УСТРОЙСТВО ДЛЯ УТИЛИЗАЦИИ ПОЛЫХ ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Полезная модель относится к ресурсосберегающим технологическим устройствам и может быть использована на предприятиях и в организациях с территориально разобщенными местами концентрации выводимых из эксплуатации массовых железобетонных изделий, имеющих внутренние полости.
В процессе эксплуатации железобетонные изделия, имеющие внутренние полости, например, опоры контактной сети электрифицированных железных дорог, опоры уличного освещения, плиты для настила железнодорожных платформ и др., под воздействием нагрузок и внешней среды теряют свои прочностные свойства и требуют замены. На железных дорогах число таких элементов достаточно велико и составляет десятки тысяч штук в пределах одной дороги на полигоне в тысячи километров.
Известно устройство для утилизации железобетонных изделий, содержащее высокопрочную металлическую шарнирную цепь и гидравлический домкрат (Трамбовецкий В.П. Способы разрушения железобетонных изделий / Бетон и железобетон. - 1974. - №5. - С.46-47). Железобетонное изделие механически разрушается путем стягивания цепи гидравлическим домкратом вокруг трубы. Недостатком этого устройства является низкая надежность и производительность, отсюда высокая себестоимость утилизации, а также деформация арматуры в процессе механического разрушения объекта, образование «гирлянд» из обломков бетона, нанизанных на деформированную арматуру, что ограничивает область использования продуктов дробления бетона.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство для утилизации железобетона, содержащее наполненную водой ванну с погруженным в нее утилизируемым железобетонным изделием, энергоблок с трансформатором-выпрямителем, параллельно выходу которого
подключен накопительный конденсатор, один вывод которого через разрядник соединен с электродом, второй вывод заземлен и соединен с корпусом ванны (Дергунов Ю.В. и др. Прогрессивная технология разрушения бракованных железобетонных изделий / Бетон и железобетон. - 1993. - №6. - С.26-27). Это устройство использует электрогидродинамический процесс разрушения железобетонных изделий в результате быстро нарастающей волны давления жидкости, образованной электрическим разрядом в жидкой среде. Оно обеспечивают сохранность целостности и формы арматуры, высокую степень ее очистки от бетона, дробление бетона на заданные по размерам фракции.
Недостатком прототипа является низкая эффективность использования энергии электрического разряда, поскольку электрический разряд осуществляется вне железобетонного изделия, в том числе и имеющего внутренние полости, вследствие чего на его разрушение расходуется лишь часть энергии.
Другим недостатком прототипа является стационарная его установка. Объектами утилизации чаще всего являются заменяемые опоры уличного освещения больших городов, исчерпавшие свой ресурс и выводимые из эксплуатации опоры контактной сети электрифицированных железных дорог и многие другие виды железобетонных конструкций, имеющих внутренние полости, которые территориально разобщены. Экономически целесообразнее перемещать устройство для утилизации железобетонных изделий в зоны их концентрации, чем их доставлять к стационарной установке, учитывая, что зоны концентрации изъятых из эксплуатации железобетонных изделий обычно расположены на расстоянии сотен и тысяч километров друг от друга.
Задача полезной модели - повышение эффективности процесса утилизации железобетонных изделий, имеющих внутренние полости.
Задача решается тем, что в устройство для утилизации полых железобетонных изделий, содержащее наполненную водой ванну с электродом, энергоблок, содержащий трансформатор-выпрямитель, входы которого предназначены для подключения к источнику питания, а параллельно выходам
подключен накопительный конденсатор, один вывод которого заземлен и соединен с корпусом ванны, другой вывод накопительного конденсатора соединен через разрядник с электродом, введен второй электрод, соединенный с заземленным выводом накопительного конденсатора и помещенный в ванну с водой, причем между электродами установлена плавкая вставка из тонкой проволоки, и они предназначены для введения в полость утилизируемого железобетонного изделия.
