устройство для прогрева свежеуложенных бетонных смесей

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.