RU2499665C1

RU2499665C1 - Chamber for accelerated curing of concrete articles with use of electromagnetic wave power in visible spectrum band of artificial and natural origin

Info

Publication number: RU2499665C1
Application number: RU2012111581/03A
Authority: RU
Inventors: Евгения Михайловна Дербасова; Руслан Владимирович Муканов; Виктор Андреевич Филин
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2013-11-27
Also published as: RU2012111581A

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to construction, namely, to concrete and reinforced concrete article drying chambers. Proposed chamber comprises walls, detachable translucent cover and heat power feed system. Chamber guard structure and said detachable cover are made of combined material including metal, asbestos sheet, foil with heat insulation provided with air layer confined by two layers of foil. Layer of asbestos at chamber inner walls is covered by foil. IR radiators, portable heat sensor are arranged at chamber bottom while water like with sprinklers is laid around the periphery. Electrical protection contact device is arranged ay chamber r top part.

EFFECT: decreased heat losses.

1 dwg

Description

Изобретение относится к области строительства и может использоваться для ускоренного твердения бетонных и железобетонных изделий.The invention relates to the field of construction and can be used for accelerated hardening of concrete and reinforced concrete products.

Известна пропарочная камера тепловлажностной обработки (см. Руководство по тепловой обработке бетонных и железобетонных изделий. М., Стройиздат, 1974 г., стр.14).Known steaming chamber heat and humidity treatment (see Guide to heat treatment of concrete and reinforced concrete products. M., Stroyizdat, 1974, p. 14).

Недостаток устройства - относительно небольшой КПД установки и низкая возможность регулирования процесса.The disadvantage of this device is the relatively low efficiency of the installation and the low ability to control the process.

Наиболее близким по технической сути к предлагаемой установке является пропарочная камера Семенова Л.А. (см. кн Ю.М. Баженов, Л.А. Алимов, В.В. Воронин, У.Х. Магдеев. Технология бетона, строительных изделий и конструкций. М., Изд-во АСВ, 2006 г., стр.105). Она имеет систему паропроводов, паровых регистров, бетонных стен и крышки. При тепловлажностной обработке (ТВО) в данной установке периодического действия в качестве энергоносителя используется насыщенный пар. Основными недостатками такой камеры являются: значительные потери тепловой энергии от источников теплоснабжения; значительные капитальные вложения при использовании в качестве теплоснабжения как центрального, так и автономного источников теплоснабжения; недостаточная экологичность процесса, из-за образования загрязненного конденсата, и невозможности его использования без применения серьезных и дорогостоящих методов очистки; недостаточное качество регулирования технологического процесса, что в свою очередь приводит к появлению брака.The closest in technical essence to the proposed installation is a steaming chamber Semenova L.A. (see book Yu.M. Bazhenov, L.A. Alimov, V.V. Voronin, U.K. Magdeev. Technology of concrete, building products and structures. M., DIA Publishing House, 2006, p. 105). It has a system of steam lines, steam registers, concrete walls and a lid. During heat-moisture treatment (TVO) in this installation of periodic action, saturated steam is used as an energy carrier. The main disadvantages of such a chamber are: significant losses of thermal energy from sources of heat supply; Significant capital investments when using both central and autonomous sources of heat supply as heat supply; insufficient environmental friendliness of the process, due to the formation of contaminated condensate, and the inability to use it without the use of serious and expensive cleaning methods; insufficient quality of regulation of the technological process, which in turn leads to the appearance of marriage.

Техническая задача - создание камеры для ускоренного твердения бетонных изделий (УТБИ) лишенной указанных недостатков.The technical task is to create a chamber for accelerated hardening of concrete products (UTBI) devoid of these shortcomings.

Технический результат - улучшение регулирования технологического процесса, минимизация потерь тепловой энергии, возможность транспортировки.EFFECT: improved regulation of the technological process, minimization of heat energy losses, and the possibility of transportation.

