Автоклав для производства изделий из ячеистого бетона

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к устройствам автоклавов для производства строительных материалов. Автоклав для производства изделий из ячеистого бетона, включающий стальной корпус, крышку автоклава, паровпускную магистраль, паровыпускную магистраль, пароперепускную магистраль, задвижки магистралей, блок задания давления Pз(t) в автоклаве, блок измерения давления Равт в автоклаве, блок сравнения давления Равт с Pз(t), блок регулятора, блок измерения температуры Тавт в автоклаве, блок измерения расхода пара gп через паровпускную магистраль, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен системой автоматического управления, содержащей блок задания величины температуры Ттб начала формирования тоберморита, блок сравнения температуры Тавт в автоклаве и температуры Ттб начала формирования тоберморита, блок измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль, блок вычисления производной расхода пара блок вычисления момента времени τ2, в который производная расхода пара меняет знак, блок вычисления времени τ3 окончания этапа выдержки, причем блок сравнения температуры Тавт с Ттб имеет два входа, первый вход соединен с выходом блока задания величины температуры Ттб, второй вход соединен с выходом блока измерения температуры Тавт в автоклаве, выход блока сравнения температуры Тавт с Ттб соединен с первым входом блока вычисления производной расхода пара второй вход блока вычисления производной расхода пара соединен с выходом блока измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль, выход блока вычисления производной расхода пара соединен со входом блока вычисления времени τ2, выход блока вычисления времени τ2 соединен со входом блока вычисления времени τ3, выход блока вычисления времени τ3 соединен со входом блока задания давления Pз(t) в автоклаве. Технический результат - повышение производительности автоклава, сокращение энергозатрат на производство изделий из ячеистого бетона и стабилизация прочности готовых изделий. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для производства строительных материалов, в частности, для производства изделий из ячеистого бетона по автоклавной технологии.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков, устройством того же назначения, является устройство автоклава, включающего стальной корпус, крышку автоклава, паровпускную магистраль, паровыпускную магистраль, пароперепускную магистраль, конденсационную магистраль, задатчик давления в автоклаве, сигнал с которого подается на устройство сравнения, где сигнал задания сравнивается с сигналом обратной связи, подаваемого с датчика давления в автоклаве, производится наблюдение за температурой в автоклаве при помощи датчика температуры в автоклаве, и измерение расхода пара через паровпускную магистраль [https://arxipedia.ru/cilikatnyj-kirpich/ustrojstvo-avtoklava.html]. Принят за прототип.

Недостатком известного устройства является то, что в процессе автоклавной обработки изделий из ячеистого бетона не предусмотрена коррекция продолжительности этапа выдержки ячеистого бетона в автоклаве, что в свою очередь ведет к разбросу прочностных характеристик готовых изделий из ячеистого бетона. Это обусловлено нестационарностью мощности и времени внутреннего тепловыделения в ячеистом бетоне при формировании в его структуре гидросиликатов в форме тоберморита и ксонотлита. Кроме того, на этапе выдержки наблюдается нестабильность фазовых переходов тоберморит <-> ксонотлит. Этот процесс активно проявляется после окончания формирования тоберморита и сопровождается появлением свободной воды в порах массивов ячеистого бетона. Кроме того, увеличение длительности этапа выдержки вызывает значительное снижение производительности, увеличение энергозатрат на технологический процесс автоклавной обработки.

Сущность изобретения заключается в усовершенствовании автоклава для производства изделий из ячеистого бетона, обеспечивающего стабилизацию прочностных характеристик изделий из ячеистого бетона, повышение производительности автоклава и сокращение энергозатрат на производство изделий из ячеистого бетона по автоклавной технологии. Выполнение этих условий возможно осуществить путем коррекции времени окончания этапа выдержки ячеистого бетона в автоклаве на основании диагностики продолжительности внутреннего тепловыделения в ячеистом бетоне в процессе его автоклавной обработки.

Технический результат - повышение производительности автоклава, сокращение энергозатрат на производство изделий из ячеистого бетона и стабилизация прочности готовых изделий.

