь форму длинного структурного короба, например, отрезка прямоугольной трубы. Однако она может иметь самые разнообразные удлиненные формы, как показано на фиг. 2A-2D. Форму и размер производимого б> лока определяет, конечно,
внутренний размер сечения. Кроме того, предпочтительно, чтобы камера располагалась горизонтально.
Возвращаясь к фиг. 1A-1D, камера 50 может быть выполнена из толстого стального листа посредством сварки. Предпочтительно использовать закаленную инструментальную сталь, поскольку она износоустойчива. Однако, если необходимо получить сложную или детально продуманную форму, можно использовать кузнечно-прессовую технологию. Толщина стенки камеры или масса должны выдерживать внутреннее давление трамбовки, прилагаемой гидравлической системой, без деформации. Предпочтительно, несколько увеличить массу, чтобы компенсировать износ, тем самым продлевая срок службы уплотняющего устройства. Дополнительно, внутренние поверхности камеры 50 могут быть покрыты лайнером (L), позволяющим создавать блоки разного размера на одном уплотняющем устройстве. Лайнер (L) также может быть выполнен с возможностью создавать защепляющиеся элементы или каналы/желоба в боковых поверхностях производимых УГБ. Дополнительно к любой внутренней поверхности камеры 50 можно прикрепить рельсы или компенсирующие плиты. Эти детали известны и на чертежах не показаны.
Отверстие 51 заполняющего порта является просто отверстием, вырезанным в вершине удлиненной трамбующей камеры 50 сразу за участком, который занимает трамбующая головка 20. См. фиг. 1А. Заполняющий порт 51 обычно начинается примерно в 20 дюймах (приблизительно 508 мм) от уплотняющего конца 53 камеры 50. Обычно прорезают отверстие длиной приблизительно 12 дюймов (приблизительно 304,8 мм) (удвоенная максимальная толщина уплотненного слоя, составляющая 6 дюймов или приблизительно 152, 4 мм) . Ширина заполняющего порта 51 всегда по меньшей мере на 2 дюйма (50, 8 мм) уже общей ширины конкретной трамбующей камеры 50, что обусловлено соображениями прочности.
Подробное описание трамбующей головки 20
Для трамбующей головки 20 предпочтительно использовать сплошную стальную деталь. Головка 20 обычно имеет длину приблизительно 20 дюймов (приблизительно 508 мм) , не считая
специальных деталей, увеличивающих трение. Размеры ее в поперечном сечении должны позволять ей плотно входить в камеру 50 без заедания. Разумеется, головку 20 не обязательно выполнять в виде одной сплошной стальной детали. Ее можно изготовить из нескольких стальных деталей, приваренных друг к ДРУГУ- Это лучше всего показано на фиг. ЗА. Планшайба 21 выполнена из толстого стального листа и с высокой точностью повторяет внутренние размеры камеры 50. Уплотняющая верхняя пластина 24 проходит параллельно отверстию камеры и приварена вдоль верхней поверхности пластины 21 так, что она перекрывает заполняющий порт 51, когда шток 13 поршня полностью выдвинут. Это препятствует попаданию рыхлого материала в камеру 50 за головкой 20. Стальная угловая скоба 26 используется для дополнительной поддержки пластины 21 и удержания ее перпендикулярно отверстию 52 камеры 50. Цилиндрическая гильза 28, приваренная к задней стороне пластины 21, крепится к штоку 13. Такое крепление может быть выполнено посредством болта или стальной шпильки, пропущенной в отверстие 15, или с помощью системы резьбовой гильзы. Крепление сплошной стальной головки 20 осуществляется такими же способами. Любая используемая конструкция головки 20 может содержать компенсирующие пластины, привинченные к верхней и нижней поверхностям и позволяющие их легко заменить в случае чрезмерного износа.
Другим уникальным конструктивным признаком предложенного изобретения являются особые формы, которые используются для грани 21 трамбующей головки 20. Одной такой особой деталью 22 может быть клин или множество клиньев, прикрепленных поперек всей ширины пластины 21 головки 20. Это лучше всего показано на фиг. ЗВ. За счет наличия этих клиновидных деталей 22 в пластине 21, уплотняемый материал направляется (F -> ) к внешним стенкам камеры, как лучше всего показано на фиг. ЗА. Это приводит к резкому увеличению трения между новым слоем 4 0В и внутренними стенками камеры 50. В результате материал, образующий новый слой 40В уплотняется изнутри наружу. Это существенно увеличивает фрикционный порог устройства и позволяет существенно уменьшить общую длину экструзионного конца 57
трамбующей камеры 50. Другим примером такой детали могут быть конические накладки 22, показанные на фиг. ЗС.
Подробное описание гидравлического цилиндра 10
Гидравлический цилиндр или цилиндры (часть исполнительного механизма) структурно установлены так, что шток 13 поршня проходит параллельно отверстию 52 камеры 50. Опорная структура 19 приварена к верхней и нижней сторонам камеры 50 и выступает за цилиндр 10. Имеется стальная торцевая пластина 17, которая полностью поддерживает цилиндр 10. Опорную структуру дополняют стандартные (обычные) проушины и стяжные штифты, расположенные на этом конце цилиндра 10 и отверстие 15 в пластине 17. Существует много способов создания: опорной структуры 19 для гидравлического цилиндра 10 и все они известны. На фиг. 4 показана альтернативная двутавровая опорная структура 19 и торцевая пластина 19.
Шток 13 крепится к задней стороне трамбующей головки 20. Это может быть простое крепление в виде отверстия со штифтом, как показано на фиг. ЗА, или в виде резьбовой соединительной системы (на чертежах не показана) и оба способа крепления являются общепринятыми и известными. По причинам безопасности является важным, чтобы трамбующая головка 2 0 оставалась полностью охваченной (закрытой) камерой 50 когда цилиндр 10 полностью втянут. Когда шток 13 выдвинут, он толкает головку 20 вдоль продольной оси 52 камеры 50.