Он достигается тем, что ограждающие конструкции выполнены из комбинированного материала, включающего металл, листовой асбест и фольгу, с тепловой изоляцией, имеющей воздушную прослойку, ограниченную двумя слоями фольги, при этом слой асбеста на внутренних стенках камеры покрыт фольгой, а на дне камеры, на боковых стенках установлены инфракрасные излучатели, переносной термодатчик, по периметру проведен водопровод со сплинкерами, в верхней части камеры расположено контактное устройство электрозащиты. Крышка камеры выполнена из светопрозрачного материала стойкого к перепадам температур, через который проникает ИК излучение от солнца в видимой части спектра.It is achieved by the fact that the enclosing structures are made of a combined material, including metal, sheet asbestos and foil, with thermal insulation having an air gap bounded by two layers of foil, while the asbestos layer on the inner walls of the chamber is covered with foil, and at the bottom of the chamber, on infrared emitters, a portable thermal sensor are installed on the side walls, a water supply system with sprinklers is installed along the perimeter, and a contact device for electrical protection is located in the upper part of the chamber. The camera lid is made of translucent material resistant to temperature extremes, through which infrared radiation from the sun penetrates in the visible part of the spectrum.

Это сделано для того чтобы уменьшить потребление электрической энергии в летний период применительно к южным регионам РФ.This is done in order to reduce the consumption of electric energy in the summer period in relation to the southern regions of the Russian Federation.

Теплоизоляционный материал - пенополистирол, отличающийся относительной устойчивостью к большим температурам (до 250°С), низким коэффициентом теплопроводности (0,04 Вт/м гр) входит в состав комбинированной ограждающей стены камеры, позволяет уменьшить потери тепла при свободной конвенции воздуха от изделия к ограждению. Твердотельные инфракрасные излучатели, установленные на дне камеры, позволяют значительно сократить продолжительность тепловой обработки изделий, упростить конструктивное оформление, а также создать условия для качественной автоматизации. При нагреве и сушке влажных материалов инфракрасными лучами энергия превращается в тепловую, причем явления тепло- и массообмена развиваются как вне материала - в рабочей камере, так и внутри материала. Конвективная составляющая твердотельных инфракрасных излучателей очень мала. Значительный перенос энергии происходит при лучистом теплообмене, поэтому в ограждающую конструкцию включены три слоя фольги, их чередование в стене с другими материалами позволяет отразить поток лучистой энергии от внутренней стены камеры и тем самым сфокусировать его на изделии. Установка в камере переносного погружного термодатчика, устанавливаемого непосредственно в отформованное изделие, позволяет контролировать температуру изделия, которая не должна превышать 80-90°C, так как при изотермическом прогреве затвердевший бетон увеличивается в объеме и вследствие разницы коэффициентов линейного температурного расширения его компонентов, образуются микродефекты, нарушающие контакт между цементным камнем и наполнителем (снижается прочность). Для своевременного и качественного регулирования процесса применено-параллельное подключение излучателей, что позволяет с учетом возрастания нагрузки подключать дополнительные инфракрасные излучатели.Thermal insulation material - expanded polystyrene, characterized by relative resistance to high temperatures (up to 250 ° C), low coefficient of thermal conductivity (0.04 W / m gr) is a part of the combined enclosing wall of the chamber, which allows to reduce heat loss during free air convention from the product to the enclosure . Solid-state infrared emitters installed at the bottom of the camera can significantly reduce the duration of heat treatment of products, simplify the design, and create the conditions for high-quality automation. When heating and drying wet materials with infrared rays, the energy turns into heat, and the phenomena of heat and mass transfer develop both outside the material - in the working chamber and inside the material. The convective component of solid-state infrared emitters is very small. Significant energy transfer occurs during radiant heat transfer; therefore, three layers of foil are included in the building envelope; their alternation in the wall with other materials allows reflecting the flux of radiant energy from the inner wall of the chamber and thereby focusing it on the product. The installation of a portable immersion temperature sensor installed directly in the molded product allows controlling the product temperature, which should not exceed 80-90 ° C, since hardened concrete increases in volume during isothermal heating and, due to the difference in the coefficients of linear thermal expansion of its components, microdefects are formed that break the contact between the cement stone and the filler (strength decreases). For timely and high-quality process control, parallel connection of emitters is used, which allows taking into account the increasing load to connect additional infrared emitters.

