Автоклав для производства ячеисто-бетонных изделий



Автоклав для производства ячеисто-бетонных изделий
Автоклав для производства ячеисто-бетонных изделий
Автоклав для производства ячеисто-бетонных изделий
Автоклав для производства ячеисто-бетонных изделий

Владельцы патента RU 2778358:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Самарский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к строительной промышленности, а именно к устройствам автоклавов для производства строительных материалов, и может быть использовано, например, в производстве ячеисто-бетонных изделий по автоклавной технологии. Автоклав включает корпус, образующий внутреннюю среду, блок задания давления Рз(t) в автоклаве, блок измерения давления Равт в автоклаве, вакуумный насос, привод вакуумного насоса с силовым преобразователем частот. При этом автоклав дополнительно снабжен системой автоматического управления, содержащей блок измерения концентрации газа в паровоздушной смеси, регулятор динамики вакуумирования с возможностью задания требуемой величины концентрации газа и блок сравнения давлений Равт с Рз(t), и . Причем выход блока задания давления Рз(t) в автоклаве соединен с первым входом блока сравнения давлений Равт с Рз(t), и . Второй вход которого соединен с выходом блока измерения давления Равт в автоклаве. На третий и четвертый входы задаются величины минимального и максимального значений давления на этапе вакуумирования. Выход блока сравнения давлений Равт с Рз(t), и соединен с первым входом регулятора динамики вакуумирования. На второй вход регулятора динамики вакуумирования задается требуемая величина концентрации газа в паровоздушной смеси. Третий вход регулятора динамики вакуумирования соединен с выходом блока измерения концентрации газа в паровоздушной смеси. Первый выход регулятора динамики вакуумирования соединен со входом силового преобразователя частоты, выход которого соединен со входом привода вакуумного насоса, выход которого соединен со входом вакуумного насоса, на выходе которого формируется величина gnвс расхода паровоздушной смеси. Величина gnвс расхода паровоздушной смеси поступает на вход внутренней среды автоклава, на первом выходе которого формируется сигнал, соответствующий величине давления Равт в автоклаве, поступающий на вход блока измерения давления Равт в автоклаве. На втором выходе внутренней среды автоклава формируется сигнал, соответствующий величине концентрации газа в паровоздушной смеси, который поступает на вход блока измерения концентрации газа в паровоздушной смеси. После чего на втором выходе регулятора динамики вакуумирования формируется сигнал , поступающий на вход блока задания давления Рз(t), который соответствует времени окончания этапа вакуумирования. Техническим результатом является повышение качества, сокращение брака готовых изделий, снижение энергозатрат на производство изделий и стабилизация прочности готовых изделий. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для производства строительных материалов, в частности, для производства ячеисто-бетонных изделий по автоклавной технологии.

Наиболее близким к заявленному изобретению по совокупности признаков, устройством того же назначения, является устройство автоклава для производства ячеисто-бетонных изделий, включающее стальной корпус, крышку автоклава, паровпускную магистраль, паровыпускную магистраль, пароперепускную магистраль, задвижки магистралей, блок задания давления в автоклаве, блок измерения давления в автоклаве, блок сравнения давления, регулятор, блок измерения температуры в автоклаве, блок измерения расхода пара через паровпускную магистраль, блок задания величины температуры начала формирования тоберморита, блок сравнения температуры в автоклаве и температуры начала формирования тоберморита, блок измерения расхода пара через пароперепускную магистраль, блок вычисления производной расхода пара, блок вычисления времени, в который производная расхода пара меняет знак, блок вычисления времени окончания этапа выдержки / https://findpatent.ru/patent/271/2712596.html / [1]. Принят за прототип.

Недостатком известного устройства является то, что в процессе автоклавной обработки ячеисто-бетонных изделий не предусмотрено управление этапом вакуумирования по величине содержания остаточного воздуха в порах автоклавируемых ячеисто-бетонных изделий что, в свою очередь, приводит к разбросу прочностных характеристик готовых изделий. Это обусловлено тем, что прочность готовых изделий обеспечивается формированием гидросиликатов кальция в форме тоберморита и ксонотлита в структуре автоклавируемых ячеисто-бетонных изделий в процессе их автоклавной обработки. Для протекания реакции образования тоберморита и ксонотлита требуется создать необходимые условия в среде автоклава, а именно обеспечить наличие свободной воды в среде автоклава, а величина температуры, необходимая для начала протекания реакции синтеза тоберморита и ксонотлита, должна быть не ниже 165°C и 173°C соответственно. Однако, при осуществлении вакуумирования в известном автоклаве в порах автоклавируемых ячеисто-бетонных изделий воздух удаляется не полностью, а его остаточное содержание в порах препятствует тепло-массообменным процессам на последующих этапах автоклавной обработки. Вследствие этого, прогрев изделий осуществляется неравномерно, а подаваемый в автоклав пар проникает в центр изделий в недостаточном для протекания физико-химических реакций количестве, и при этом температура внутренних слоев также не достигает необходимой для синтеза гидросиликатов температуры и, как следствие, не обеспечивается максимально возможная прочность.

