Комплексное устройство для стыковки арматурных стержней на строительной площадке Российский патент 2025 года по МПК E04C5/16 B23K31/02 

Изобретение относится к сфере производства строительно-монтажных работ и может быть использовано в строительстве при устройстве стыковки арматурных стержней методом заливки расплавленного металла.

Известна рудно-термическая электропечь (патент РФ №2090809, кл. F27B 1/09, 1997 г.). Рудно-термическая электропечь для восстановительной сульфидирующей плавки содержит стенки, подину и свод, образующие плавильное пространство, причем подина и стенки в нижней части футерованы углеродистыми огнеупорами, а в верхней части оксидными огнеупорами.

Недостатками такой печи для применения ее в стыковочных узлах являются ее большие габариты, что не позволяет использовать ее непосредственно на строительной площадке, узкая направленность на плавку германиевой руды, отсутствие автоматической системы контроля температурного режима для контролируемой заливки арматурного стыка.

Наиболее близким изобретением является вакуумная плавильная печь с холодным подом (патент РФ №2228962, кл. С22В 9/21, 2004 г.). Данная вакуумная плавильная печь с холодным подом содержит рабочую камеру, загрузочные устройства для шихты, независимые источники нагрева, холодный под, на котором установлены водоохлаждаемые плавильный и рафинирующий тигли и кристаллизатор. Принцип работы данной печи заключается в создании вакуума в рабочем кожухе и последующей загрузке шихты в шлюзовые камеры, из которых она подается в плавильный тигель. После заполнения плавильного тигля металл поступает в рафинированный тигель, где кристаллизуется.

Недостатками данной печи является то, что кристаллизация осуществляется в специальной камере с водной системой охлаждения, это не позволяет осуществлять заливку металла в стыковочный узел и добиться необходимой скорости кристаллизации, что влияет на скорость производства стыковки арматуры на строительной площадке и на ее качество.

Техническим результатом является повышение скорости производства стыковки арматуры в условиях строительной площадки и качества стыковки. Технический результат достигается тем, что устройство для стыковки арматурных стержней на строительной площадке, содержащее рабочую камеру с тиглем для плавления металла, загрузочное устройство, расположенное над тиглем, систему охлаждения, согласно изобретению оно снабжено корпусом в виде 2-секционного короба, выполненного с теплоизоляционными стенами, в одной из секций расположена рабочая камера с бортиком и стальной скобой, а тигель выполнен с заливной керамической трубкой, при этом внутри рабочей камеры для плавления металла расположены электроды и датчики температуры, соединенные с блоком управления, установленным на корпусе, а в другой секции корпуса расположена система охлаждения, выполненная в виде насоса и емкостного бака с соединительными трубами и спиральным охладителем.

Новизна предполагаемой технологии заключается в том, что комплексное устройство имеет систему контроля температурного режима и электронную систему управления нагревателями с двумя термодатчиками для поддержания необходимой температуры расплава. Также новизна заключается в том, что камерой кристаллизации является непосредственно арматурный стык, а система охлаждения представлена в виде внешнего модуля для кристаллизации металла за пределами камеры электроплавильной печи.

По данным патентно-технической литературы не обнаружено техническое решение, аналогичное заявляемому, что позволяет судить об изобретательском уровне предполагаемой конструкции комплексного устройства для стыковки арматурных стержней на строительной площадке.

Сущность изобретения поясняется фигурами, где на фиг. 1 изображено комплексное устройство (общий вид); на фиг. 2 - плавильный тигель (общий вид); на фиг. 3 - плавильный тигель (вид сбоку); на фиг. 4 - плавильный тигель спереди; на фиг. 5 - система охлаждения (общий вид).

Комплексное устройство для стыковки арматурных стержней на строительной площадке, содержащее рабочую камеру для плавления 1, загрузочное устройство 2 для шихты, расположенное над плавильным тиглем 3, независимые источники нагрева 4, охлаждающая установка 5. Корпус 6 в виде 2-секционного короба выполнен из теплоизоляционных стен 7, в одной из секций расположена снабженная заливной керамической трубкой 8, бортиком 9 и стальной скобой 10. Камера для плавления 1 металла имеет электроды 11 и датчики температуры 12, соединенные с блоком управления 13, установленного на корпусе 6. В другой секции расположена система охлаждения, выполненная в виде циркулярного насоса 14 и емкостного бака 15 с соединительными трубами 16 и спиральным охладителем 17.

