FI81045B - Method and arrangement for producing a mixture, especially a concrete mix - Google Patents
Method and arrangement for producing a mixture, especially a concrete mix Download PDFInfo
- Publication number
- FI81045B FI81045B FI870817A FI870817A FI81045B FI 81045 B FI81045 B FI 81045B FI 870817 A FI870817 A FI 870817A FI 870817 A FI870817 A FI 870817A FI 81045 B FI81045 B FI 81045B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- mixture
- chamber
- plate
- container
- gate
- Prior art date
Links
Description
1 810451 81045
Menetelmä ja laite seoksen, erityisesti betoniseoksen, valmistamiseksiMethod and apparatus for preparing a mixture, in particular a concrete mixture
Keksintö koskee rakennusteollisuutta ja erityisesti 5 menetelmää ja laitetta tietyn seoksen, erityisesti betoni-seoksen valmistamiseksi.The invention relates to the construction industry and in particular to a method and apparatus for preparing a certain mixture, in particular a concrete mixture.
Keksintöä voidaan soveltaa erilaisten laastien, kaasutäytteisten kalsiumsilikaattiseoksien, bitumin, saven ja jäätyneiden betoniseosmateriaalien lämmittämiseksi, 10 sementin kostuttamiseen, mineraalimateriaalien, esimerkiksi kipsin jatkuvaan höyryttämiseen, betoniseoksen kevyiden aineosien nopeaan kyllästämiseen vedellä sekä myös veden, viinin raaka-aineiden ja muiden nesteiden kuumentamiseen elintarvike- ja kemian teollisuudessa.The invention can be applied to heating various mortars, gas-filled calcium silicate mixtures, bitumen, clay and frozen concrete mix materials, to moisten cement, to continuously vaporize mineral materials such as gypsum industry.
15 Keksintöä voidaan soveltaa edullisimmin muodostet taessa seoksia, joita käytetään valmistettaessa betoni- ja teräsbetonirakenteita elementeistä tai paikan päällä suoritettavana valuna alhaisessa ympäristön lämpötilassa tehtävät rakenteet mukaanluettuina.The invention is most preferably applied to the formation of mixtures used in the manufacture of concrete and reinforced concrete structures from elements or by on-site casting, including structures made at low ambient temperatures.
20 Lämmöllä tiedetään olevan ratkaiseva merkitys be tonin kovettumisen nopeuttamiseksi. Muussa tapauksessa betoni kovettuu liian hitaasti varsinkin alhaisissa ympäristön lämpötiloissa.20 Heat is known to play a crucial role in accelerating the curing of concrete. Otherwise, the concrete will harden too slowly, especially at low ambient temperatures.
Nykyisissä betonin lämpökäsittelyprosesseissa käy-25 tetään erilaisia kuumennusmenetelmiä. Näille menetelmille on ominaista kauan kestävä lämpökäsittely, huomattava energiankulutus ja betonirakenteen halkeaminen betoniseok-sessa olevan ilman ja vesihöyryn lämpölaajenemisesta johtuen.Current heat treatment processes for concrete use a variety of heating methods. These methods are characterized by long-lasting heat treatment, considerable energy consumption and cracking of the concrete structure due to the thermal expansion of the air and water vapor in the concrete mix.
30 Erilaisia betoniseosten kuumentamiseen liittyviä menetelmiä on esitetty esimerkiksi DE-kuulutusjulkaisussa 3 025 285, SU-keksijäntodistuksessa 1 217 681 ja DD-pa-tenttijulkaisussa 105 416. Kahdessa ensin mainitussa julkaisussa sovelletaan Joulen ilmiöön perustuvaa kuumennus-35 ta. Viimeksi mainitussa julkaisussa puolestaan sovelletaan induktiokuumennusta, jolloin loppulämpötila ei ylitä 80°C.Various methods for heating concrete mixes are described, for example, in DE-A-0 0 025 285, SU-Inventee Certificate 1 217 681 and D-Patent Publication 105 416. In the first two publications, heating based on the Joule phenomenon is applied. In the latter publication, induction heating is applied, in which case the final temperature does not exceed 80 ° C.
2 810452,81045
Nykyään tapahtuvan rakentamisen jatkuvasti kiihtyvä nopeus edellyttää uusia, tehokkaampia lämpökäsittelymenetelmiä, jotka edistävät betonin kovettumista ja parantavat sen laatua, ja lisäksi tärkeäksi muodostunut energiakysy-5 mys asettaa entistä suurempia vaatimuksia energiankulutukselle, johon kuuluu myös betonin lämpökäsittelyn edellyttämä energiankulutus.The ever-accelerating speed of construction today requires new, more efficient heat treatment methods that promote the hardening and improve the quality of concrete, and the important energy issue 5 also places greater demands on energy consumption, including the energy consumption required for heat treatment of concrete.
Alalla tunnetaan jo ennestään betoniseoksen valmistusmenetelmä (vertaa SU-keksijäntodistusta 1 087 496, 10 Int.Cl. C 04 B41/30, julkaistu virallisessa tiedotteessa nro 15, 1984). Tämä menetelmä perustuu seoksen jatkuvaan sekoittamiseen suljetussa säiliössä ja seoksen kuumentamiseen sekoittamisen aikana tietyllä lämpötila-alueella sekoittimessa syöttämällä siihen höyryä ulkopuolelta. 15 Seos liikkuu höyrykäsittelyalueella 45-55 cm/s höyryn paineen ollessa 0,7-1,0 kgf/cm2.A method for preparing a concrete mix is already known in the art (cf. SU inventor certificate 1 087 496, 10 Int.Cl. C 04 B41 / 30, published in Official Gazette No. 15, 1984). This method is based on continuously stirring the mixture in a closed container and heating the mixture during stirring at a certain temperature range in the mixer by supplying steam to it from the outside. 15 The mixture moves in the steam treatment range of 45-55 cm / s with a steam pressure of 0.7-1.0 kgf / cm2.
Tätä menetelmää varten tarvitaan ulkopuolinen läm-mönlähde, höyry, joten kuumennuksen ohjaus ja kuuman betonin etukäteen määrättyjen valmistusparametrien järjestä-20 minen muodostuvat hyvin monimutkaisiksi. Höyrynsyöttöjär-jestelmien ja betoniseoksen välinen kosketus sää tällaisissa järjestelmissä aikaan betoniseoksen nopean saostu-misen, jolloin menetelmän soveltamiseen käytettävän laitteen teho ja stabiliteetti laskevat. Seos pidetään liik-25 keessä sähkömoottorin käyttämällä ruuvilla, joten energian kokonaiskulutus seoksen lämpökäsittelyä varten kasvaa tätä menetelmää sovellettaessa. Lisäksi, kun seos kuumennetaan korkeaan lämpötilaan, se tarttuu ruuviin ja haittaa tällöin seoksen kuumenemista, sen liikettä ja sekoittamista. 30 Alalla tunnetaan myös menetelmä kipsin puolittain yhtäjaksoista käsittelyä varten (vertaa Stevens Norbert J. "Semicontinuous Material Treatment Process", Joy Manufacturing Co., US-patenttijulkaisu 3 158 441, Cl. 23-123, jätetty 7. maaliskuuta 1962, julkaistu 24. marraskuuta 35 1964).This method requires an external heat source, steam, so that heating control and arranging predetermined manufacturing parameters for hot concrete become very complex. The contact between the steam supply systems and the concrete mix in such systems causes rapid precipitation of the concrete mix, thereby reducing the power and stability of the equipment used to apply the method. The mixture is held in motion by a screw driven by an electric motor, so that the total energy consumption for heat treatment of the mixture increases with the application of this method. In addition, when the mixture is heated to a high temperature, it sticks to the screw, thereby interfering with the heating of the mixture, its movement and mixing. A method for the semi-continuous treatment of gypsum is also known in the art (cf. Stevens Norbert J. "Semicontinuous Material Treatment Process", Joy Manufacturing Co., U.S. Patent 3,158,441, Cl. 23-123, filed March 7, 1962, published 24. November 35, 1964).
Il 3 81 045 Tätä menetelmää sovelletaan kalsinointilaitteessa, jossa on jäykillä väliseinillä pystysuunnassa viiteen osastoon jaettu pystysylinteri. Väliseinissä on ontot ohjausosat, jotka toimivat myös lämmönvaihtimina.Il 3 81 045 This method is applicable to a calciner with a vertical cylinder divided vertically into five compartments by rigid partitions. The partitions have hollow guide parts that also act as heat exchangers.
5 Pystyakseli menee sylinterin keskiosan läpi ja pyörittää sylinteriä. Vesipitoinen kipsi syötetään sylinterin yläkartion kautta ensimmäiseen osastoon, jossa kipsissä oleva vesi muodostuu höyryksi korkeassa lämpötilassa (260°C). Kipsin höyrystysprosessi saadaan aikaan kuumenta-10 maila lämmönvaihtimien pinta kuuman öljyn kiertäessä läm-mönvaihtimissa jo ennestään tunnetulla tähän sopivalla tavalla.5 The vertical shaft passes through the center of the cylinder and rotates the cylinder. The aqueous gypsum is fed through the upper cone of the cylinder into a first compartment where the water in the gypsum is formed as a steam at a high temperature (260 ° C). The gypsum evaporation process is effected by heating the surface of the heat exchangers with the hot oil circulating in the heat exchangers in a suitable manner already known.
Kuivattu kipsi laskeutuu sitten seuraavaan osastoon ensimmäiseen osastoon muodostuneen höyryn paineen alaise-15 na. Ensimmäisen osaston paine laskee tämän jälkeen normaaliksi ja uusi kipsierä syötetään tähän osastoon. Toisessa osastossa, jonka lämpötila on noin 325°C, kipsi hajoaa, kemiallisesti sidottu vesi poistuu ja osastoon muodostuu tasainen höyrynpaine. Kalsinointlprosessi tapahtuu viiden-20 nessä (alimmassa) osastossa.The dried gypsum then settles in the next compartment under the pressure of the steam formed in the first compartment. The pressure in the first compartment then drops to normal and a new batch of gypsum is fed into this compartment. In the second compartment, which has a temperature of about 325 ° C, the gypsum decomposes, the chemically bound water is removed and a uniform vapor pressure is formed in the compartment. The calcination process takes place in the fifth to 20th (lowest) compartments.
Kipsin kalsinointi suoritetaan tällä menetelmällä kipsistä kalsinoinnin aikana vapautuneen vesihöyryn paineella. Kipsin kalsinointi tapahtuu sekä suoraan korkean lämpötilan omaavien lämmönvaihtimien pinnan avulla että 25 vapautuneen höyryn tiivistyessä tapahtuvan vaihemuutoksen lämpötilasta johtuen.The calcination of gypsum is carried out by this method at the pressure of the water vapor released from the gypsum during calcination. The calcination of the gypsum takes place both directly by means of the surface of the high-temperature heat exchangers and due to the temperature of the phase change during the condensation of the released steam.
Kaikki kipsin sisältämä vesi muuttuu höyryksi, joka kootaan asianomaisen osaston ylävyöhykkeeseen. Kuivattu kipsi laskeutuu seuraavaan osastoon höyryn vaikutuksesta. 30 öljyn kuumentamiseen tarvitaan kuumennuslaitteet, putkijohdot sekä ohjaus- ja mittauslaitteet, joten kipsin puolittain yhtäjaksoiseen käsittelyyn käytettävä laiteyk-sikkö on hyvin monimutkainen ja aiheuttaa myös räjähdys-ja tulipalovaaran. Lisäksi kipsin kalsinointilaite pyörii 35 pystyakselin avulla, jolloin tarvitaan erillinen käyttö- 4 81045 laite, ja myös energiankulutus lisääntyy. Menetelmä ei ole siis yhtäjaksoinen, joten sitä ei nykyaikaisen valmistustekniikan kannalta voida pitää hyvänä.All the water contained in the gypsum is converted into steam, which is collected in the upper zone of the relevant compartment. The dried gypsum settles to the next compartment under the influence of steam. Heating equipment, pipelines, and control and measuring equipment are required to heat the oil, so the unit of equipment used for the semi-continuous processing of gypsum is very complex and also poses a risk of explosion and fire. In addition, the gypsum calciner rotates by means of a vertical axis 35, requiring a separate drive device, and energy consumption also increases. The method is therefore not continuous, so it cannot be considered good from the point of view of modern manufacturing technology.
