Термоактивный щит опалубки

Полезная модель относится к области строительства и может быть использована в качестве греющей опалубки при изготовлении железобетонных конструкций.
Известна греющая опалубка, состоящая из греющих щитов (см. RU №10200, кл. E04G 9/10, опубл. 16.06.1999), включающих каркас, палубу, нагревающий слой, выполненный в виде прикрепленного к наружной стороне палубы слоя бумаги с нанесенной на него экзотермической композицией с покрытием из защитной съемной влагонепроницаемой пленки, и теплоизоляционный слой из быстротвердеющего карбамидного пенопласта заливочного типа.
Недостатком известной опалубки является сложность устройства и малоэффективность в использовании из-за отсутствия возможности контроля процесса термообработки.
Термоактивная опалубка с автоматическим программным управлением процесса тепловой обработки бетона (см. RU №2507355, кл. E04G 9/10, опубл. 20.02.2014) включает щиты опалубки с нагревательными элементами и автоматическое программное управление обогревом.
Недостатком данной опалубки известной конструкции является сложность изготовления, несовершенство нагревающего слоя, что приводит к снижению качества и надежности бетонирования.
Термоактивный щит опалубки по патенту RU №177128 (кл. E04G 9/10, опубл. 09.02.2018) включает каркас с палубой и утеплителем, греющий элемент, заполненный незамерзающейся жидкостью, например антифризом или «Тосолом», нагреваемой посредством электронагревателя, температура которой регулируется термодатчиками, при этом греющий элемент выполнен в виде плоской емкости, причем, в ней для направления потока естественной циркуляции установлены продольные перегородки, условно разделяющие емкость на секции, которые разделены продольным оребрением на каналы вертикальной циркуляции, кроме того, каждая секция снабжена устройством аварийного обогрева, выполненного в виде сквозной изогнутой трубки, нагреваемого при необходимости посредством альтернативного энергоисточника, проходящей в нижней части через корпус плоской емкости с жидкостью и с выходами через утеплитель, имеющий съемную верхнюю часть или окошко с крышкой.
Известное устройство отличается некоторой сложностью в использовании, т.к. опалубка заполнена жидкостью и имеет немалый вес, требует тщательного обслуживания, что не способствует надежности работы и широкому использованию в строительстве.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, выражается в создании простого и надежного устройства термоактивного щита опалубки.
Технический эффект, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в создании удобного в использовании устройства опалубки, характеризующегося надежностью и легкостью в весе, обеспечивающего равномерное температурное поле щита, равномерный обогрев и остывание бетона после термообработки.
Для решения поставленной задачи термоактивный щит опалубки, включающий каркас с палубой и утеплителем, греющий элемент, выполненный в виде плоской емкости с нагреваемым от электронагревателя агентом, температура которой регулируется термодатчиком, при этом для направления потока естественной циркуляции агента емкость снабжена серединной продольной перегородкой, условно разделяющей емкость на равные секции, разделенные, в свою очередь, продольным оребрением на каналы вертикальной циркуляции, отличается тем, что верхняя часть емкости выполнена в виде наклонных во внутрь равных сторон, при этом продольное оребрение секции снабжено верхним и нижним наклонными перегородками, разделяющие секцию на зоны испарения и конденсации агента, а в качестве нагреваемого агента емкости используется легкокипящая жидкость, для чего электронагреватель дополнительно снабжен низковольтным нагревательным элементом, например, для работы от сети напряжением 12 В.
Сопоставительный анализ признаков заявленного решения с признаками аналогов свидетельствует о соответствии заявленного решения критерию «новизна».
Совокупность признаков обеспечивает решение заявленной технической задачи, а именно, создание простого по конструкции и экономичного в действии щита опалубки, удобного и надежного в использовании, способного сохранять работоспособность в условиях отсутствия постоянного источника энергообеспечения.
Устройство иллюстрируется чертежом, где на фигуре схематично показан общий вид (а) и продольный разрез щита опалубки (б).
Термоактивный щит опалубки состоит из каркаса 1 с утеплителем 3, палубы 2, греющего элемента в виде плоской емкости 4 с верхними 5 и нижними 7 наклонными перегородками, причем, верхняя часть емкости 4 выполнена в виде наклонных во внутрь равных сторон, на месте пересечения которых установлена внутренняя продольная перегородка 6. Кроме того, устройство снабжено электронагревателями 8, заливной горловиной с выпускным клапаном 9 и термодатчиком 10.
