Передвижное микроволновое оборудование и усовершенствованный способ подвода энергии для сушки, оттаивания льда и санитарной обработки - RU2145408C1

Чертежи

Описание

При строительных и ремонтных работах требуется сушка узлов зданий, таких, как балочные рамы, стены, потолки, наружные поверхности стен и т.п. При строительстве новых объектов сроки очень велики, если практикуется сушка горячим воздухом и другими традиционными способами. Несмотря на это, часто имеются основания изготовить устройства, ускоряющие процесс сушки также и в новых объектах.

В связи с восстановлением старых ванных комнат и ремонтами после повреждений от воды, одной из наиболее трудных проблем являются длительные сроки сушки, которые часто могут составлять до 6-8 недель. В больших строительных объектах в секторе Ремонта и Перестройки с Расширением работы проводят одновременно на одной или нескольких линиях водяных и канализационных магистралей, т. е. при этом в четырехэтажном доме четыре ванные комнаты приводят в порядок в одно и то же время. Одно единственное повреждение от воды, обнаруженное при удалении покрытия, приводит к нарушению всего плана.

Требования, чтобы ремонт занимал по возможности минимальное время, являются скорее правилом, чем исключением. Каждая отсрочка связана с затратами, поскольку комнаты и другие помещения не могут быть использованы по назначению вовремя. В идеале сушка и соответствующий ремонт должны быть произведены достаточно быстро, чтобы это не требовало никаких или требовало незначительных ограничений в использовании помещений.

Было предложено несколько различных способов сушки. Например, можно предусматривать отверстия, через которые продувался бы сухой воздух, производился бы электрический нагрев и т.д.

В последнее время было предложено использовать микроволны. Использовались микроволновые генераторы, работающие в нижнем диапазоне микроволн, которые вставлялись в просверленные отверстия, а также направленная микроволновая радиация без проделывания отверстий. Эта последняя технология была уже к концу семидесятых годов использована для производства и ремонта составных дорожных покрытий, состоящих из бетонных конструкций, в ряде случаев армированных, с верхним слоем из асфальта. Это описано в Патенте США 4175885. Эта технология впоследствии была принята для использования в строительстве. Состояние вопроса описано, между прочим, в международной патентной заявке, опубликованной под номером WO 92/08084.

Микроволновая технология является прогрессивной, но проблемы продолжают вызывать беспокойство. Микроволны имеют относительно короткий ряд и должны, по причинам безопасности, быть хорошо экранированы для того, чтобы защитить операторов от радиации. Каждый агрегат в состоянии высушить одновременно только относительно маленькую площадь.

Технология, описанная в заявке WO 92/08084, требует широкой системы дистанционного управления и больших затрат труда на перемещение оборудования. Это создает проблемы в отношении безопасности и эргономики окружающей рабочей обстановки. Колеса, упомянутые в заявке, уменьшают необходимость поднимать тяжелые грузы, однако не уменьшают потребности в дистанционном управлении. Это оборудование может применяться только для полов и слегка наклоненных поверхностей, но не для потолков и стен.

Необходимость в по существу постоянном дистанционном управлении в высшей степени ограничивает полезность микроволновой сушки.

Изобретатель искал другие способы, которые в результате дают повышение безопасности, снижают потребность в дистанционном управлении, упрощают обслуживание и создают возможность работы сушильного оборудования в дневное и ночное время, в результате чего значительно повышается полезность микроволновой технологии.

Основным принципом изобретения является использование программируемого, управляемого с помощью электричества движения одного или нескольких микроволновых агрегатов вдоль одного иди двух рельсов и/или вдоль одного иди нескольких винтов. Перемещение вдоль рельсов является предпочтительным в тех случаях, когда производится сушка полов или других горизонтальных поверхностей, а вдоль винтов - когда сушат стены. Сочетание движений вдоль рельсов и винтов может быть подходящим при сушке больших поверхностей стен. Если производится сушка потолков или стен, могут быть использованы один или несколько винтов для подъема сушильного агрегата на заданный уровень и рельсы для направления его перемещения вбок, при этом рельсы могут опираться на регулируемые по высоте подмостки.