Технический результат достигается тем, что известное устройство автоклава для производства изделий из ячеистого бетона, включающее стальной корпус, крышку автоклава, паровпускную магистраль, паровыпускную магистраль, пароперепускную магистраль, задвижки магистралей, блок задания давления Рз(t) в автоклаве, блок измерения давления Равт в автоклаве, блок сравнения давления Равт с Рз(t), блок регулятора, блок измерения температуры Тавт в автоклаве, блок измерения расхода пара gп через паровпускную магистраль, дополнительно снабжено системой автоматического управления, содержащей блок задания величины температуры Ттб начала формирования тоберморита, блок сравнения температуры Тавт в автоклаве и температуры Ттб начала формирования тоберморита, блок измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль, блок вычисления производной расхода пара блок вычисления момента времени τ2, в который производная расхода пара меняет знак, блок вычисления времени τ3 окончания этапа выдержки, причем блок сравнения температуры Тавт с Ттб имеет два входа, первый вход соединен с выходом блока задания величины температуры Ттб, второй вход соединен с выходом блока измерения температуры Тавт в автоклаве, выход блока сравнения температуры Тавт с Ттб соединен с первым входом блока вычисления производной расхода пара второй вход блока вычисления производной расхода пара соединен с выходом блока измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль, выход блока вычисления производной расхода пара соединен со входом блока вычисления времени τ2, выход блока вычисления времени τ2 соединен со входом блока вычисления времени τ3, выход блока вычисления времени τ3 соединен со входом блока задания давления Рз(t) в автоклаве.

Изобретение поясняется чертежами, где представлен общий вид автоклавного участка, график изменения давления в автоклаве с коррекцией времени окончания этапа выдержки ячеистого бетона в автоклаве и функциональная схема системы автоматического управления процессом автоклавной обработки с устройством коррекции времени окончания этапа выдержки ячеистого бетона в автоклаве.

На фиг. 1 представлен общий вид автоклавного участка, где использованы следующие обозначения: 1 - корпус автоклава, 2 - крышка автоклава, 3 - ячеистый бетон, 4 - паровпускная магистраль, 5 - задвижка паровпускной магистрали, 6 - блок измерения расхода пара gп через паровпускную магистраль, 7 - пароперепускная магистраль, 8 пароперепускной клапан, 9 - блок измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль, 10 - блок измерения давления Равт, 11 - блок измерения температуры Тавт.

На фиг. 2 изображен график изменения давления Равт с коррекцией времени tв окончания этапа выдержки по продолжительности внутреннего тепловыделения τ3 в ячеистом бетоне, определяемой через величину расхода пара gпп через пароперепускную магистраль по времени τ1 достижения температуры Тавт величины температуры Ттб начала формирования тоберморита, и времени τ2, в который производная расхода пара меняет знак.

На фиг. 3 показана функциональная схема системы автоматического управления процессом автоклавной обработки с устройством коррекции времени окончания этапа выдержки ячеистого бетона в автоклаве, включающая: 12 - блок задания давления Рз(t), 13 - блок сравнения давления Равт с Рз(t), 14 - регулятор, 5 - задвижка паровпускной магистрали, 15 - внутренняя среда автоклава, 10 - блок измерения давления Равт, 11 - блок измерения температуры Тавт, 16 - блок задания величины температуры Ттб, 17 - блок сравнения температуры Тавт с Ттб, 9 - блок измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль, 18 - блок вычисления производной расхода пара 19 - блок вычисления времени τ2, 20 - блок вычисления времени τ3.

Автоклав для производства изделий из ячеистого бетона состоит из корпуса автоклава 1, крышки автоклава 2, в автоклав помещается ячеистый бетон 3, к корпусу подведена паровпускная магистраль 4, на которую установлена задвижка паровпускной магистрали 5, управляемая регулятором 14, и оснащенная блоком измерения расхода пара gп через паровпускную магистраль 6, и пароперепускная магистраль 7, на которую установлен пароперепускной клапан 8, оснащенный блоком измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль 9. Подъем давления в автоклаве осуществляется по заданному блоком задания давлению Рз(t) 12, замкнутому через блок сравнения давления Равт с Рз(t) 13 с заданным значением давления Рз(t), измеряемым блоком измерения давления Равт 10. Измерение температуры в автоклаве производится блоком измерения температуры Тавт 11 (может быть использовано несколько датчиков температуры, установленных в верхней и нижней части автоклава по всей длине корпуса). При нагреве ячеистого бетона 3 до температуры Ттб, в нем начинается образование гидросиликатов в форме тоберморита, сопровождающееся выделением тепла с величиной теплового потока Фтв, действующей на внутреннюю среду автоклава 15, при этом перепуск избыточного пара на этапе выдержки при появлении внутреннего тепловыделения в ячеистом бетоне 3 осуществляется через пароперепускной клапана 8, расход пара gпп через пароперепускную магистраль 7 измеряется блоком измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль 9. Для коррекции времени tв окончания этапа выдержки производится вычисление производной расхода пара блоком вычисления производной расхода пара 18, вычисление момента времени τ2, в который производная расхода пара меняет знак - блоком вычисления времени τ2 19, вычисление времени τ3 окончания этапа выдержки - блоком вычисления времени τ3 20. Значение времени τ3 вводится в виде коррекции в блок задания давления Рз(t) 12, начиная с которого производится спуск давления в автоклаве.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