Требования к исполнительной гидравлической системе для данной конструкции
Задачей настоящего изобретения является создание уплотняющего устройства, оптимизированного для уплотнения достаточно постоянного количества материала (например, грунта или стабилизированного грунта) в то, что здесь называется "слоем". Благодаря закупоривающему эффекту, который описан выше, предпочтительно, чтобы максимальная толщина уплотненного слоя не превышала 6 дюймов (152,4 мм). Для производства УГБ высокой плотности необходимо достичь величины уплотнения 96-99% от стандартной плотности. Для того чтобы уплотняющие устройства давали эту величину, предлагается использовать давление сжатия
в 300-400 фунтов (приблизительно 136-181,4 кг) на куб. дюйм (0,0164 л) уплотненного объема на слой.
Процесс конструирования для данного уплотняющего устройства начинается с расчета требований к гидравлическому давлению. Умножается общий уплотненный объем данного слоя на требуемый коэффициент уплотнения. Например, предположим, что необходимо производить блок высотой 5 дюймов (127 мм) и шириной 11 дюймов (279,4 мм) . По причинам, изложенным выше, производится расчет, используя максимальную толщину слоя, которая всегда составляет 6 дюймов (152,4 мм). Таким образом, получается 5"х11"*6" = 330 кубических дюймов (5,4077 л) общего уплотненного объема на слой. В данном случае используется давление 400 фунтов (181,4 кг) на куб. дюйм (0,0164 л) для получения УГБ очень высокой плотности. Таким образом, умножается 330 куб. дюймов (5,4077 л) на 400 фунтов (181,4 кг) на куб. дюйм (0,0164 л) и получается давление 132000 фунтов (59 874,1928 кг). На этом расчет давления не заканчивается, поскольку это величина давления необходимая только для уплотнения слоя. Необходимо дополнительное давление для преодоления фрикционного порога или сопротивления движению соединенных слоев 40. Чтобы обеспечить достаточное общее давление системы, необходимо увеличить полученное давление уплотнения, по меньшей мере, на 20%. В данном случае умножают давление 132000 фунтов (59 874,1928 кг) на 120% и получают общее давление 158400 фунтов (71 849,0314 кг).
Предложенные гидравлические системы рассчитаны на рабочее давление 2500-6000 фунтов (1133,98-2721,55 кг), которое является предпочтительным рабочим давлением. Предложенные конструкции также завершают цикл уплотнения (формирования одного слоя) в определенный период времени. Для устройств, предназначенных для производства блока высотой до 12 дюймов (304,8 мм) предпочтительно, чтобы время цикла составляло 306 с. Для блоков высотой более 12 дюймов (304,8 мм) требуется больше времени на засыпку большего объема грунта в камеру 50, поэтому соответственно увеличивают время цикла. Такие уплотняющие устройства имеют длительность цикла предпочтительно 4-10 с.
Вместо множества сложных инженерных расчетов остальной гидравлической системы предпочтительно определить что требуется конкретной (в соответствии с размером блока) машине (рабочее давление и расход) и адаптировать гидравлическую систему современного гидравлического экскаватора для своих компонентов, поскольку конструкторы гидравлического экскаватора уже сбалансировали компоненты гидравлической системы (включая комбинации двигателя и гидравлического насоса). Вопрос заключается просто в установке нужного рабочего давления и расхода, необходимых для производства блоков конкретного размера. Затем, сравнивая спецификации экскаваторов разного размера можно выбрать нужные компоненты гидравлической системы. Например, небольшой экскаватор Kubota модели Кх-91-2 имеет дизельный двигатель мощностью 27,2 л. с. с двумя поршневыми насосами переменного рабочего объема производительностью 10,9 галлонов (41,26 л) в минуту каждый и один шестеренчатый насос производительностью 4,9 галлона (18,54 л) в минуту. Рабочее давление системы составляет 4 500 фунтов на кв. дюйм (310,26 бар). Такая гидравлическая система конкретного экскаватора может быть адаптирована к нескольким уплотняющим устройствам предложенной конструкции для производства небольших блоков. Для больших машин с несколькими уплотняющими устройствами настоящей конструкции можно использовать компоненты от экскаватора New Holland модели ЕС350. В нем используется дизельный двигатель с турбонаддувом мощностью 24 9 л.с, 3 насоса с осевыми поршнями и переменным рабочим объемом производительностью 7 5,3 галлона (285, 04 л) в минуту каждый, и один шестеренчатый насос производительностью 51,5 галлона (194,94 л) в минуту. Рабочее давление системы составляет 507 6 фунтов на кв. дюйм (приблизительно 350 бар). Можно также использовать и все другие компоненты гидравлической системы экскаватора, включая резервуар, системы ручного и электронного управления и системы фильтрации. И поскольку любой специалист уже знает, какие компоненты гидравлической системы необходимы, более подробное описание гидравлической системы опущено. Подробно будут описаны только те компоненты, которые имеют конкретные спецификации для
настоящего изобретения.
Например, диаметр гидравлического цилиндра, необходимый для конкретного размера блока в данной конструкции может определяться по следующей формуле. 0,7845 диаметра * диаметр х рабочее давление рабочей системы = общее создаваемое давление. Можно просто использовать каталог производителя гидравлических цилиндров и подобрать цилиндр или цилиндры нужного диаметра. Затем, необходимо определить объем выбранного цилиндра или цилиндров для расчета необходимого расхода для получения рекомендованного времени цикла. Поскольку для завершения расчетов расхода нужно знать длину максимального хода гидравлического цилиндра, предлагается следующее. Сложив 12 дюймов (304,8 мм) рыхлого материала с 6 дюймами (152,4 мм) подачи, можно сделать вывод, что максимальный ход в любой из предложенных конструкций никогда не превысит 18 дюймов (457,2 мм), вне зависимости от величины (в сечении) производимого блока.
При вышеприведенных спецификациях гидравлической системы любой специалист может выполнить уплотняющее устройство по настоящему изобретению и сбалансировать компоненты гидравлической системы в соответствии с настоящими техническими нормами на проектирование. Таким образом, эти спецификации приведены как рекомендация, а не ограничение.
Управление объемом рыхлого слоя в трамбующей камере
Для правильного уплотнения очень важно, чтобы в трамбующую камеру входило по существу постоянное количество материала (например, грунта), из которого изготавливается блок. Поскольку консистенция грунта может меняться в широких пределах, необходимо иметь возможность регулировать объем (занимаемый рыхлым грунтом) в камере, чтобы подстраиваться под меняющиеся условия. Предложенная конструкция может легко регулироваться тремя способами. Можно уменьшить этот объем в трамбующей камере укоротив ход уплотнения. Можно укоротить ход отхода или комбинировать оба указанных способа. Любой из способов даст уменьшенную площадь или объем, который займет рыхлый слой.
