Устройство для автоматического регулирования температурного режима при тепловой обработке монолитных железобетонных конструкций



Устройство для автоматического регулирования температурного режима при тепловой обработке монолитных железобетонных конструкций
Устройство для автоматического регулирования температурного режима при тепловой обработке монолитных железобетонных конструкций
Устройство для автоматического регулирования температурного режима при тепловой обработке монолитных железобетонных конструкций

Владельцы патента RU 2322344:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Новосибирский государственный архитектурно-строительный университет (Сибстрин) (RU)
Гуненко Николай Афанасьевич (RU)
Попов Юрий Андреевич (RU)
Общество с ограниченной ответственностью "ЕВРОСИТИ" (RU)
Терентьев Сергей Александрович (RU)
Молодин Владимир Викторович (RU)
Андриевский Сергей Николаевич (RU)
Михальцов Эдуард Григорьевич (RU)
Колодей Виктор Васильевич (RU)
Ахмаметьев Михаил Александрович (RU)
Конструкторско-технологический институт вычислительной техники-научно-исследовательское учреждение Сибирского отделения Российской академии наук (RU)
Лунев Юрий Владимирович (RU)

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для тепловой обработки возводимых в условиях построечной площадки конструкций из железобетона с использованием автоматического управления тепловыми процессами. В устройстве для автоматического регулирования температурного режима при тепловой обработке монолитных железобетонных конструкций, включающем опалубку, термодатчики, нагреватели, компьютер, термодатчики установлены в опалубке, нагреватели уложены и закреплены на арматурном каркасе монолитной железобетонной конструкции, выводы нагревателей, термодатчики соединены с цифровым автоматическим регулятором мощности, состоящим из блока индикации и управления и блока цифрового регулирующего, соединенного через преобразователь сигналов с управляющим компьютером. Для обеспечения визуального контроля цифровой автоматический регулятор мощности снабжен панелью для отображения температуры бетона в каждой точке измерения и средневзвешенной по объему температуры бетона. Устройство позволяет снизить энергозатраты на 25-50% и осуществить управление скоростью перестройки температурного поля после включения или выключения нагревателей в соответствии с температурными ограничениями действующих нормативных документов. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для тепловой обработки возводимых в условиях построечной площадки конструкций из железобетона с использованием автоматического управления тепловыми процессами.

Известны устройства для автоматического управления сложными объектами, в том числе с дискретным характером технологического цикла (см., например, патенты 2105343, М. кл. G05B 19/18, опубл. 20.02.1998, 2102788, М. кл. G05B 19/18, опубл. 20.01.1998, 2041494, М. кл. G06F 17/00, опубл. 21.12.1992), включающие регистры ввода и вывода, блоки памяти, блок сравнения и счетчик адресов, блок управления, блок выбора управляющих решений и др., применяемые для решения задач распознавания и анализа ситуаций, процессов или явлений произвольной природы, описываемых конечными наборами признаков. По своим функциональным возможностям эти устройства непригодны для управления процессом тепловой обработки бетона при зимнем бетонировании монолитных строительных конструкций.

Известно также устройство для тепловой обработки монолитных железобетонных конструкций (патент 2249502, М. кл. В28В 11/24, опубл. 10.04.2005 - прототип), включающее опалубку с установленными в ней нагревательными элементами, термодатчики с независимыми каналами регулирования, температурные датчики, установленные в монолитной конструкции, датчик окружающей среды, блок магнитных пускателей, персональный компьютер, блок управления, контроля и регистрации.

Недостатком устройства-прототипа является то, что оно предназначено для тепловой обработки с изотермическим выдерживанием при непрерывной работе нагревательных элементов, что не позволяет существенно снизить энергопотребление за счет использования тепловой инерции бетона при дискретном режиме работы нагревательных элементов в заданном температурном диапазоне.

Технической задачей, решаемой изобретением, является существенное снижение энергозатрат и техническая возможность управления скоростью перестройки температурного поля после включения или выключения нагревателей в соответствии с температурными ограничениями действующих нормативных документов.

Это достигается тем, что в устройстве для автоматического регулирования температурного режима при тепловой обработке монолитных железобетонных конструкций, включающем опалубку, термодатчики, нагреватели, компьютер, термодатчики установлены в опалубке, нагреватели уложены и закреплены на арматурном каркасе монолитной железобетонной конструкции, выводы нагревателей, термодатчики соединены с цифровым автоматическим регулятором мощности, состоящим из блока индикации и управления и блока цифрового регулирующего, соединенного через преобразователь сигналов с управляющим компьютером. Для обеспечения визуального контроля цифровой автоматический регулятор мощности снабжен панелью для отображения температуры бетона в каждой точке измерения и средневзвешенной по объему температуры бетона.

