Способ защиты электродов для электроразогрева бетонной смеси
METHOD FOR PROTECTING ELECTRODES FOR ELECTRICAL HEATING OF CONCRETE MIXTURE

Изобретение относится к технологии строительства и может быть использовано при электроразогреве бетонной или другой строительной смеси.
Известно устройство для электроразогрева бетонной смеси (патент 2058895, 1996 г., В28В 17/02), в котором защита электродов от перегрева при электроразогреве бетонной смеси происходит путем установки в корпусе фазных электродов с горизонтальными щелевыми вырезами высотой 50 мм, через 50 мм по высоте с чередованием в шахматном порядке.
Недостатком данного способа является низкая надежность работы фазных электродов вследствие небольшого срока их службы, вызванного обрастанием фазных электродов схватившейся бетонной смесью, с последующей быстрой потерей скорости нагрева. Это обусловлено наличием опережающего перегрева фазных электродов по сравнению с разогреваемой бетонной смесью и объясняется сочетанием эффекта близости и краевого эффекта.
Наиболее близким по технической сущности является способ защиты электродов при электроразогреве бетонной смеси (патент 2193484, 2002 г., В28В 17/02), при котором путем установки в имеющем токоподводящие приспособления корпусе из электроизоляционных и металлических пластин фазных электродов, которые по наибольшей части периметра заглубляют герметично в пазы электроизоляционных пластин на глубину, не меньшую толщины фазного электрода, которую принимают достаточной для восприятия механических нагрузок, свободные торцы фазных электродов размещают выше уровня бетонной смеси.
Недостатком данного способа является высокая стоимость оборудования для организации технологии непрерывного бетонирования с предварительным циклическим электроразогревом бетонной смеси, поскольку для этой цели тремя электродами и диэлектрическими стенками по ширине бункера требуется оснастить минимум четыре бункера. Кроме этого могут возникнуть определенные трудности с профилактической очисткой электродной камеры от остатков бетонной смеси и бетона, т.к. доступ к ним может быть затруднен из-за значительных габаритов бункера.
Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности работы фазных электродов вследствие увеличения срока их службы за счет усиления механической прочности фазных электродов, при одновременном устранении опережающего перегрева фазных электродов по сравнению с разогреваемой бетонной смесью.
Поставленная задача решается тем, что в способ защиты электродов при электроразогреве бетонной смеси путем установки в имеющиеся токоподводящие приспособления корпуса из электроизоляционых и металических пластин фазных электродов согласно изобретению электроды опускают в бункер с бетонной смесью на время процесса электроразогрева и фиксируются в корпусе бункера, но не закрепляются, при этом электроды заглубляют герметично в пазы электроизоляционных пластин по вертикальным и нижним граням фазных электродов, ширина электроизоляционных пластин, перпендикулярных плоскости фазных электродов, принимается от 100 до 200 мм, вертикальные боковые электроизоляционные пластины выполнены из твердого диэлектрика, а нижняя горизонтальная - из плоского гибкого диэлектрика.
Для увеличения срока службы фазных электродов вертикальные боковые электроизоляционные пластины выполнены из твердого диэлектрика, а нижняя горизонтальная - из плоского гибкого диэлектрика для облегчения погружения в бункер и вынимания после электроразогрева.
Для увеличения срока службы фазных электродов электроды выполнены опускными в бункер с бетонной смесью (на время процесса электроразогрева) и в корпусе бункера фиксируются, но не закрепляются.
Для увеличения срока службы фазных электродов ширина электроизоляционных пластин, перпендикулярных плоскости фазных электродов, принимается от 100 до 200 мм и угол между плоскостями электродов и пластин должен быть не более 90°.
На фиг. 1 изображено устройство для электроразогрева бетонной смеси в ортогональной проекции с разрезами. На фиг. 2 изображено в ортогональной проекции сопряжение фазного.
Устройство для электроразогрева бетонной смеси, реализующее заявляемый способ защиты электродов, содержит имеющий токоподводящие приспособления цельнометаллический корпус 1, в качестве которого может быть использован обычный строительный бункер - поворотный или неповоротный (но с прямоугольными очертаниями в плане), фазный электрод 2 плоский металлический, или несколько таких электродов, в зависимости от результатов электротехнического расчета всего устройства. Нижнюю горизонтальную гибкую электроизоляционную пластину 3, вертикальную электроизоляционную пластину 4 и упорную горизонтальную электроизоляционную пластину 5, которая воспринимает вес электрода и усилие обжатия горизонтальной гибкой электроизоляционной пластины 3.
Способ защиты электродов при электроразогреве бетонной смеси осуществляется следующим образом.
