Бетоновод для транспортирования и одновременного электроразогрева бетонной смеси

Изобретение относится к области строительства и производству строительных конструкций. Бетоновод имеет установленные в его конце трубчатые секции из диэлектрика, нагреватели в виде электродов, каждый из которых расположен под углом 120° один относительно другого в поперечном сечении секции и подключен к одной из фаз источника трехфазного тока. Каждая секция имеет автономное включение-отключение. Ширина каждого из электродов и расстояние между ними соответствует 1/6 величины внутренней окружности трубы секции, а длина каждого электрода меньше длины секции на величину, равную ширине электрода. Изобретение позволяет повысить мощность разогрева, а также облегчить изготовление секций. 6 ил.

 

Изобретение относится к области строительства и производства строительных конструкций, в частности к технологиям, где используются устройства для форсированного электроразогрева бетонных смесей перед укладкой их в конструкции.

Известен бетоновод для транспортирования и одновременного электроразогрева бетонной смеси, в котором одна из промежуточных секций трубопровода является активной - электроразогревающей, и выполнена в поперечном сечении из трех частей, соединенных между собой по длине секции по винтовой линии и изолированных друг от друга и от соседних секций, причем к каждой части подключена одна фаза трехфазного переменного тока [1].

Недостатком данного устройства является местоположение активной части, т.е. электроразогревающей секции, так как после разогрева в ней бетонная смесь при дальнейшем движении по обычным секциям бетоновода, о чем свидетельствует имеющийся в [1] рисунок, теряет часть тепла. Кроме того, изготовление активной секции с электродами по винтовой линии представляется сложной технической задачей. Но даже при наличии такой активной секции практически затруднительно регулировать температуру нагрева бетонной смеси путем изменения напряжения электрического тока как предлагается в [1], если принять во внимание» что для нагрева бетонной смеси до 50-80°C при ее прохождении через активную секцию, например длиной 5-6 м за 0,5-1 мин при подаче серийного бетононасоса 10 м³/ч, что типично, потребуется мощность в 300-500 кВт при напряжении 380 В. Но специального оборудования, которое могло бы регулировать температуру разогрева смеси путем реверсивного снижения или повышения напряжения указанной сети переменного тока промышленность не выпускает. По этим причинам рассмотренное техническое решение не нашло практического применения и в литературе [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8] не упоминается.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является бетоновод для транспортирования и одновременного электроразогрева бетонной смеси [9], содержащий трубчатые секции из диэлектрика, установленные в конце бетоновода, имеющие нагреватели в виде электродов, расположенных под углом 120 градусов один относительно другого, и подключенные каждый к одной из фаз источника трехфазного тока, установленные с интервалом по длине секции, объединенные через один в две группы и подключенные параллельно к соответствующей фазе посредством отдельного рубильника. Каждая последующая секция состыкована с предыдущей с угловым смещением их электродов, подключенных к одноименной фазе трехфазного тока.

Недостатком такого устройства является большое количество установленных по длине секции частей электродов, каждая из которых требует закрепления на внутренней поверхности секции посредством специального болта, к которому подводится напряжение 380 В, причем эти узлы сопряжения требуют изоляции со стороны внешней поверхности секции. В связи с большим количеством таких узлов усложняется изготовление секций, их подключение к сети трехфазного тока и эксплуатация. Кроме того, поскольку каждый из электродов состоит из частей, установленных с интервалом, то суммарная их длина существенно меньше длины секции, в связи с чем для получения требующейся мощности, необходимой для электроразогрева бетонной смеси до заданной температуры, придется увеличить длину секций или их количество, а это, как отмечено выше, усложнит эксплуатацию.

Решаемая задача - упрощение конструкции, повышение мощности, облегчение изготовления и эксплуатации электроразогревающих секций бетоновода.

Технический эффект достигается за счет установки по длине каждой секции сплошных электродов, что увеличивает площадь их контакта с бетонной смесью, в связи с чем возрастает мощность электроразогрева, а количество точек подключения на секциях к сети трехфазного тока сводится к минимуму, т.е. по одной на каждой фазе на одной секции.

Поставленная задача решается следующим образом. Бетоновод для транспортирования и одновременного электроразогрева бетонной смеси содержит трубчатые секции из диэлектрика, установленные в конце бетоновода, нагреватели в виде электродов, каждый из которых расположен» под углом 120° один относительно другого в поперечном сечении секции и подключен к одной из фаз источника трехфазного тока, при этом каждая секция имеет автономное включение-отключение. Отличительными признаками предложенного устройства является то, что ширина каждого из электродов и расстояние между ними соответствует 1/6 величины внутренней окружности трубы секции, а длина каждого электрода меньше длины секции на величину, равную ширине электрода.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен описываемый бетоновод, общий вид; на фиг.2 - то же, поперечный разрез трубопровода активной электронагревательной секции; на фиг.3 - общий вид активных секций со схемой их подключения к сети трехфазного тока напряжением 380 В; на фиг.4, 5, 6 - схемы, поясняющие сущность изобретения.