В устройстве с ручным управлением обычно предпочтительно
укорачивать ход втягивания гидравлического цилиндра. Этого можно добиться установив физические упоры (PS) за трамбующей головкой 20. Когда шток 13 втянут, трамбующая головка 20 взаимодействует с физическими упорами (PS) . Таким образом, можно легко регулировать объем грунта в камере без использования какого-либо внешнего измерительного устройства. В полуавтоматических и полностью автоматических системах можно использовать комбинацию физических упоров (PS) и измерительных устройств (MD) для управления общей длиной хода и, тем самым, объемом камеры.
Подробное описание срезающей камеры 60
Срезающая камера 60 показана на фиг. 6А. Особенно целесообразно использовать этот способ для полуавтоматических и автоматических устройств. При этом способе срезающая камера 60 имеет по существу такой же профиль поперечного сечения, что и трамбующая камера 50. Срезающая камера 60 жестко прикреплена к концу трамбующей камеры 50 и они удерживаются почти в идеальном совмещении друг с другом. Таким образом, блок 4 0 выходит из камеры 50 и немедленно входит в срезающую камеру 60. Камера 60 имеет длину приблизительно 8-12 дюймов (203,2-304,8 мм) и ее концы открыты, как и у камеры 50. Предпочтительно увеличить на несколько сотых дюйма внутренние размеры камеры 60, чтобы уменьшить фрикционную нагрузку. Это позволит блоку 40 проходить через камеру 60 и далее на опорную структуру 70, встречая очень малое сопротивление. Срезающая камера 60 удерживается на одной оси с трамбующей камерой 50 механизмом скольжения. На фиг. 6В швы дуговой сварки показаны жирными штриховыми линиями. Части тяжелой стальной опорной плиты 61 приварены к бокам срезающей камеры 60. Другой конец плиты 61 приварен только к стойке 62. К бокам трамбующей камеры 50 приварена тяжелая канальная структура 63. Она позволяет стойке 62, которая свободно перемещается в канале 63, плоско прилегать к трамбующей камере 50. Такая конструкция плотно прижимает камеру 60 к выходному концу камеры 50, но позволяет камере 60 перемещаться на небольшое расстояние только в одной плоскости или по одной оси. Это расстояние не должно превышать "А", чтобы чисто расколоть
или разделить самый большой блок 4 0 вдоль этой плоскости перемещения. Вертикальное перемещение является предпочтительным так, чтобы камера 60 перемещалась EiBepx, чтобы расколоть блок, а затем, возвращалась вниз (под воздействием силы тяжести) в исходное положение, которое вновь почти идеально совпадает с камерой 50. Перемещение камеры 60 осуществляется устройством, содержащим рычаг и ось шарнира. Рычаг 68 прикреплен к оси 64 шарнира, которая поддерживается парой опорных подшипников 65. Подшипники 65 крепятся множеством болтов 66 к дну камеры 50. Рычаг 68 прижимает цилиндрический ролик 67 к дну камеры 60, когда приводится в действие низколрофильный гидроцилиндр 10А (часть исполнительного механизма). Рычаг 68 передает энергию цилиндрическому ролику 67, заставляя срезающую камеру 60 сместиться вверх. Это приводит к чистому расколу или разрыву блока 40 вдоль точек контакта между трамбующей камерой 50 и срезающей камерой 60. В наиболее предпочтительном варианте измерительное устройство (MD) настроено на заданную длину блока 40 и приводит в действие электромагнитный клапан (HV), когда достигнута требуемая длина. При включении электромагнитный клапан (HV) автоматически завершает цикл срезания автоматически. Поскольку эта операция требует всего несколько миллисекунд, нет необходимости приостанавливать цикл уплотнения устройства, что повышает производительность уплотняющего устройства. В полностью автоматических системах, оснащенных микропроцессором (MP), требуемая длина может быть заранее запрограммирована в микропроцессоре (MP) или изменяться по желанию ручным вводом или через радиоприемник (RR) для полного управления всем производственным циклом. Дополнительно, на концах срезанного блока можно изготавливать различные зацепляющиеся детали, просто воспроизведя требуемую конфигурацию на концах соответствующих камер.
Для обычной платформы 70 поддержки блока весьма предпочтительным является ее непосредственное крепление к выходному концу срезающей камеры 60. См. фиг. 6А. Это удерживает платформу 70 в почти идеальном совмещении с камерой 60, когда она движется вверх и вниз в цикле срезания и
предотвращает другие изломы блоков. Платформа 70 должна быть рассчитана на вес изготавливаемых блоков. Кроме того, она должна иметь достаточную длину для поддержки блоков максимальной ожидаемой длины. В предложенных устройствах предпочтительны платформы 7 0 длиной около 10 футов (приблизительно 3 м) , но платформы, длина которых превышает 20 футов (приблизительно 6 м) являются непрактичными в любых случаях. Однако, предложенные уплотняющие устройства способны изготавливать чрезвычайно длинные блоки. Единственным ограничением длины блока является способность опорной платформы выдерживать вес и длину конкретного блока. Разумеется, можно изготавливать и укладывать на платформу 70 несколько более коротких блоков.
