Електронагрівник для прогріву бетону

1. Електронагрівник, що містить корпус, нагрівальний елемент із виводами для підключення до мережі, теплоємний матеріал, розміщений між нагрівальним елементом і корпусом, який відріз 3 ні пристрої, технології їхнього виготовлення й використання. У кожному разі установка для індукційного нагрівання металу складається, як мінімум, звичайно із джерела енергії й індуктора, що представляє собою спіраль або провід якої-небудь форми залежно від типу об'єкта, що нагрівають, який поміщають усередині індуктора, або біля нього. Тобто функціональні можливості пристроїв обмежені формою об'єктів, для нагріву яких вони призначені. Індукційне нагрівання може бути застосоване як для термообробки деяких типів монолітних конструкцій в умовах будівельного майданчика, так і для прискорення твердіння бетону конструкцій в умовах низьких температур. Ефективне таке нагрівання для насичених арматурами каркасних конструкцій і конструкцій, які зводять у сталевій опалубці [див. Посібник з виробництва бетонних робіт у зимових умовах у районах Далекого сходу, Сибіру й крайньої півночі/ ЦНІІОМТП Держбуду СРСР. М: Стройіздат, 1982. - 213 с.]. Воно забезпечує прогрів бетону насиченого металевими конструкціями, забезпечує рівномірне по перетину й довжині конструкцій температурне поле. Однак, при відсутності каркасних конструкцій у складі бетону або металевої опалубки при будівництві, використання індукційного нагрівання малоефективне, або взагалі не можливе. У таких випадках використовують нагрівання з резистивними нагрівальними елементами. Відомо також, що для нагрівання, наприклад, вертикальних конструкцій у нафтогазовій промисловості, використовують індукційні нагрівачі, устрій яких включає корпус, що є одночасно магнітним сердечником, нагрівальний елемент у вигляді індукційної котушки, контактний вузол з струмопідвідним кабелем [див. опис до патенту РФ № 2198284, М.кл. Е21В36/04, опубл. 10.02.2003]. При цьому нагрівальний елемент виконаний у вигляді індукційної котушки, що намотана на зовнішній поверхні корпуса насосно-компресорної труби, яка є одночасно магнітним сердечником. Група оснащена металевими кільцями з розрізами, через які прокладені проводи обмоток індукційної котушки. При значних лінійних розмірах нагрівача, він створює тепловий потік достатній для нагрівання нафти, що проходить через нього, до температури, при якій не відбувається утворення асфальтосмолопарафінових відкладень. Однак нагрівач такої конструкції досить складний, вимагає значних витрат при виготовленні, а його застосування обмежене областями передбачуваних відкладень у насосно-компресорних трубах. До того ж, у випадку порушень у електропроводі ремонт стає великою проблемою. Найбільш близьким до рішення, що заявляється, по призначенню, технічній суті й результату, що досягається при використанні, є електронагрівник, що містить корпус, нагрівальний елемент із виводами для підключення до мережі, теплоємний матеріал, розміщений між нагрівальним елементом і корпусом, торці корпуса закриті кришками, верхня з яких виконана з отвором для пропуску проводів, і монтажним пристроєм [див. там же]. Простір між корпусом і нагрівальним елементом 64010 4 заповнено теплоємним матеріалом, наприклад, сумішшю піску з рідким склом. Однак, описаний вище пристрій, виявляється малоефективним при досить низькій температурі навколишнього середовища, коли теплоємність наповнювача, що ізолює нагрівальний елемент від корпуса, не забезпечує необхідну теплопередачу, хоча й прискорює затвердіння бетону, і не спотворює характер хімічних процесів, що протікають при затвердінні бетону. Але ж при підвищенні температури нагрівального елемента і прискоренні теплопередачі можна одержати бетонну масу низької якості через нерівномірний прогрів. Крім того, при необхідності виготовлення спеціальних нагрівачів значних лінійних розмірів, спосіб їхнього виготовлення, експлуатації вимагає спеціальної трудомісткої технології, що обмежує область їхнього використання. Тому задачею пропонованого технічного рішення є розширення функціональних можливостей електронагрівника й спрощення технології виготовлення. В основу корисної моделі поставлена задача поліпшення електронагрівника, у якому, внаслідок виконання корпуса електронагрівника у формі заставної труби, і нагрівального елемента у формі індукційного нагрівального елемента із герметичним металевим трубчастим корпусом, постаченим кріпильною штангою, забезпечується новий технічний результат. Він полягає в можливості занурення в текуче теплоємне середовище нагрівального елемента, а також надійності ізоляції струмонесучої складової, а саме нагрівального елемента, від корпуса й зовнішнього середовища, що дозволяє збільшити строк експлуатації, як нагрівального елемента, так і нагрівача в цілому. Крім того, така конструкція пристрою електронагрівника забезпечує його гарну ремонтопридатність, що