В соответствии с одним из воплощений изобретения каждый микроволновый агрегат имеет колеса или опирается на каретку, снабженную колесами. Такой агрегат или каретка соответственно передвигаются вдоль одного иди нескольких рельсов. Сила передвижения создается либо двигателем на каждом микроволновом агрегате или каретке, либо устройством для перемещения.

В соответствии с другим воплощением один иди несколько микроволновых агрегатов перемещаются подъемным стендом, например, типа вертикальной станины, в котором функцию подъема осуществляет винт, приводимый в движение двигателем, смонтированный в направляющей. Подъемный стенд может быть также снабжен колесами с двигателем, толкающим и передвигающим его вдоль одного или нескольких рельсов. Движением может управлять автоматическое устройство, упомянутое выше.

Движением, которое может быть шаговым иди непрерывным, управляет программируемое устройство. Удобными параметрами для контроля являются продолжительность, температура и достигнутые результаты сушки.

В предпочтительном воплощении изобретения перемещение производится путем использования колес, катящихся по двойным рельсам. Это создает более стабильное движение и высокую гибкость при приспособлении сушильного оборудования к различным требованиям. Возможно, используя весьма несложные устройства, приспособить сушильное оборудование для сушки потолков, так же как и для внутренних и наружных стен.

Перемещение может производиться непрерывно или шаговым способом. При сушке, совмещенной с очисткой после повреждений от воды, шаговое перемещение является предпочтительным. Затвердевший бетон относительно плохо воспринимает неравномерный нагрев, то же относится и к большинству других строительных материалов. Сушка при шаговом перемещении обеспечивает повышенную эффективность и лучший контроль результатов. Перемещение от одной площадки до другой может, например, контролироваться по времени, по температуре или по влажности выходящего воздуха. Выбор параметра контроля производится с учетом специальных требований каждого случая применения. В большинстве случаев используется контроль по времени.

Рельсы могут быть изготовлены из труб различных размеров, которые вставляются одна в другую. Можно осуществить это несложным способом, применяя принцип телескопа, что облегчает подгонку длины рельсов к различным размерам комнат. Рельсы легко монтировать и демонтировать. Материалом для рельсов может быть ПВХ того вида, который используется для электрических установок. Рельсы этого типа являются предпочтительными, поскольку они экономически доступны при тех размерах, которые позволяют вставить одну трубу в другую. Если позволяют обстоятельства и имеются в наличии трубы иди рельсы другого типа соответствующего качества, они, конечно, могут быть использованы.

Перемещение "шаговым движением" следует понимать в том смысле, что после начала движения агрегат остается на том же месте до тех пор, пока не будут достигнуты предопределенные время, температура или влажность отходящего воздуха. После этого агрегат перемещается вперед на предопределенное расстояние и остается в этом положении до тех пор, пока любой из этих параметров не достигнет предопределенной величины, а затем переместится вперед на следующее предопределенное расстояние. Шаговое движение продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто конечное положение. В этом положении движение останавливается выключателем, и агрегат будет продолжать стоять в течение упомянутого выше периода и затем окончательно выключается. Длина шага может быть равна длине одного агрегата или быть более короткой. Последнее предпочтительно, поскольку эффект сушки выше непосредственно под магнетроном и уменьшается при удалении от него. Таким образом, желательно, чтобы при этом происходило некоторое перекрытие.

Автоматическое регулирование уменьшает потребность в дистанционном управлении и делает возможным использование микроволновой технологии даже для больших площадей, например, при сушке залитых водой поверхностей после пожаров и санитарной обработке от плесени в так называемых "больных" домах. Для этой последней цели микроволны особенно подходят, поскольку они дают возможность уничтожать насекомых, их яички и личинки, клещей, их яички, микроорганизмы различных типов, виды плесени, включающие грибки, водоросли, споры и т. п., которые в противном случае остаются и создают новые центры коррозии.

Автоматизация облегчает выполнение требований безопасности более легким способом, чем описанный в заявке РСТ, упомянутой выше. Уже уменьшение потребности в дистанционном управлении обозначает уменьшение необходимости для персонала оставаться вблизи источника радиации и обеспечивает таким образом повышенную безопасность.