Последовательность операций
На фиг. 1A-1D лучше всего показано основное уплотняющее устройство по настоящему изобретению, выполняющее цикл уплотнения. Вот что происходит в уплотняющем устройстве, предназначенном для изготовления блоков размером 5x11 дюймов
(127> <279, 4 мм). Предположим, используется система ручного управления и тянут приводной рычаг гидравлического управляющего клапана (HV). Это приводит к подачи гидравлической жидкости на цилиндр 10 и к началу подачи трамбующей головки 20 в камере 50. Трамбующая головка 20 толкает рыхлый материал 4 0А внутрь камеры 50. Шток 13 поршня гидроцилиндра 10 продолжает перемещаться, пока не достигнет полной длины вылета, обычно составляющей 18 дюймов (457,2 мм). В этом положении останавливают цилиндр 10, переведя гидравлический управляющий клапан (HV) в нейтральное положение. Поскольку это первый слой, помещаемый в камеру 50, ему не к чему прижиматься, поэтому он просто сдвигается по камере 50 перед головкой 20. Поэтому необходимо нагрузить устройство, уплотнив первый слой. Это делается очень просто. Нужно только вставить в экструзионный конец 57 камеры 50 нечто типа шомпола, черенок лопаты, деревянную рейку 2x4 дюйма
(50,8x101,6 мм) или другое средстзо, и утрамбовать свободный слой на головке 20. Когда рыхлый материал 40А будет утрамбован, можно продолжать. Теперь в трамбующей камере 50 находится
уплотненный слой 4ОС и небольшой фрикционный порог, позволяющий уплотнять следующие слои. С добавлением каждого нового уплотненного слоя 4ОС фрикционный порог увеличивается, пока не будет достигнуто максимальное давление для камеры этой конкретной длины. Как упоминалось выше, это давление можно регулировать просто управляя длиной экструзионного конца 57 камеры 50 во время ее изготовления. Чем длиннее экструзионный конец 57, тем выше будет фрикционный порог. В машинах большего размера обычно используется механическое оборудование, например ковш обратной лопаты для блокировки выходного конца устройства, чтобы начать процесс уплотнения.
Вот что происходит, когда достигнут этот момент в производственном процессе, когда экструзионный конец 57 трамбующей камеры 50 заполнен блоком 40 максимальной плотности. См. фиг. 1А. Рыхлый материал, показанной позицией 4 OA (например, грунт), обычно хранящийся в бункере 80, подается (под воздействием силы тяжести в малых машинах или принудительно в больших машинах) в ту область камеры, которая оказалась пустой из-за уплотнения предыдущего слоя 4 ОС. Гидравлическая система включается. Головка 20 начинает уплотнять новый слой 4 0В, прижимая его к предыдущему слою 4ОС. См. фиг. 1В. Давление в камере начинает расти, когда головка 20 подается вперед и начинает уплотнять слой.
Предположим, гидравлическая система рассчитана на рабочее давление 5000 фунтов (2 267,96 кг). Устанавливают манометр (SD) на 5000 фунтов (2 267,96 кг) на сторону высокого давления гидравлической системы, чтобы иметь возможность следить за давлением уплотнения. Уже известно, что нужно получить давление по меньшей мере 132000 фунтов (59874,18 кг) при рабочем давлении 5000 фунтов на кв. дюйм (344,74 бар). Поскольку следует использовать уже готовые компоненты, в качестве гидравлического цилиндра 10 выбирают цилиндр диаметром 7 дюймов (177,8 мм). Для этого устройства можно было бы выбрать и цилиндры диаметром 2,5 дюйма (63,5 мм). При давлении в системе 5000 фунтов (2 267,96 кг) этот 7-дюймовый (177,8 мм) цилиндр может генерировать общее давление величиной 192423 фунта
(87 281,59 кг). Теперь можно рассчитать показания манометра, разделив 132000 фунта (87 281,59 кг) требуемого давления уплотнения на площадь поршня диаметром 7 дюймов (177,8 мм), которая составляет 38,48 кв. дюймов (248,26 кв. см), и получить 3430,35 фунтов на кв. дюйм (236,51 бар). Таким образом прежде, чем будет преодолен фрикционный порог, манометр (SD) должен показывать приблизительно 3500 фунтов на кв. дюйм (241, 32 бар). Другими словами, блок 40 уплотненного материала, расположенный внутри экструзионного конца 57 трамбующей камеры 50, не должен перемещаться вперед до тех пор, пока показания манометра не достигнут 3500 фунтов на кв. дюйм (241,32 бар).
В этой точке уплотняющее устройство выполнило две очень важные функции. Оно генерирует нужное давление уплотнения для достижения требуемой плотности в слое, но, кроме того, использует это же давление уплотнения для соединения или объединения нового слоя 40В с предыдущим слоем 4 ОС для производства непрерывного гомогенного блока 40, который необходимо получить.
Когда давление в гидравлической системе превысит 3500 фунтов на кв. дюйм (241,32 бар), оно преодолеет фрикционный порог блока. Когда это произойдет, блок 4 0 в трамбующей камере 50, начинает перемещаться. Это лучше всего показано на фиг. 1С. Поэтому всегда желательно, чтобы гидравлическая система создавала давление по меньшей мере на 2 0% больше, чем величина фрикционного порога. Это позволяет цилиндру 10 легко подавать непрерывный гомогенный блок 40 внутри камеры 50. Цилиндр 10 подает блок 40 на расстояние, равное толщине одного уплотненного слоя, по существу составляющую 6 дюймов (152,4 мм) , как представлено позицией 4ОС на чертежах. Это также означает, что во время каждого полного цикла уплотнения уплотняющего устройства настоящей конструкции из устройства выходит по существу 6 дюймов (152,4 мм) блока.
Когда шток 13 достигнет полного вылета, включается клапан (HV) сброса давления. В этом случае заранее настраивают величину давления на 4500 фунтов на кв. дюйм (310,26 бар). В это время раздается специфический резкий звук, который
сигнализирует, что нужно перевести рычаг управления гидравликой в положение втягивания, чтобы начать втягивание трамбующей головки 20. Это лучше всего показано на фиг. 1D. Когда шток 13 полностью втянут, или головка 20 вошла в контакт с физическим упором (PS), будет достигнуто заранее заданное давление (обычно менее 500 фунтов на кв. дюйм или 34,-47 бар) и клапан управления автоматически (с помощью собачки) переходит в нейтральное положение. Когда это происходит, рыхлый материал 4 OA, из которого изготавливается блок, начинает под воздействием силы тяжести поступать через отверстие 51 заполняющего порта в уплотняющий конец 53. Если все правильно отрегулировано, количество рыхлого материала 4 OA, которое входит в камеру, будет почти идентичным объему первого слоя 4OA. При небольшом размере блока, как в данном случае, уплотняющее устройство должно завершить цикл в установленный мной период 3-6 с. Так завершается один полный цикл работы устройства с ручным управлением. Можно начинать новый цикл уплотнения, вновь активируя управляющий клапан.