Устройство работает следующим образом: блоком задания давления Рз(t) 12 формируется сигнал, который поступает на вход блока сравнения давления Равт с Рз(t) 13, где сравнивается с показаниями блока измерения давления Равт 10. Сигнал ошибки с выхода блока измерения давления Равт 10 поступает на вход регулятора 14, который на своем выходе формирует сигнал αзадв, соответствующий углу открытия задвижки паровпускной магистрали 5, которая формирует величину расхода пара gп через пароперепускную магистраль 7, подаваемого во внутреннюю среду автоклава 15. Подаваемый пар создает в автоклаве условия, необходимые для формирования в ячеистом бетоне 3 гидросиликатов в форме тоберморита, синтез которых определяет конечную прочность Rм готовых изделий, и сопровождается внутренним тепловыделением в ячеистом бетоне 3 с величиной теплового потока Фтв при достижении ячеистым бетоном 3 температуры начала формирования тоберморита Ттб. Величина Ттб задается через блок задания величины температуры Ттб 16. Значения текущей температуры Тавт и заданной величины Ттб подаются на блок сравнения температуры Тавт с Ттб 17. При достижении в автоклаве температуры Тавт≥Ттб регистрируется момент времени τ1, соответствующий времени начала реакции образования тоберморита в структуре ячеистого бетона 3, и подается на первый вход блока вычисления производной расхода пара 18. Наличие такого возмущения вызывает повышение температуры Тавт, регистрируемой блоком измерения температуры Тавт 11, и, как следствие, давления Равт. Этап выдержки начинается при достижении заданного значения давления Равт, после чего осуществляется закрытие задвижки паровпускной магистрали 5. Дальнейшее увеличение температуры и давления в автоклаве происходит только за счет теплового Фтв от потока внутреннего тепловыделения в ячеистом бетоне 3. При достижении в автоклаве величины давления Pmin≥Равт≥Pmax, где Pmin и Pmax - допустимые значения отклонений по давлению на этапе выдержки, происходит перепуск пара из автоклава через пароперепускную магистраль 7 с расходом пара gпп. Производится измерение расхода пара gпп, удаляемого из автоклава блоком измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль 9. Соответствующий расходу пара gпп сигнал с блока измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль 9 подается на второй вход блока вычисления производной расхода пара 18, в котором производится вычисление знака производной расхода пара Выход блока вычисления производной расхода пара 18 соединяется со входом блока вычисления времени τ2 19, в который производная расхода пара меняет знак. Результат вычислений поступает на вход блока вычисления времени τ3 20, где производится расчет времени τ3=2τ21 длительности процесса тепловыделения в ячеистом бетоне 3. Значение времени τ3 вводится в виде коррекции в блок задания давления Рз(t) 12, начиная с которого производится спуск давления в автоклаве.

Элементы системы автоматического управления - блок задания давления Рз(t) 12, блок сравнения давления Равт 13, регулятор 14, блок задания величины температуры Ттб 16, блок сравнения температуры Тавт 17, блок вычисления производной расхода пара 18, блок вычисления времени τ2 19, блок вычисления времени τ3 20 выполнены, например, программно, например, на базе микроконтроллера SIMATIC S7-300 [2]. В качестве блока измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль 9 может быть использован счетчик пара СВП-160 [3]. Элементы автоматической системы управления монтируются в шкаф управления. В шкаф заводятся линии электроснабжения и управления (в том числе линии подключения датчиков). Блок измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль 9 устанавливается непосредственно перед пароперепускным клапаном 8 на вводе пароперепускной магистрали 7 в автоклав.

