ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ БЕЗОТХОДНОЙ ПРОМЫШЛЕННОЙ ПЕРЕРАБОТКИ НЕКОНДИЦИОННЫХ ИЛИ ОТСЛУЖИВШИХ СВОЙ СРОК ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ В ПРИГОДНЫЕ ДЛЯ ВТОРИЧНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Полезная модель относится к области строительства и предназначена для переработки бракованного и отслужившего срок железобетона с повторным использованием продуктов переработки в новых изделиях. Основная техническая задача - наиболее полное использование продуктов разрушения некондиционного железобетона (щебня и арматуры) в новых изделиях, снижение энергоемкости способа и повышение производительности.
В настоящее время наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели является Установка ЭСУ - 2Т/22 для разрушения некондиционных изделий (Л.А.Гелъфонд, Н.Т.Зиновьев, Ж.Г.Танбаев «Установка ЭСУ-2Т/22 для разрушения некондиционных изделий». Ежемесячный научно-технический и производственный журнал «Бетон и железобетон», 1993, №5, май). Данная установка содержит генератор импульсных напряжений, электродную систему, технологическую ванну, гидравлическую систему, пульт управления, распределительный щит и кабину оператора. Управление и контроль за работой генератора, электродной и гидравлической системами выполняют с пульта управления, расположенного в кабине оператора. Работа установки осуществляется следующим образом: изделие мостовым краном устанавливают на решетки контейнеров, которые вместе с изделием с помощью гидравлической системы погружают в воду. Над изделием устанавливают электродную систему. Один из электродов опускается на поверхность изделия. При опускании электрод подключается к высоковольтной шине, включается генератор импульсов. Импульсы от генератора через высоковольтную шину и электрод поступают в рабочую зону и разрушают бетон.
После подачи 3-5 импульсов бетон под рабочим электродом разрушается, электрод поднимается вверх, а другой опускается на не разрушенную часть изделия. Циклы повторяются до полного освобождения арматуры от бетона. Куски разрушенного бетона попадают в бункеры, которые расположены на дне технологической ванны.
Недостатком данной установки является малая производительность за счет не совершенной системы выгрузки разрушенного бетона. Выгрузка разрушенного бетона производится периодически по мере заполнения бункеров. Операция выгрузки прерывает процесс разрушения (отключается от сети генератор импульсов).
Кроме того, в известной установке генератор эффективно работает лишь тогда, когда на разрушаемом изделии находится электрод. В противном случае энергия генератора расходуется в холостую или не расходуется вообще, однако в этом случае изоляция генератора находится под полным напряжением, что ведет к сокращению ее срока службы.
Помимо этого, контроль процесса разрушения бетона в известной установке осуществляется визуально, периодически после подъема изделия, с помощью гидравлической системы из воды. При подъеме могут иметь место не полностью разрушенные участки изделия, которые необходимо повторно разрушать, устанавливая на них высоковольтные электроды. Эта операция приводит к дополнительным затратам энергии и переизмельчению продуктов дробления.
Технической задачей, на решение которой направлена заявляемая модель, является повышение производительности установки и снижение энергозатрат на разрушение железобетона, а так же регулирование гранулометрического состава продуктов дробления.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявляемой" полезной моделью, является создание установки с непрерывным циклом вывода разрушенного бетона, независимого от процесса разрушения, непрерывным приборным контролем процесса разрушения, что приведет к повышению производительности и уменьшению энергозатрат.
Поставленная задача достигается за счет определенной последовательности постановки высоковольтных электродов на изделие, непрерывного режима вывода разрушенного бетона транспортером, и контролем ситуации в разрядном промежутке с помощью блока сравнения сигналов, который осуществляет сравнения текущего значения разрядного тока с током генератора в режиме короткого замыкания и применяется для контроля эффективности процесса разрушения и регулирования гранулометрического состава продуктов дробления.