Описание полуавтоматических устройств
В полуавтоматическом уплотняющем устройстве цикл уплотнения по существу такой же. Единственная разница заключается в способе, которым управляют циклом уплотнения в устройстве. В полуавтоматических устройствах предпочтительно устанавливать главную панель управления (CP) с главным выключателем (CD) пуска/останова, который может включать рабочий цикл устройства и немедленно прекращать работу устройства в любой точке цикла в случае аварийной ситуации. Можно использовать комбинацию физических упоров (PS), манометров (SD) и электронных измерительных устройств (MD) для управления и регулировки и длины хода уплотнения и хода втягивания этих устройств. Эти величины заранее заданы до сдачи устройства в эксплуатацию. Также используют электромагнитные клапаны (HV) с электронным управлением для управления гидравлическим потоком в этих устройствах. После активации электромагнитный клапан с электронным управлением может управлять всем циклом автоматически. После нажатия пусковой
кнопки электромагнитный клапан (HV) с электронным управлением открывается для подачи жидкости на гидравлический цилиндр 10 и совершения хода уплотнения заданной длины. Когда эта длина достигнута, датчик (SD) может дать сигнал электромагнитному клапану (HV) на завершение фазы и реверсирование направления потока для начала фазы втягивания. Во время фазы втягивания можно использовать датчик (SD) или физический упор (PS) для подачи сигнала на прекращение хода втягивания. В любом случае электромагнитный клапан (MV) с электронным управлением автоматически вновь начинает цикл уплотнения. И так далее, и так далее, пока кто-нибудь вручную не выключит цикл уплотнения, нажав кнопку останова. В больших уплотняющих устройствах предпочтительно принудительное заполнение уплотняющей камеры, чтобы рыхлый грунт не заблокировал отверстие 51 заполняющего порта. Мешалка (AG), которая мсжет иметь форму шнека с гидравлическим приводом, система ленточного транспортера, вибратор или вращающийся вал с зубьями, расположенные внутри бункера 80, помогают обеспечить поступление в трамбующую камеру 50 нужного количества рыхлого материала 4OA. В машинах коммерческого масштаба, выполненных в соответствии с настоящей конструкцией, непосредственно в бункер 80 можно встроить распылитель/смеситель (Р/М) для тщательного перемешивания стабилизирующих добавок (портландцемента или асфальтовых эмульсий) с грунтом для производства СУГБ, или стабилизированных уплотненных грунтовых блоков.
Описание полностью автоматического устройства В полностью автоматическом устройстве все управляется микропроцессором (MP) с соответствующими управляющими устройствами (CD), в число которых входят различные передатчики и переключатели. Электронные датчики (SD) отслеживают все аспекты цикла, включая длину блока. Микропроцессор (MP) позволяет временно приостановить цикл уплотнения во время загрузочной фазы цикла уплотнения. Эта пауза в сочетании с наличием перемешивающего устройства (AG), например, гидравлического шнека, установленного вертикально над отверстием 51 заполняющего порта, предназначена для обеспечения
подачи в камеру 50 нужного объема грунта, особенно в устройствах, производящих крупные блоки. Пауза длится самое большее секунду или две. За:?ем цикл возобновляется. Микропроцессор (MP) можно запрограммировать на управление временем работы, длиной блока, размерами блока (на машинах с устройствами, позволяющими уплотнять блоки разных размеров) и следить за работой и рабочими параметрами всех систем. Предпочтительно оснащать микропроцессор (MP) радиоприемниками (RR) , в которых может использоваться современная технология сотовой связи, технология "Blue Tooth" или технология беспроводного Интернета. Таким образом, оператор или выделенное лицо может менять график производства на расстоянии, например, из расположенного неподалеку офисного трейлера или автомобиля, без необходимости в выключении машины для трамбовки блоков. Типичным сценарием для оператора будет вызов трамбующей машины по стандартному номеру сотового телефона. После ответа микропроцессора мастер вводит код доступа, который позволяет ему войти в режим изменения программы. Затем оператор может менять программу так же, как это делается в других автоматических секретарских службах, используя тональный набор. Другой сценарий предусматривает беспроводную связь компьютер-компьютер, позволяющую менять программу. Все конструкции, имеющие микропроцессор, имеют базовую систему клавиатурного ввода, позволяющую оператору вручную менять программу работы непосредственно на машине по трамбовке блоков. Машина для трамбовки блоков, оснащенная радиоприемником, наиболее предпочтительна на сложных машинах для трамбовки блоков, имеющих несколько уплотняющих устройств, как показано на фиг. 5.
Следует понимать, что простота настоящей конструкции позволяет любому специалисту легко сконструировать полуавтоматическую и полностью автоматическую системы управления, которые описаны выше. Современный уровень машин по изготовлению УГБ имеют бесконечно более сложный производственный цикл. Сюда относится большинство моделей, производимых в США, в которых используется полностью
автоматическое микропроцессорное управление.
Процесс использования механического оборудования для перемещения отдельных блоков
Одним из основных недостатков прототипа является невозможность производить блоки большого размера. Этот малый размер, который вполне допустим и даже желателен для блоков, предназначенных для ручной укладки, серьезно ограничивает использование УГБ в строительстве в индустриальных культурах. Однако, чтобы воспользоваться огромным производственным потенциалом настоящих машин по трамбовке блоков, необходим способ эффективного перемещения блоков, вес которых типично составляет от 100 фунтов (45,36 кг) до 5 тонн и, поэтому, слишком тяжелых для ручной укладки в строительную систему. Предложен способ подъема, маневрирования и укладки крупных массивных блоков в строительную систему. Сначала был модифицирован грейферный захват или подобное подъемное приспособление, наподобие тех, которые используются в настоящее время на экскаваторах и обратных лопатах для подъема тяжелых массивных грузов. Вращающийся грейферный захват, который является наиболее предпочтительным подъемным приспособлением, легко поднимает крупные камни. Грейферный захват можно легко модифицировать, добавив подъемные рычаги к поверхностям, которые захватывают камень, для поддержки и подъема огромных УГБ. Другим предпочтительным приспособлением является подъемник для ограждающих конструкций, который используется с гидравлическим экскаватором для переноса бетонных ограждающих конструкций весом несколько тонн. Такая комбинация механического оборудования и подъемного устройства является предпочтительной для подъема, маневрирования и укладки огромных УГБ в строительную систему.