Mainitun menetelmän ja laitteen käyttäminen betoni-5 seoksen esikuumentamiseen on hyvin hankalaa. Menetelmän vaatima betoniseoksen kuumennusaika on liian pitkä, koska kuumentaminen tapahtuu lähinnä seoksen ja lämmönvaihtopin-tojen välisen suoran kosketuksen alueilla vierekkäisten kerrosten kuumenemisen tapahtuessa tällöin vain betoni-10 seoksen nestekomponentin (veden) lämmönjohtokyvystä riippuen. Tämä aiheuttaa taas betoniseoksen lämpötilan muodostumisen hyvin epäyhtenäiseksi. Lisäksi betoniseos palaa lämmönvaihtimien pinnan kohdalta. Lämmönvaihtimiin tulee tällöin nopeasti kuiva betonikuori, joka aiheuttaa suuren 15 lämpövastuksen. Tämä pidentää aluksi kuumenemisaikaa ja myöhemmin kuumenemista ei tapahdu lainkaan.Using said method and apparatus to preheat the concrete-5 mixture is very cumbersome. The heating time of the concrete mixture required by the method is too long, because the heating takes place mainly in the areas of direct contact between the mixture and the heat exchange surfaces, with the adjacent layers heating only depending on the thermal conductivity of the concrete component (water). This again causes the temperature of the concrete mix to become very non-uniform. In addition, the concrete mix burns at the surface of the heat exchangers. The heat exchangers then quickly have a dry concrete shell, which causes a high thermal resistance. This initially prolongs the heating time and later no heating occurs at all.
Alalla tunnetaan myös laite betoniseoksen yhtäjaksoista sähkökuumentamista varten (vertaa SU-keksijäntodis-tusta 874 714, Int.Cl. C 04 B 41/30, julkaistu virallises-20 sa tiedotteessa nro 39, 1981). Laite käsittää poikkileikkaukseltaan avonaisen säiliön, jonka päissä on syöttö- ja poistoputket. Säiliöön on järjestetty sähköeristetyt levy-elektrodit. Jokainen elektrodi on yhdistetty sähköisesti j ännitteensäätölaitteeseen.A device for continuous electric heating of a concrete mixture is also known in the art (cf. SU inventor certificate 874 714, Int.Cl. C 04 B 41/30, published in Official Gazette No. 39, 1981). The device comprises a container of open cross-section with inlet and outlet pipes at the ends. Electrically insulated plate electrodes are arranged in the tank. Each electrode is electrically connected to a voltage regulator.
25 Elektrodin pituuden ja korkeuden välinen suhde on 1,5-2,1. Laitteessa on myös värähtelylähde (suuntavärähte-lijä), joka on sijoitettu syöttöputken takaseinämään.25 The ratio of electrode length to height is 1.5-2.1. The device also has a vibration source (directional oscillator) located in the rear wall of the supply pipe.
Suuntavärähtelijä kohdistaa säiliöön harmonisia värähtelyjä, ja säiliössä oleva betoniseos liikkuu elekt-30 rodeja pitkin. Elektrodeihin syötetään jännitteensäätö- laitteiden kautta vaihtovirta, joka menee betoniseoksen läpi ja kuumentaa sen. Tällä menetelmällä pystytään saamaan aikaan yhtenäinen sähkö- ja lämpötilakenttä, jolloin vältetään seoksen paikallinen ylikuumeneminen, kiehuminen 35 ja kosteushäviöt kuumennusvyöhykkeen päissä ja myös seok-The directional vibrator applies harmonic vibrations to the tank, and the concrete mix in the tank moves along the electrode 30s. An alternating current is supplied to the electrodes via voltage regulators, which passes through the concrete mixture and heats it. This method is able to provide a uniform electric and temperature field, thus avoiding local overheating of the mixture, boiling 35 and moisture losses at the ends of the heating zone and also the mixture.
IIII
5 81045 sen alikuumeneminen tämän vyöhykkeen keskiosassa. Teho on 0,94-0,96, ja keskimääräinen kuumennuslämpötila nousee 95-96°C:een.5 81045 its underheating in the central part of this zone. The power is 0.94-0.96, and the average heating temperature rises to 95-96 ° C.
Vapaa yhteys ympäristöön betoniseoksen kuumentami-5 sen aikana aiheuttaa höyrystymisenä kuitenkin lämpöhäviöi-tä seoksesta. Tämä alentaa laitteen tehoa ja lisää seoksen kuumentamiseen tarvittavaa energiaa.However, the free contact with the environment during the heating of the concrete mixture causes heat loss from the mixture as it evaporates. This lowers the power of the device and increases the energy required to heat the mixture.
Lämpötilagradientti on vettä, sideainetta ja hiekkaa käsittävän betoniseoksen nestevaiheessa 12°C laitteen 10 poikkileikkauksen kohdalla. Vain nestevaihe ehtii kuumentua 95-98°C:een viimeisen elektrodin kohdalla olevassa vyöhykkeessä. Betoniseoksen yhden kuutiometrin kuumentamiseen 70-80°C keskilämpötilaan tarvittava aika vastaa jaksottain toimivien laitteiden edellyttämää aikaa. Tämän vuoksi 15 laitteella ei pystytä parantamaan betoniseoksen kuumennus-tehoa. Jos teho kasvaa, seoksen kuumentamisen keskilämpötila laskee vastaavasti, mikä merkitsee työpäivän päättyessä betonin lujuuden heikentymistä.The temperature gradient is in the liquid phase of the concrete mixture comprising water, binder and sand at 12 ° C at the cross-section of the device 10. Only the liquid phase has time to heat to 95-98 ° C in the zone at the last electrode. The time required to heat one cubic meter of concrete mix to an average temperature of 70-80 ° C corresponds to the time required for intermittent equipment. Therefore, the device 15 is not able to improve the heating efficiency of the concrete mix. If the power increases, the average heating temperature of the mixture decreases accordingly, which means a decrease in the strength of the concrete at the end of the working day.
Lisäksi US-patenttijulkaisusta 4 369 351 tunnetaan 20 ratkaisu, jossa betoniseos on jatkuvan liikkeen alaisena, jolloin sitä kuumennetaan yli 100°C lämpötilaan. Tämän jälkeen seuraa kuitenkin erillinen tärytysvaihe.In addition, U.S. Pat. No. 4,369,351 discloses a solution in which the concrete mixture is subjected to continuous movement, whereby it is heated to a temperature above 100 ° C. However, this is followed by a separate vibration step.
Alalla tunnetaan myös laite, jolla valmistetaan tietty seos, mieluimmin betoniseos (vertaa Tiedotuslehtis-25 tä nro 206-84. Vladimir. Scientific Information Center, 1984). Laite käsittää suljetun säiliön, jonka päissä on syöttö- ja poistoputket. Säiliöön sama-akselisesti järjestetyt kolme elektrodia on kiinnitetty saranoituina tiivis-tämättömiin kansiin. Elektrodit on yhdistetty 380 V:n kol-30 mivaihevirtaan. Värähtelylähde (tärytin) on asennettu säiliöön.A device for preparing a particular mixture, preferably a concrete mixture, is also known in the art (cf. Bulletin No. 256-84. Vladimir. Scientific Information Center, 1984). The device comprises a closed container with inlet and outlet pipes at the ends. The three electrodes arranged coaxially in the container are hinged to the unsealed lids. The electrodes are connected to a 38-V three-phase current. The vibration source (vibrator) is installed in the tank.
Betoniseosta syötetään jatkuvasti syöttöputkeen. Elektrodeihin kytketään jännite ja tärytin käynnistetään. Värähtelyjen vaikutuksesta betoniseos alkaa liikkua elekt-35 rodeja pitkin. Koska betoniseos johtaa sähköä, se oikosul- 6 81045 kee kaikki kolme elektrodia peräkkäin kuumentamisen tapahtuessa ohmisena vastuksena. Seoksen mentyä kuumennusvyö-hykkeen läpi se syötetään muottiin poistoputken kautta.The concrete mix is continuously fed into the feed pipe. A voltage is applied to the electrodes and the vibrator is turned on. As a result of the vibrations, the concrete mix begins to move along the electrodes. Because the concrete mix conducts electricity, it short-circuits all three electrodes in succession when heated as an ohmic resistor. Once the mixture has passed through the heating zone, it is fed into the mold through an outlet pipe.
SU-keksijäntodistuksessa 874 714 julkistettuun 5 laitteeseen verrattuna tällä laitteella lämpötila saadaan yhtenäisemmäksi seoksen nestevaiheessa, toisin sanoen läm-pögradientti on 8-10°C. Tämä johtuu siitä, että säiliö on suljettu. Kosteuden haihtuminen kuumennettavasta betoni-seoksesta tapahtuu rajoitettuna vapaana yhteytenä ulkoil-10 maan. Betoni ei peitä elektrodeja laitteen ollessa käynnissä, koska yhtäjaksoisesti liikkuva seos puhdistaa ne.Compared with the device 5 disclosed in the SU inventor certificate 874 714, this device makes the temperature more uniform in the liquid phase of the mixture, i.e. the heat gradient is 8-10 ° C. This is because the tank is closed. Evaporation of moisture from the heated concrete mix occurs as a limited free contact with the outdoors. Concrete does not cover the electrodes while the device is running because they are cleaned by a continuously moving mixture.
Sähköenergian tarve on kolme kertaa pienempi kuin niissä jaksottain toimivissa laitteissa, joilla on sama teho. Näin ollen seoksen jaksottaiseen sähkökuumentamiseen 15 tarvittavalla sähkönkulutuksella laitteen teho voidaan siis kolminkertaistaa.The need for electrical energy is three times lower than that of intermittent devices with the same power. Thus, with the power consumption required for intermittent electric heating of the mixture 15, the power of the device can be tripled.
Kuitenkin, koska säiliön sisätilaa ei ole tiivistetty nimenomaan betoni seoksen suorakuumennusvyöhykkeessä, haihtuminen aiheuttaa lämpöhäviöitä seoksesta.However, since the interior of the tank is not specifically sealed in the direct heating zone of the concrete mix, evaporation causes heat loss from the mix.
20 Tämän vuoksi kuumennusteho laskee, joten lämpöhä- viöiden kompensoimiseen tarvitaan lisäenergiaa. Betoni-seoksen kuumentamislämpötilaa ei voida lisätä, koska laitteen sisäosa on jatkuvasti yhteydessä ympäristöön kuumennettavan seoksen yhtäjaksoisen liikkeen aikana, joten be-25 toniseoksen maksimilämpötila ei voi ylittää 100°C eikä betoni seoksen kuumentamista voida tehostaa nestevaiheen lämpötilaa nostamalla.20 As a result, the heating power decreases, so additional energy is needed to compensate for heat losses. The heating temperature of the concrete mix cannot be increased because the interior of the device is in constant contact with the environment during continuous movement of the mix, so the maximum temperature of the concrete mix cannot exceed 100 ° C and the heating of the concrete mix cannot be increased by raising the liquid phase temperature.
Nyt käsiteltävällä keksinnöllä pyritään saamaan aikaan tietyn seoksen, mieluimmin kuumennettavan betoni-30 seoksen valmistusmenetelmä ja myös sellainen tämän menetelmän soveltamiseen käytettävä laite, joka on suunniteltu, niin että pystytään tehostamaan seoksen lämpötilan nostamista ja alentamaan energiankulutusta.The present invention seeks to provide a method of making a particular mixture, preferably a heated concrete-30 mixture, and also an apparatus for applying this method which is designed to be able to increase the temperature of the mixture and reduce energy consumption.