Работа установки основана на разрушающем действии импульсных электрических разрядов, инициированных в толще бетона, между электродами, либо между электродом и элементами арматуры. В канале пробоя выделяется электрическая энергия, запасенная во внешнем накопителе. Канал пробоя расширяется подобно поршню и создает переменное во времени и пространстве поле механических напряжений. За счет интенсивной дивергенции волн, их взаимодействия со свободными границами и неоднородностями разрушаемого изделия, это поле носит сложный характер с большим удельным весом сдвиговых и растягивающих напряжений. При этом бетон разрушается. Полезная модель поясняется схемами:
На фиг.1 и фиг.2 изображена структурная схема установки разрушения некондиционного бетона Заявляемая установка содержит:
Щит распределительный (1), пульт управления (2), регулятор напряжения (3), высоковольтный трансформатор (4), генератор импульсных напряжений (5), высоковольтную шину (6), гидравлическую станцию (7), электродную систему (8), поддон (9), разрушаемое изделие (10), гидроцилиндры (11), технологическую ванну (12), бункер (13), блок сравнения сигналов (14),
Генератор импульсных напряжений емкостного типа размещается в отдельном помещении, которое предохраняет оборудование от прямых атмосферных воздействий и служит экраном электромагнитного излучения. Генератор работает на шину, которая располагается вдоль технологической ванны.
Электродная система служит для передачи высоковольтных импульсов от генератора к разрушаемому изделию и имеет высоковольтные электроды. Конструкция электродной системы размещается на подвижной тележке, которая в свою очередь перемещается вдоль технологической ванны. Электроды имеют два фиксированных положения: верхнее - исходное и нижнее - рабочее.
Разрушение изделия осуществляется в технологической ванне, заполненной водой. Внутри ванны располагается устройство выгрузки продуктов разрушения железобетонных изделий. Управление и контроль работы генератора, электродной системы, гидроподъемника осуществляется с пульта управления, расположенного в кабине оператора.
Работа установки осуществляется следующим образом:
Железобетонное изделие (10), предназначенное к разрушению, размещают в технологической ванне (12), заполненной водой. Укладка производится с помощью грузоподъемного механизма и гидравлической станции (7), которая управляется гидроцилиндрами (11). Генератор импульсов (5) инициирует импульсный электрический пробой в бетоне (10) через высоковольтную шину (6) и электродную систему (8). Блок сравнения сигналов (14) контролирует ситуацию в разрядном промежутке.
Опускание первого высоковольтного электрода на разрушаемое изделие происходит в предполагаемый геометрический центр ячейки арматурной сетки. При опускании электрода, последний замыкает электрическую цепь «высоковольтная шина - ЖБИ», а так же снимает блокировку с пусковой цепи генератора импульсов. Электрические импульсы непрерывно поступают на высоковольтную шину. После 3-б импульсов бетон под электродом разрушается. Электрод опускается на толщину разрушенного изделия. После этого опускается второй электрод. В работе одновременно находятся два электрода. Только после этого выводится из работы первый электрод. Второй электрод находится в работе. Далее опускается на изделие третий электрод, поднимается второй и так до последнего электрода электродной системы. Ситуация в разрядном промежутке находится под контролем блока сравнения сигналов: если работающий электрод попадает на арматуру, блок сравнения сигналов фиксирует режим короткого замыкания и тогда поступает команда на опускание следующего электрода и подъем работающего. Когда отработает последний электрод, выключается генератор и только после этого поднимается последний электрод. Электродная система переводится на новую позицию. Цикл разрушения повторяется до полного разрушения всего изделия.
Генератор работает от запускающего сигнала, в цепи управления которого стоит блокировка. Блокировка снимается любым высоковольтным электродом, который опустится на разрушаемое изделие.
В установке высоковольтные электроды связаны с приводом подъема и опускания гибкими нитями, при этом, находясь в рабочем положении, должны иметь ограниченную свободу перемещения в горизонтальной плоскости. Куски бетона извлекаются из технологической ванны. Арматурный каркас, очищенный от бетона, остается на поддоне и удаляется грузоподъемным механизмом. Параметры генератора (напряжение и мощность) изменяются регулятором напряжения и высоковольтным трансформатором в зависимости от толщины и марки бетона. Управление установкой осуществляется с пульта управления. Металлическая арматура, являясь проводником электрического тока, при разрушении бетона практически не деформируется и легко извлекается из него, вследствие чего она пригодна к повторному использованию. Куски бетона из бункера поступают на механическое дробление, а арматура в передел. Разрушение железобетонных изделий осуществляется под слоем воды, что исключает пылеобразование и разлет осколков. Эффективность разрушения железобетонных изделий обусловлена наличием в них металлической арматуры различной степени насыщения. Поскольку все металлические элементы электрически связаны между собой и обычно характеризуются периодической структурой, в предлагаемом методе в качестве заземленного электрода используется арматура.
Дробление кусков разрушенного бетона до фракций, пригодных к повторному использованию в новых изделиях электроразрядным способом, позволяет путем подбора параметров энергетического пакета регулировать гранулометрический состав продуктов дробления. Кроме того позволяет сохранить 90% зерен природного заполнителя.