скорочує витрати на експлуатацію. Поставлена задача вирішується також тим, що у відомому електронагрівнику. що містить корпус, нагрівальний елемент із виводами для підключення до мережі, теплоємний матеріал, розміщений між нагрівальним елементом і корпусом, відповідно до корисної моделі, корпус електронагрівника виконаний у формі заставної труби, а нагрівальний елемент виконаний у формі індукційного нагрівального елемента, що містить індукційну котушку, розміщену в герметичному металевому трубчастому корпусі. Відповідно до корисної моделі, індукційна котушка виконана у формі розрахункової кількості витків електропроводу, установлених у герметичному корпусі навколо зони з'єднання пари трубчастих елементів, що служать магнітопроводом. Як видно з викладення суті технічного рішення, воно відрізняється від прототипу і, отже, є новими. Пропонований електронагрівник принципово відрізняється від відомих тому, що нагрівальній елемент може бути відокремлений від корпусу електронагрівника, що робить пристрій технологічно зручним для монтажу при будівництві й ремонті великомасштабних споруджень, зокрема, гребель гідроелектростанцій, особливо в районах із 5 64010 низькими середньорічними температурами. Пропоноване технічне рішення дозволяє реалізувати енергозберігаючу технологію в результаті раціонального використання можливості рідкого теплоносія при істотній економії матеріальних ресурсів у порівнянні з аналогічними нагрівальними системами такого масштабу. 6 Пропоноване технічне рішення промислово застосовне й було реалізоване при будівництві Дністровської ГАЕС, м. Новодністровськ і Ташликської ГАЕС, м. Южноукраїнськ. Устрій електронагрівника показано на кресленні. У таблиці показані основні розміри нагрівача, нагрівального елемента й корпуса. Таблиця Нагрівач плавучої запоні Загальна довжина заставної труби, L1, м Загальна довжина нагрівального елемента, L2, м Довжина пари зварених труб, L3, м Довжина комутаційного патрубка L4, мм Довжина першої секції монтажної труби, L5, мм Товщина дисків,  мм Діаметр труб і отворів,d1, мм Діаметр комутаційного патрубка, d2, мм Кількість секцій монтажної труби, n Довжина секції, L6, мм Довжина останньої секції до кріпильного фланця, L7, мм Нагрівач аварійноремонтного затвора Нагрівач ремонтного затвора й сміттєуловлюючих гратів 16,6 15,00 12,00 7,50 5,50 5,50 7,00 5,00 5,00 250,00 250,00 250,00 1460,00 1500,00 150,00 5,00 48,00 5,00 48,00 5,00 48,00 102,00 102,00 102,00 5 4 1 1460,00 1500,00 1500,00 600,00 2000,00 2000,00 Кожний електронагрівник (креслення), який може бути використаний для здійснення способу нагрівання бетону, містить корпус 1 діаметром D1, що представляє собою вертикально встановлений заставний елемент бетонної конструкції (трубу) довжиною L1,. нагрівальний елемент 2 довжиною L2, секції трипільної штанги 4, виводи 5 для підключення до мережі, теплоємний матеріал (масло трансформаторне) 3. Корпус 1 нагрівача складений з окремих відрізків труб, зварених між собою (на кресленні не показано). Нижній торець корпуса 1 нагрівача (заставна труба) герметично закритий фланцем 6. До верхнього торця корпуса 1 приварений фланець 7 для установки на ньому нагрівального елемента 2. Нагрівальний елемент 2 містить індукційну котушку (на кресленні не показана), що виконана у формі розрахункової кількості витків електропроводу, розміщених у герметичному металевому трубчастому корпусі нагрівального елемента 2, складеному з набору труб різного діаметра. Нагрівач працює в такий спосіб. Підключена до джерела змінної напруги індукційна котушка створює електромагнітне поле, що замикається на елементах магнітопроводу й наводить у них ви хрові струми, які розігрівають поверхні труб, що утворюють корпус нагрівального елемента 2 електронагрівника. Тепло від корпуса нагрівального елемента 2 через теплоємний матеріал 3 (масло) передається на корпус 1 електронагрівника. Нагріте в нижній частині масло, як більш легке, піднімається до верху, забезпечуючи в такий спосіб рівномірне нагрівання всієї заставної труби й бетону, запобігаючи в такий спосіб утворення крижаної кірки, полою, паморозі на бетонних конструкціях і рухливих елементах греблі, наприклад, ГАЕС. При температурі навколишнього повітря -22 °C нагрівач забезпечує на контактній поверхні заставної 2 труби температуру +5 °C на площі 5,3-7,4 м . Як видно з опису прикладу здійснення електронагрівача, пропоноване технічне рішення дозволяє реалізувати енергозберігаючу технологію обробки бетону й бетонних конструкцій і мінімізувати як експлуатаційні витрати, так і витрати при будівництві великомасштабних об'єктів в умовах низьких середньорічних температур, а також захистити від утворення крижаної кірки, полою, паморозі на бетонних конструкціях і рухливих елементах гребель електростанцій. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 64010 8 Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601