Габариты комплексного устройства, которые составляют 800×300×450 мм, дают возможность применять устройство на строительной площадке. Полезный объем рабочей камеры 1 при этом составляет 3000 см³. Данный объем рабочей камеры 1 позволяет за один цикл плавления осуществлять до 24 арматурных соединений из арматуры 40 мм, на которые требуется 125 см³ расплавленной массы в условиях строительной площадки. Кроме того, для производства соединения по технологии необходимо осуществлять мгновенное остывание расплавленной массы для компенсации термических напряжений, для чего конструкцией предусмотрена система автоматического контроля температуры расплава, состоящая из двух температурных датчиков 12, связанных с электродами 11 рабочей камеры 1, регулирующими величину подаваемого тока для регулирования температуры металла внутри рабочей камеры 1, а также система охлаждения в виде емкостного бака 15 с жидким азотом, циркулярным насосом 14, соединительных трубок 16 и спирального охладителя 17, контактирующего с наружной стороной соединения.

Комплексное устройство для стыковки арматурных стержней на строительной площадке работает следующим образом:

- в плавильный тигель 3, установленный на корпусе 6 и изолированный от внешней среды теплоизоляционными стенками 7 для уменьшения теплоотдачи, погружается стальное сырье, которое после подачи напряжения на электроды 11 через блок управления 13 нагревается до температуры плавления. Данная температура поддерживается в автоматическом режиме блоком управления 13 путем контроля силы тока на электродах 11 посредством анализа показаний с датчиков температуры 12.

- после получения расплавленной массы нужной температуры плавильный тигель снимается с корпуса 6 путем его подъема за бортик 9. Далее плавильный тигель 3 подводится керамической трубкой 8 к арматурному стыку и наклоняется с помощью стальной скобы 10.

- по мере заливки металла в арматурный стык осуществляется его охлаждение с помощью спирального охладителя 17, который подносится с внешней стороны шва на расстоянии 0.5-1.5 см. К спиральному охладителю 17 посредством соединительных трубок 16 подается жидкий азот из емкостного бака 15 с помощью циркулярного насоса 14. Данная система охлаждения отделена от плавильного тигля 3 теплоизоляционной стенкой 7.

Предлагаемое устройство для производства строительно-монтажных работ позволяет производить расплавленную массу металла в условиях строительной площадки и осуществлять скоростную стыковку арматурных стержней.

Преимущество обеспечивается за счет относительно небольших габаритов комплексного устройства для стыковки арматурных стержней на строительной площадке и его высокой мобильности и приспособленности к условиям строительной площадки.

Технико-экономические преимущества обеспечиваются за счет наличия плавильной установки и системы охлаждения в одном модуле, что делает установку более приспособленной и универсальной, позволяя сэкономить на покупке дополнительного оборудования.

Данное комплексное устройство для стыковки арматурных стержней на строительной площадке было опробовано на строительной площадке для стыковки 4 арматурных стержней балки. Для наглядного сравнения была произведена заливка арматурных стыков с помощью тигля на коксовом угле.

В узлах, где металл заливался с помощью комплексного устройства, стык получился более равномерный и без подтеков, а также потребовал 15 минут времени на весь технологический процесс. Стык, который выполнялся с помощью печи на коксовом угле, получился с подтеками и потребовал 30 минут для выполнения, так как потребовалось время на розжиг угля.

Изобретение относится к оборудованию для производства строительно-монтажных работ. Технический результат - повышение скорости производства стыковки арматуры в условиях строительной площадки и качества стыковки. Для удобства процесса производства строительно-монтажных работ по изготовлению арматурного стыка путем заливки расплавленного металла устройство имеет небольшие габариты, обладает мобильностью. Устройство содержит рабочую камеру с тиглем для плавки металла, систему охлаждения для поддержания заданного температурного режима. Рабочая камера выполнена с бортиком и стальной скобой и расположена в одной из секций двухсекционного короба, выполненного с теплоизоляционными стенками. Плавильный тигель оборудован специальными захватными элементами для его перемещения, а также сливной керамической трубкой для заливки стыка. В другой секции корпуса расположена система охлаждения в виде бака с азотом, насоса для его перекачки, соединительных трубок и спирального охладителя. 5 ил.

Устройство для стыковки арматурных стержней на строительной площадке, содержащее рабочую камеру с тиглем для плавления металла, загрузочное устройство, расположенное над тиглем, систему охлаждения, отличающееся тем, что оно снабжено корпусом в виде 2-секционного короба, выполненного с теплоизоляционными стенами, в одной из секций расположена рабочая камера с бортиком и стальной скобой, а тигель выполнен с заливной керамической трубкой, при этом внутри рабочей камеры для плавления металла расположены электроды и датчики температуры, соединенные с блоком управления, установленным на корпусе, а в другой секции корпуса расположена система охлаждения, выполненная в виде насоса и емкостного бака с соединительными трубами и спиральным охладителем.