Tähän päästään seoksen, erityisesti betoniseoksen 35 valmistusmenetelmällä, jossa seos pidetään jatkuvassa li 7 81045 liikkeessä suljetussa säiliössä, ja seos kuumennetaan mainitun liikkeen aikana syöttämällä siihen sähkövirtaa ja täryttämällä seosta, joka menetelmä on tunnettu siitä, että suljettuun säiliöön muodostetaan tiivistetty vyöhyke, 5 ja että seos kuumennetaan tässä vyöhykkeessä vähintään lämpötilaan 100°C muodostamalla höyryä, joka työntyy seoksen koko massaan ja saa aikaan seoksen kaikkien aineosien yhtenäisen ja nopean kuumenemisen.This is achieved by a method of preparing a mixture, in particular a concrete mixture 35, in which the mixture is kept in a continuous movement in a closed container and the mixture is heated during said movement by applying an electric current and vibrating the mixture. Characterized by forming a sealed zone in the closed container. is heated in this zone to at least 100 ° C to generate steam which penetrates the entire mass of the mixture and causes a uniform and rapid heating of all the components of the mixture.
Keksinnön mukaisella menetelmällä betoniseos voi-10 daan kuumentaa 100°C:een ja sitä korkeampaan lämpötilaan nopeasti, helposti ja taloudellisesti ilman ulkopuolisia lämpö- ja painelähteitä käyttämällä yleisesti saatavana olevaa ja tehokasta energialähdettä - sähköä.With the method according to the invention, the concrete mixture can be heated to a temperature of 100 ° C and higher quickly, easily and economically without external heat and pressure sources by using a commonly available and efficient energy source - electricity.
Sähköenergia muuttuu suljetussa vyöhykkeessä ja 15 suoraan seosmassassa lämpöenergiaksi seoksen liikkuessa yhtäjaksoisesti. Kuumennettavasta seoksesta vapautunut laajentunut ilma ja höyry muodostavat suljettuun vyöhykkeeseen manometripaineen, niin että sähkökuumennus voi jatkua 100°C:een ja sen yli. Muodostuva höyry, koska sillä 20 on alhainen viskositeetti ja suuri liike-energia, työntyy nopeasti ja syvälle betoniseoksen aineosien kaikkiin mik-rohuokosiin ja sementin rakeisiin tiivistyen niihin ja luovuttaen lämpöä niiden kuumentamista varten. Veden tehokkaampi tunkeutuminen sementtirakeisiin parantaa semen-25 tin hydratointia. Yhdistämällä seoksen suora kuumentaminen siihen vaihemuutoslämpöön, joka vapautuu höyryn tiivistyessä, voidaan yhdistää betoniseoksen kahden kuumennusme-netelmän, toisin sanoen höyrytyksen ja sähkökuumennuksen, tarjoamat edut. Seoksen lämpötila nousee tällöin nopeam-30 min, niin että pystytään tehostamaan seoksen yhtäjaksoisesti toimivien kuumennuslaitteiden tehoa ja alentamaan sähköenergian kulutusta. Samanaikaisesti seoksen kuumentamisen kanssa tapahtuva tärytyssekoittaminen edistää seoksen kaikkien komponenttien jakautumista tasaisesti koko 35 seosmassaan, mikä parantaa betonin rakenteellista yhtenäi- 8 81045 syyttä. Tämä menetelmä tehostaa siis seoksen kuumenemista ja nostaa seoksen lopullista lämpötilaa kuumentamisen jälkeen. Seoksen lämpökapasiteetin lisääntyminen edistää samalla betonin kovettumisen nopeutumista, mistä johtuen 5 rakenteet ja asennukset voidaan tehdä lyhyemmässä ajassa.The electrical energy in the closed zone and directly in the mixture mass is converted into thermal energy as the mixture moves continuously. The expanded air and steam released from the mixture to be heated create a gauge pressure in the closed zone so that electric heating can continue to 100 ° C and above. The steam formed, because it has a low viscosity and high kinetic energy, penetrates rapidly and deeply into all the micropores of the concrete mix components and the cement granules, condensing therein and releasing heat for heating. More efficient penetration of water into the cement granules improves the hydration of Semen-25. By combining the direct heating of the mixture with the phase change heat released as the steam condenses, the advantages offered by the two heating methods of the concrete mixture, i.e. evaporation and electric heating, can be combined. The temperature of the mixture then rises faster for 30 minutes, so that it is possible to increase the efficiency of the heating devices of the mixture operating continuously and to reduce the consumption of electrical energy. Vibration mixing at the same time as heating the mixture promotes the even distribution of all components of the mixture throughout the mixture, which improves the structural integrity of the concrete. This method thus enhances the heating of the mixture and raises the final temperature of the mixture after heating. At the same time, the increase in the heat capacity of the mixture contributes to the acceleration of the hardening of the concrete, as a result of which the structures and installations can be made in a shorter time.
Kun betoniseos on kuumennettu 100°C:een ja sitä korkeampaan lämpötilaan, siitä poistetaan ilma ja se pannaan pyörrekäsittelyyn.When the concrete mixture is heated to 100 ° C and above, it is deaerated and vortexed.
Tämä mahdollistaa ilman poistamisen kuumennetusta 10 seoksesta ja tasaa seoksen lämpötilaa ennen seoksen syöttämistä muottiin.This allows air to be removed from the heated mixture and equalizes the temperature of the mixture before feeding the mixture into the mold.
Betoniseoksessa oleva ilma alentaa tunnetusti betoniosien ja -rakenteiden kestävyyttä. Betoniseoksen ilmapi-toisuuden alentaminen lisää betonin tiiviyttä ja kestä-15 vyyttä sekä parantaa betoniosien ja -rakenteiden pintaa, kun siinä ei ole huokosia eikä syvennyksiä.Air in the concrete mix is known to reduce the durability of concrete parts and structures. Reducing the air content of the concrete mix increases the tightness and durability of the concrete and improves the surface of the concrete parts and structures when it has no pores or recesses.
Seoksen pyörrekäsittely ennen sen syöttämistä muottiin hävittää hydratoinnin turvottamat sementtirakeet, joten niistä saadaan pois "suojakalvot” ja sekoitusvesi 20 pääsee paremmin sementin aktiiviseen pintaan. Tämä saa taas aikaan sementtirakeiden paremman hydratoinnin ja lisää huomattavasti betonin kestävyyttä. Lisäksi seoksen pyörrekäsittelystä johtuen sen nestevaiheen lämpötila saadaan hyvin tasaiseksi, toisin sanoen ±2 - 3°C toleranssil-25 la, ja koska pyörrekäsittely tehostaa huomattavasti seoksen aineosien välistä lämmönvaihtoa, myös seoksen karkean aineosan kuumeneminen nopeutuu. Tämä on edullista muottiin sijoitetun betonin kovettumisen kannalta, koska seoksen lämpötilan tasaisuus takaa tietyssä osassa tai rakenteessa 30 olevan betonin yhtenäisen lujuuden.Vortex treatment of the mixture before it is fed into the mold destroys the cement granules swollen by hydration, thus removing the "protective films" and allowing the mixing water 20 to reach the active surface of the cement, which in turn provides better hydration of the cement granules and significantly increases , i.e. a tolerance of ± 2 to 3 ° C, and since the vortex treatment considerably enhances the heat exchange between the components of the mixture, the heating of the coarse component of the mixture is also accelerated, which is advantageous for the hardening of the concrete in the mold. uniform strength of existing concrete.
Keksinnön kohteena on myös seoksen, erityisesti betoniseoksen valmistusmenetelmän, jossa on suljettu säiliö, jonka päissä on vastaavasti syöttö- ja poistoputket, ainakin yksi elektrodi säiliöön sijoitettuna ja ainakin 35 yksi värähtelylähde, joka laite on tunnettu siitä, ettäThe invention also relates to a process for the preparation of a mixture, in particular of a concrete mixture, with a closed container with supply and discharge pipes at the ends, at least one electrode placed in the container and at least one vibration source, which device is characterized in that
IIII
9 81045 säiliöön on järjestetty portti poistoputken vastavirtapuo-lelle ohjaamaan säiliön läpivirtausradan poikkileikkauspinta-alaa.9 81045 A container is provided with a gate on the upstream side of the outlet pipe to control the cross-sectional area of the flow path of the container.
Portin avulla säiliö voidaan täyttää kokonaan seok-5 sella ja muodostaa säiliöön suljettu vyöhyke. Tästä johtuen seos voidaan kuumentaa 100°C:een ja sitä korkeampaan lämpötilaan muuttamalla sähköenergia lämpöenergiaksi ja muuttamalla lämpövaihetta kuumennettavasta seoksesta vapautuneen höyryn tiivistyessä. Kun seos kuumennetaan 10 100°C:een ja sen ylittävään lämpötilaan, kuumentamista pys tytään tehostamaan ja vähentämään sähköenergian kulutusta.The gate allows the tank to be completely filled with the mixture and to form a zone enclosed in the tank. As a result, the mixture can be heated to 100 ° C and higher by converting electrical energy into thermal energy and changing the thermal phase as the steam released from the mixture to be heated condenses. When the mixture is heated to a temperature of 10,100 ° C and above, the heating can be made more efficient and reduce the consumption of electrical energy.
Poistoputken ulostuloon järjestetään mieluimmin suljin, joka rajaa portin kanssa seoksen ilmanpoisto- ja pyörrekammion ja on tarkoitettu ohjaamaan kammion virtaus-15 radan poikkileikkauspinta-alaa.Preferably, a shut-off is provided at the outlet of the exhaust pipe, which defines a deaeration and vortex chamber of the mixture with the gate and is intended to control the cross-sectional area of the flow-15 path of the chamber.
Seoksen ilmanpoisto- ja pyörrekammion eräänä tehtävänä on siis poistaa kuumennetussa seoksessa oleva ilma, koska ilma heikentää betonin kestävyyttä.Thus, one of the functions of the deaeration and vortex chamber of the mixture is to remove the air in the heated mixture, because the air impairs the durability of the concrete.
Kammion toisena tehtävänä on saada kuumennettu seos 20 ennen sen siirtämistä muottiin pyörretilaan. Tämä parantaa seoksen lämpötilan yhtenäisyyttä ja takaa betoniosan tai -rakenteen tasaisen lujuuden betonin kovettuessa.Another function of the chamber is to obtain the heated mixture 20 before it is transferred to the mold in a vortex space. This improves the temperature uniformity of the mixture and ensures the uniform strength of the concrete part or structure as the concrete hardens.
Koska kammio on rakenteeltaan yksinkertainen ja liittyy kiinteästi säiliöön, jossa seoksen yhtäjaksoinen 25 käsittely tapahtuu, kaikki valmistustoiminnot voidaan suo rittaa samanaikaisesti yhdessä pisteessä (lähellä betoni-seoksen valupaikkaa). Tämä takaa laitteen suuren tehon, mahdollistaa sekoituslämpötilan tehostamisen ja alentaa sähköenergian kulutusta.Because the chamber is simple in construction and is integral with the tank in which the continuous processing of the mixture takes place, all manufacturing operations can be performed simultaneously at one point (near the pouring point of the concrete mixture). This guarantees high power of the device, allows the mixing temperature to be increased and reduces the consumption of electrical energy.
30 Portti käsittää mieluimmin kaksi rinnakkain sijoi tettua levyä, joista toinen, lähempänä säiliötä oleva levy, on järjestetty ohjaamaan säiliön virtausradan poikkileikkauspinta-alaa, ja toinen levy on kiinnitetty jäykästi ja käsittää kaarevan keskiosan, joka kaareutuu syöttöput-35 kea päin, ja aukot, jotka ovat levyn alaosassa pääasiassa 10 81 045 säiliön sivuseinämien kohdalla, sulkimen ollessa tehty kahtena rinnakkain sijoitettuna levynä, joista toinen, lähempänä porttia oleva levy, on järjestetty ohjaamaan kammion virtausradan poikkileikkauspinta-alaa, ja toinen 5 levy on kiinnitetty jäykästi ja käsittää koveran pinnan, joka suuntautuu syöttöputkea päin, ja aukon, joka on keskellä levyn alaosassa ja jonka pinta-ala on pienempi tai yhtä suuri kuin portin aukkojen kokonaispinta-ala.The gate preferably comprises two plates arranged side by side, one plate closer to the tank being arranged to guide the cross-sectional area of the flow path of the tank, and the other plate rigidly fixed and comprising a curved central part curved towards the supply pipe 35 and openings are at the bottom of the plate mainly at the side walls of the container 10 81 045, the closure being made in two parallel plates, one plate closer to the port being arranged to guide the cross-sectional area of the chamber flow path, and the other plate 5 rigidly fixed and having a concave surface towards the supply pipe, and an opening in the middle at the bottom of the plate, the area of which is less than or equal to the total area of the openings of the gate.