Более того, новая технология дает возможность дистанционного контроля и предварительной блокировки, которые обеспечивают выключение агрегата, как только кто-нибудь войдет в опасную зону. Безопасность может быть дополнительно повышена посредством комнатных экранов, для изготовления которых используются алюминированные пленки иди составы из алюминиевых пленок и бумаги или пластика типа тех, которые применяются для упаковки. Системы безопасности могут состоять из фотоэлементов, датчиков перемещения, датчиков инфракрасного излучения и т. п. , но могут применяться и болев удобные способы с "цилиндрическим сетчатым экраном" и несложным электрическим контактным выключателем. Наличие системы замыкания, которая обеспечивает возможность повторного запуска микроволновой сушилки после выключения только квалифицированными операторами, имеющими ключи, гарантирует уверенность в том, что непреднамеренное нарушение правил безопасности не сможет причинить вреда людям.

Это изобретение относится к усовершенствованному способу подвода энергии в форме микроволн к узлам зданий, ограниченным по крайней мере одной приблизительно плоской поверхностью, главным образом к полам, стенам, кирпичной кладке, наружным поверхностям и потолкам. Обработка может включать сушку, санитарную обработку от плесени, уничтожение насекомых и т.п. Способ заключается в том, что автоматически в соответствии с предварительно заданной программой над поверхностью, которая подлежит обработке, вдоль одного или нескольких рельсов иди вдоль одного иди нескольких винтов перемещается сушильный агрегат (1), который содержит по крайней мере один магнетрон (2) для генерирования микроволн.

Изобретение также относится к устройству, состоящему из одного или нескольких агрегатов (1), каждый из которых содержит по крайней мере один магнетрон (2) для генерирования микроволн, один узел двигателя (3), который может быть отделен от или объединен с агрегатом(ами) (1) для перемещения содержащих(его) магнетрон агрегатов и систему управления (4), которая может быть также отделена от или объединена с агрегатом(ами) (1) для программируемого контроля за перемещением.

Наиболее предпочтительное воплощение изобретения также включает предохранительный выключатель (5), конечный стопорный выключатель (6) и устройство, защищающее от перегрева (7). Устройство, защищающее от перегрева, удобно применять такого типа, которое выключает агрегат при слишком высокой температуре и автоматически снова включает его, когда температура понизится. Большое преимущество создает движение вдоль двойных направляющих рельсов (8), на концах которых в положениях "стоп" имеются поперечные балки (9), которые действуют на конечный стопорный выключатель (6). Конечный стопорный выключатель имеет поперечную балку, которая механически очищает поверхность между рельсами и останавливает агрегат в случае непредвиденных препятствий, таких как камни или высокие неровности, которые могут находиться на пути.

В особенно предпочтительном воплощении изобретения чувствительный элемент предохранительного выключателя (5) контактирует с рельсами иди с прямыми поверхностями и состоит из колеса, которое может иметь приблизительно тот же диаметр, что и приводные колеса. Это колесо расположено на конце рычага, который под действием пружины прижимает колесо к рельсу или другой плоской поверхности. Верхняя часть рычага действует на выключатель. Преимуществом этого устройства является высокая надежность, которая не связана с тем, работает ли сушилка на горизонтальной поверхности, перемещаясь взад и вперед, либо возле вертикальной поверхности. Для большей безопасности колесо защищено защитной пластиной, которая делает невозможным неумышленное надавливание на чувствительный элемент, например, для подъема. Более того, обычно используются два предохранительных выключателя, расположенных на каждой стороне микроволнового агрегата.

Если требуется, защита от проникновения микроволн через щель между кромкой кожуха магнетрона и опорой может быть усилена при помощи "юбки", которая может состоять из гибкого металлизированного материала, например, упомянутого ранее листового металлизированного материала или из металлических щетинок.

Программируемое управление очень целесообразно может быть осуществлено микрокомпьютером. Один микрокомпьютер может управлять несколькими агрегатами одновременно. В этом случае очень удобно использовать отдельные устройства управления, которые при помощи кабеля соединяются с различными сушильными агрегатами. Отдельные устройства управления облегчают обеспечение достаточных мер безопасности для операторов и остальных работающих вблизи объекта сушки.