Заявленное изобретение позволяет автоматически оперативно регулировать время окончания этапа выдержки в процессе автоклавной обработки изделий из ячеистого бетона.

Использование заявленного устройства позволяет регулировать длительность этапа выдержки ячеистого бетона в автоклаве путем автоматического определения устройством коррекции времени окончания технологического этапа выдержки исходя из оценки динамики теплового потока Фтв от внутреннего тепловыделения при образовании гидросиликатов в форме тоберморита в структуре автоклавируемого ячеистого бетона, создавая условия для стабилизации прочности готовых изделий.

Источники информации:

1. Устройство автоклава: // URL: https://arxipedia.ru/cilikatnyj-kirpich/ustrojstvo-avtoklava.html

2. ООО «Промэнерго Автоматика»: // URL: https://www.siemens-pro.ru/components/s7-300.htm

3. ООО «УК «Группа ГМС»: // URL: https://sibna.ru/catalog/schetchiki-i-raskhodomery/schetchik-para-svp/

Автоклав для производства изделий из ячеистого бетона, включающий стальной корпус, крышку автоклава, паровпускную магистраль, паровыпускную магистраль, пароперепускную магистраль, задвижки магистралей, блок задания давления Pз(t) в автоклаве, блок измерения давления Равт в автоклаве, блок сравнения давления Равт с Pз(t), блок регулятора, блок измерения температуры Тавт в автоклаве, блок измерения расхода пара gп через паровпускную магистраль, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен системой автоматического управления, содержащей блок задания величины температуры Ттб начала формирования тоберморита, блок сравнения температуры Тавт в автоклаве и температуры Ттб начала формирования тоберморита, блок измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль, блок вычисления производной расхода пара блок вычисления момента времени τ2, в который производная расхода пара меняет знак, блок вычисления времени τ3 окончания этапа выдержки, причем блок сравнения температуры Тавт с Ттб имеет два входа, первый вход соединен с выходом блока задания величины температуры Ттб, второй вход соединен с выходом блока измерения температуры Тавт в автоклаве, выход блока сравнения температуры Тавт с Ттб соединен с первым входом блока вычисления производной расхода пара второй вход блока вычисления производной расхода пара соединен с выходом блока измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль, выход блока вычисления производной расхода пара соединен со входом блока вычисления времени τ2, выход блока вычисления времени τ2 соединен со входом блока вычисления времени τ3, выход блока вычисления времени τ3 соединен со входом блока задания давления Pз(t) в автоклаве.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области обработки алмаза на многопуансонных аппаратах высокого давления и температуры. Реакционная ячейка многопуансонного аппарата высокого давления и температуры содержит соосно установленные цилиндрической формы нагревательный элемент 1 с торцевыми двойными токовводными крышками 2 и токовводными стержнями 4, запирающие ячейку таблетки 5, и расположенную в полости ячейки подложку 6 с запрессованным алмазом, материал которой содержит, мас.

Изобретение относится к реактору для синтеза меламина из мочевины в некаталитическом процессе при высоком давлении, имеющему вертикальный корпус (1) реактора, по меньшей мере одно впускное отверстие (2) для расплава мочевины, группу нагревательных элементов (3) и центральную трубу (7), при этом центральная труба разделяет внутреннюю область реакции внутри трубы и периферийную область (8) реакции вокруг трубы, а группа нагревательных элементов (3) расположена во внутренней области реакции внутри центральной трубы.

Изобретение относится к химическому машиностроению, к технике высоких давлений и может быть использовано для выращивания кристаллов алмазов. Устройство для выращивания кристаллов алмаза содержит установленные в заглублении земли на столе 6 соосно в ряд контейнеры 1, 2 с размещенным в каждом контейнере соответствующим многопуансонным аппаратом 3 высокого давления, а между каждым из крайних контейнеров 1 и 2 и соответствующей стеной 8 заглубления установлена по меньшей мере одна разгрузочная плита 7.
Изобретение может быть использовано при переработке отвальных красных шламов глиноземного производства в частности из красного шлама в процессе Байера. Способ извлечения оксида алюминия из отходов глиноземного производства включает автоклавное выщелачивание отходов при повышенных температуре и давлении в присутствии извести в щелочном растворе с последующим охлаждением пульпы после выщелачивания, добавлением воды, перемешиванием и фильтрованием.