Были созданы особые подъемные устройства, добавляя два подъемных рычага (с большой площадью поверхности) к обычному грейферному захвату, подъемнику для ограждающих конструкций, клещам или подобным подъемным устройствам. Предпочтительно изготавливать подъемные рычаги из стали толщиной Н дюйма (19,05 мм), шириной 6 дюймов (152,4 мм) и длиной 4-6 футов (1,22-1,83
м) . Подъемные рычаги зацепляются или контактируют с боковыми поверхностями поднимаемого блока. Эти рычаги крепятся к подъемному устройству через вертлюжный механизм так, чтобы иметь возможность поворачиваться или перемещаться по небольшой дуге. Это позволяет грани подъемного рычага плоско ложиться на боковую сторону блоков разной толщины. На грань подъемного рычага добавлен резиноподобный материал так, что когда подъемное устройство опускают на блок, большая площадь поверхности подъемных рычагов служит подушкой для боковых поверхностей блока. Ширина в 4-6 футов (1,22-1,83 м) позволяет подъемному устройству поднимать большинство блоков длиной до 10 футов (3,05 м), поскольку блоки высокой плотности являются самоподдерживающимися и выступают за концы подъемных рычагов на некоторое расстояние. Это расстояние зависит от толщины данного блока. Другими словами, блок размером 3*3 фута (0,91x0,91 м) будет поддерживать себя, позволяя до 4 футам (1,22 м) выступать за контактную поверхность подъемных рычагов с каждой стороны подъемного устройства. Блок толщиной 8 дюймов (203,2 мм) и шириной 24 дюйма (609,6 мм) не сможет поддерживать себя, выступая более чем на 1 фут (0,304 м) за каждый конец подъемного устройства. Поэтому длину подъемных рычагов следует регулировать в соответствии с размерами блоков, с которыми работают. Такое же подъемное устройство можно использовать для подъема и перемещения длиной всего в 1 фут (0,304 м).
Если не используется механизированное поворотное устройство, предпочтительно применять поворачивающееся вручную вертлюжное устройство, прикрепленное между механическим оборудованием и подъемным устройством так, чтобы нагрузку можно было регулировать вручную и совмещать со стенками. Предположим, что механическим оборудованием является гидравлический экскаватор, наиболее предпочтительный источник мощности, благодаря его способности поднимать тяжелые грузы, и поворачиваться на 360°. Предположим, что подъемным устройством является вращающийся грейферный захват с прикрепленными подъемными рычагами. Тогда позиционирование подъемного устройства, совмещение его с длиной блока и медленное опускание
его на блок становится очень простой задачей. Затем оператор смыкает грейферный захват, который заставляет подъемные рычаги мягко, но прочно охватить боковые стороны блока. Экскаватор подает мощность для работы подъемного устройства, поднимает блок, маневрирует, при необходимости, совмещает блок со стеновой системой и мягко опускает блок на место. Экскаватор отпускает блок, размыкая подъемное устройство, поворачивается, чтобы забрать другой блок и процесс повторяется. Разумеется, блоки могут укладываться и не непосредственно в стеновую систему. Их можно укладывать на поддоны для отверждения или хранения. Это дает большую гибкость в использовании УГБ и СУГБ, одновременно устраняя основное препятствие - высокую стоимость ручного труда. Поскольку машина для изготовления блоков предложенной конструкции установлена на трейлере или на самодвижущемся транспортном средстве, она является весьма мобильной и весь процесс можно повторять, просто перемещая оборудование по строительной площадке. Эффективность процесса зависит от опыта оператора и от подбора необходимого механического оборудования, наилучшим образом соответствующего условиям работы. Ветвление
Следует понимать, что комбинация настоящей машины для трамбовки блоков с предложенным способом использования может навсегда изменить ту отрасль строительства, в которой применяются УГБ и СУГБ. Это позволит УГБ конкурировать с другими современными строительными технологиями на равных.
Возьмем, например, машину для трамбовки блоков предложенной конструкции, налаженной на производство блоков высотой 5 дюймов (127 мм) и шириной 11 дюймов (279, 4 мм). Если каждый слой имеет толщину приблизительно 6 дюймов (152,4 мм), то за два цикла работы такой машины производится блок длиной 1 фут (0, 304 м) . Каждый фут длины блока такого размера весит приблизительно 50 фунтов (22,68 кг), таким образом, за 4 цикла предложенной машины, которые занимают приблизительно 16 с, можно произвести блок длиной 24 дюйма (609,6 мм) весом приблизительно 100 фунтов (45,36 кг), что является прекрасной
толщиной стенки для жилых домов, учитывая что для того, чтобы воспользоваться всеми преимуществами теплоизоляционных характеристик грунтовых стен требуется ширина стены не менее 22 дюймов (558,8 мм). За 20 циклов предложенной трамбующей машины можно произвести блок длиной 10 футов (приблизительно 3,05 м) , весящий приблизительно 500 фунтов (226,8 кг). Этот блок шириной 11 дюймов (279,4 мм) обычно используется для внутренних перегородок здания, где нужна только структурная целостность. Блоки таких размеров относятся к тому весовому диапазону, с которым очень эффективно справляется обратная лопата. Вместо 812 рабочих, необходимых для строительства здания по современной технологии УГБ, при предложенной технологии при* строительстве такого же дома может потребоваться всего 4 человека. Это объясняется следующим.
