УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОГРЕВА СВЕЖЕУЛОЖЕННЫХ БЕТОННЫХ СМЕСЕЙ Российский патент 2001 года по МПК B28B11/00 E01C23/14 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано при бетонировании конструкций и сооружений преимущественно монолитных, протяженных /покрытие автомобильных дорог, аэродромов, облицовки каналов и т.д./.

Известно устройство для прогрева свежеуложенных бетонных смесей, включающее раму, смонтированную на ней с возможностью перемещения замкнутую систему шарнирно сочлененных элементов и нагреватели в виде источников лучистой энергии, смонтированных на раме внутри замкнутой системы в зоне контакта ее с бетоном /авт. св. СССР N 700506, C 04 B 41/30, 1976/.

Недостатком этого устройства является невысокая эффективность теплообмена в зоне контакта с бетоном и большие энергетические потери. Невысокая эффективность теплообмена связана с тем, что здесь теплоперенос определяется фактически только лучеиспусканием нагревателей и при приближении температуры бетона к температуре источника энергии теплоперенос существенно снижается /снижается соответственно и эффективность прогрева бетона/. Большие потери тепла в таком устройстве обусловлены тем, что значительную его долю уносят с собой из зоны контакта с бетоном шарнирно сочлененные элементы. Это тепло бесполезно теряется в окружающую среду при контакте этих элементов с окружающим воздухом.

Известно также устройство для прогрева свежеуложенных бетонных смесей, включающее раму, смонтированную на ней с возможностью перемещения замкнутую систему шарнирно сочлененных элементов и нагреватели, выполненные в виде источников лучистой энергии, снабженных рефлекторами с тепловой изоляцией и закрепленными по периметру гибкими вставками /авт. св. СССР N 781191, C 04 B 41/30, 1980/.

Для этого устройства характерны те же самые недостатки, что и для предыдущего. Можно добавить еще и то, что рефлекторы будут эффективно работать только в начальный период, когда их рабочая поверхность достаточно чиста. Однако в условиях дорожного строительства загрязнение этой поверхности будет происходить в кратчайшие сроки и установка рефлекторов при этом практически не улучшает работу устройства.

Задача изобретения - повышение интенсивности процесса теплообмена в зоне контакта источника тепла с бетоном, снижение энергозатрат на осуществление процесса.

Технический результат - уменьшение необходимого для достижения требуемого результата времени прогрева, уменьшение стоимости термообработки.

С этой целью в устройстве для прогрева свежеуложенных бетонных смесей, содержащем раму и смонтированные на ней источники тепловой энергии с отражателями, источник тепловой энергии выполнен в виде кольцевого газового коллектора с форсунками и снабжен зонтом, причем отражатели выполнены плоскими, форсунки установлены тангенциально отражателям, гибкие вставки расположены по периметру зоны прогрева с возможностью вертикального перемещения, а зонт - с возможностью вращения вокруг собственной оси и имеет откидную крышку на боковой поверхности.

Такое выполнение устройства обеспечивает более высокую интенсивность теплообмена в зоне прогрева бетона и снижает энергозатраты на термообработку объекта.

Более высокая интенсивность теплообмена обусловлена, во-первых, тем, что благодаря указанному расположению газовых форсунок у поверхности прогреваемого бетона создается вихревой поток высокотемпературных продуктов сгорания и наряду с лучистой составляющей теплопереноса здесь будет иметь место конвективная, которая, как минимум, будет играть не меньшую роль, нежели лучистая, в прогреве свежеуложенного бетона. Во-вторых, заявляемая конструкция обеспечивает легкий доступ к отражателям /для этого служит откидной люк в зонте и возможность его вращения вокруг оси/. То есть легко осуществимая периодическая очистка отражателей обеспечит их более эффективную работу.

Снижение теплозатрат на проведение прогрева в заявляемом устройстве связано с тем, что здесь осуществляется непосредственный контакт между высокотемпературными продуктами сгорания и поверхностью прогреваемого бетона, в то время как в прототипе между ними находятся шарнирно соединенные элементы, являясь существенным термическим сопротивлением. Кроме того, сначала тепло затрачивается на нагрев этих элементов, а затем при выходе их из зоны прогрева тепло бесполезно теряется в окружающую среду.

На фиг. 1 показан общий вид устройства, на фиг. 2 - газовый коллектор с установленными на нем форсунками и отражателями /вид А на фиг. 1 в увеличенном масштабе/.

Устройство содержит раму 1, установленную на шинах 2 /с пониженным давлением в камерах, чтобы получить приемлемую опорную поверхность/. Под рамой 1 подвешен газовый коллектор 3, к которому газ подводится от баллона /устанавливается тоже на раме 1, но не показан/. На коллекторе 3 установлены плоские отражатели 4 и тангенциально к их внутренней поверхности - газовые форсунки 5. На раме 1 над коллектором 3 установлен зонт 6 с теплоизоляцией 7 из термостойкого материала. Зонт 5 посредством теплоизолированного патрубка 8 соединен с двигателем Стирлинга 9, служащим для привода в движение рамы 1 и в котором тепло отходящих газов служит источником энергии для получения работы. Кроме того, зонт 6 смонтирован с возможностью вращения вокруг вертикальной оси и имеет откидную крышку 10, что дает возможность периодической очистки экранов 4. С целью уменьшения теплопотерь по периметру пространства, где осуществляется термообработка бетона, на раме подвешены гибкие вставки /фартуки/ 11 с возможностью их вертикального перемещения /механизм не показан/.

Устройство работает следующим образом.

Гибкие вставки 11 опущены до обрабатываемой поверхности. Газообразное топливо из баллона, установленного на раме 1, автоматически подается в форсунки 5 и воспламеняется при выходе из них. При этом во внутреннем пространстве коллектора 3 создается вихревое движение высокотемпературного потока продуктов сгорания и обеспечивается интенсивный конвективный теплообмен этого потока с поверхностью бетона. С другой стороны, тепловые экраны 4 /для удобства очистки выполненные в виде плоских пластин/ создают лучистый поток энергии. Двигатель Стирлинга 9 используется для движения устройства по поверхности прогреваемого бетона за счет энергии отходящих газов. За счет того что при термообработке гибкие вставки 11 опущены до самой поверхности бетона, уменьшаются теплопотери.

Изобретение относится к области строительства, а именно бетонированию горизонтальных конструкций. Технический результат - повышение эффективности теплообменных процессов и снижение энергозатрат. В устройстве для прогрева свежеуложенных бетонных смесей, содержащем смонтированный на раме источник тепловой энергии с отражателями, источник энергии выполнен в виде газового коллектора с форсунками и расположенным сверху зонтом с теплоизоляцией, соединенным посредством теплоизолированного патрубка с двигателем Стирлинга. Зонт имеет на боковой поверхности откидную крышку, установлен с возможностью вращения вокруг собственной оси, а по периметру зоны прогрева установлены с возможностью вертикального перемещения гибкие вставки. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Устройство для прогрева свежеуложенных бетонных смесей, содержащее раму и смонтированный на ней источник тепловой энергии с отражателями и гибкими вставками, отличающееся тем, что оно снабжено зонтом, а источник тепловой энергии выполнен в виде кольцевого газового коллектора с форсунками, установленными тангенциально к плоским отражателям. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что гибкие вставки установлены по периметру зоны прогрева с возможностью вертикального перемещения. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что зонт установлен с возможностью вращения относительно собственной оси и снабжен откидной крышкой. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что снабжено двигателем Стирлинга.