Tällä tavoin konstruoitu portin jäykästi kiinnitet-10 ty levy edistää seoksen jakautumista kahdeksi virraksi ja myös portin tämän osan pinnan puhdistamista. Ohjattava levy on välttämätön säiliön virtausradan poikkileikkauspinta-alan sulkemiseksi, niin että säiliö voidaan täyttää kokonaan seoksella ja saadaan aikaan suljettu vyöhyke kuu-15 mentamisen alkaessa. Seoksen kuumentuessa jatkuvasti ohjattava levy on sijoitettu normaalisti aukkojen yläpuolelle ja pysyy tässä kohdassa. Aukkojen pinta-alaa voidaan seosta kuumennettaessa myös muuttaa ohjattavan levyn avulla, jolloin laitteen kapasiteetti ja seoksen kuumentamis-20 lämpötila muuttuvat. Kun molemmat seosvirrat ovat menneet portin läpi, ne siirtyvät kammioon, jossa seoksesta poistetaan ilma ja seos joutuu pyörrekäsittelyyn.The rigidly fastened plate of the gate constructed in this way promotes the division of the mixture into two streams and also the cleaning of the surface of this part of the gate. The guide plate is necessary to close the cross-sectional area of the flow path of the tank so that the tank can be completely filled with the mixture and a closed zone is created at the beginning of the heating. As the mixture heats up, the continuously guided plate is normally placed above the openings and remains at this point. When heating the mixture, the area of the openings can also be changed by means of a controllable plate, whereby the capacity of the device and the heating temperature of the mixture change. Once both mixture streams have passed through the gate, they pass into a chamber where the mixture is deaerated and subjected to vortexing.
Näin konstruoidulla sulkimen jäykästi kiinnitetyllä levyllä voidaan suorittaa seoksen pyörrekäsittely ennen 25 seoksen syöttämistä muottiin, koska portin muodostamat molemmat kuumennetut seosvirrat menevät kammion läpi ja törmäävät niiden radalla olevaan sulkuun, toisin sanoen sulkimen jäykästi kiinnitettyyn levyyn, jolloin niiden liikesuunta muuttuu jyrkästi ja ne leikkaavat toisensa, 30 mikä saa aikaan seoksen pyörrekäsittelyn. Kuumennettu seos poistuu sitten yhteisestä aukosta, joka on jäykästi kiinnitetyn levyn keskellä ja sen alaosassa. Seoksen nestevai-heen lämpötila saadaan tällä tavoin hyvin tasaiseksi ennen seoksen syöttämistä muottiin, toisin sanoen ±2 - 3°C tole-35 ranssilla.With the rigidly attached plate of the closure thus constructed, the mixture can be vortexed before the mixture is fed into the mold because the two heated mixture streams formed by the gate pass through the chamber and impinge on their path barrier, i.e. the rigidly attached plate of the closure. which results in a vortex treatment of the mixture. The heated mixture then exits through a common opening in the center and bottom of the rigidly attached plate. The temperature of the liquid phase of the mixture is thus made very uniform before the mixture is fed into the mold, i.e. ± 2 to 3 ° C by tole-35.
Il 11 81045Il 11 81045
Sulkimen jäykästi kiinnitetyn levyn aukon pinta-alan tulisi olla pienempi tai yhtä suuri kuin portin jäykästi kiinnitetyn levyn aukkojen kokonaispinta-ala. Tämä tekee nimittäin mahdolliseksi kuumennetun seoksen vapaan 5 ulostulon kammiosta, ilman että seokseen muodostuu tällöin kuollut vyöhyke. Mikäli tätä vaatimusta ei noudateta, seoksen syöttäminen muottiin keskeytyy ja säiliöön voi muodostua tulppa, joka keskeyttää seoksen kuumennusproses-sin ja edellyttää säiliön sisäosan puhdistamista kovettu-10 neen seoksen poistamiseksi kammiosta.The area of the opening of the rigidly fastened plate of the closure should be less than or equal to the total area of the openings of the rigidly fastened plate of the gate. This makes it possible for the heated mixture to escape freely from the chamber without the formation of a dead zone in the mixture. If this requirement is not met, the feeding of the mixture to the mold is interrupted and a plug may form in the container which interrupts the heating process of the mixture and requires cleaning the interior of the container to remove the cured mixture from the chamber.
Kaarevat osat, joissa on kovera pinta syöttöputkeen päin, on sijoitettu mieluimmin portin jäykästi kiinnitetyn levyn keskellä olevan kaarevan osan molemmille puolille.Curved portions having a concave surface facing the feed tube are preferably located on either side of the curved portion in the center of the rigidly attached plate of the gate.
Kuumennettu seos saadaan näin menemään paremmin 15 portin aukkojen läpi, koska seoksen kuolleiden vyöhykkeiden muodostuminen lähelle porttia on eliminoitu kokonaan. Betoni ei tämän vuoksi tuki portin aukkoja.The heated mixture is thus made to pass better through the openings of the gate 15, since the formation of dead zones of the mixture near the gate is completely eliminated. Concrete therefore did not support the gate openings.
Portti on tehty mieluimmin kahtena rinnakkain sijoitettuna levynä, joista toinen levy, joka on lähempänä 20 säiliötä, on järjestetty ohjaamaan säiliön virtausradan poikkileikkauspinta-alaa ja toinen levy on kiinnitetty jäykästi ja käsittää koveran pinnan, joka on säiliötä päin, ja levyn keskellä sen alaosassa aukon, sulkimen ollessa tehty kahtena rinnakkain sijoitettuna levynä, joista 25 toinen levy, joka on lähempänä porttia, on järjestetty ohjaamaan kammion virtausradan poikkileikkauspinta-alaa ja toinen levy on kiinnitetty jäykästi ja käsittää kaarevan keskiosan, jonka pinta on kupera kammioon päin, ja aukot, jotka on sijoitettu levyn alaosaan suunnilleen kammion 30 sivuseinämien kohdalla ja joiden pinta-ala on pienempi tai yhtä suuri kuin portin aukon pinta-ala.The gate is preferably made in two parallel plates, one plate closer to the container 20 being arranged to guide the cross-sectional area of the flow path of the container and the other plate rigidly fixed and comprising a concave surface facing the container and an opening in the middle of the plate, the closure being made in two parallel plates, one plate closer to the gate being arranged to guide the cross-sectional area of the chamber flow path and the other plate rigidly fixed and comprising a curved central portion with a surface convex towards the chamber and openings to the bottom of the plate approximately at the side walls of the chamber 30 and having an area less than or equal to the area of the port opening.
Koska käytetään jäykästi kiinnitettyä levyä, jossa on kovera pinta säiliötä päin ja levyn keskellä alaosassa aukko, kuumennettu seosvirtaus voidaan keskittää portin 35 keskiosaan, jolloin kuolleita vyöhykkeitä ei pääse muodos- i2 81 045 tumaan portin yläpuolelle ja portin pintojen puhdistaminen liikkuvan seoksen avulla on helpompaa. Ohjattu levy on välttämätön säiliön virtausradan poikkileikkauspinta-alan sulkemiseksi, niin että säiliö voidaan täyttää seoksella 5 kokonaan ja muodostaa suljettu vyöhyke kuumentamisen alkaessa. Kuumennusolosuhteiden ollessa stabiilit ohjattu levy on normaalisti aukkojen päällä ja pysyy tässä asennossa. Portin aukkojen pinta-alaa voidaan seosta kuumennettaessa myös muuttaa ohjauslevyn avulla, jolloin pysty-10 tään ohjaamaan laitteen kapasiteettia ja seoksen kuumen-nuslämpötilaa. Kun seosvirta on mennyt portin läpi, se syötetään kammioon ilman poistamiseksi siitä ja sen pyör-rekäsittelyä varten.Because a rigidly fixed plate with a concave surface facing the container and an opening in the center of the plate at the bottom is used, the heated mixture flow can be concentrated in the center of the gate 35, preventing dead zones from forming above the gate and cleaning the gate surfaces with a moving mixture. The guided plate is necessary to close the cross-sectional area of the flow path of the tank, so that the tank can be completely filled with the mixture 5 and a closed zone is formed at the beginning of the heating. When the heating conditions are stable, the guided plate is normally on the openings and remains in this position. When heating the mixture, the area of the port openings can also be changed by means of a control plate, whereby the capacity of the device and the heating temperature of the mixture can be controlled. Once the mixture stream has passed through the port, it is fed into the chamber to remove air therefrom and for its rotary treatment.
Sulkimen näin konstruoidun jäykästi kiinnitetyn 15 levyn avulla seos pystytään pyörrekäsittelemään tehokkaasti ennen sen syöttämistä muottiin, koska kammion läpi menevä kuumennettu seosvirta törmää sulkuun, joka on vir-tausradassa oleva sulkimen jäykästi kiinnitetty levy, seoksen jakamiseksi kahdeksi erilliseksi virraksi. Saman-20 aikaisesti liikkuva seos puhdistaa sulkimen tämän osan. Mainitut kaksi virtaa suuntautuvat kammion seinämiin ja menevät sitten levyn alaosassa olevien aukkojen läpi, jotka ovat suunnilleen kammion sivuseinämien kohdalla. Näin ollen kumpikin virta ja koko seos joutuvat pyörrekäsitte-25 lyyn ennen seoksen syöttämistä muottiin. Tästä johtuen varmistetaan seoksen nestevaiheen lämpötilan hyvä yhtenäisyys ±2 - 3°C toleranssilla ennen seoksen syöttämistä muottiin. Pinta-alaltaan portin aukkoa pienempien tai sen kanssa yhtä suurien sulkimen aukkojen toiminta vastaa 30 edellä mainitun rakenteen yhteydessä selostettua.With the rigidly attached plate 15 of the closure thus constructed, the mixture can be effectively vortexed before it is fed into the mold because the heated mixture stream passing through the chamber impinges on the closure, which is the rigidly attached plate of the closure in the flow path. At the same time, the moving mixture cleans this part of the closure. Said two streams are directed to the walls of the chamber and then pass through openings in the lower part of the plate which are approximately at the side walls of the chamber. Thus, both the stream and the entire mixture are vortexed before the mixture is fed into the mold. As a result, a good uniformity of the temperature of the liquid phase of the mixture is ensured with a tolerance of ± 2 to 3 ° C before the mixture is fed into the mold. The operation of the shutter openings with an area smaller than or equal to the opening of the gate corresponds to that described in connection with the above-mentioned structure.
Kaarevat osat, joissa on kovera pinta syöttöputkeen päin, on järjestetty mieluimmin sulkimen jäykästi kiinnitetyn levyn keskellä olevan kaarevan osan kummallekin puolelle.The curved portions having a concave surface facing the supply tube are preferably arranged on each side of the curved portion in the center of the rigidly attached plate of the closure.
35 Tästä johtuen seos pääsee menemään paremmin sulki men aukkojen läpi, koska seoksen kuolleiden vyöhykkeiden35 As a result, the mixture is better able to pass through the openings in the closure because the dead zones of the mixture
IIII
i3 81 045 muodostuminen sulkimen kohdalle on eliminoitu kokonaan. Tämän vuoksi betoni ei tuki sulkimen aukkoja.i3 81 045 formation at the shutter is completely eliminated. Therefore, the concrete does not support the openings in the shutter.
Tietyn seoksen, mieluimmin betoniseoksen valmistukseen tarkoitetun laitteen portissa ja sulkimessa on mie-5 luimmin itsestään sulkeutuvat venttiilit, jotka on asennettu vastaavasti portin ja sulkimen jäykästi kiinnitettyihin levyihin.The port and closure of a device for the preparation of a particular mixture, preferably a concrete mixture, have self-closing valves mounted on the rigidly fixed plates of the port and the closure, respectively.