Изобретение иллюстрируется чертежами. На фиг.1 изображена схема укладки нагревательных электрических проводов, на фиг.2 - схема устройства автоматического регулирования температурного режима при тепловой обработке монолитных железобетонных конструкций, на фиг.3 - схема алгоритмического диспетчера для управления дискретным режимом тепловой обработки бетона в температурном диапазоне tmax-tmin.

На нагреватели в виде электрических проводов 1, уложенные и закрепленные на арматурном каркасе 2 (фиг.1), укладывают бетон. Термодатчики 3 и нагреватели 1, отображенные на фиг.2 как сопротивления R1, R2, R3, представляют собой объект контроля и управления 4. Выводы нагревателей 1 и термодатчики 3 соединены с цифровым автоматическим регулятором мощности 5, состоящим из блока индикации и управления 6 и блока цифрового регулирующего 7, через преобразователь сигналов 8 соединенного с управляющим компьютером 9; А, В, С - фазы, S1 - силовой выключатель.

В соответствии с разработанной программой до включения устройства в работу управляющим компьютером 9 рассчитываются и вводятся в блок индикации и управления 6 максимальная и минимальная температуры температурного режима тепловой обработки железобетонной конструкции из условия минимальных энергозатрат на прогрев бетона, параметры для расчета электрической схемы нагревателей, например общая длина электрических проводов, геометрические размеры железобетонной конструкции, средние значения температуры на гранях конструкции к началу тепловой обработки, продолжительность периодов включения и выключения нагревателей, шаг по времени для дискретного контроля температуры окружающей среды и температурного режима тепловой обработки.

В заданном интервале tmax-tmin измеряется текущая температура в 1-6 точках измерения в зависимости от вида конструкции на контакте опалубки с бетоном термодатчиками 3, затем в соответствии с разработанной программой управляющим компьютером 9 определяется скорость перестройки температурного поля в бетоне после включения или выключения нагревателей. По результатам этого расчета в случае превышения максимальных допустимых величин скорости перестройки температурного поля в бетоне с помощью блока индикации и управления 6 и блока цифрового регулирующего 7 осуществляется дискретное уменьшение или увеличение суммарной мощности всех нагревателей соответственно при их включении или выключении. Сигналы с объекта контроля и управления 4 преобразуются через трансформаторы T1, T2, Т3 в токи Ia, Ib, Ic и напряжения Ua, Ub, Uc, в зависимости от значений которых осуществляется управление тиристорами 10, регулирующими включение и выключение нагревателей 1.

Визуально значения температуры бетона в каждой точке измерения и средневзвешенной по объему температуры бетона отображаются на приборной панели цифрового автоматического регулятора мощности 5.

На фиг.3 приведена схема алгоритмического диспетчера для управления дискретным режимом тепловой обработки бетона в температурном диапазоне tmax-tmin, с помощью которого осуществляется автоматическое регулирование температурного режима при тепловой обработке монолитных железобетонных конструкций путем управления процессами включения-выключения нагревателей с учетом максимально и минимально допустимой температуры бетона и предельных значений скорости перестройки температурного поля после включения или выключения нагревателей. Пояснения к фиг.3: 1 - график изменения средневзвешенной по объему температуры; 2 - график интенсивности теплового потока; tбс - начальная температура бетона; Тр - период разогрева бетона до расчетной температуры; Тур - период выдерживания бетона с управляемым тепловым режимом; Тост - период остывания бетона; ТRкр - период набора бетоном критической прочности; N - суммарная мощность всех нагревателей, Вт; М - суммарная мощность нагревателей для данной конструкции, Вт; р - параметр цикла; τ - время, ч; t - температура, °С.

Производственные испытания на строительных объектах г.Новосибирска подтвердили возможность энергосбережения до 50% при зимнем бетонировании конструкций призматической формы и показали техническую возможность управления скоростью перестройки температурного поля после включения или выключения нагревателей в соответствии с температурными ограничениями действующих нормативных документов. Кроме того, устройство для автоматического регулирования температурного режима при тепловой обработке монолитных железобетонных конструкций позволяет повысить надежность технологического процесса за счет исключения «человеческого фактора» и возможных ошибок при расчете электрической сети нагревателей, а непосредственный контакт нагревателей с бетоном дает высокий тепловой коэффициент полезного действия.