Сущность изобретения заключается в усовершенствовании автоклава для производства ячеисто-бетонных изделий, обеспечивающего стабилизацию прочностных характеристик ячеисто-бетонных изделий, сокращение брака готовых изделий и снижение энергозатрат на производство ячеисто-бетонных изделий по автоклавной технологии. Выполнение этих условий возможно осуществить путем управления глубиной разряжения среды в автоклаве на этапе вакуумирования ячеисто-бетонных изделий на основании анализа состава паровоздушной смеси, удаляемой из автоклава и, как следствие, из автоклавируемых ячеисто-бетонных изделий.

Технический результат - управление глубиной разряжения среды в автоклаве на этапе вакуумирования ячеисто-бетонных изделий на основе анализа состава паровоздушной смеси, удаляемой из автоклава, а также повышение качества, сокращение брака готовых изделий, снижение энергозатрат на производство ячеисто-бетонных изделий и стабилизация прочности готовых изделий.

Технический результат достигается тем, что известный автоклав для производства ячеисто-бетонных изделий, включающий корпус автоклава, образующий внутреннюю среду, блок задания давления Рз(t) в автоклаве, блок измерения давления Равт в автоклаве, регулятор давления, вакуумный насос, привод вакуумного насоса с силовым преобразователем частоты дополнительно снабжен системой автоматического управления, содержащей блок измерения концентрации газа в паровоздушной смеси, регулятор динамики вакуумирования с возможностью задания требуемой величины концентрации газа и блок сравнения давлений Равт с Рз(t), и , причем выход блока задания давления Рз(t) в автоклаве соединен с первым входом блока сравнения давлений Равт с Рз(t), и , второй вход которого соединен с выходом блока измерения давления Равт в автоклаве, а на третий и четвертый вход задаются величины минимального и максимального значений давления на этапе вакуумирования, выход блока сравнения давлений Равт с Рз(t), и соединен с первым входом регулятора динамики вакуумирования, на второй вход регулятора динамики вакуумирования задается требуемая величина концентрации газа в паровоздушной смеси, третий вход регулятора динамики вакуумирования соединен с выходом блока измерения концентрации газа в паровоздушной смеси, первый выход регулятора динамики вакуумирования соединен со входом силового преобразователя частоты, выход которого соединен со входом привода вакуумного насоса, выход которого соединен со входом вакуумного насоса, на выходе которого формируется величина gnвc расхода паровоздушной смеси, которая поступает на вход внутренней среды автоклава, на первом выходе которого формируется сигнал, соответствующий величине давления Равт в автоклаве, поступающий на вход блока измерения давления Равт в автоклаве, а на втором выходе внутренней среды автоклава формируется сигнал, соответствующий величине концентрации газа в паровоздушной смеси, который поступает на вход блока измерения концентрации газа в паровоздушной смеси, после чего на втором выходе регулятора динамики вакуумирования формируется сигнал , поступающий на вход блока задания давления Рз(t), который соответствует времени окончания этапа вакуумирования.

Изобретение поясняется чертежами, где представлен общий вид автоклавного участка, график изменения давления в автоклаве на этапе вакуумирования ячеисто-бетонных изделий в автоклаве и функциональная схема системы автоматического управления процессом автоклавной обработки с коррекцией времени окончания этапа вакуумирования ячеистого бетона в автоклаве.

На фиг. 1 представлен общий вид автоклавного участка, где использованы следующие обозначения: 1 - корпус автоклава, 2 - крышка автоклава, 3 - ячеисто-бетонное изделие, 4 - вакуумный насос, 5 - блок измерения концентрации газа в паровоздушной смеси, 6 - блок измерения давления Равт.

На фиг. 2 изображен график изменения концентрации газа в паровоздушной смеси, удаляемой из автоклава, при изменении давления Равт в автоклаве.