Itsestään sulkeutuvilla venttiileillä taataan venttiilien luotettava ja jatkuva kiinteä yhteys liikkuvan 10 seoksen pintaan seoksen määrän vaihdellessa säiliössä ja kammiossa, jolloin ilmaa ei pääse ulkopuolelta säiliön ja kammion sisälle, mistä johtuen kuumennetusta seoksesta ei pääse tapahtumaan lämpöhäviöitä. Sulkimen itsestään sulkeutuva venttiili varmistaa lisäksi sen, että seoksesta 15 poistuu vain ilmaa seoksen liikkuessa kammiossa. Kammiossa ei siis tapahdu kosteuden haihtumista eikä lämpöhäviöitä, koska kammion ja seoksen lämpötila on sama laitteen muuttumattomista toimintaolosuhteista johtuen.Self-closing valves ensure a reliable and continuous fixed connection of the valves to the surface of the moving mixture 10 as the amount of mixture varies in the tank and chamber, so that no air can enter from outside the tank and chamber, resulting in heat loss from the heated mixture. The self-closing valve of the closure further ensures that only air is removed from the mixture 15 as the mixture moves in the chamber. Thus, there is no evaporation of moisture or heat loss in the chamber, because the temperature of the chamber and the mixture is the same due to the constant operating conditions of the device.
Keksinnön mukaisella laitteella ja menetelmällä, 20 jotka on tarkoitettu tietyn seoksen, mieluimmin betoni- seoksen valmistukseen, voidaan tämän vuoksi tehostaa seoksen lämpötilan nostamista ja alentaa sähköenergian kulutusta.The device and method according to the invention, which are intended for the preparation of a certain mixture, preferably a concrete mixture, can therefore increase the temperature of the mixture and reduce the consumption of electrical energy.
Keksintöä selostetaan nyt yksityiskohtaisesti viit-25 taamalla oheisissa piirustuksissa esitettyihin erikoisra kenteisiin, jolloin kuvio 1 esittää kaaviona keksinnön mukaista laitetta, kuvio 2 esittää samaa keksinnön mukaista laitetta 30 kammiolla varustettuna, kuvio 3 on suurennettu leikkaus kuvion 2 linjaa III-III pitkin, kuvio 4 on suurennettu kohta A kuviosta 2, kuvio 5 on leikkaus kuvion 4 linjaa V-V pitkin ja 35 esittää portin ja sulkimen erästä rakennetta, i4 81 045 kuvio 6 on leikkaus kuvion 4 linjaa VI-VI pitkin ja esittää samaa portti- ja suljinrakennetta, kuvio 7 on leikkaus kuvion 4 linjaa VII-VII pitkin ja esittää samaa portti- ja suljinrakennetta, 5 kuvio 8 on leikkaus kuvion 4 linjaa VIII-VIII pit kin ja esittää samaa portti- ja suljinrakennetta, kuvio 9 on leikkaus kuvion 8 linjaa IX-IX pitkin, ja kuvio 10 on leikkaus kuvion 8 linjaa X-X pitkin.The invention will now be described in detail with reference to the special structures shown in the accompanying drawings, in which Figure 1 shows diagrammatically a device according to the invention, Figure 2 shows the same device according to the invention 30 with a chamber, Figure 3 is an enlarged section along line III-III in Figure 2; enlarged point A from Fig. 2, Fig. 5 is a section along the line VV in Fig. 4 and 35 shows a structure of the gate and the shutter, i4 81 045 Fig. 6 is a section along the line VI-VI in Fig. 4 and shows the same gate and shutter structure, Fig. 7 is a section Fig. 4 taken along line VII-VII and showing the same gate and shutter structure; Fig. 8 is a section along the line VIII-VIII in Fig. 4 and showing the same gate and shutter structure; Fig. 9 is a section along the line IX-IX in Fig. 8; 10 is a section along the line XX in FIG.
10 Keksinnön mukainen betoniseoksen valmistusmenetelmä käsittää seoksen pitämisen yhtäjaksoisessa liikkeessä suljetussa säiliössä (kuvio 1) ja suljetun vyöhykkeen muodostamisen säiliöön. Seoksen ollessa liikkeessä se kuumennetaan siihen tulevalla sähkövirralla ja seokseen kohdiste-15 taan värähtelyjä. Suljetussa vyöhykkeessä oleva seos kuumennetaan 100°C:een ja sen ylittävään lämpötilaan. Tällöin muodostuu höyryä, joka työntyy koko seoskerroksen läpi ja kuumentaa seoksen kaikki komponentit tasaisesti ja nopeasti.The method for preparing a concrete mix according to the invention comprises keeping the mix in continuous motion in a closed container (Figure 1) and forming a closed zone in the container. When the mixture is in motion, it is heated by the electric current entering it and vibrations are applied to the mixture. The mixture in the closed zone is heated to 100 ° C and above. This produces steam which penetrates through the entire mixture layer and heats all the components of the mixture evenly and rapidly.
20 Keksinnön mukaista menetelmää selostetaan yksityis kohtaisemmin seuraavassa viittaamalla keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen käytettävän laitteen erääseen erikoisrakenteeseen.The method according to the invention will be described in more detail below with reference to a special structure of the device used for applying the method according to the invention.
Keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen käytet-25 tävä laite, joka on konstruoitu keksinnön mukaan, käsittää säiliön 1 (kuviot 1 ja 2), jonka virtausradan poikkileikkaus on suljettu ja jonka päihin on sijoitettu syöttöputki 2 ja poistoputki 3. Säiliöön on sijoitettu kolme elektrodia 4. Elektrodien lukumäärä voi vaihdella ja se riippuu 30 säiliön 1 rakenteesta, betoniseoksen sähkökuumennusmene-telmän erityispiirteistä, elektrodien kytkentäpiirin muodosta, virransyöttölajista ja muista tekijöistä. Tässä rakenteessa elektrodit 4 on yhdistetty vastaavaan vaihe-johtimeen 5 (380/220 V vaihtovirta, 3 vaihetta) ja säiliö 35 on kytketty nollajohtimeen 6.The device used for applying the method according to the invention, constructed according to the invention, comprises a container 1 (Figures 1 and 2), the cross-section of the flow path of which is closed and at the ends of which an inlet pipe 2 and an outlet pipe 3 are placed. the number may vary and depends on the structure of the tank 1, the specific features of the electric heating method of the concrete mix, the shape of the electrode connection circuit, the type of power supply and other factors. In this structure, the electrodes 4 are connected to a corresponding phase conductor 5 (380/220 V AC, 3 phases) and the tank 35 is connected to a neutral conductor 6.
Il is 81045It is 81045
Elektrodit 4 on asennettu sama-akselisesti säiliöön 1 ja sähköerlstetty siitä holkeilla 7 (kuvio 3). Elektrodit 4 on kiinnitetty tiivistettyihin saranakansiin 8 jäykästi kiinnittimillä 9 ja ne voidaan ottaa helposti pois 5 säiliöstä 1 niiden puhdistamiseksi tai vaihtamiseksi.The electrodes 4 are mounted coaxially on the container 1 and electrically isolated therefrom by sleeves 7 (Fig. 3). The electrodes 4 are rigidly attached to the sealed hinge covers 8 by fasteners 9 and can be easily removed 5 from the container 1 for cleaning or replacement.
Kannet 8 on kiinnitetty saranoilla 10. Kansien 8 tiivistäminen on suoritettu tiivisteillä 11. Kannet 8 pysyvät oikeassa asennossa osan 12 ja kiinnittimien 13 avulla. Elektrodien 4 kiinnittimien 9 ja sähkösyöttöjohtimien 10 14 (kuvio 1) väliset kytkentäpisteet on suojattu ulkopuo lisilta vaikutuksilta suojahatuilla 15 (kuvio 3).The lids 8 are fastened by hinges 10. The lids 8 are sealed with seals 11. The lids 8 remain in the correct position by means of the part 12 and the fasteners 13. The connection points between the fasteners 9 of the electrodes 4 and the power supply conductors 10 14 (Fig. 1) are protected from external influences by protective caps 15 (Fig. 3).
Säiliöön 1 on asennettu kolme värähtelylähdettä, täryttimet 16 (kuviot 1, 2). Täryttimien lukumäärä ja tyyppi, niiden kytkentäpiirin muoto ja toimintamalli voi-15 daan valita vapaasti asianomaista sovellutusta varten. Nämä parametrit määräytyvät asianomaisen sovellutuksen mukaan: täryttimien 16 toiminnan ajoitus, betoniseoksen rakenne ja muut tekijät.Three sources of vibration, vibrators 16, are mounted in the tank 1 (Figures 1, 2). The number and type of vibrators, the shape of their switching circuit and the operating model can be freely selected for the respective application. These parameters are determined by the respective application: the timing of the operation of the vibrators 16, the structure of the concrete mix and other factors.
Täryttimet 16 voidaan asentaa laitteeseen mihin 20 kohtaan tahansa. Tässä rakenteessa täryttimet 16 on sijoitettu säiliön 1 pintaan toisistaan erilleen ja peräkkäin.The vibrators 16 can be installed in the device at any point 20. In this construction, the vibrators 16 are arranged on the surface of the container 1 separately and in succession.
Betoniseoksen yhtäjaksoiseen käsittelyyn tarkoitettu laite on kiinnitetty kiinteään runkoon 17 joustavilla iskunvaimentimilla (kuvio 3), jotka on asennettu säiliön 1 25 tukiin 19 ripustimilla 20.The device for the continuous treatment of the concrete mixture is fixed to the fixed frame 17 by flexible shock absorbers (Fig. 3) mounted on the supports 19 of the tank 1 25 by hangers 20.
Säiliö 1 on sähkö- ja lämpöeristetty ulkopuolelta esimerkiksi polyuretaanivaahtokerroksella 21.The container 1 is electrically and thermally insulated from the outside, for example by a polyurethane foam layer 21.
Muottiin 22 syötettävän kuumennetun betoniseoksen määrää ohjataan portilla 23, joka on järjestetty säiliöön 30 1 poistoputken 3 vastavirtapuolelle ja jonka tehtävänä on muuttaa säiliön 1 virtausradan poikkileikkauspinta-alaa, niin että säiliöön saadaan seoksen kanssa suljettu vyöhyke.The amount of heated concrete mixture fed to the mold 22 is controlled by a gate 23 arranged in the tank 30 1 on the upstream side of the outlet pipe 3, the function of which is to change the cross-sectional area of the tank 1 flow path so that the tank has a closed zone.
Säiliön virtausradan poikkileikkauspinta-alaa voi-35 daan ohjata millä tahansa jo tunnetulla laitteella.The cross-sectional area of the flow path of the tank can be controlled by any already known device.
ie 81045 Tässä rakenteessa poistoputki 3 (kuvio 2) on pois-topuolen suuntaan kaareutuva putkiosa.ie 81 045 this construction, the discharge tube 3 (Figure 2) is a downside to the off direction of the curved pipe portion.
Poistoputken 3 ulostuloon on järjestetty suljin 24, joka rajaa portin 23 kanssa kammion 25 ilman poistamiseksi 5 seoksesta ja seoksen saamiseksi pyörretilaan. Suljin 24 on asennettu ohjaamaan kammion 25 virtausradan poikkileikkauspinta-alaa. Kammion 25 virtausradan poikkileikkauspinta-alaa voidaan muuttaa millä tahansa tähän sopivalla ja jo tunnetulla laitteella.A shut-off 24 is arranged at the outlet of the outlet pipe 3, which defines a chamber 25 with the port 23 for removing air 5 from the mixture and bringing the mixture into a vortex space. A shutter 24 is mounted to control the cross-sectional area of the flow path of the chamber 25. The cross-sectional area of the flow path of the chamber 25 can be changed by any suitable and already known device.
10 Mahdollisimman tehokasta ilmanpoistoa ja pyörrekä- sittelyä varten portti 23 ja suljin 24 ovat erikoisrakenteista.10 For the most efficient deaeration and vortex treatment, the gate 23 and the shutter 24 are of special construction.
Kuviot 4, 5, 6 ja 7 esittävät rakennetta, jossa portti 23 (kuvio 4) käsittää kaksi rinnakkain sijoitettua 15 levyä. Levy 26 (kuvio 5), joka on lähempänä poistoputkea 3, on kiinnitetty jäykästi ja siinä on keskellä kaareva osa, jossa on kupera pinta poistoputkea 3 päin. Aukot 27 (kuvio 6) on tehty levyn 26 alaosaan suunnilleen säiliön 2 sivuseinämien kohdalle.Figures 4, 5, 6 and 7 show a structure in which the gate 23 (Figure 4) comprises two plates 15 arranged in parallel. The plate 26 (Fig. 5), which is closer to the outlet pipe 3, is rigidly fixed and has a curved part in the middle with a convex surface towards the outlet pipe 3. The openings 27 (Fig. 6) are made in the lower part of the plate 26 approximately at the side walls of the container 2.
