Железобетонный автоклав

 

Сущность: корпус автоклава выполнен монолитным из тяжелого армоцемента в виде цилиндра с коническими сужениями по торцам. Внутри корпуса размещена защитная стальная рубашка. Между корпусом и рубашкой размещена теплоизоляция . Оголовье автоклава выполнено в виде торцевого элемента конической формы и оперто на коническую часть корпуса. Такая конструкция позволяет снизить затраты на изготовление автоклава и повысить срок его службы. 1 ил

2000ц35

Изобретение относится к химическому машиностроению, в частности к автоклавам, работающим под давлением и при повышенной температуре и может быть применено для тепловлажностной обработки строительных материалов, а также сельскохозяйственной продукции.

Известны цилиндрические автоклавы с металлическими корпусами, к недостаткам таких аппаратов относятся хрупкое разрушение металлического корпуса, работающего под давлением, низкая ремонтопригодность, не полное использование прочностных свойств металла корпуса, т,к. главные напряжения, действующие в осевом и тангенциальном направлении, не равны между собой, а также трудности, связанные с транспортировкой крупногабаритных изделий и необходимость точной подгонки свариваемых элементов. Также известны автоклавы прямоугольного сечения с железобетонными корпусами.

Наиболее близким является предварительно напряженный железобетонный автоклав прямоугольного сечения, выполненный из сборных предварительно напряженных рам, стягиваемых в продольном направлении арматурными пучками из высокппрочной проволоки и оборудованный внутри корпуса защитной стальной рубашкой.

Недостатками этого автоклава являются: — Расход бетона и арматуры больше че л в цилинд, ическом автоклаве на 30 ; — В качестве рабочей арм-туры может использоваться только высокопрочная арматура; — Высокая трудоемкость изготовления предварительно напряженных элементов; — Эффект предварительного обжатия, являющийся основополагающим принципом надежности преднапряженных конструкций, снижается эа счет падения предварительных напряжений в арматуре со временем вследствие релаксации, ползучести и др. факторов; — Термоиэоляция корпуса выполнена с наружной стороны автоклава. т.о. она не способствует уменьшению температурных воздействий на арматуру и бетон силовои части корпуса автоклава; — Продольная рабочая арматура автоклава практически не защищена от температурных воздействий; — B случае расположения теплоизоляции с внутренней стороны корпуса уменьшится его рабочий объем. усилия же, передаваемые на корпус от крышки автоклава останутся неизменными:

55 — Автоклав подобной конструкции не может быть использован беэ предварительного напряжения, т,к. величина раскрытия трещин в корпусе автоклава превысит допустимые значения; — Практически исключена возможность наращивания стенок корпуса для случая эксплуатации его при более высоких внутренних давлениях и температуре.

Основной задачей изобретения является уменьшение расхода бетона и арматуры, увеличение срока службы автоклава и расширение его области применения.

Сущность изобретения заключается в то л, что в железобетонном автоклаве, состоящем из корпуса с крышкой, теплоизоляции, защитной стальной рубашки и оголовья, оголовье выполнено в виде торцееого элемента конической формы, а корпус выполнен монолитным в виде цилиндра из тяжелого армоцемента с высоким содержанием арматуры. Теплоиэоляция размещена с внутренней стороны корпуса и облицована защитной стальной рубашкой. Корпус по торцам имеет коническое сужение, выполненное таким образом, что торцевой эле лент опирается на стенку корпуса по конической поверхности.

Корпус автоклава выполняется из тяжелого армоцемента. Тяжелый армоцемент

/ТАЦ/ в отличие от обычного железобетона, содержание арматуры в котором не превышает как правило 3-3,5 представляет собой мелкозернистый бетон с арматурой .1алых диаметров /3 — 10 MM/ при содержании ее в расчетном сечении до 18% и равног.låðíî÷ размещении по бетонной матрице.

Данная разновидность железобетона отличается от обычного железобетона и преднапряженного использованием большего ко lичества арматуры в единице площади расчетного сечения, что значительно уменьшае1 толщину стенки силовой части и улучшвеT условие работы силовой части корпуса

llol1 тепловых воздействиях, а также уменьшает расход бетона.

Такая структура материала, при которой увели гиваeтcя поверхность сцепления бетона и арматуры приводит к уменьшению ширины раскрытия трещин при эксг луатационных, расчетных и аварийных на руэках.

Аь гоклав выполняется цилиндрической фарMM, которая трудно выполниMа в случае применения предварительного напряжения. Цилиндрическая форма значительно снижает внутренние усилия за счет однородного напряженного состояния силового корпуса /отсутствия изгибающих моментов, которые явлslþòñÿ опреиеflяK)ùlггли при под2000835 боре лрмdтуры о сfló <ае с прямоугольным результат, заключающий«;ÿ в уменьшении

BUToKj«àâoì/. Экономия материалов /60TQ расхода бетона и арматуры, воэможности нэ и арматуры/ достигает 30 . В качестве применения низкопрочной арматурь< для рлбочей арматуры может использоваться армирования корпуса, увеличении срока арматура любых классов как оысокопрочная 5 службы автоклава, в возможности наращитак и обычная. вания стенки корпуса в случае эксплуатации