На фиг. 3 показана функциональная схема системы автоматического управления процессом автоклавной обработки с коррекцией времени окончания этапа выдержки ячеистого бетона в автоклаве, включающая: 7 - блок задания давления Рз(t), 8 - блок сравнения давления Равт с Рз(t), и , 9 - регулятор динамики вакуумирования, 10 - силовой преобразователь частоты, 11 - привод вакуумного насоса, 4 - вакуумный насос, 12 - внутренняя среда автоклава, 6 - блок измерения давления Равт, 5 - блок измерения концентрации газа в паровоздушной смеси.

Автоклав для производства ячеисто-бетонных изделий состоит из корпуса автоклава 1, крышки автоклава 2, в автоклав помещается ячеистый бетон, к корпусу автоклава 1 подключается блок измерения давления Равт 6. К корпусу автоклава 1 подведена линия вакуумирования, на которую установлен вакуумный насос 4, приводимый в действие приводом вакуумного насоса 11 по сигналу управляемого силового преобразователя частоты 10, автоклав снабжен блоком измерения концентрации газа в паровоздушной смеси 5, удаляемой через линию вакуумирования. После закрытия крышки автоклава 2 и выполнения предварительного этапа продувки начинается процесс вакуумирования. Процесс вакуумирования осуществляется по заданной блоком задания давления Рз(t) 7 программной траектории изменения давления, для чего из внутренней среды автоклава 12 и из ячеисто-бетонного изделия 3 с помощью вакуумного насоса 4 удаляется паровоздушная смесь. При удалении паровоздушной смеси происходит снижение давления Равт во внутренней среде автоклава 12, измеряемое блоком измерения давления Равт 6. Величина давления Равт во внутренней среде автоклава 12 сравнивается с заданной величиной Рз(t) блоком сравнения давления Равт с Рз(t), и 8, при этом сигнал ошибки δ с выхода блока сравнения давления Равт с Рз(t), и 8 поступает на вход регулятора динамики вакуумирования 9, в котором происходит сравнение заданной величины концентрации газа в паровоздушной смеси с величиной концентрации газа в паровоздушной смеси, удаляемой из внутренней среды автоклава 12, и измеряемой блоком измерения концентрации газа в паровоздушной смеси 5. Если выполняется соотношение на выходе регулятора динамики вакуумирования 9 формируется управляющий сигнал UR, который подается на вход силового преобразователя частоты 10, на выходе которого формируется подаваемое на привод вакуумного насоса 11, выходной сигнал с которого задает расход gnвc паровоздушной смеси, удаляемой из внутренней среды автоклава 12 вакуумным насосом 4, при этом изменяется давление Равт во внутренней среде автоклава 12, которое вновь сравнивается блоком сравнения давления Равт с Рз(t), и 8 с величинами минимального и максимального Pmax значений давления, при выполнении условия сигналом с выхода блока сравнения давления Равт с Рз(t), и 8 останавливается вакуумный насос 4 и соответственно прекращается спуск давления, при этом давление Равт во внутренней среде автоклава 12 начинает расти из-за продолжающегося выделения из автоклавируемых ячеисто-бетонных изделий 3 паровоздушной смеси, при выполнении условия происходит повторное включение вакуумного насоса 4 и давление Равт снова начинает снижаться. Данный процесс повторяется циклически, пока не будет выполнено условие тогда регулятор динамики вакуумирования 9 формирует сигнал , поступающий в блок задания давления Рз(t) 7, который соответствует времени окончания этапа вакуумирования. После окончания вакуумирования выполняются этапы подъема давления, выдержки и спуска давления.