1. Устройство для автоматического регулирования температурного режима при тепловой обработке монолитных железобетонных конструкций, включающее опалубку, термодатчики, нагреватели, компьютер, отличающееся тем, что термодатчики установлены в опалубке, нагреватели уложены и закреплены на арматурном каркасе монолитной железобетонной конструкции, выводы нагревателей и термодатчики соединены с цифровым автоматическим регулятором мощности, состоящим из блока индикации и управления и блока цифрового регулирующего, через преобразователь сигналов соединенного с управляющим компьютером.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для обеспечения визуального контроля цифровой автоматический регулятор мощности снабжен приборной панелью для отображения температуры бетона в каждой точке измерения и средневзвешенной по объему температуры бетона.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству строительных изделий на заводах стройиндустрии и может быть использовано для изготовления железобетонных, в том числе пространственных, конструкций с теплоизоляционным слоем.

Изобретение относится к способам изготовления гипсовых плит, а также устройствам для их изготовления. .

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при бетонировании сборных и монолитных бетонных и железобетонных конструкций с последующим регулированием режима температуры их твердения.

Изобретение относится к строительству, а именно к устройствам для тепловой обработки возводимых в условиях построечной площадки конструкций из железобетона с использованием автоматического управления тепловыми процессами.

Изобретение относится к производству строительных изделий, а именно к способу укладки шлакоблоков. .

Изобретение относится к технике изготовления изделий на основе цемента с применением тепловой обработки при атмосферном давлении. .

Изобретение относится к области строительства, а именно к изготовлению конструкций из сборного железобетона в полевых условиях с использованием различных теплоносителей для ускорения твердения бетона.

Изобретение относится к строительству, а именно к производству строительных изделий из железобетона с использованием автоматического управления процессом тепловой обработки.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к цехам по производству предварительно напряженных железобетонных изделий. .

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и может быть применено при производстве изделий из бетона и железобетона

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для пропарки изделий из бетонов

Изобретение относится к области строительства, а именно к устройствам управления термообработкой бетона

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям камер для сушки бетонных и железобетонных изделий. Изобретение позволит уменьшить потери тепловой энергии. Камера для ускоренного твердения бетонных и железобетонных изделий излучением в видимой части спектра содержит стены, съемную светопрозрачную крышку и систему подачи тепловой энергии Ограждающая конструкция и съемная крышка камеры выполнены из комбинированного материала, включающего металл, листовой асбест и фольгу, с тепловой изоляцией, имеющей воздушную прослойку, ограниченную двумя слоями фольги. Слой асбеста на внутренних стенках камеры покрыт фольгой. На дне камеры установлены инфракрасные излучатели, переносной термодатчик, по периметру проведен водопровод со сплинкерами, в верхней части камеры расположено контактное устройство электрозащиты. 1 ил.

Изобретение относится к области строительства, а именно к конструкциям для электроразогрева бетонной смеси в построечных условиях. Изобретение позволит обеспечить повышение равномерности разогрева бетонной смеси, сократить продолжительность разогрева бетонной смеси, уменьшить расход электроэнергии. Электроразогревающий бункер цикличного действия выполнен с установленными с углом наклона 70…75° к днищу стальными пластинчатыми электродами, имеющими горизонтальные полосовые вырезы высотой 8…10 мм, расположенные по высоте электрода через 5…6 см. 1 ил.