Группа изобретений относится к активации воды с повышением ее физико-химической активности без изменения химического состава и может быть использована в домашних условиях, пунктах общественного питания, для полива.

Изобретение может быть использовано в водородной энергетике. Способ изготовления гидрида магния для химического генератора водорода включает механическую активацию металлического магния путем измельчения с поглощением механической энергии от 5 до 10 кДж/г.

Изобретение относится к химическому машиностроению, к технике высоких давлений и может быть использовано для выращивания крупных кристаллов алмазов. Устройство содержит силовую раму 1, установленные в ней соосно в ряд контейнеры 2, 3 цилиндрической формы с размещенным в каждом контейнере соответствующим многопуансонным аппаратом высокого давления 4 в форме куба, в котором выращиваются алмазы, между крайними контейнерами 2, 3 и силовой рамой 1 установлены полуцилиндрические вкладыши 5, цилиндрическая поверхность каждого из которых контактирует с ответной ей полуцилиндрической поверхностью рамы 1.

Изобретение описывает латентный катализатор для ускорения отверждения смеси фенолформальдегидных резольных или новолачных смол эпоксидными смолами, который представляет собой продукт реакции между сильной органической кислотой, выбранной из группы, включающей бензолсульфокислоту и пара-толуолсульфокислоту, и органическим амином, выбранным из группы, включающей м-фенилендиамин, п-фенилендиамин, п-диаминодифенилметан, п-диаминодифенилоксид.

Группа изобретений относится к сепаратору, работающему под давлением от 10 МПа до 50 МПа для разделения состава, содержащего жидкие компоненты и газообразные компоненты, на жидкую фракцию и газовую фракцию, способу разделения при давлении от 10 МПа до 50 МПа указанного состава и способу получения гомополимеров этилена или сополимеров из этиленненасыщенных мономеров в присутствии катализаторов полимеризации со свободными радикалами при температурах от 100°С до 350°С и давлении в пределах от 110 МПа до 500 МПа в реакторе полимеризации.

Изобретение может быть использовано для получения детонационных алмазов и вюрцитоподобного нитрида бора. Устройство для синтеза сверхтвердых материалов (СТМ) содержит сосуд 1 с герметичными крышками 2 и 3.

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к устройствам автоклавов для производства строительных материалов. Автоклав для производства изделий из ячеистого бетона, включающий стальной корпус, крышку автоклава, паровпускную магистраль, паровыпускную магистраль, пароперепускную магистраль, задвижки магистралей, блок задания давления Pз в автоклаве, блок измерения давления Равт в автоклаве, блок сравнения давления Равт с Pз, блок регулятора, блок измерения температуры Тавт в автоклаве, блок измерения расхода пара gп через паровпускную магистраль, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен системой автоматического управления, содержащей блок задания величины температуры Ттб начала формирования тоберморита, блок сравнения температуры Тавт в автоклаве и температуры Ттб начала формирования тоберморита, блок измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль, блок вычисления производной расхода пара блок вычисления момента времени τ2, в который производная расхода пара меняет знак, блок вычисления времени τ3 окончания этапа выдержки, причем блок сравнения температуры Тавт с Ттб имеет два входа, первый вход соединен с выходом блока задания величины температуры Ттб, второй вход соединен с выходом блока измерения температуры Тавт в автоклаве, выход блока сравнения температуры Тавт с Ттб соединен с первым входом блока вычисления производной расхода пара второй вход блока вычисления производной расхода пара соединен с выходом блока измерения расхода пара gпп через пароперепускную магистраль, выход блока вычисления производной расхода пара соединен со входом блока вычисления времени τ2, выход блока вычисления времени τ2 соединен со входом блока вычисления времени τ3, выход блока вычисления времени τ3 соединен со входом блока задания давления Pз в автоклаве. Технический результат - повышение производительности автоклава, сокращение энергозатрат на производство изделий из ячеистого бетона и стабилизация прочности готовых изделий. 3 ил.

Наверх