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

Устройство работает следующим образом: блок задания давления Рз(t) 7 формирует сигнал, соответствующий заданной величине давления Рз(t) во внутренней среде автоклава 12, этот сигнал поступает на первый вход блока сравнения давления Равт с Рз(t), и 8, где он сравнивается с сигналом соответствующим давлению Равт во внутренней среде автоклава 12 с блока измерения давления Равт 6, перед началом процесса автоклавной обработки на второй и третий вход блока сравнения давления Равт с Рз(t), и 8 задаются требуемые значения величин минимального и максимального значений давления во внутренней среде автоклава 12, далее сигнал с выхода блока сравнения давления Равт с Рз(t), и 8 поступает на первый вход регулятора динамики вакуумирования 9, который сравнивает заданную величину концентрации газа в паровоздушной смеси, сообщаемую на второй вход блока сравнения давления Равт с Рз(t), и 8, с текущим значением концентрации газа в паровоздушной смеси, величина которой измеряется блоком измерения концентрации газа в паровоздушной смеси 5, сигнал с которого поступает на третий вход регулятора динамики вакуумирования 9, при этом на первом выходе регулятора динамики вакуумирования 9 формируется управляющий сигнал UR, который подается на вход силового преобразователя частоты 10, на выходе которого формируется подаваемое на привод вакуумного насоса 11, выходной сигнал с которого задает расход gnвc паровоздушной смеси, удаляемой из внутренней среды автоклава 12 вакуумным насосом 4, при этом изменяется давление Равт во внутренней среде автоклава 12, которое сравнивается блоком сравнения давления Равт с Рз(t), и 8 с величинами минимального и максимального значений давления, при выполнении условия сигналом с выхода блока сравнения давления Равт с Рз(t), и 8 останавливается вакуумный насос 4 и соответственно прекращается спуск давления, при этом давление Равт во внутренней среде автоклава 12 начинает расти из-за продолжающегося выделения из автоклавируемых ячеисто-бетонных изделий 3 паровоздушной смеси, при выполнении условия происходит повторное включение вакуумного насоса 4 и давление Равт во внутренней среде автоклава 12 вновь начинает снижаться, при этом происходит также изменение концентрации газа в паровоздушной смеси, удаляемой из внутренней среды автоклава 12, регулятором динамики вакуумирования 9 производится сравнение концентрации газа в паровоздушной смеси, удаляемой из автоклава, с заданной величиной концентрации газа и, при выполнении условия регулятор динамики вакуумирования 9 формирует на своем втором выходе сигнал , поступающий в блок задания давления Рз(t) 7, который соответствует времени окончания этапа вакуумирования.

Элементы системы автоматического управления процессом автоклавной обработки - блок задания давления Рз(t) 7, блок сравнения давления Равт с Рз(t), и 8, регулятор динамики вакуумирования 9, выполнены, например, программно, например, на базе микроконтроллера SIMATICS7-300 [2]. В качестве блока измерения концентрации газа в паровоздушной смеси 5 может быть использован газоанализатор многокомпонентный стационарный АНГОР-С [3]. Элементы автоматической системы управления монтируются в шкаф управления. В шкаф заводятся линии электроснабжения и управления (в том числе линии подключения датчиков). Блок измерения концентрации газа в паровоздушной смеси 5 устанавливается непосредственно перед вакуумным насосом 4 в отходящей из автоклава паромагистрали.

Заявленное изобретение позволяет автоматически оперативно регулировать время окончания этапа вакуумирования в процессе автоклавной обработки ячеисто-бетонных изделий.

Использование заявленного устройства позволяет оперативно регулировать время окончания этапа вакуумирования ячеисто-бетонных изделий в процессе их автоклавирования путем автоматического определения регулятором динамики вакуумирования времени окончания технологического этапа вакуумирования исходя из оценки концентрации газа в паровоздушной смеси, создавая условия для стабилизации прочностных характеристик ячеисто-бетонных изделий, сокращения брака готовых изделий и снижения энергозатрат на производство ячеисто-бетонных изделий по автоклавной технологии.

Источники информации:

1. Устройство автоклава: // URL: https://findpatent.ru/patent/271/2712596.html

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

3. ООО «ТД Автоматика»: // URL: https://www.gasdetecto.ru/tehnologiya-i-promvybrosy/stacionarnyel/angor-s-gazoanalizator-stacionarnyj/

