FI81045C - Foerfarande och anordning foer framstaellning av en blandning saerskilt en betongblandning. betongblandning. - Google Patents

Description

1 81045

Menetelmä ja laite seoksen, erityisesti betoniseoksen, valmistamiseksi

Keksintö koskee rakennusteollisuutta ja erityisesti 5 menetelmää ja laitetta tietyn seoksen, erityisesti betoni-seoksen valmistamiseksi.

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.

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.

20 Lämmöllä tiedetään olevan ratkaiseva merkitys be tonin kovettumisen nopeuttamiseksi. Muussa tapauksessa betoni kovettuu liian hitaasti varsinkin alhaisissa ympäristön lämpötiloissa.

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.

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.

2 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.

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.

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).

li 3 81 045 Tätä menetelmää sovelletaan kalsinointilaitteessa, jossa on jäykillä väliseinillä pystysuunnassa viiteen osastoon jaettu pystysylinteri. Väliseinissä on ontot ohjausosat, jotka toimivat myös lämmönvaihtimina.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

25 Elektrodin pituuden ja korkeuden välinen suhde on 1,5-2,1. Laitteessa on myös värähtelylähde (suuntavärähte-lijä), joka on sijoitettu syöttöputken takaseinämään.

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-

II

5 81045 sen alikuumeneminen tämän vyöhykkeen keskiosassa. Teho on 0,94-0,96, ja keskimääräinen kuumennuslämpötila nousee 95-96°C:een.

Vapaa yhteys ympäristöön betoniseoksen kuumentami-5 sen aikana aiheuttaa höyrystymisenä kuitenkin lämpöhäviöi-tä seoksesta. Tämä alentaa laitteen tehoa ja lisää seoksen kuumentamiseen tarvittavaa energiaa.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Kuitenkin, koska säiliön sisätilaa ei ole tiivistetty nimenomaan betoni seoksen suorakuumennusvyöhykkeessä, haihtuminen aiheuttaa lämpöhäviöitä seoksesta.

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.

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.

Tähän päästään seoksen, erityisesti betoniseoksen 35 valmistusmenetelmällä, jossa seos pidetään jatkuvassa

II

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.

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.

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.

Kun betoniseos on kuumennettu 100°C:een ja sitä korkeampaan lämpötilaan, siitä poistetaan ilma ja se pannaan pyörrekäsittelyyn.

Tämä mahdollistaa ilman poistamisen kuumennetusta 10 seoksesta ja tasaa seoksen lämpötilaa ennen seoksen syöttämistä muottiin.

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.

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.

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, että

II

9 81045 säiliöön on järjestetty portti poistoputken vastavirtapuo-lelle ohjaamaan säiliön läpivirtausradan poikkileikkauspinta-alaa.

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.

Poistoputken ulostuloon järjestetään mieluimmin suljin, joka rajaa portin kanssa seoksen ilmanpoisto- ja pyörrekammion ja on tarkoitettu ohjaamaan kammion virtaus-15 radan poikkileikkauspinta-alaa.

Seoksen ilmanpoisto- ja pyörrekammion eräänä tehtävänä on siis poistaa kuumennetussa seoksessa oleva ilma, koska ilma heikentää betonin kestävyyttä.

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.

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.

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.

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.

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.

li 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.

Kaarevat osat, joissa on kovera pinta syöttöputkeen päin, on sijoitettu mieluimmin portin jäykästi kiinnitetyn levyn keskellä olevan kaarevan osan molemmille puolille.

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.

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.

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- 12 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.

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.

Kaarevat osat, joissa on kovera pinta syöttöputkeen päin, on järjestetty mieluimmin sulkimen jäykästi kiinnitetyn levyn keskellä olevan kaarevan osan kummallekin puolelle.

35 Tästä johtuen seos pääsee menemään paremmin sulki men aukkojen läpi, koska seoksen kuolleiden vyöhykkeiden

II

13 81 045 muodostuminen sulkimen kohdalle on eliminoitu kokonaan. Tämän vuoksi betoni ei tuki sulkimen aukkoja.

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.

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.

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.

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, 14 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.

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.

20 Keksinnön mukaista menetelmää selostetaan yksityis kohtaisemmin seuraavassa viittaamalla keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen käytettävän laitteen erääseen erikoisrakenteeseen.

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.

Il 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.

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).

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.

Täryttimet 16 voidaan asentaa laitteeseen mihin 20 kohtaan tahansa. Tässä rakenteessa täryttimet 16 on sijoitettu säiliön 1 pintaan toisistaan erilleen ja peräkkäin.