В емкость 4 через горловину 9 загружается легкокипящая жидкость (фреон, аммиак и др.), например, до уровня, соответствующего нижним наклонным перегородкам 7. При этом жидкость полностью покрывает нагревательные элементы 8.
Для случаев отсутствия сетевой электроэнергии электронагреватель 8 дополнительно снабжен низковольтными нагревательными элементами известных конструкций для работы от 12 В, достаточного испарения легкокипящей жидкости (например, кабели, пленки и др., см. http://fb.ru/article/341712/nagrevatelnyiy-element-volt-vidyi-harakteristiki-naznachenie).
К внутренней стороне каркаса 1, изготовленному, например, из металлоконструкций, крепится опалубка 2, выполненная, например, из бакелизированной фанеры. При этом толщина элементов конструкции каркаса соответствует суммарной толщине корпуса плоского греющего элемента 4 и утеплителя 3.
К палубе 2 устанавливается плоский греющий элемент 4, состоящий из двух условных секций, частично разделенных продольной перегородкой 6 для направления потока циркуляции парожидкостной смеси, при этом сохраняется сообщение между жидкостями обеих секций. Каждая секция представляет собой двухканальную емкость, разделенную¸ в свою очередь, оребрением в виде плоской пластины, ограниченной верхней наклонной перегородкой (шапкой) 5, направление уклона которой соответствует наклонной стороне емкости 4, и нижней наклонной перегородкой 7. При этом перегородкой 7 емкость 4 условно разделена на зоны испарения и конденсации жидкости. В нижней части каждой секции установлены электронагреватели 8 известной конструкции, подключаемые для работы к энергоисточнику.
Утеплитель 3 расположен с наружной части щита и может быть выполнен в жесткой форме, причем, верхняя часть остается открытой. Открытая часть соответствует верхнему уровню перегородки 5 зоны конденсации и способствует более быстрому охлаждению парожидкостной смеси.
Для регулирования температуры обогрева в палубе 2 встроен термодатчик 10, связанный с блоком управления.
Устройство работает следующим образом.
После монтажа конструкции опалубки и заливки в форму бетона подключаются электронагреватели 8 термоактивного щита (см. фиг.). При этом, например, при сооружении бетонных конструкций прямоугольного сечения, в целях повышения эффективности обогрева могут быть установлены 2 термоактивных щита заявленного устройства с противоположных сторон конструкции.
Нагревателями 8 поднимается температура легкокипящей жидкости плоского греющего элемента 4, при этом образующаяся парожидкостная смесь поднимается верх по секции и передает тепло через палубу 2 к бетону, в результате чего, ускоряются процессы твердения и набора прочности бетона. В случаях отсутствия сетевой электроэнергии подключается альтернативный нагреватель от 12 В, достаточный для испарения легкокипящей жидкости.
0
Достигая верхнюю охлажденную часть секции емкости 4, парожидкостная смесь конденсируется на перегородках 5, 6 и стекает по уклону, передавая тепло палубе 2, обратно вниз в накопитель конденсата в нижней части емкости, где через зазор, образованный перегородкой 7, снова попадает в зону испарения и процесс повторяется. Направление потока естественной циркуляции парожидкостной смеси осуществляется посредством перегородок 6. Температура нагрева регулируется до заданной температуры (в период набора прочности бетонной смеси поддерживается температура, например, на уровне 55-60С) с помощью термодатчика 10, встроенного на палубе 2 опалубки. После набора прочности бетона, нагреватели 8 отключаются и устройство уже работает в режиме охлаждающего устройства для остывания бетона.
При этом парожидкостная смесь поглощает тепло от бетона через палубу 2 и поднимается верх за счет испарения легкокипящей жидкости. В верхней части емкости 4 парожидкостная смесь конденсируется в зоне охлаждения, передавая тепло наружному воздуху. Образующийся конденсат стекает вниз по перегородкам 5, 6 и накапливается в нижней части емкости 4.
Открытая часть утеплителя способствует быстрому охлаждению парожидкостной смеси в емкости 4, которая, в свою очередь, охлаждает бетон. При этом естественная циркуляция жидкости в секциях продолжается до установления равновесия между температурами бетона и наружного воздуха.
Таким образом, термоактивный щит опалубки заявленной конструкции обеспечивает всесезонное производство работ по возведению бетонных конструкций, что сокращает время их возведения, высокую технологичность работ в зимних условиях, более высокое качество, меньшую энергоемкость, снижение себестоимости строительной продукции.