20 Kaarevat osat, joissa on kovera pinta syöttöputkeen 2 päin, on sijoitettu portin 24 (kuvio 4) jäykästi kiinnitetyn levyn 26 (kuvio 5) kaarevan keskiosan kummallekin puolelle.Curved portions having a concave surface facing the supply pipe 2 are located on each side of the curved central portion of the rigidly attached plate 26 (Fig. 5) of the gate 24 (Fig. 4).
Suljin 24 on tehty tässä rakenteessa kahtena rin-25 nakkain sijoitettuna levynä. Levy 28 (kuvio 5), joka on lähempänä poistoputkea 3, on kiinnitetty jäykästi ja siinä on kovera pinta poistoputkea 3 päin. Levyn 28 alaosaan on sen keskelle tehty aukko 29 (kuvio 7). Aukon 29 pinta-ala vastaa tässä rakenteessa portin 23 (kuvio 4) aukkojen 27 30 (kuvio 6) kokonaispinta-alaa. Toisessa rakenteessa aukon 29 (kuvio 7) pinta-ala voi olla pienempi kuin portin 23 (kuvio 4) aukkojen 27 (kuvio 6) kokonaispinta-ala.The closure 24 is made in this construction as two rin-25 adjacent plates. The plate 28 (Fig. 5), which is closer to the outlet pipe 3, is rigidly fixed and has a concave surface towards the outlet pipe 3. An opening 29 is made in the middle of the lower part of the plate 28 (Fig. 7). In this construction, the area of the opening 29 corresponds to the total area of the openings 27 30 (Fig. 6) of the gate 23 (Fig. 4). In the second construction, the area of the opening 29 (Fig. 7) may be smaller than the total area of the openings 27 (Fig. 6) of the gate 23 (Fig. 4).
Portin 23 (kuvio 4) levy 30 (kuvio 5), joka on lähempänä säiliötä 1, on järjestetty muuttamaan säiliön 1 35 virtausradan poikkileikkauspinta-ala (ohjattava levy 30).The plate 30 (Fig. 5) of the gate 23 (Fig. 4), which is closer to the container 1, is arranged to change the cross-sectional area of the flow path of the container 1 35 (guided plate 30).
i7 81 045i7 81 045
Portin 23 (kuvio 4) jäykästi kiinnitetty levy 26 (kuvio 5) on työnnetty säiliössä 1 oleviin aukkoihin (ei esitetty), laskettu säiliön 1 pohjaan ja kiinnitetty kammioon 25 kiinnittimillä 31.A rigidly attached plate 26 (Fig. 5) of the gate 23 (Fig. 4) is inserted into the openings in the container 1 (not shown), lowered to the bottom of the container 1 and secured to the chamber 25 by fasteners 31.
5 Kun aukkojen 27 (kuvio 6) kokoa joudutaan muutta maan tai sulkemaan ne kokonaan (säiliön 1 täyttämiseksi kokonaan seoksella), portin 23 (kuvio 4) ohjattava levy 30 (kuvio 5) kiinnitetään haluttuun asentoon kiinnittimillä 32.5 When the openings 27 (Fig. 6) have to be resized or completely closed (to completely fill the container 1 with the mixture), the guide plate 30 (Fig. 5) of the gate 23 (Fig. 4) is fixed in the desired position by fasteners 32.
10 Sulkimen 24 (kuvio 4) levy 33 (kuvio 5), joka on lähempänä porttia 23, on järjestetty kammion 25 virtaus-radan poikkileikkauspinta-alan muuttamista varten (ohjattava levy 33).A plate 33 (Fig. 5) of the shutter 24 (Fig. 4), which is closer to the port 23, is arranged to change the cross-sectional area of the flow path of the chamber 25 (guided plate 33).
Sulkimen 24 jäykästi kiinnitetty levy 28 (kuvio 5) 15 on työnnetty kammion 25 asianomaisiin aukkoihin (ei esitetty piirustuksissa), laskettu kammion 25 pohjaan ja kiinnitetty poistoputkeen 3 kiinnittimillä 34.The rigidly attached plate 28 (Fig. 5) 15 of the closure 24 is inserted into the respective openings of the chamber 25 (not shown in the drawings), lowered to the bottom of the chamber 25 and fixed to the outlet pipe 3 by fasteners 34.
Kun aukon 29 (kuvio 7) kokoa joudutaan muuttamaan tai sulkemaan se kokonaan, sulkimen 24 (kuvio 4) ohjattava 20 levy 33 (kuvio 5) kiinnitetään haluttuun asentoon kiinnittimillä 35.When the opening 29 (Fig. 7) has to be resized or completely closed, the guide plate 33 (Fig. 5) of the closure 24 (Fig. 4) is fixed in the desired position by the fasteners 35.
Portin 23 (kuvio 4) jäykästi kiinnitetyn levyn 26 aukot 27 (kuvio 6) on peitetty kokonaan joustavalla, itsestään sulkeutuvalla venttiilillä 36 (kuvio 5), joka on 25 esimerkiksi ohutta kumia. Venttiilin 36 reuna limittyy kammion 25 kehään ja liittyy tiiviisti kammion seinämiin. Venttiili 36 on kiinnitetty jäykästi levyyn 26 kiinnittimillä 37 (kuvio 4).The openings 27 (Fig. 6) of the rigidly fixed plate 26 of the gate 23 (Fig. 4) are completely covered by a flexible, self-closing valve 36 (Fig. 5), which is 25, for example, of thin rubber. The edge of the valve 36 overlaps the circumference of the chamber 25 and is tightly connected to the walls of the chamber. Valve 36 is rigidly attached to plate 26 by fasteners 37 (Figure 4).
Sulkimen 24 (kuvio 4) jäykästi kiinnitetyn levyn 28 30 (kuvio 5) aukko 29 (kuvio 7) on peitetty kokonaan joustavalla, itsestään sulkeutuvalla venttiilillä 38 (kuvio 5), joka on esimerkiksi ohutta kumia. Venttiilin 38 reuna limittyy poistoputken 3 kehään ja liittyy tiiviisti putken seinämiin. Venttiili 38 on kiinnitetty jäykästi levyyn 28 35 kiinnittimillä 39 (kuvio 4).The opening 29 (Fig. 7) of the rigidly fixed plate 28 30 (Fig. 5) of the closure 24 (Fig. 4) is completely covered by a flexible, self-closing valve 38 (Fig. 5), which is, for example, thin rubber. The edge of the valve 38 overlaps the circumference of the outlet pipe 3 and is tightly connected to the walls of the pipe. Valve 38 is rigidly attached to plate 28 35 by fasteners 39 (Figure 4).
ie 81045 Säiliön 1 (kuvio 5) puhdistamisen helpottamiseksi ja myös huoltotarkastuksia tai korjauksia varten poisto-putki 3 on tehty kääntyväksi, ja tässä tapauksessa se kääntyy säiliötä 1 päin. Putken 3 kääntyminen voidaan saa-5 da aikaan saranalla 40 (kuvio 8). Putki 3 on kiinnitetty työasennossaan säiliöön 1 kiinnittimillä 41. Kulma » (kuviot 5 ja 8) on putken 3 ja säiliön 1 välinen kääntökulma. Tässä rakenteessa kulman · suuruus vaihtelee 0° - 180°.ie 81045 In order to facilitate the cleaning of the tank 1 (Fig. 5) and also for maintenance inspections or repairs, the discharge pipe 3 is made pivotable, in which case it pivots towards the tank 1. The turning of the tube 3 can be effected by a hinge 40 (Fig. 8). The pipe 3 is fixed in its working position to the tank 1 by fasteners 41. The angle »(Figures 5 and 8) is the angle of rotation between the pipe 3 and the tank 1. In this construction, the magnitude of the angle · varies from 0 ° to 180 °.
Kuviot 4, 8, 9 ja 10 esittävät toista rakennetta, 10 jossa portti 23 (kuvio 4) on tehty kahdesta rinnakkain sijoitetusta levystä. Levy 42 (kuvio 8), joka on lähempänä poistoputkea 3, on kiinnitetty jäykästi ja siinä on kovera pinta säiliöön 1 päin. Levyn 42 alaosaan on sen keskelle tehty aukko 43 (kuvio 9). Sul j in 24 (kuvio 4) on tehty 15 kahtena rinnakkain sijoitettuna levynä. Levy 44, joka on lähempänä poistoputkea 3 (kuvio 8), on kiinnitetty jäykästi ja siinä on keskellä kaareva osa, jossa on kupera pinta kammioon 25 päin. Levyn 44 alaosaan on tehty aukot 45 suunnilleen kammion 25 (kuvio 10) sivuseinämien kohdalle 20 aukkojen 45 kokonaispinta-alan vastatessa tällöin portin 23 (kuvio 4) aukon 43 (kuvio 9) pinta-alaa. Toisessa rakenteessa aukkojen 45 (kuvio 10) kokonaispinta-ala voi olla pienempi kuin portin 23 (kuvio 4) aukon 43 (kuvio 9) pinta-ala.Figures 4, 8, 9 and 10 show another structure 10 in which the gate 23 (Figure 4) is made of two plates arranged in parallel. The plate 42 (Fig. 8), which is closer to the outlet pipe 3, is rigidly fixed and has a concave surface towards the container 1. An opening 43 is made in the center of the lower part of the plate 42 (Fig. 9). The bracket 24 (Fig. 4) is made 15 as two plates arranged in parallel. The plate 44, which is closer to the outlet pipe 3 (Fig. 8), is rigidly fixed and has a curved part in the middle with a convex surface facing the chamber 25. The lower part of the plate 44 is provided with openings 45 approximately at the side walls 20 of the chamber 25 (Fig. 10), the total area of the openings 45 then corresponding to the area of the opening 43 (Fig. 9) of the gate 23 (Fig. 4). In the second construction, the total area of the openings 45 (Fig. 10) may be smaller than the area of the opening 43 (Fig. 9) of the gate 23 (Fig. 4).
25 Kaarevat osat, joissa on kovera pinta kammioon 25 (kuvio 8) päin, on järjestetty sulkimen 24 (kuvio 4) jäykästi kiinnitetyn levyn 44 (kuvio 8) keskellä olevan kaarevan osan kummallekin puolelle.Curved portions having a concave surface facing the chamber 25 (Fig. 8) are provided on either side of the curved portion in the center of the rigidly attached plate 44 (Fig. 8) of the closure 24 (Fig. 4).
Portin 23 (kuvio 4) levy 46, joka on lähempänä säi-30 liötä 1, on järjestetty säiliön 1 virtausradan poikkileikkauspinta-alan muuttamiseksi (ohjattava levy 46).The plate 46 of the port 23 (Fig. 4), which is closer to the tank 1, is arranged to change the cross-sectional area of the flow path of the tank 1 (guided plate 46).
Portin 23 (kuvio 4) jäykästi kiinnitetty levy 42 (kuvio 8) on työnnetty säiliön 1 asianomaisiin aukkoihin (ei esitetty piirustuksissa), laskettu säiliön pohjalle ja 35 kiinnitetty kammioon 25 kiinnittimillä 47.A rigidly secured plate 42 (Fig. 8) of the gate 23 (Fig. 4) is inserted into the respective openings of the container 1 (not shown in the drawings), lowered to the bottom of the container and secured to the chamber 25 by fasteners 47.
Il i9 81 045Il i9 81 045
Jouduttaessa muuttamaan aukon 43 (kuvio 9) kokoa tai sulkemaan se kokonaan (säiliön 1 täyttämiseksi kokonaan seoksella) portin 23 (kuvio 4) ohjattava levy 46 (kuvio 8) kiinnitetään haluttuun asentoon kiinnittimillä 48.When it is necessary to resize the opening 43 (Fig. 9) or to close it completely (to fill the container 1 completely with the mixture), the guide plate 46 (Fig. 8) of the gate 23 (Fig. 4) is fixed in the desired position by fasteners 48.