В имеющий токоподводящие приспособления цельнометаллический корпус 1, в качестве которого может быть использован обычный строительный бункер - поворотный или неповоротный (но с прямоугольными очертаниями в плане), устанавливают фазный электрод 2 плоский металлический, или несколько таких электродов, механически соединенных в электродную группу, в зависимости от результатов электротехнического расчета всего устройства, и фиксируют любым известным способом, но не закрепляют. Фазные электроды 2 должны быть параллельны боковым стенкам металлическим корпуса 1.
Фазные электроды 2 по вертикальной части периметра, соприкасающейся с электроизоляционными пластинами 4, заглубляют герметично в пазы этих электроизоляционных пластин 4 на глубину не меньшую толщины фазного электрода 2. Электрод(ы) выполнены опускными в бункер с бетонной смесью (на время процесса электроразогрева) и в корпусе бункера фиксируются, но не закрепляются. Для облегчения погружения электродов в бункер с бетонной смесью и подъема их после электроразогрева вертикальные боковые электроизоляционные пластины 4 выполнены из твердого диэлектрика, а нижняя горизонтальная 3 - из плоского гибкого диэлектрика и имеют ширину от 100 до 200 мм. Угол между плоскостью электрода 2 и электроизоляционными пластинами 4 и 3 должен всегда быть не более 90°. Тем самым обеспечивая полное устранение проявления краевого эффекта и эффекта близости на расстоянии от фазного электрода не менее чем до края электроизоляционных пластин. На краю электроизоляционных пластин проявление краевого эффекта возможно, но локальный перегрев смеси, возникающий там, не приведет к опережающему перегреву металла электрода, т.к. на расстоянии от края пластины до электрода (50-100 мм) этот локальный перегрев затухает, что и создает эффект «защиты» фазных электродов от опережающего, по сравнению с бетонной смесью, перегрева фазных электродов и всех вытекающих негативных последствий. Толщину фазного электрода 2 принимают достаточной для восприятия механических нагрузок. Например, принимают толщину, равную 6-12 мм.
При этом свободные торцы фазных электродов 2, т.е. торцы, не соприкасающиеся с электроизоляционными пластинами электродов, размещают выше уровня разогреваемой бетонной смеси.
Для электроразогрева бетонной смеси токоподводящие приспособления корпуса 1 зануляют, а на фазные электроды 2 подают напряжение от трехфазной сети. Бетонную смесь разогревают до требуемой температуры за счет прохождения по ней переменного электрического тока между фазными электродами 2 и между фазными электродами 2 и боковыми стенками металлического корпуса 1.
Увеличение срока службы фазных электродов достигается за счет максимально удобной очистки электродной группы, которую можно производить механизированным путем на уровне пояса человека, и легкого доступа к любому узлу. Но что особенно важно, так это то, что явление налипания схватившегося бетона на фазные электроды, обусловленное опережающим перегревом фазных электродов по сравнению с разогреваемой бетонной смесью, здесь также не будет происходить, как и в прототипе.
Явление опережающего перегрева устраняется изоляцией торцов и ребер фазных электродов от воздействия токов проводимости, которые в области ребер из-за возникающего краевого эффекта в десятки раз выше, чем по плоскости электрода. Достигается это тем, что электроизоляционные пластины сопрягаются с плоскими фазными электродами под углом, не большим чем 90° и имеют ширину от 100 до 200 мм. Тем самым обеспечивая полное устранение проявления краевого эффекта и эффекта близости на расстоянии от фазного электрода не менее чем до края электроизоляционных пластин. На краю электроизоляционных пластин проявление краевого эффекта возможно, но локальный перегрев смеси, возникающий там, не приведет к опережающему перегреву металла электрода, т.к. на расстоянии от края пластины до электрода (50-100 мм) этот локальный перегрев затухает.
Таким образом, предлагаемый способ защиты электродов при электроразогреве бетонной смеси позволяет повысить надежность работы фазных электродов и, как следствие, всего устройства путем увеличения срока службы фазных электродов, усиливая их механическую прочность при одновременном устранении опережающего перегрева фазных электродов по сравнению с бетонной смесью при существенном, более чем в четыре раза, снижении стоимости оборудования для организации технологии бетонирования с предварительным электроразогревом бетонной смеси.
Техническим результатом предлагаемого способа защиты электродов при электроразогреве бетонной смеси является повышение надежности работы и увеличение срока службы фазных электродов при существенном, более чем в четыре раза, снижении стоимости оборудования для организации технологии бетонирования с предварительным электроразогревом бетонной смеси.