Сначала снимают ковш со стандартной обратной лопаты и заменяют его фермовой стрелой с подъемным тросом и ручным вертлюжным механизмом, прикрепленным к модифицированному подъемнику для ограждающих конструкций (с добавленными подъемными рычагами). При использовании одной из предложенных машин для трамбовки свай с прикрепленным бункером, объемом 4 кубических ярда (3,06 куб м) с рыхлым материалом, из которого изготавливаются блоки, типичный процесс использования выглядит примерно следующим образом. Оператор обратной лопаты использует передний погрузочный ковш для заполнения бункера емкостью 4 куб. ярды (3,06 куб м) рыхлым материалом. Затем оператор позиционирует или устанавливает (опускает стабилизирующие опоры) обратную лопату между машиной для трамбовки блоков и стеной, на которую будут укладываться блоки. Второй человек управляет машиной для трамбовки блоков и помогает оператору обратной лопаты устанавливать модифицированный подъемник для ограждающих конструкций на блоки. Когда подъемник позиционирован, оператор обратной лопаты смыкает подъемник для ввода подъемных рычагов в зацепление с боковыми поверхностями блока. Затем обратная лопата поднимает блок в воздух, поворачивает стрелу к стене и мягко опускает блок на место в стеновой системе. Еще два человека помогают установить блок в
стеновую систему и выполняют другие необходимые работы. Блок мягко отпускается, и обратная лопата поворачивается для повторения процесса. Дополнительный вылет фермовой стрелы позволяет обратной лопате из одного наладочного положения укладывать блоки в рабочем радиусе 25 футов (7,62 м) , что позволяет доставать до внутренних перегородок, а также позволяет укладывать блоки на высоту до 20 футов (6,1 м). Объем бункера в 4 куб. ярда (3,06 куб. м) позволяет изготовить достаточно блоков для завершения строительства в этом радиусе 25 футов (7,62 м) . Затем машину для трамбовки блоков (установленную на трейлере) перемещают дальше вдоль участка стены. Обратная лопата загружает бункер грунтом и процесс повторяется вновь. Поскольку такие машины для трамбовки блоков производят блоки с весьма постоянной высотой и шириной, можно использовать способ укладки, именуемый "сухой штабель". При таком способе укладки УГБ, между каждым рядом блоков распыляют небольшое количество воды, что приводит к созданию водяной подушки, на которой блоки по существу плавают или скользят, что позволяет очень легко вручную маневрировать очень большими блоками на стене. Вода, кроме того, действует как агент для соединения блоков друг с другом всего за одну-две минуты. Это дает достаточно времени, чтобы правильно (вручную) выровнять блок в стене. Пока помощники выполняют ручное выравнивание (толкая или вытягивая блок, но не поднимая его) обратная лопата поворачивается и снимает с опорной платформы другой блок и поворачивает его на место. Поскольку малые блоки требуют меньше времени на физическое выравнивание; по сравнению с большими блоками, это прекрасно согласуется с производительностью машины для трамбовки блоков, которая способна выдавать 24-дюймовый блок (609, 6 мм) каждые 16 секунд,, 10-футовй блок (3,05 м) каждые 80 секунд или блоки промежуточных размеров со сравнимой производительностью. Обратная лопата постоянно занята и не простаивает во время укладки и рабочая сила и оборудование по сравнению с известными способами используются очень эффективно. Таким образом, этот процесс является очень эффективным и экономичным способом замены ручного труда механической силой.
Это высвобождает людские ресурсы для других работ в области жилищного строительства, в частности для более творческой работы по отделке внутренних помещений домов и сооружений.
Другим типовым применением, где абсолютно необходимо механическое оборудование, являются коммерческие машины для трамбовки блоков с множеством уплотняющих устройств предложенной конструкции. Рассмотрим машину для трамбовки блоков с множеством уплотняющих устройств предложенной конструкции, установленную на большую коммерческую тракторную платформу. Она имеет три отдельных уплотняющих устройства, каждое из которых предназначено для производства блоков размером 3x3 фута (0,91x0,91 м) . Можно заранее запрограммировать машину на производство блоков длиной 10 футов (3,06 м) в шахматном порядке так, что когда одно уплотняющее устройство заканчивает блок, другое уплотняющее устройство находится на 2/3 цикла, а последнее уплотняющее устройство находится на 1/3 производственного цикла. Машина для трамбовки блоков такой конструкции способна производить блоки длиной 10 футов (3,06 м) весом приблизительно 5 тонн каждые 66 секунд. Этого достаточно чтобы всего за час построить стену шириной 3 фута (0,91 м) , высотой 9 футов (2,74 м) и длиной 181 фут (55,17 м). Поэтому, абсолютно необходимы устройства типа большого гусеничного экскаватора и соответствующего подъемного устройства для эффективного перемещения этих больших блоков. В этом случае предпочтительно в качестве подъемного устройства использовать модифицированный (с прикрепленными подъемными рычагами) грейферный захват. Этот захват имеет собственный гидравлический привод поворота. Это позволяет оператору экскаватора осуществлять полный контроль над выравниванием блока в стеновой системе.
Кроме того, предпочтительно, чтобы предложенная машина для трамбовки блоков производила УГБ с зацепляющимися V-образными гребнями и канавками на верхней и нижней поверхности этих больших уплотненных грунтовых блоков. Эти детали показаны на фиг. 7А. Предпочтительно, чтобы концы блоков также имели взаимно зацепляющуюся конструкцию. Такие конструкции образуются
во время процесса срезания и показаны на фиг. 7В.
При этом также используется метод сухого штабеля. Таким образом, взаимно зацепляющиеся поверхности блоков требуют лишь смачивания небольшим количеством воды, прежде чем сигнальщик или бригадир даст команду оператору экскаватора на установку блока на место. Однако, вместо физического маневрирования блоком в несколько тонн весом, чтобы привести его в совмещение со стеной, такие взаимно защепляющиеся детали образуют инструмент для самовыравнивания при укладке. Когда блок опускают, боковые поверхности V-образных гребней скользят по боковым поверхностям V-образных желобов для выравнивания блоков по канавкам. Сев на место блок находится почти в идеальном выровненном положении, не требующем ручной регулировки. Вершины V-образных гребней можно срезать для прокладки проводов, труб или стальной арматуры в V-образном желобе. Для посадки блока на взаимно зацепляющиеся детали на торце предыдущего блока можно использовать экскаватор для легкого подталкивания 5-тонного блока на место. Спустя приблизительно 4 5 секунд вода между блоками абсорбируется, жестко спаивая блоки друг с другом. Это запирает блоки на месте и обеспечивает жесткую опору для следующего блока.
При такой комбинации производительности изделий УГБ, характеристик самовыравнивания и эффективности перемещения, военные саперные подразделения могут очень быстро развертываться для строительства комплексов. К ним относятся госпитали, школы, казармы, склады боеприпасов, склады снабжения, ограждающие стены, караульные помещения, блокпосты и множество других сооружений. Поскольку большая часть сырья имеется на месте (грунт), необходимость в доставке огромного количества стройматериалов в удаленные места во всем мире, что является весьма дорогим мероприятием, в значительной степени устраняется. Время, необходимое на строительство больших сооружений также резко сокращается, высвобождая военный персонал для выполнения других задач. Дополнительно на вражеской территории стена из УГБ толщиной 3 фута (0,91 м) будет весьма комфортной защитой. Она не только смягчит
температурные условия, позволяя экономить на отоплении и охлаждении, но благодаря высокой плотности стены толщиной 3 фута (0,91 м) ее не смогут пробить ни пулеметные пули 50 калибра, ни ракеты гранатометов, что возможно сохранит жизни людей. Другое дополнительное преимущество заключается в том, что когда конфликт закончится, бульдозер может легко вернуть это сооружение в первоначальное состояние грунта с минимальным влиянием на местную среду. Или, простыми способами гидроизоляции такую структуру можно сделать весьма долговечной, и она прослужит сотни лет.