Betoniseoksen yhtäjaksoiseen käsittelyyn tarkoitettu laite on kiinnitetty kiinteään runkoon 17 joustavilla iskunvaimentimilla (kuvio 3), jotka on asennettu säiliön 1 25 tukiin 19 ripustimilla 20.

Säiliö 1 on sähkö- ja lämpöeristetty ulkopuolelta esimerkiksi polyuretaanivaahtokerroksella 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.

Säiliön virtausradan poikkileikkauspinta-alaa voi-35 daan ohjata millä tahansa jo tunnetulla laitteella.

ie 81045 Tässä rakenteessa poistoputki 3 (kuvio 2) on pois-topuolen suuntaan kaareutuva putkiosa.

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.

10 Mahdollisimman tehokasta ilmanpoistoa ja pyörrekä- sittelyä varten portti 23 ja suljin 24 ovat erikoisrakenteista.

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.

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.

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.

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).

17 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.

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.

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).

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.

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.

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).

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).

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°.

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.

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.

Portin 23 (kuvio 4) levy 46, joka on lähempänä säi-30 liötä 1, on järjestetty säiliön 1 virtausradan poikkileikkauspinta-alan muuttamiseksi (ohjattava levy 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.

Il 19 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.

5 Sulkimen 24 (kuvio 4) levy 49 (kuvio 8), joka on lähempänä porttia 23, on järjestetty kammion 25 poikkileikkauspinta-alan muuttamiseksi (ohjattava levy 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).

Haluttaessa muuttaa aukkojen 45 kokoa tai sulkea ne kokonaan sulkimen 24 (kuvio 4) ohjattava levy 49 (kuvio 8) 15 kiinnitetään haluttuun asentoon kiinnittimillä 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).

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).

30 Laite toimii seuraavasti.

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.

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.

20 Kaikista näistä tekijöistä johtuen seos voidaan kuumentaa 100°C:een ja sitä korkeampaan lämpötilaan.

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.

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 yhtenäiseksi

II

2i 81045 säiliön poikkileikkauksen osalla toleranssin ollessa tällöin ±4 - 5°C.

Lisäksi seoksen liikkuessa jatkuvasti elektrodin pintaan ei pääse muodostumaan kuivaa seoskalvoa eikä ilman 5 ja höyryn seos muodosta siihen myöskään pintakalvoa.

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.

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.

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.

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.

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 %.

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.

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.

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.

30 Tästä johtuen seoksen nestevaiheen lämpötila on myös hyvin yhtenäinen, toleranssi ±2 - 3°C, ennen seoksen syöttämistä muottiin 22.

Käytettäessä keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta tietyn seoksen, mieluimmin betoni seoksen valmistani! -35 seen pystytään siis tehostamaan lämpötilannostoprosessia ja alentamaan sähköenergian kulutusta.

Il 23 81 045

Esimerkki

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.

Betoniseos valmistettiin käsiteltävän keksinnön mukaisen menetelmän soveltamiseen käytettävällä laitteella. 15 Keksinnön mukaisen menetelmän ja laitteen tehoa kuvaavat tulokset esitetään seuraavassa taulukossa 1.

Taulukko 1

Betonlseoksen yhtäjaksoisen valmistuksen parametrit_ 20 Parametri Arvo

1 Virta elektrodeissa, I 267A

2 Vaihejännite elektrodeissa, Uph 220V

3 Seoksen alkulämpötila, tln- 18°C

4 Keskimääräinen ohminen vastus seoksen 25 kuumentamisen aikana, p 5,24 Ω·ιη 5 Seoksen kuumentamisaika, Th 2,11 min

6 Sekoitusveden maksimilämpötila, tBJUl 116°C

7 Kuumennetun seoksen keskimääräinen lämpötila, tav 66,5°C

30 8 Sähköenergian ominaiskulutus, W.p 37,4kWh/m3

9 Syöttöteho, Pe 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 %.

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.