Автоклав для производства ячеисто-бетонных изделий, включающий корпус автоклава, образующий внутреннюю среду, блок задания давления Рз(t) в автоклаве, блок измерения давления Равт в автоклаве, вакуумный насос, привод вакуумного насоса с силовым преобразователем частоты, отличающийся тем, что он дополнительно снабжен системой автоматического управления, содержащей блок измерения концентрации газа в паровоздушной смеси, регулятор динамики вакуумирования с возможностью задания требуемой величины концентрации газа и блок сравнения давлений Равт с Рз(t), и , причем выход блока задания давления Рз(t) в автоклаве соединен с первым входом блока сравнения давлений Равт с Рз(t), и , второй вход которого соединен с выходом блока измерения давления Равт в автоклаве, а на третий и четвертый входы задаются величины минимального и максимального значений давления на этапе вакуумирования, выход блока сравнения давлений Равт с Рз(t), и соединен с первым входом регулятора динамики вакуумирования, на второй вход регулятора динамики вакуумирования задается требуемая величина концентрации газа в паровоздушной смеси, третий вход регулятора динамики вакуумирования соединен с выходом блока измерения концентрации газа в паровоздушной смеси, первый выход регулятора динамики вакуумирования соединен со входом силового преобразователя частоты, выход которого соединен со входом привода вакуумного насоса, выход которого соединен со входом вакуумного насоса, на выходе которого формируется величина gnвс расхода паровоздушной смеси, которая поступает на вход внутренней среды автоклава, на первом выходе которого формируется сигнал, соответствующий величине давления Равт в автоклаве, поступающий на вход блока измерения давления Равт в автоклаве, а на втором выходе внутренней среды автоклава формируется сигнал, соответствующий величине концентрации газа в паровоздушной смеси, который поступает на вход блока измерения концентрации газа в паровоздушной смеси, после чего на втором выходе регулятора динамики вакуумирования формируется сигнал , поступающий на вход блока задания давления Рз(t), который соответствует времени окончания этапа вакуумирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к получению пенобетона, используемого при строительстве и ремонте жилых, промышленных зданий и сооружений, где требуется непрерывная подача пенобетонной смеси. Способ получения пенобетонной смеси включает перемешивание в заданном соотношении цемента с водой, заполнителем - песком фракций меньше или равной 0,315 мм и/или армирующей добавкой - микрофиброй в смесителе-активаторе со скоростью вращения рабочих органов 200 - 500 оборотов в минуту с нагревом смеси до 30 - 45 градусов Цельсия и гидроактивацией цемента при водоцементном соотношении от 0,28 до 034, приготовление пенообразователя перемешиванием в течение одной минуты в емкости концентрата протеинового пенообразователя с водой в соотношении от 1:50 до 1:25 с последующей аэрацией полученного раствора пенообразователя сжатым воздухом под давлением 0,5 - 0,6 МПа в пеногенераторе до образования пены кратностью 20 - 40, получение пенобетонной смеси на месте применения пенобетона посредством перемешивания в смесителе-поризаторе со скоростью вращения рабочих органов 100 - 500 оборотов в минуту в заданном соотношении указанной активированной цементной смеси и полученного раствора пенообразователя.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для производства материалов для энергетической, строительной, атомной, металлургической и других отраслей для изготовления строительных, огнестойких и огнеупорных изделий и изоляторов. Огнестойкая теплоизоляционная композиция включает магнезиальное вяжущее, наполнитель в виде 5-25 мас.
Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для производства огнестойких панелей, перегородок, потолков, дверей и других конструктивных элементов, используемых при строительстве гражданских и промышленных зданий, в которых требуется обеспечение пожаробезопасности и безопасности жизнедеятельности человека.

Изобретение относится к области производства строительных материалов и может быть использовано для изготовления изделий из высокопрочного декоративного бетона, обладающих свойствами свечения в темное время суток в течение всего периода эксплуатации. Способ включает совместное перемешивание предварительно приготовленного порошка фотолюминесцентного пигмента и вяжущего, введение мраморной крошки различных фракций, введение воды затворения, с получением водотвердого отношения, не превышающего 0,45.
Изобретение относится к производству строительных материалов и может найти применение при изготовлении полов, лотков, дорожных ограждений, бортовых камней и других строительных изделий. В частности, изобретение относится к наполнителю, представляющему собой модифицированный солесодержащий шлам производственных отходов.

Группа изобретений относится к строительному материалу и способу изготовления строительного материала. Строительный материал выполнен на шаблоне, имеющем выпукло-вогнутый рельеф.

Изобретение относится к строительным материалам, в частности к самоуплотняющейся бетонной смеси и способу ее приготовления. Техническим результатом является получение самоуплотняющейся бетонной смеси с высокими показателями текучести и сохраняемости подвижности, снижение расхода портландцемента, повышение прочности и морозостойкости бетона.

Изобретение относится к области строительства, а именно к способам изготовления строительных объемных блоков разной геометрии с помощью съемной опалубки. Способ заключается в том, что соединяют между собой элементы опалубки, замыкая внутренний объем со всех сторон.

Изобретение относится к области испытаний материалов, в частности к способам определения адгезии цементного камня к полиэтиленовой пленке и другим гладким полимерным материалам, например фибровой арматуре, при разработке и создании композиционных материалов. Способ определения адгезии цементного камня к полиэтиленовой пленке заключается в том, что в цементный раствор погружают образец пленки строго определенной площади контакта шириной 10 мм на глубину заделки 10 мм.

Изобретение относится к строительному материалу и способу его получения, который может быть применен для изготовления железнодорожных и трамвайных шпал, строительных блоков, перегородочных стен, электроизоляционных и электроустановочных изделий и других строительных изделий. Технический результат заключается в повышении физико-механических свойств материала.

Группа изобретений относится к строительному материалу и способу изготовления строительного материала. Строительный материал выполнен на шаблоне, имеющем выпукло-вогнутый рельеф.
Наверх