Фиг. 1 - вид сбоку предпочтительного воплощения устройства в соответствии с изобретением. Передняя стенка, рельс и защитная плита предохранительного выключателя сделаны "прозрачными" для того, чтобы показать внутреннее устройство. Агрегат перемещается по рельсам и показан вблизи положения "стоп" у левого конца рельсов.

Фиг. 2 - вид спереди устройства по фиг. 1.

Фиг. 3 - вид сбоку ряда сушилок, которые перемещаются по рельсам, на которые опирается стенд на каретке с приводимым в движение двигателем автоматически управляемым винтом с направляющей. На фиг.4 - схематичное расположение элементов.

На этих рисунках ссылочный номер (1) обозначает микроволновый агрегат, (2) - магнетрон, (3) - узел двигателя, (4) - систему управления, (5) - предохранительный выключатель, который приводится в действие, если чувствительные элементы колес (23) не находятся в контакте с направляющим рельсом (8) или другой плотной поверхностью, (6) - конечный стопорный выключатель, (7) - устройство для защиты от перегрева, (9) - это поперечная балка, которая останавливает сушильный агрегат в конечном положении, (13) обозначает вентилятор и (16) - устройство для забора воздуха, которое снабжено фильтром и закрыто сеткой как экраном для защиты от микроволн. Ссылочный номер (18) обозначает перфорированный экран, который дает возможность прохода воздуха, но препятствует эмиссии микроволновой радиации.

Ссылочный номер (19) обозначает подъемный стенд, (20) - винт и направляющую, (21) - двигатель и устройство управления, которые расположены внутри кожуха под нижним концом винта. (22) - это поднимающаяся рама, которая может быть приспособлена в качестве опоры для агрегатов, перемещаемых в положении "на боку" (как показано), прямо или "вверх дном". В составе оборудования имеются (не показанные) детали двигателя, систем управления и безопасности, соответствующие тем, которые показаны на фиг. 1 и 2.

Перфорированный экран может простираться вниз до нижней кромки пластины кожуха для того, чтобы значительно улучшить защиту от проникновения микроволн. Отверстие для выхода воздуха размещено вблизи поверхности, которая подлежит сушке, для предотвращения образования слоя застойного насыщенного влагой воздуха вблизи этой поверхности.

Когда оборудование используется на поверхностях, которые недостаточно хорошо вентилированы, содержание влаги в отходящем воздухе может быть таким высоким, что является причиной конденсации на окружающих поверхностях. В подобных случаях вентиляция должна быть улучшена путем добавки вентиляторов для отходящего вентиляционного воздуха. Обычно хорошая циркуляция воздуха, исключающая работу агрегата на рециркулирующем влажном воздухе, является предпосылкой получения хорошего результата. Низкие температуры в помещениях, где используется оборудование, улучшают результаты сушки.

Эта новая технология создает очень большие преимущества. Продолжительность сушки уменьшается до нескольких дней, что следует сопоставить с упомянутыми выше сроками от 6 до 8 недель. Необходимая продолжительность может быть рассчитана предварительно с высокой точностью и проектное планирование упрощается. Благодаря автоматизации потребность в ручном труде заметно снижается. Затраты энергии по сравнению с широко распространенными в настоящее время способами значительно уменьшаются, потому что энергия сушки может быть приложена избирательно к тем поверхностям, которые подлежат сушке. Потери энергии, связанные с нагревом больших объемов помещений и сушкой и нагревом сушильного воздуха, исключаются.

Вода испаряется внутри материала. Облегчение миграции водяного пара по сравнению с водой в жидком виде дает значительные преимущества. Поры в строительном материале удерживают воду под действием капиллярной силы. В случае испаренной воды эта сила меньше. Тем самым преодолеваются препятствия процессу сушки. И, как последнее по порядку, но не по значению, избирательность облегчает обнаружение и локализацию путей протечек внутри материала.