Il

Claims (9)

25 81 045

1. Seoksen, erityisesti betoniseoksen valmistusmenetelmä, jossa seos pidetään jatkuvassa liikkeessä sulje- 5 tussa säiliössä (1), ja seos kuumennetaan mainitun liikkeen aikana syöttämällä siihen sähkövirtaa ja täryttämällä seosta, tunnettu siitä, että suljettuun säiliöön (1) muodostetaan tiivistetty vyöhyke, ja että seos kuumennetaan tässä vyöhykkeessä vähintään lämpötilaan 100°C muo-10 dostamalla höyryä, joka työntyy seoksen koko massaan ja saa aikaan seoksen kaikkien aineosien yhtenäisen ja nopean kuumenemi sen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että seos pannaan ilmanpoisto- ja 15 pyörrekäsittelyyn, kun se on kuumennettu vähintään lämpötilaan 100°C.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukaisen menetelmän soveltamiseen käytettävä laite, jossa on suljettu säiliö (1), jonka päissä on vastaavasti syöttö- ja poistoputket 20 (2,3), ainakin yksi elektrodi (4) säiliöön sijoitettuna ja ainakin yksi värähtelylähde (16), tunnettu siitä, että säiliöön (1) on järjestetty portti (23) poistoputken (3) vastavirtapuolelle ohjaamaan säiliön (1) läpivirtaus-radan poikkileikkauspinta-alaa.

4. Patenttivaatimuksen 2 mukaisen menetelmän sovel tamiseen käytettävä patenttivaatimuksen 3 mukainen laite, tunnettu siitä, että poistoputken (3) ulostuloon on järjestetty suljin (24), joka rajaa portin (23) kanssa kammion (25) seoksen ilmanpoisto- ja pyörrekäsittelyä var-30 ten, sulkimen (24) ollessa järjestetty ohjaamaan kammion (25) läpivirtausradan poikkileikkauspinta-alaa.

5. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että portti (23) käsittää kaksi rinnakkain sijoitettua levyä (30,26), joista toinen levy, 35 joka on lähempänä säiliötä (1), on järjestetty ohjaamaan 26 81 045 säiliön (1) läpivirtausradan poikkileikkauspinta-alaa, ja toinen levy on kiinnitetty jäykästi ja käsittää keskellä kaarevan osan, jonka kupera pinta on syöttöputkeen (2) päin, ja aukot (27), jotka ovat levyn (26) alaosassa suun-5 nilleen säiliön (1) sivuseinämien kohdalla, sulkimen (24) ollessa muodostettu kahdesta rinnakkain sijoitetusta levystä (33,28), joista toinen levy, joka on lähempänä porttia (23), on järjestetty ohjaamaan kammion (25) läpivirtausradan poikkileikkauspinta-alaa, ja toinen levy on 10 kiinnitetty jäykästi ja käsittää koveran pinnan syöttöputkeen (2) päin ja aukon (29), joka on keskellä levyä (28) sen alaosassa, aukon (29) pinta-alan ollessa pienempi tai yhtä suuri kuin portin (23) aukkojen (27) kokonaispinta-ala.

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, tun nettu siitä, että kaarevat osat, joissa on kupera pinta syöttöputkeen (2) päin, on järjestetty portin (23) jäykästi kiinnitetyn levyn (26) keskellä olevan kaarevan osan kummallekin puolelle.

7. Patenttivaatimuksen 3 tai 4 mukainen laite, tunnettu siitä, että portti (23) käsittää kaksi rinnakkain sijoitettua levyä (46,42), joista toinen levy, joka on lähempänä säiliötä (1), on järjestetty ohjaamaan säiliön (1) läpivirtausradan poikkileikkauspinta-alaa, ja 25 että toinen levy on kiinnitetty jäykästi ja käsittää koveran pinnan säiliöön (1) päin ja aukon (43), joka on keskellä levyn (42) alapäässä, ja että suljin (24) käsittää kaksi rinnakkain sijoitettua levyä (49,44), joista toinen levy, joka on lähempänä porttia (23), on järjestetty oh-30 jaamaan kammion (25) läpivirtausradan poikkileikkauspinta-alaa, ja toinen levy on kiinnitetty jäykästi ja käsittää keskellä kaarevan osan, jossa on kupera pinta kammioon (25) päin, ja aukot (45), jotka on sijoitettu levyn (44) alaosaan suunnilleen kammion (25) sivuseinämien kohdalle, 35 aukkojen (45) pinta-alan ollessa pienempi tai yhtä suuri kuin portin (23) aukon (43) pinta-ala. Il 27 81 045

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaarevat osat, joissa on kovera pinta kammioon (25) päin, on järjestetty sulkimen (24) jäykästi kiinnitetyn levyn (44) keskellä olevan kaarevan 5 osan kummallekin puolelle.

9. Patenttivaatimuksen 5 tai 7 mukainen laite, tunnettu siitä, että portti (23) ja suljin (24) on varustettu itsestään sulkeutuvilla venttiileillä (36,52, 38,54), jotka on sovitettu portin (23) ja sulkimen (24) 10 jäykästi kiinnitettyihin levyihin (26,42,28,44). 28 8 1 0 4 5