Изобретение относится к области производства пеноматериалов на основе асбестового, базальтового, углеродного, полиэфирного или полиамидного и других видов неорганических и органических волокон, используемых в области авиа- и судостроения, машиностроении и радиотехнической промышленности. Техническим результатом является сокращение длительности процесса сушки пеномассы, повышение качества изготавливаемого пеноматериала при непрерывном режиме работы с высокой производительностью. Предложен способ производства пеноматериалов, включающий получение пеномассы из исходной смеси на основе волокон, подачу пеномассы на транспортер конвейерной линии, сушку пеномассы путем прохождения ее через сушильные камеры с позонным ступенчатым подъемом температуры, обжиг пеномассы в печи до получения пеноматериала и раскрой его на плиты заданного размера. При этом сушку и обжиг пеномассы осуществляют путем одновременного воздействия на нее инфракрасным и конвективным источником тепла. Причем позонный ступенчатый подъем температуры сушки проводят с 60°C до 170°C, а обжиг пеномассы проводят при температуре от 190 до 280°C, при этом прохождение пеномассы через сушильные камеры и обжиговую печь осуществляют со скоростью 6-12 м/час. Предложена также конвейерная линия для осуществления указанного способа. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Группа изобретений относится к области строительства, а именно к отделочным строительным материалам, способу изготовления акустических (звукоизолирующих) панелей или плит и технологической линии для их производства. Способ изготовления акустических панелей включает приготовление водной суспензии из минеральной ваты, связующего, наполнителя и целевых добавок. Наносят полученную суспензию в виде сырого мата на непрерывно движущуюся ленту с сеткой. Прессуют с помощью вакуума. Осуществляют сушку и финишную обработку. При этом дополнительно изготавливают минеральную вату для суспензии. После прессования влажность сырого мата составляет 55-60%. Перед сушкой сырой мат режут, сушку проводят в многоуровневой формующей сушильной печи с тремя зонами нагрева, соответственно: 270-280°C, 330°C и 240°C. При этом изменение температуры в поперечном профиле печи составляет +/-5°C, а влажность панелей на выходе из формующей печи не более 0,5%. Техническим результатом является экологичность способа, высокая производительность, а также высокие акустические и эксплуатационные характеристики готовых изделий. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к строительной технике и может быть использовано при производстве строительных материалов и изделий из них. Устройство для термообработки строительных материалов и изделий из них содержит камеру с генераторами инфракрасного излучения, теплоизолированные двери, пульт управления, аппараты и приборы, регулирующие параметры потоков излучения и внутреннего давления в камере. Генераторы выполнены в виде попарно установленных симметрично инфракрасных излучателей и отражателей сложной конфигурации, состоящих из криволинейных участков, образуя отражатель в виде двух зеркально симметричных относительно вертикальной плоскости камеры цилиндрических поверхностей, имеющих общую линию. В поперечном сечении центры кривизны криволинейных участков отражателя в камере расположены на прямой, проходящей через центры инфракрасных излучателей. При этом радиусы кривизны криволинейных участков отражателей относятся друг к другу как 1:π:π2. Камера выполнена замкнутой. На боковых внутренних поверхностях камеры вертикально и в своде камеры горизонтально установлены идентичные генераторы инфракрасного излучения. При этом в каждом генераторе в поперечном сечении центры кривизны расположены на пересекающихся под углом 60° прямых, одна из которых проходит через центры инфракрасных излучателей, установленных внутри участков наименьшего радиуса кривизны. Центры наибольшего радиуса кривизны являются вершинами равносторонних треугольников, основанием которых является отрезок прямой, соединяющей центры наименьших радиусов кривизны, в то же время и окончанием наибольшего радиуса кривизны. При этом радиусы наибольшей кривизны вертикально и горизонтально установленных генераторов начинаются из одной точки. Техническим результатом является повышение качества и прочности изделий за счет равномерного распределения тепла по площади и глубине проникновения инфракрасного излучения. 2 ил.

Изобретение относится к прикладной физике и химии и может быть использовано для управления процессом твердения минеральных вяжущих материалов (МВМ) в производстве сборных бетонных и железобетонных конструкций, заливочных смесей для установки машин и аппаратов, а также при изготовлении изделий из гипса, включая повязки медицинского назначения. Заявленное устройство для фонового ультразвукового воздействия на процесс твердения минерального вяжущего материала состоит из генератора импульсов тока с амплитудой не более 1,5 А и полной электрической колебательной мощностью не более 15 ВА, петли антенны-медиатора, и пары выходных клемм для подключения петли антенны-медиатора. Причем петля антенны-медиатора выполнена в виде одножильного провода в твердой изоляции диаметром не более 2 мм и длиной не более 3 м, и которая гальванически замыкает выход генератора импульсов тока на его корпус, представляя, таким образом, короткозамкнутую петлю магнитного диполя. При этом петля антенны-медиатора или вводится в механический контакт с минеральным вяжущим материалом, или разрывается, и в разрыв вводится электропроводный элемент конструкции, на который, либо через посредство которого будет осуществляться влияние на минеральный вяжущий материал, или петля антенны-медиатора жестко механически соединяется с монолитным акустическим проводником (волноводом), изготовленным из металла, керамики, из плотного органического полимера или органоминерального композита. Технический результат - повышение качества получаемых минеральных вяжущих материалов при одновременном сокращении длительности твердения минеральных вяжущих материалов не менее чем в 2 раза, за счет особого подключения к ним устройства фонового ультразвукового воздействия на процесс твердения. 24 ил.
Изобретение относится к способу тепловлажностной обработки отформованных бетонных изделий, преимущественно сложной формы, например, зубатых железобетонных шпал. Способ тепловлажностной обработки железобетонных зубатых шпал заключается в том, что после схватывания бетона зубатый выступ на подошве подрельсовой зоны шпалы окружают оболочкой, установленной с зазором по периметру, и заливают водой. Поддерживают нужную температуру. Техническим результатом является повышение эффективности тепловлажной обработки.
Наверх