5 Sulkimen 24 (kuvio 4) levy 49 (kuvio 8), joka on lähempänä porttia 23, on järjestetty kammion 25 poikkileikkauspinta-alan muuttamiseksi (ohjattava levy 49).The plate 49 (Fig. 8) of the closure 24 (Fig. 4), which is closer to the port 23, is arranged to change the cross-sectional area of the chamber 25 (controllable plate 49).
Sulkimen 24 (kuvio 4) jäykästi kiinnitetty levy 44 (kuvio 8) on työnnetty kammion 25 asianomaisiin aukkoihin 10 (ei esitetty piirustuksissa), laskettu kammion 25 pohjaan ja kiinnitetty poistoputkeen 3 kiinnittimillä 50 (kuvio 4).A rigidly attached plate 44 (Fig. 8) of the closure 24 (Fig. 4) is inserted into the respective openings 10 of the chamber 25 (not shown in the drawings), lowered to the bottom of the chamber 25 and secured to the outlet pipe 3 by fasteners 50 (Fig. 4).
Haluttaessa muuttaa aukkojen 45 kokoa tai sulkea ne kokonaan sulkimen 24 (kuvio 4) ohjattava levy 49 (kuvio 8) 15 kiinnitetään haluttuun asentoon kiinnittimillä 51.If it is desired to resize the openings 45 or to close them completely, the guide plate 49 (Fig. 8) 15 of the closure 24 (Fig. 4) is fixed in the desired position by fasteners 51.
Portin 23 (kuvio 4) jäykästi kiinnitetyn levyn 42 (kuvio 8) aukko 43 (kuvio 9) on peitetty kokonaan joustavalla, itsestään sulkeutuvalla venttiilillä 52 (kuvio 8), joka on esimerkiksi ohutta kumia. Venttiili 52 on tehty 20 niin, että sen reuna limittyy kammion 25 kehään ja liittyy tiiviisti sen seinämiin. Venttiili 52 on kiinnitetty jäykästi levyyn 42 kiinnittimillä 53 (kuvio 4).The opening 43 (Fig. 9) of the rigidly fixed plate 42 (Fig. 8) of the port 23 (Fig. 4) is completely covered by a flexible, self-closing valve 52 (Fig. 8), which is, for example, thin rubber. The valve 52 is made 20 so that its edge overlaps the circumference of the chamber 25 and is tightly connected to its walls. Valve 52 is rigidly attached to plate 42 by fasteners 53 (Figure 4).
Sulkimen 24 (kuvio 4) jäykästi kiinnitetyn levyn 44 (kuvio 8) aukot 45 (kuvio 10) on peitetty kokonaan jousta-25 valla, itsestään sulkeutuvalla venttiilillä 54 (kuvio 8), joka on esimerkiksi ohutta kumia. Venttiili 54 on tehty niin, että sen reuna limittyy poistoputken 3 kehään ja liittyy tiiviisti sen seinämiin. Venttiili 54 on kiinnitetty levyyn 44 kiinnittimillä 55 (kuvio 4).The openings 45 (Fig. 10) in the rigidly fixed plate 44 (Fig. 8) of the closure 24 (Fig. 4) are completely covered by a resilient, self-closing valve 54 (Fig. 8), which is, for example, thin rubber. The valve 54 is made so that its edge overlaps the circumference of the outlet pipe 3 and is tightly connected to its walls. Valve 54 is secured to plate 44 by fasteners 55 (Figure 4).
30 Laite toimii seuraavasti.30 The device works as follows.
Betoniseos syötetään ensin säiliön 1 syöttöputkeen 2 säiliön ollessa poikkileikkaukseltaan suljettu. Seos pannaan sitten liikkumaan eteenpäin säiliössä käyttämällä värähtelylähteitä - täryttimiä 16. Säiliössä 1 liikkuva 35 seos koskettaa porttiin 23 ja rajaa säiliöön suljetun 20 81 045 alueen. Samanaikaisesti tietty jännite syötetään elektro-deihin 4, jotka on kiinnitetty säiliöön 1 ja yhdistetty kolmivaihevirtaverkkoon 5. Liikkuessaan elektrodeja 4 pitkin seos, joka toimii johtimena, kuumenee suoraan sähkö-5 virran avulla sekoitustoiminnon aikana. Lämpötilan noustessa kuumennettavassa seoksessa oleva kaasumainen vaihe, joka koostuu ilman ja höyryn seoksesta, kasvaa määrältään jyrkästi. Koska yhden vesilitran höyrystyminen vapauttaa 1500 - 2000 1 höyryä, niin jo pienenkin seoksessa olevan 10 vesimäärän höyrystyminen tiiviissä tilassa saa aikaan sisäisen manometripaineen muodostumisen.The concrete mixture is first fed into the supply pipe 2 of the tank 1 with the tank in a closed cross-section. The mixture is then moved forward in the tank using vibration sources - vibrators 16. The mixture 35 moving in the tank 1 contacts the port 23 and delimits the area 20 81 045 enclosed in the tank. At the same time, a certain voltage is applied to the electrodes 4, which are attached to the tank 1 and connected to the three-phase current network 5. As they move along the electrodes 4, the mixture acting as a conductor is heated directly by the electric current 5 during the mixing operation. As the temperature rises, the gaseous phase in the mixture to be heated, which consists of a mixture of air and steam, increases sharply in volume. Since the evaporation of one liter of water releases 1500 to 2000 l of steam, the evaporation of even a small amount of 10 water in the mixture in a compacted state causes the formation of an internal gauge pressure.
Muodostunut höyry, jolla on alhainen viskositeetti ja suuri liike-energia, työntyy nopeasti ja syvälle beto-niseoksen aineosien kaikkiin mikrohuokosiin ja pääsee se-15 menttirakeisiin sekä tiivistyy niissä ja luovuttaa lämpöä, jolloin ne kuumenevat. Muodostuvan höyryn edullinen liikesuunta, toisin sanoen poikittain seoksen virtaukseen nähden, edistää vielä betoniseoksen aineosien nopeaa kuumenemista.The steam formed, which has a low viscosity and high kinetic energy, penetrates quickly and deeply into all the micropores of the components of the concrete mix and enters the cement granules and condenses in them and releases heat, whereupon they heat up. The preferred direction of movement of the steam generated, i.e. transverse to the flow of the mix, further promotes the rapid heating of the components of the concrete mix.
20 Kaikista näistä tekijöistä johtuen seos voidaan kuumentaa 100°C:een ja sitä korkeampaan lämpötilaan.Due to all these factors, the mixture can be heated to 100 ° C and above.
Seoksen kuumentaminen tapahtuu samanaikaisesti sekä sähköllä joulilämpönä että käyttämällä vaiheenmuutoslämpöä seoksesta vapautuneen höyryn tiivistyessä. Seoksen lämpö-25 tila nousee hyvin lyhyessä ajassa - muutamista sekunneista muutamaan minuuttiin - 100°C:een ja sen yli jännitteestä, seoksen sähkönjohtavuudesta ja muista tekijöistä riippuen. Olosuhteiden ollessa stabiilit ja säiliön 1 virtausradan poikkileikkauspinta-alan ollessa täynnä seosta säiliö 1 on 30 täysin suljettu.The mixture is heated simultaneously both electrically as Christmas heat and by using the phase change heat as the steam released from the mixture condenses. The heat-25 state of the mixture rises in a very short time - from a few seconds to a few minutes - to 100 ° C and above, depending on the voltage, the electrical conductivity of the mixture and other factors. When the conditions are stable and the cross-sectional area of the flow path of the tank 1 is full of the mixture, the tank 1 is completely closed.
Seoksen liikkuessa elektrodeja 4 pitkin se kuumenee, sitä tärytetään sen aktivoimiseksi ja se homogenoituu. Koska seos liikkuu jatkuvasti ja voimakkaasti ja sen eri komponenttien välillä tapahtuu tehokas lämmönvaihto, 35 seoksen nestevaiheen lämpötila saadaan hyvin yhtenäiseksiAs the mixture moves along the electrodes 4, it heats up, vibrates to activate it, and homogenizes. Because the mixture moves continuously and vigorously and there is an efficient heat exchange between its various components, the temperature of the liquid phase of the mixture is made very uniform.
IIII
2i 81045 säiliön poikkileikkauksen osalla toleranssin ollessa tällöin ±4 - 5°C.2i 81045 in the cross-sectional area of the tank with a tolerance of ± 4 - 5 ° C.
Lisäksi seoksen liikkuessa jatkuvasti elektrodin pintaan ei pääse muodostumaan kuivaa seoskalvoa eikä ilman 5 ja höyryn seos muodosta siihen myöskään pintakalvoa.In addition, as the mixture continuously moves to the surface of the electrode, no dry mixture film can be formed, and a mixture of air and steam does not form a surface film thereon.
Portin 23 jäykästi kiinnitettyyn levyyn 26(42) sijoitettu itsestään sulkeutuva venttiili 36(52) takaa jatkuvan kosketuksen portin 23 ja liikkuvan seoksen pinnan välillä säiliössä 1 olevan seoksen määrän vaihdellessa.A self-closing valve 36 (52) located on the rigidly attached plate 26 (42) of the port 23 ensures continuous contact between the port 23 and the surface of the moving mixture as the amount of mixture in the container 1 varies.
10 Tästä johtuen säiliö 1 pysyy tiiviinä, jolloin sinne ei pääse ilmaa ulkopuolelta säiliössä 1 olevan seoksen määrän muuttuessa, minkä vuoksi lämpöhäviöt säiliöstä 1 ympäröivään ilmaan portin 23 kautta ovat minimaalisia.As a result, the tank 1 remains airtight, so that no air can enter from the outside as the amount of mixture in the tank 1 changes, so that heat losses from the tank 1 to the surrounding air through the gate 23 are minimal.
Kun seos on kuumentunut säiliössä 1, se siirtyy 15 portin 23 ja sulkimen 24 rajaamaan kammioon 25. Kammiossa 25 seoksesta poistetaan ilma ja se saa pyörrekäsittelyn ennen sen syöttämistä muottiin 22.Once the mixture has been heated in the tank 1, it passes into a chamber 25 delimited by a port 23 and a closure 24. In the chamber 25, the mixture is deaerated and subjected to a vortex treatment before it is fed into the mold 22.
Kammion 25 läpi liikkuessaan kuumennetun seoksen ohuempi kerros liikkuu pienemmällä nopeudella säiliön 1 20 seokseen verrattuna ja alkaa luovuttaa tehokkaasti siinä olevaa ilmaa. Tämä johtuu siitä, että alhaisemman ilmanpaineen käsittävä vyöhyke muodostuu nesteen tai seoksen liikkuvan virtauksen pinnan yläpuolelle. Näin ollen kuumennetun seoksen mennessä kammion 25 läpi suurin osa seok-25 sessa olevasta ilmasta poistuu kammioon 25. Tämä prosessi tehostaa täryttimien 16 vaikutusta kammion 25 seinämien kautta seokseen.As it passes through the chamber 25, the thinner layer of the heated mixture moves at a slower rate compared to the mixture in the tank 1 and begins to effectively release the air therein. This is because a zone of lower atmospheric pressure is formed above the surface of the moving flow of liquid or mixture. Thus, by the time the heated mixture passes through chamber 25, most of the air in the mixture exits chamber 25. This process enhances the effect of vibrators 16 through the walls of chamber 25 into the mixture.