Следует понимать, что настоящее изобретение не ограничивается описанными вариантами, но охватывает все варианты в соответствии с приложенной формулой изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для производства уплотненного блока из материала грунта, содержащее:
сжимающую камеру, имеющую канал с входным участком для приема материала грунта, открытым выходным участком и продольной осью;
трамбующую плиту, выполненную подвижной в осевом направлении вдоль продольной оси из втянутого положения рядом с входным концевым участком сжимающей камеры, до выдвинутого положения в сжимающей камере для сжатия и выталкивания материала грунта из выходного концевого участка сжимающей камеры;
срезающее устройство на выходном концевом участке сжимающей камеры, при этом срезающее устройство выполнено подвижным в поперечном направлении относительно продольной оси сжимающей камеры для срезания блока сжатого материала грунта, выходящего из сжимающей камеры.
2. Устройство по п. 15, в котором срезающее устройство содержит срезающую камеру, имеющую канал с поперечным размером, сопрягающимся с каналом сжимающей камеры, при этом срезающая камера выполнена подвижной з поперечном направлении относительно продольной оси.
3. Устройство по п. 15, которое дополнительно содержит бункер, расположенный над входным участком, причем бункер под воздействием силы тяжести подает материал грунта в сжимающую камеру с направления, перпендикулярного продольной оси.
4. Устройство по п. 15, которое также содержит исполнительный механизм, который прилагает продольную силу к трамбующей плите, превышающую противодействующую силу фрикционного порога материала грунта, для подачи тем самым сжатого материала грунта через сжимающую камеру.
5. Устройство по п. 15, в котором длина хода трамбующей плиты меньше, чем осевая длина сжимающей камеру.
6. Устройство по п. 15, которое также содержит угловую структуру, выступающую из стороны трамбующей плиты, которая контактирует с материалом грунта.
7. Устройство по п. 20, в котором угловая структура содержит выступ, выбранный из группы, содержащей конус, треугольный клин, пирамиду, и угловой фланец.
8. Устройство по п. 15, которое далее содержит опорную структуру, установленную на стороне срезающей камеры напротив сжимающей камеры для поддержки блока сжатого материала грунта, срезанного срезающим устройством.
9. Устройство по п. 15, в котором длина канала срезающей камеры больше 6 дюймов (152,4 мм).
10. Устройство по п. 15, в котором срезающая камера адаптирована к производству множества сжатых блоков весом более 100 фунтов (45,36 кг).
11. Способ изготовления сжатого блока из грунта, при котором:
(a) создают сжимающую камеру с открытым выходным концом и имеющую продольную ось;
(b) вводят в сжимающую камеру некоторое количество несжатого грунта;
(c) принудительно перемещают несжатый грунт к выходному концу и сжимают несжатый грунт в сжатый грунт в сжимающей камере, и
(d) выводят участок длины сжатого грунта из выходного конца сжимающей камеры так, чтобы выбранное приращение сжатого грунта выступало из выходного конца сжимающей камеры.
12. Способ по п. 25, в котором этап (с) содержит этап, при котором толкают сжатый грунт из выходного конца в срезающую камеру, причем этап (d) содержит этап, при котором перемещают срезающую камеру относительно сжимающей камеры в направлении, перпендикулярном продольной оси.
13. Способ по п. 25, в котором на этапе (Ь) подают под воздействием силы тяжести не сжатый грунт в сжимающую камеру в направлении, перпендикулярном продольной оси.
14. Способ по п. 25, в котором этап (с) содержит этап, при котором прилагают давление от исполнительного механизма к трамбующей плите с величиной, превышающей противодействующую силу фрикционного порога грунта.
15. Способ по п. 28, который также включает этап, при котором осуществляют мониторинг давления с помощью компьютерной системы и прекращают выполнение этапа (с) если достигнут максимальный уровень давления.
16. Способ по п. 25, который дополнительно содержит этап (d) , при котором изменяют длины и вес приращений грунта, выступающего из сжимающей камеры.
17. Способ по п. 25, в котором приращение грунта, выступающее из сжимающей камеры на этапе (d), имеет длину более 6 дюймов (152,4 мм).
18. Способ по п. 25, в котором приращение грунта, выступающее из сжимающей камеры на этапе (d) имеет вес более 100 фунтов (45,36 кг).
19. Способ изготовления сжатого блока из грунта, при котором:
(a) создают сжимающую камеру с открытым выходным концом и имеющую продольную ось;
(b) вводят в сжимающую камеру некоторое количество несжатого грунта путем его подачи под воздействием силы тяжести в сжимающую камеру в направлении, перпендикулярном продольной оси;
(c) прилагают давление от исполнительного механизма к трамбующей плите с величиной, превышающей, противодействующую силу фрикционного порога грунта;
(d) принудительно перемещают несжатый грунт к выходному концу и сжимают несжатый грунт в сжатый грунт в сжимающей камере, и
(e) выводят участок длины сжатого грунта из выходного конца сжимающей камеры так, чтобы выбранное приращение сжатого грунта выступало из выходного конца сжимающей камеры.
20. Способ по п. 33, который также включает этап, при котором формируют сопрягающиеся углубления и выступы по меньшей мере на некоторых блоках, и совмещают выступы одного сжатого блока с углублениями другого сжатого блока.
По доверенности
1/8
139612
Фиг.1А
Фиг.2С
Om\2D
3/8
Фиг.ЗА
/ /
j^o^ \\\\^2-\\\\\N v77? ////// ////л
Фиг.ЗВ
Фиг.ЗС
Фиг.4
PULVI-MIXER
Фиг.5
7/8
Фиг.бС
8/8
\y 40 \y
X/-V
Фиг.7А
ВИД С ТОРЦА
Фиг.7В
ВИД СВЕРХУ