На рис.1 изображена предлагаемая камера. Она имеет корпус 1, съемную крышку 2, переносной погружной термодатчик 3, твердотельные ИК облучатели 4, стационарный влажностной датчик 5, стационарный термодатчика 6, водопровод со сплинкерами 7, контактное устройство электрической защиты 8, установленные на дне камеры шинопроводы 9. Рядом с камерой установлены электрощит с трансформатором однофазного электрического питания 10, бак с водой 11, электронасос 12 с автоматизированным клапаном 13.Figure 1 shows the proposed camera. It has a housing 1, a removable cover 2, a portable immersion temperature sensor 3, solid-state IR irradiators 4, a stationary humidity sensor 5, a stationary temperature sensor 6, water supply with sprinklers 7, an electrical protection contact device 8, busbars 9 installed at the bottom of the camera, are installed near the camera an electrical panel with a single-phase electric power transformer 10, a water tank 11, an electric pump 12 with an automated valve 13.

Устройство работает следующим образом. После формования изделий и набора ими предварительной прочности они укладываются в камеру, в среднее изделие помещается погружной термодатчик 3 для качественного регулирования процесса тепловой обработки, камера закрывается съемной крышкой 2, проверяется контактная электрозащита 8, в соответствии с типом изделия устанавливается режим тепловлажностной обработки на электрощите 10, подается напряжение на шинопроводы 9, на которых закреплены ИК облучатели 4. Для качественного контроля ускоренного твердения бетонных изделий в камере установлен стационарный влажностной датчик 5, обработанные данные с которого поступают на электронасос 12 с автоматизированным клапаном 13 забирающим воду из бака 11 для подачи ее в камеру через водопровод со сплинкерами 7.The device operates as follows. After the products are molded and pre-strength set by them, they are placed in the chamber, an immersion thermal sensor 3 is placed in the middle product for quality control of the heat treatment process, the chamber is closed with a removable cover 2, contact electrical protection 8 is checked, and the mode of heat and humidity treatment on the electrical board 10 is set in accordance with the type of product voltage is supplied to the busbars 9, on which IR irradiators are fixed 4. For quality control of accelerated hardening of concrete products in the chamber, a stationary humidity sensor 5 has been introduced, the processed data from which is supplied to an electric pump 12 with an automated valve 13 that takes water from the tank 11 for supplying it to the chamber through a water supply with sprinklers 7.

Положительный эффект предлагаемого изобретения достигается выполнением ограждающей конструкции камеры из изоляционного материала пенополистирола, установкой твердотельных инфракрасных излучателей и применением фольги, как отражателя на всех внутренних стенках, параллельной формой подключения твердотельных ИК излучателей для более мягкой подачи тепловой энергии и установкой переносного погружного термодатчика, показывающего температуру изделия.A positive effect of the present invention is achieved by making the enclosing structure of the camera made of polystyrene foam insulation material, installing solid-state infrared emitters and using foil as a reflector on all internal walls, using a parallel form of connecting solid-state IR emitters for a softer supply of thermal energy and installing a portable immersion temperature sensor that shows the temperature of the product .

Claims

A chamber for accelerated hardening of concrete and reinforced concrete products by radiation in the visible part of the spectrum, comprising walls, a removable translucent cover and a heat energy supply system, characterized in that the enclosing structure and the removable cover of the chamber are made of a combined material including metal, asbestos sheet and foil, with thermal insulation having an air gap bounded by two layers of foil, while the asbestos layer on the inner walls of the chamber is covered with foil, and infrared etter, portable sensor, held on the perimeter by splinkerami water in the upper part of the chamber situated Electrical contact device.