Бетоновод (фиг.1) содержит в начальной части 1 обычные трубчатые секции, а в конечной части 2 - активные нагревательные секции 3. Активная нагревательная секция (фиг.2) содержит трубопровод 4 из диэлектрического материала, металлические электроды 5, расположенные в поперечном сечении на 120° относительно друг друга, к каждому из которых подключена одна фаза от сети переменного электрического тока напряжением 380 В (фиг.3). Металлические электроды имеют конфигурацию, обеспечивающую их плотное примыкание к внутренней поверхности трубопровода, а через отверстие электрода, а также отверстие в трубе посредством металлического болта 6, шайб 7, 8 и гайки 9 производится подключение к ветви фазы трехфазного электрического тока. Каждый узел такого подключения электроизолирован колпачком 10 и подкладкой 11 из диэлектрика. Ширина каждого электрода принимается равной 1/6 величины внутренней окружности трубы нагревательной секции, а длина электродов принимается равной длине секции за вычетом величины, соответствующей ширине одного электрода.

Предложенное устройство работает следующим образом. При транспортировании бетонной смеси по бетоноводу она достигает активных секций и замыкает электрическую сеть, при этом электрический ток, проходя через движущуюся бетонную смесь от одного электрода к другому, разогревает ее и она в таком состоянии попадает в бетонируемую конструкцию. Регулирование температуры разогрева бетонной смеси осуществляется путем включения-отключения отдельных секций.

Пояснение целесообразности принятия указанных выше долевых размеров электродов объясняется по схемам поперечного сечения активных секций при прохождении электрического тока от одного электрода к другому, которые представлены на фиг.4, 5, 6.

Как видно из схемы на фиг.4, при ширине электродов, равной 1/6 величины внутренней окружности трубы, электрический ток, проходя от одного электрода к другому, равномерно перекрывает все сечение трубопровода, в результате чего обеспечивается равномерный электроразогрев перекачиваемой бетонной смеси по всему сечению активной секции бетоновода, что и предлагается в качестве технического решения поставленной задачи.

Если ширина электродов была бы меньше 1/6 внутренней окружности трубы секции бетоновода, то, как видно на схеме на фиг.5, в центральной части сечения секции и с боковых сторон между электродами образуются зоны, где нет прохождения электрического тока, а значит, и нет разогрева бетонной смеси. В данном случае равномерность электроразогрева перекачиваемой бетонной смеси не может быть гарантирована, а из-за меньшей ширины электродов будет меньше и площадь их контакта с бетонной смесью, а потому меньше мощность электроразогрева и ниже температура по сравнению с решением, показанным на схеме на фиг.4.

Если бы ширина электродов была больше, чем 1/6 величины внутренней окружности трубы, то, как видно на схеме на фиг.6, в центральной части ее сечения плотность электротока резко возрастает, здесь возможен недопустимый перегрев движущейся бетонной смеси (более 90°C запрещено СНиП III-15-76, смотрите п.4.58), что может привести к локальному обезвоживанию, быстрому схватыванию цемента, потере подвижности смеси, возникновению пробки и выходу из строя бетоновода. Кроме того, с боковых сторон между электродами по этой же причине и из-за близкого их расположения возникнет риск короткого замыкания электрического тока. В данном случае равномерность электроразогрева перекачиваемой бетонной смеси и надежность устройства не могут быть гарантированы.

Таким образом, оптимальным является техническое решение, представленное на схеме на фиг.4. Длина электродов в связи с этим принимается равной длине активной секции за вычетом величины, соответствующей ширине электрода.

Источники информации

1. А.с. № 244187 (СССР). Бетоновод для транспортирования и одновременного электроразогрева бетонной смеси /Л.П.Туляков, А.С.Татаринов, Ю.П.Клюшник. - Опуб. в БИ 1969, № 17.

2. Рекомендации по изготовлению железобетонных изделий с применением электроразогрева бетонных смесей в заводских условиях. ВНИИжелезобетон. - М.: Стройиздат. - 1972.

3. Крылов Б.А., Ли А.И. Форсированный электроразогрев бетона. - М.: Стройиздат, 1975. - 155 с.

4. Арбеньев А.С. Зимнее бетонирование с электроразогревом смеси. - М.: Стройиздат, 1970. - 104 с.

5. Евдокимов Н.И., Мацкевич А.Ф., Сытник В.С. Технология монолитного бетона и железобетона. - М.: Высшая школа, 1980. - 335 с.

6. Справочник по производству сборных железобетонных изделий /Г.И. Бердичевский, А.П.Васильев, Ф.М.Иванов и др.; Под ред.К.В.Михайлова, А.А.Фоломеева. - М.: Стройиздат, 1982. - 440 с.

7. Афанасьев А.А. Интенсификация работ при возведении зданий и сооружений из монолитного железобетона. - М.: Стройиздат, 1990. - 384 с.

8. Технология строительных процессов. Учебн. /А.А.Афанасьев, Н.Н.Данилов, В.Д.Копылов и др.; Под ред. Н.Н.Данилова, О.М.Терентьева. - 2-е изд., перераб. - М.: Высшая школа, 2001. - 463с.

9. Патент № 2047989 (Россия). Бетоновод для транспортирования и одновременного электроразогрева бетонной смеси /Косивцов Ю.Г. - Опуб. в БИ 1995, № 31.

Бетоновод для транспортирования и одновременного электроразогрева бетонной смеси, содержащий трубчатые секции из диэлектрика, установленные в конце бетоновода, нагреватели в виде электродов, каждый из которых расположен под углом 120° один относительно другого в поперечном сечении секции и подключен к одной из фаз источника трехфазного тока, при этом каждая секция имеет автономное включение-отключение, отличающийся тем, что ширина каждого из электродов и расстояние между ними соответствует 1/6 величины внутренней окружности трубы секции, а длина каждого электрода меньше длины секции на величину, равную ширине электрода.