Sulkimen 24 jäykästi kiinnitettyyn levyyn 28(44) sijoitettu itsestään sulkeutuva venttiili 38(54) estää 30 tehokkaasti ilman pääsemisen ulkopuolelta kammioon 25, vaikka kammiossa 25 olevan seoksen määrä vaihteleekin, joten sulkimen 24 kautta ympäristöön tapahtuvat lämpöhäviöt ovat minimaalisia. Laitteen stabiilin toiminnan aikana kammiossa 25 olevasta seoksesta ei tapahdu sanottavaa kos-35 teuden höyrystymistä, koska kammion ja sen läpi menevän seoksen lämpötila on suunnilleen sama, joten seoksesta 22 81 045 vapautuu vain ilmaa. Kun kammion 25 paine kasvaa ilman vapautuessa seoksesta, venttiili 38(54) taipuu helposti, kammiosta 25 pääsee ulos ilmaa, kammion paine tulee ympäristön painetta vastaavaksi, ja venttiili 38(54) palaa 5 alkuasentoonsa. Kuumennetussa betoniseoksessa oleva ilma voidaan siis poistaa tällä tavalla. Tämä parantaa puolestaan betonin lujuutta, koska seoksen ilmapitoisuuden laskiessa 1 % verran betonin lujuus paranee jopa 5 %.A self-closing valve 38 (54) disposed on the rigidly attached plate 28 (44) of the closure 24 effectively prevents air from entering the chamber 25 from the outside, although the amount of mixture in the chamber 25 varies, so that heat loss to the environment through the closure 24 is minimal. During the stable operation of the device, no significant evaporation of moisture occurs in the mixture in the chamber 25, because the temperature of the chamber and the mixture passing through it is approximately the same, so only air is released from the mixture 22 81 045. As the pressure in the chamber 25 increases as air is released from the mixture, the valve 38 (54) bends easily, air escapes from the chamber 25, the pressure in the chamber returns to ambient pressure, and the valve 38 (54) returns to its initial position. The air in the heated concrete mix can thus be removed in this way. This, in turn, improves the strength of the concrete, because when the air content of the mixture decreases by 1%, the strength of the concrete improves by up to 5%.
Kammiossa 25 suoritetaan lisäksi seoksen pyörrekä-10 sittely vähän ennen sen syöttämistä muottiin. Muottiin syötetyn seoksen lämpötilagradientti on tällöin minimi, mistä johtuen valetuissa osissa ja rakenteissa oleva betoni saadaan lujuudeltaan yhtenäisemmäksi.In the chamber 25, the mixture is further vortexed shortly before it is fed into the mold. The temperature gradient of the mixture fed into the mold is then minimal, as a result of which the concrete in the cast parts and structures is made more uniform in strength.
Kun kammio 25 on rajattu kuvioissa 4, 5 ja 7 esi-15 tetyllä portilla 23, portti 23 muodostaa kaksi kuumennettua seosvirtaa, jotka törmäävät kammion 25 läpi mentyään voimakkaasti sulkimeen, jolloin muodostuvat suihkut leik-kaavat toisensa ja saavat koko seosvirtauksen pyörretilaan ennen sen syöttämistä muottiin 22. Tästä johtuen ennen 20 seoksen syöttämistä muottiin 22 seoksen nestevaiheen lämpötila on hyvin tasainen, toleranssi ±2 - 3°C.When the chamber 25 is delimited by the gate 23 shown in Figures 4, 5 and 7, the gate 23 forms two heated mixture streams which impinge strongly through the chamber 25 after passing through the closure, intersecting the jets and intersecting the entire mixture flow into the vortex 22. Therefore, before feeding the mixture 20 into the mold 22, the temperature of the liquid phase of the mixture is very uniform, with a tolerance of ± 2 to 3 ° C.
Kun kammio 25 on rajattu kuvioissa 4, 8 ja 9 esitetyllä portilla 23 ja kuvioissa 4, 8 ja 10 esitetyllä sulkimella 24, portti 23 muodostaa kuumennetusta seoksesta 25 vain yhden suihkun, joka törmää kammion 25 läpi mentyään voimakkaasti sulkimeen 24 ja jakautuu sitten kahdeksi suihkuksi, jotka törmäävät puolestaan kammion 25 seinämiin ja tulevat ulos pyörteisinä sulkimen 24 kahdesta aukosta 45.When the chamber 25 is bounded by the gate 23 shown in Figures 4, 8 and 9 and the shutter 24 shown in Figures 4, 8 and 10, the gate 23 forms only one jet of heated mixture 25 which impinges through the chamber 25 as it passes strongly into the shutter 24 and then splits into two jets which in turn impinge on the walls of the chamber 25 and come out in a vortex through the two openings 45 of the closure 24.
30 Tästä johtuen seoksen nestevaiheen lämpötila on myös hyvin yhtenäinen, toleranssi ±2 - 3°C, ennen seoksen syöttämistä muottiin 22.30 Consequently, the temperature of the liquid phase of the mixture is also very uniform, with a tolerance of ± 2 to 3 ° C, before the mixture is fed into the mold 22.
Käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta tietyn seoksen, mieluimmin betoni seoksen valmistani! -35 seen pystytään siis tehostamaan lämpötilannostoprosessia ja alentamaan sähköenergian kulutusta.When using the method and apparatus according to the invention, I prepared a certain mixture, preferably a concrete mixture! Thus, it is possible to increase the efficiency of the temperature raising process and reduce the consumption of electrical energy.
Il 23 81 045Il 23 81 045
EsimerkkiExample
Betoniseoksella, jonka kartiopainuma oli 13-15 cm (jotta betonin lujuudeksi saataisiin 200 kgf/cm2), oli seu-raava koostumus kiloina kuutiometriä kohden (kuivat kompo-5 nentit): sideaine:hiekka:kivimurska:vesi - 320:665:1050:195. Sideaineena oli Portland-sementti sementin odotetun "kivilujuuden" ollessa 28 vuorokauden kuluttua 400 kgf/cm2. Portland-sementin keskimääräinen aktiivisuus oli 24 tunnin 10 höyrytyksen jälkeen 310 kgf/cm2. Hiekan hiukkaskoko oli 0,14 - 1,2 mm. Kivimurskana käytettiin kalkkikiveä, jonka raekoko oli 10-45 mm.The concrete mix with a conical deflection of 13-15 cm (to give a concrete strength of 200 kgf / cm2) had the following composition in kilograms per cubic meter (dry components): binder: sand: crushed stone: water - 320: 665: 1050: 195. The binder was Portland cement with an expected "rock strength" of 400 kgf / cm2 after 28 days. The average activity of Portland cement after 24 hours of 10 evaporations was 310 kgf / cm2. The particle size of the sand was 0.14 to 1.2 mm. Limestone with a grain size of 10-45 mm was used as crushed stone.
Betoniseos valmistettiin käsiteltävän keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen käytettävällä laitteella. 15 Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen tehoa kuvaavat tulokset esitetään seuraavassa taulukossa 1.The concrete mix was prepared with an apparatus used to apply the method of the present invention. The results describing the efficiency of the method and apparatus according to the invention are shown in the following Table 1.
Taulukko 1table 1
Betonlseoksen yhtäjaksoisen valmistuksen parametrit_ 20 Parametri ArvoParameters for continuous production of concrete mix_ 20 Parameter Value
1 Virta elektrodeissa, I 267A1 Current at electrodes, I 267A
2 Vaihejännite elektrodeissa, Uph 220V2 Phase voltage at electrodes, Uph 220V
3 Seoksen alkulämpötila, tln- 18°C3 Initial mixture temperature, tln-18 ° C
4 Keskimääräinen ohminen vastus seoksen 25 kuumentamisen aikana, p 5,24 Ω·ιη 5 Seoksen kuumentamisaika, Th 2,11 min4 Average ohmic resistance during heating of mixture 25, p 5.24 Ω · ιη 5 Heating time of mixture, Th 2.11 min
6 Sekoitusveden maksimilämpötila, tBJUl 116°C6 Maximum mixing water temperature, tBJUl 116 ° C
7 Kuumennetun seoksen keskimääräinen lämpötila, tav 66,5°C7 Average temperature of the heated mixture, m.p. 66.5 ° C
30 8 Sähköenergian ominaiskulutus, W.p 37,4kWh/m330 8 Specific consumption of electrical energy, W.p 37.4kWh / m3
9 Syöttöteho, Pe 173 kW9 Supply power, Fri 173 kW
10 Kapasiteetti_5,0 m3/h 35 Tässä tapauksessa käytettäessä keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen tarkoitettua laitetta (betoni- 24 81 045 seoksen kuumentamiseen) sekoitusveden lämpötila ylitti 100®C, toisin sanoen se oli 116°C. Tämä lyhensi betoni-seoksen kuumentamisaikaa 11-12 %. Eliminoimalla veden höyrystyminen betoniseoksen kuumentamisen aikana sähköener-5 giaa pystyttiin säästämään 2 % lisää. Tästä johtuen betoniseoksen lämpökäsittelyprosessin tuottavuus nousi 13-14 %.Capacity_5.0 m3 / h 35 In this case, when using an apparatus for applying the method according to the invention (for heating a concrete-81 8145 mixture), the temperature of the mixing water exceeded 100 ° C, i.e. it was 116 ° C. This shortened the heating time of the concrete mix by 11-12%. By eliminating the evaporation of water during the heating of the concrete mix, an additional 2% of electrical energy could be saved. As a result, the productivity of the heat treatment process of the concrete mix increased by 13-14%.
Käytettäessä tätä menetelmää muiden seosten lämpökäsittelyyn, jossa pääosa järjestelmän koko lämpökapasi-10 teetista liittyy veteen tai muuhun lämpöä erittäin hyvin imevään ja sähköä johtavaan nesteeseen, lämpökäsittelyn teho on vielä suurempi.When this method is used for the heat treatment of other alloys, where the major part of the total heat capacity of the system is related to water or another highly heat-absorbing and electrically conductive liquid, the heat treatment efficiency is even higher.
IlIl
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI870817A FI81045C (en) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | Method and apparatus for preparing a mixture, especially a concrete mixture |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI870817 | 1987-02-25 | ||
| FI870817A FI81045C (en) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | Method and apparatus for preparing a mixture, especially a concrete mixture |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI870817A0 FI870817A0 (en) | 1987-02-25 |
| FI870817A FI870817A (en) | 1988-08-26 |
| FI81045B true FI81045B (en) | 1990-05-31 |
| FI81045C FI81045C (en) | 1990-09-10 |
Family
ID=8524017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI870817A FI81045C (en) | 1987-02-25 | 1987-02-25 | Method and apparatus for preparing a mixture, especially a concrete mixture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FI (1) | FI81045C (en) |
-
1987
- 1987-02-25 FI FI870817A patent/FI81045C/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FI870817A0 (en) | 1987-02-25 |
| FI870817A (en) | 1988-08-26 |
| FI81045C (en) | 1990-09-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3192594A (en) | Mold for the fabrication of molded concrete panels | |
| KR20140036179A (en) | Improved method for the production of a cement mortar body and a unit for carrying out said method | |
| FI81045B (en) | Method and arrangement for producing a mixture, especially a concrete mix | |
| JPH08300098A (en) | Method and apparatus for cooling of casting sand | |
| US1839106A (en) | Apparatus for performing metallurgical, smelting, and molding operations | |
| US4872760A (en) | Method and apparatus for processing a mix, preferably concrete mix | |
| SE451067B (en) | Accelerating hardening of concrete | |
| CN109664401A (en) | A kind of autoclave aerated concrete building block is rested case | |
| CN212557675U (en) | Emulsified asphalt storage tank | |
| US6290202B1 (en) | Apparatus for molding thin resin sheets | |
| CN217733777U (en) | Small-size concrete high-temperature curing device | |
| NO870811L (en) | PROCEDURE AND DEVICE FOR TREATMENT OF A MIXTURE, PRIOR TO CONCRETE MIXTURE. | |
| CN110666925A (en) | Novel concrete block production process | |
| CN205501139U (en) | Device that stone material was made to electric stove slay is smelted in reduction | |
| CN108169114A (en) | Reinforcing bar non-uniform corrosion auxiliary electrode limiter self-locking tensioning apparatus | |
| SU1761507A1 (en) | Device for heating concrete compound | |
| JP2665494B2 (en) | Method for producing composite material of inorganic substance and metal | |
| CN113916627B (en) | Device and method for preparing simulated rock sample containing complex-form weak layer | |
| KR20230077749A (en) | fire spout | |
| CN207372287U (en) | A kind of equipment and its cylinder body for manufacturing three-dimensional body | |
| SU1031957A1 (en) | Apparatus for continuously heating concrete mix | |
| SU1498620A1 (en) | Device for heating concrete mix | |
| GB2333291A (en) | Making concrete; heating water | |
| SU1270005A1 (en) | Arrangement for continuous electric heating of concrete mix | |
| JPH024774Y2 (en) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: VLADIMIRSKY POLITEKHNICHESKY INSTITUT Owner name: GLAVNOE TERRITORIALNOE UPRAVLENIE PO |