[1]Изобретение относится к области строительства, в частности, к аппаратам, работающим под давлением, более конкретно к автоклавам для тепловлажностной обработки гипсового щебня.
[2]Известно устройство для получения высокопрочного гипса, содержащее автоклав с дверцами для загрузки и выгрузки гипсового щебня, снабженный магистралью для подачи пара, расположенной в верхней части автоклава, и магистралью для отвода конденсата - в нижней его части /А.с. №65713 Способ получения высокопрочного гипса / И.А. Передерий, - опубл. 31.01.1946./ Принято за прототип.
[3]Недостатками данной конструкции является то, что пар в автоклав поступает только с верхней части, и гипсовый щебень обрабатывается не равномерно, сверху он пережигается (превращается в ангидрит), а снизу материал получается почти не обработанным (остается двуводный гипсовый щебень). В итоге, на выходе из автоклава, вместо полуводного гипсового щебня, получают смесь из: пережженного гипсового щебня (ангидрид), гипсового щебеня заданной прочности (полуводный) и не обработанного гипсового щебеня (двуводный). Это снижает прочность и марку конечного продукта.
[4]Гипсовый щебень, попадая самотеком в автоклав, укладывается неравномерно: в одних местах он распределяется более плотным слоем, а в других - с образованием пустот. Пар, попадая в автоклав, устремляется в более рыхлые слои гипсового щебеня, где он встречает наименьшее сопротивление, минуя уплотненные слои, которые получают недостаточно тепла и остаются необработанным.
[5]Технический результат - равномерная обработка паром гипсового щебня, повышение стабильности производства, а также повышение качества и прочности конечного продукта.
[6]Технический результат достигается тем, что известный вертикальный автоклав для производства гипса, содержащий верхнюю дверцу для загрузки, нижнюю дверцу для выгрузки, магистраль отвода конденсата и сброса давления, расположенный в нижней части автоклава, и магистраль подачи пара с возможностью ее подачи через отверстия в верхней части автоклава, дополнительно оснащен вертикально симметрично расположенными, относительно оси автоклава, паровыми трубами с многочисленными пароотводами, при этом паровые трубы соединены с магистралью подачи пара, а пароотводы расположены на паровых трубах с наклоном вниз и направлены в разные стороны.
[7]При производстве гипса имеет место непостоянство свойств исходного гипсового щебня, таких как влажность и однородность, а также, ввиду ряда причин, неравномерный прогрев и образование пустот при попадании гипсового щебня в автоклав. Эти факторы не позволяют получать высокопрочный гипс требуемой прочности. Об этом свидетельствуют результаты исследований, проведенных авторами изобретения.
[8]В ходе проведения экспериментов, авторами предложенного изобретения, осуществлялось наблюдение за изменением количества кристаллизационной воды в гипсовом щебне (фракции 10-60) из разных (по высоте) мест рабочей емкости автоклава, в условиях атмосферного воздействия с течением времени.
[9]Для этого были отобраны образцы гипсового щебня сразу после гидротермальной обработки в автоклаве из 3-х точек, в разгруженной массе в: верхней, средней, и нижней.
[10]Определение содержания кристаллизационной воды измерялось на 3-х этапах: сразу после разгрузки автоклава (исходный показатель), через 15 минут (с момента разгрузки; в условиях атмосферного воздействия) и через 30 минут (с момента разгрузки; в условиях атмосферного воздействия). Данные приведены в таблице, представленной ниже.
[11]
[12]Из полученных данных видно, что пропаренный гипсовый щебень не имеет однородности. Так же при выгрузке из автоклава, при отборе образцов, было замечено образование комов из гипсового щебня (уплотнений, образовавшихся в процессе загрузки в автоклав), которые остались не обработанными.
[13]Использование предложенного автоклава, обеспечивает наиболее качественную обработку гипсового щебня, поскольку, пар проходит через весь обрабатываемый гипсовый щебень от низа до верха, а так же проникает в пустоты, и становится возможным обеспечение требуемых показателей прочности производимого гипса.
[14]Изобретение поясняется чертежами.
[15]На фиг. 1 изображен вертикальный автоклав, где приняты следующие обозначения: автоклав 1, верхняя дверца 2, нижняя дверца 3, магистраль подачи пара 4, магистраль отвода конденсата 5, паровая труба 6, пароотвод 7.
[16]На фиг. 2 изображен вид сверху на вертикальный автоклав, где приняты следующие обозначения: магистраль подачи пара 4, магистраль отвода конденсата 5, верхняя дверца 2.
[17]На фиг. 3 изображен разрез А-А вертикального автоклава, где приняты следующие обозначения: паровая труба 6, пароотвод 7.
[18]Вертикальный автоклав состоит из верхней дверцы 2 для засыпки гипсового щебня, нижней дверцы 3 для выгрузки обработанного гипсового щебня, магистрали отвода конденсата 5, расположенной в нижней части автоклава, через которую также сбрасывают давление после завершения процесса обработки гипсового щебня, магистрали подачи пара 4 и паровых труб 6 с пароотводами 7. Магистраль подачи пара 4 подведена к автоклаву 1 с возможностью подачи пара через отверстия, расположенные в верхней его части, к которым присоединены, например, электродуговой сваркой паровые трубы 6. Паровые трубы 6 имеют множество коротких пароотводов 7, присоединенных к ним под углом и направленных вниз для предотвращения забивки их гипсовым щебнем при загрузке автоклава 1. Размеры и количество паровых труб 6 и пароотводов 7 определяются в зависимости от размеров конкретного автоклава 1 и от возможности обеспечения качественной обработки всего объема гипсового щебня, загруженного в него. К примеру, длина паровых труб 3 может быть равной не менее 2/3 длины автоклава 1. Магистраль подачи пара 4 и магистраль отвода конденсата 5 снабжены задвижками (на фигурах не показаны).
[19]Принцип работы вертикального автоклава заключается в следующем: в автоклав 1 через верхнюю дверцу 2 засыпают гипсовый щебень до полного заполнения автоклава 1, затем его герметизируют. После этого по магистрали подачи пара 4 подают пар, который поступает в паровую трубу 6 с многочисленными пароотводами 7 и проходит через них в слои гипсового щебня, насыщая их паром. Затем гипсовый щебень выдерживают в течение требуемого времени при определенной температуре и давлении, которые зависят от технического задания производства высокопрочного гипсового щебня. В процессе обработки по магистрали отвода конденсата 5 периодически удаляют конденсат, а по окончанию обработки гипсового щебня, через него же сбрасывают давление. После этого через нижнюю дверцу 3 выгружают из автоклава 1 обработанный паром гипсовый щебень.
[20]Заявленное устройство позволяет обеспечить требуемое значение прочности гипсового щебня в процессе его автоклавирования при изменении характеристик сырья. С применением заявленного устройства стабилизируется процесс автоклавирования, в результате чего повышается качество и прочность готовых изделий и марка конечного продукта.