Структура материала /тяжелого армо- его при высоких внутренних давлениях и цемента/ позволяет полностью использо- возможности расширить область применеоать деформатионо-прочностные свойства ния автоклавов в труднодоступных в отноарматуры при сохранении требуемой тре- 10 шении транспортировки крупногабаритных щиностойкос ги. изделий районах, При изготовлении корпуса автоклава из На черте>ке изображен автоклав, проТАЦ используются механизированные про- дольный разрез в торцевой части, цессы арматурных и бетонных работ, кото- Автоклав состоит из монолитного цирые отработаны при изготовлении 15 линдрического корпуса 1, выполняемого из крупномасштабных физических моделей ТАЦ, имеющего по торцам коническое сужекорпусов реакторов иэ ТАЦ, и их элементов, ние. С внутренней стороны корпуса выполфизические модели и их элементы были ис- нена теплоизоляция 2, защищенная пытаны при внутреннем давлении до 360 стальной рубашкой 3. В торцевой части аватм. и температуре до 400 С. 20 токлаоа выполнен торцевой элемент 4, соКонструктианое решение цилиндриче- стоящий иэ зубчатых фланцеB и, ского автоклава предполагает наличие металлических косынок 5, металлических внутренней теплоизоляции из обычного или пластин 6 и шпонок 7. Торцевой элемент жаростойкого бетоноо, изготовление кото- опирается на коническое сужение корпуса рой осуществляется в едином комплексе 25 по конической поверхности, Автоклав завозведения корпуса. Данное конструктив- крывается крышкой 8. ное решение снижает тепловые нагрузки на Торцевой элемент 4 автоклава устанавсиловой корпус и улучшает условия работы ливается по месту, Он снабжен зубчатыми арматуры, а также в сочетании с торцевыми фланцами, так называемыми головками элементами конической формы уменьшает 30 имеющими специальный профиль и соотвеличину усилия OT внутреннего давления, ветстоенно нарезные зубцы, Il0 контуру к передаваемого от крышки на силовую часть фланцам приварива«отся металлические кокорпуса автоклава. сынки 5, придающие торцевому элементу

Конструктивное решение автоклава из конусообразную форму, которые по верху

ТАЦ предполагает увеличение его несущей 35 соединены на сварке металлическими пллспособности /при «еобходимости эксплуа- стинэми 6, образу<ощими усе «енный конус, тац<1L« его при более высоком внутреннем На наружную поверхность по осей высоте давлении и тек«пературе/ посредством до- конуса наоиоается и приваривается арматуполнительного нлрлщиолния стенок снлру- ра 7, используемая в качестве ш< онок, Прожи с помощью теK же технолог<1 <ес««их 40 скэльзыоание исключается наличие<1

ПР««аМОО. шпонок, выполненных из ар<«этурь< 10 мм, В торц ««00 <асти корпус имеет кони

«.«л«оц«««е усилия.;. «<одежное запирание его конструктивное, Корпус аг<токлэва 1 армиобеспечиолется работой конического суже- 50 рустся сетками как в продоль«<ом, тлк и в н<1> силовой чл".TL«. Выполнение торцевого кольцевом направлениях. В продольном назлементл конической формы дает возмож- правлении корпус армируется однотипны«<0сть переда <и усилия от крышки автоклава ми соарны<1<1 сетками, В тэнгенцилльном нл корпус. Подобная конструкция торцевого направлении укладываются кольцевые сетлле<1е«гл позволяет выполнить теплоизоля- 55 ки с одинаковым шагом для данного слоя в ци!o с внутре«<ней стороны корпуса, не соответствии с расчетными усилиял1и. В кау««е«<ьшэ>< его рлбочего обьема. честое рабочей используются арматура 3-8

Бл 0с«<0ол«1<1«1 изложенного можнО сде- мм, о том числе обыкновенная и оысоколлть вывод. что нп:- < совокупность призна- про <нля арматурная проволока В-1, В«1 1, ;;0I1 п0л вол«<, л д >0«<<чь технический  — II. Вр-ll, а также арматура классов А и Ат.

2000835./

Составитель Г. Шоршнев

Техред М.Моргентал Корректор Н, Кешеля

Редактор

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Заказ 3098

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул Гагарина, 101

Работа автоклава осуществляется следующим образом: в автоклав загружают обрабатываемое изделие или контейнер с обрабатываемой продукцией. Автоклав закрывают крышкой 8 и подают в него пар под давлением, при этом в корпусе 1 возникают усилия, воспринимаемые арматурой и бетоном корпуса, Усилия от крышки 8 передаются на корпус 1 через торцевой элемент конической формы, Теплоизоляция 2 защищает корпус автоклава 1 от температурных воздействий, а защитная стальная рубашка

3 обеспечивает герметичность автоклава и предохраняет бетон корпуса и теплоизоляции от циклического воздействия пара.

Применение цилиндрического железобетонного автоклава из ТАЦ с внутренней

Формула изобретения железОБетОнный А8тОклА8, содержащий корпус с крышкой, теплоизоляцию, защитную стальную рубашку, размещенную внутри корпуса, и оголовье, отличающийся тем, что корпус выполнен монолитным из теплоизоляцией позволит на 30 сократить расход бетона и арматуры. Значительно повышается надежность работы силовой части корпуса, так как он защищен от теплового

5 удара. Возможность применения низкопрочной арматуры для армирования корпуса, а также отсутствие необходимости применения предварительного напряжения для воздействия корпуса способствуют сни10 жению его стоимости, В случае значительного повышения внутреннего давления в автоклаве не произойдет хрупкого разрушения корпуса, как в металлическом автоклаве.

15 (56) Железобетонные автоклавы, НИИЖБ, труды института, выпуск 5. М., 1972, с.

13, 14, 48. тяжелого армоцемента в виде цилиндра с

20 коническими сужениями по торцам, оголовье выполнено в виде торцевого элемента конической формы и оперто на коническую стенку корпуса, теплоизоляция размещена между корпусом и защитной стальной рубашкой,