Для исключения возникновения несанкционированных разрядов между корпусом ванны и электродом через арматуру железобетонного изделия ванна снабжена изолирующими подкладками.
Для обеспечения независимости от внешнего электроснабжения в энергоблок введен автономный генератор энергии, выходы которого подключены к входам трансформатора-выпрямителя.
Для обеспечения мобильности устройства для утилизации полых железобетонных конструкций энергоблок установлен в контейнере, причем контейнер и ванна жестко закреплены на подвижных платформах.
На фиг.1 представлена принципиальная схема разрушения железобетонных изделий, имеющих внутренние полости, на фиг.2 приведено размещение устройства для утилизации полых железобетонных изделий на платформах, обеспечивающих мобильность его использования.
Устройство для утилизации полых железобетонных изделий содержит наполненную водой ванну 1 с погруженным в нее утилизируемым железобетонным изделием 2, имеющим внутренние полости 3, энергоблок 4 с трансформатором-выпрямителем 5, параллельно выходу которого подключен накопительный конденсатор 6, один вывод которого через разрядник 7 соединен с электродом 8, второй вывод заземлен и соединен с корпусом ванны 1. Дополнительно установлен второй электрод 9, соединенный с заземленным выводом накопительного конденсатора 6, причем оба электрода 8 и 9 вводятся внутрь каждой полости 3 (на фиг.1 показана одна из полостей) утилизируемого железобетонного изделия 2 и располагаются на некотором расстоянии
друг от друга, а между электродами 8 и 9 устанавливается тонкая проволочная плавкая вставка 10 для инициирования электрического разряда при пониженном напряжении заряда конденсатора 6. Утилизируемое железобетонное изделие 2 укладывается на изолирующие подкладки 11, исключающие возникновение несанкционированных разрядов между корпусом ванны и электродом 8 через арматуру утилизируемого железобетонного изделия 2. Для обеспечения независимости от внешнего электроснабжения энергоблок 4 дополнен автономным генератором энергии 12 (фиг.2), например, типовым дизель-генератором. Для обеспечения мобильности устройства для утилизации полых железобетонных изделий энергоблок 4 с автономным генератором энергии 12 размещены в контейнере 13, а контейнер 13 и ванна 1 жестко закреплены на подвижных платформах 14 (см. фиг.2).
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Для осуществления процесса утилизации изъятых из эксплуатации полых железобетонных изделий заявляемое устройство, размещенное на подвижных платформах 14 (автомобильных или железнодорожных), доставляется к месту концентрации полых железобетонных изделий. Если отсутствует внешнее электроснабжение, запускается автономный генератор энергии 12.
При подаче электропитания на трансформатор-выпрямитель 5 осуществляется накопление электрической энергии на конденсаторе 6, далее при включении разрядника 7 происходит подача напряжения к электродам 8 и 9, в расположенной между этими электродами тонкой плавкой вставке 10 возникает ток, который за малый промежуток времени расплавляет плавкую вставку 10, инициируя электрический пробой промежутка между этими электродами при пониженном напряжении на конденсаторе 6, который порождает электрогидравлический удар внутри полости 3 утилизируемого железобетонного изделия 2, погруженного в воду ванны 1 и уложенного на изолирующие подкладки 11. Электрогидравлический удар внутри полости 3 утилизируемого железобетонного изделия 2, воздействуя изнутри на поверхность полости утилизируемого железобетонного изделия 2, осуществляет его разрушение.
При этом создаваемая электрическим разрядом энергия, преобразованная в электрогидравлический удар, используется максимально для разрушения утилизируемого полого железобетонного изделия 2.
Проведенные стендовые испытания заявляемого устройства на отслуживших ресурсный срок и выведенных из эксплуатации осветительных железобетонных опор и железнодорожных железобетонных опор контактной сети подтвердили высокую эффективность использования внутриполостного электрического разряда для их разрушения.