Уже уменьшение затрат энергии обозначает существенный экологический прогресс. К этому нужно добавить, что путем микроволновой обработки, как упомянуто выше, могут быть уничтожены насекомые, их яички, личинки, клещи и их яички, микроорганизмы различных видов, труха, содержащая грибок, плесень, водоросли и споры. Это является особенно ценным при санитарной обработке "больных" домов и сушке после повреждений от воды, особенно там, где зараженная вода проникла в материал. С точки зрения экологии огромным прогрессом является то, что санитарная обработка этого типа осуществляется без использования ядовитых и вредных для окружающей среды химикатов.

Эта новая технология легко приспосабливается к сушке и обработке не только полов и наклонных поверхностей. Она может с помощью очень несложных устройств быть приспособлена для сушки потолков и стен. При сушке потолков сушильный агрегат может быть повернут "вверх дном" и расположен на рельсах, которые в этом случае занимают положение диаметрально противоположное тому, которое показано на фиг. 1 и 2. Рельсы опираются на подмостки, которые могут регулироваться по высоте.

Те же рельсы могут быть использованы для сушки стен. Микроволновый агрегат расположен в положении "на боку" на установленной на рельсах тележке таким образом, что самое нижнее из приводных колес (14) спарено с колесом тележки, которое опирается на рельсы и движет вперед тележку.

В качестве альтернативы микроволновый агрегат может опираться на два горизонтальных рельса, причем верхний рельс расположен на расстоянии, приблизительно равном одному диаметру колеса, от стены 24 и снаружи (относительно стены) от верхнего колеса микроволнового агрегата. Нижний рельс контактирует со стеной и служит опорой для нижних колес микроволнового агрегата. При этом способе обычно используются три колеса, причем одно из них является приводным колесом. Для того, чтобы уменьшить, если потребуется, нагрузку на верхний рельс, могут быть использованы опорные устройства различных типов, например, ходовые колеса, опорные ролики и т.п.

Другим вариантом, очень подходящим для потолков, так же как и для стен, является установка одного или нескольких микроволновых агрегатов на полку, опирающуюся на стенд, высота которого регулируется. При сушке стен регулирование высоты может осуществляться автоматически. Одним из способов этого осуществления является использование приводимого двигателем и расположенного внутри направляющей винта такого типа, который используется в лифтах, лифтовых тележках и т.п. Перемещение винта управляется той же системой автоматики, которая используется для управления другими агрегатами. Если один из агрегатов прикоснется стороной к конечному стопорному выключателю, который обращен кверху, его сигнал может быть использован для остановки оборудования, когда оно достигнет потолка.

Стенд может быть снабжен приводимыми от двигателя колесами. Для лучшей устойчивости и облегчения управления и контроля колеса должны опираться на рельсы. В этой конструкции конечный стопорный выключатель, упомянутый в предыдущем абзаце, может быть использован для подачи сигнала на устройство управления, которое после остановки, требуемой для окончания сушки в самом высоком положении, реверсирует движение винта и опускает агрегаты на самый низкий уровень, где двигатель, перемещающий вперед колеса, которые опираются на рельсы, может передвинуть стенд, опирающийся на колеса, в новое положение для того, чтобы вновь начать поднимающее движение винта. Микроволновый агрегат, который находится впереди по направлению горизонтального перемещения стенда, должен иметь на передней стенке конечный стопорный выключатель, который останавливает работу агрегата на то время, пока ожидается команда оператора, когда опирающийся на колеса стенд достигнет стены. Альтернативно, эта функция может быть осуществлена самим стендом.

Помимо сушки и санитарной обработки от плесени устройство в соответствии с изобретением подходит для большого числа различных применений, в которых должно быть осуществлено проникновение энергии через поверхность. К некоторым примерам относится оттаивание льда, забившего пластмассовые трубы, особенно если они расположены внутри бетонных конструкций, удаление краски, изоляции, уплотнений и т.п. с различных поверхностей, включая оконные стекла, уничтожение жучков-долгоносиков и других насекомых, поедающих древесину, клещей, поедающих древесину муравьев и термитов, санитарная обработка от домашних грибков и других грибков, вызывающих гниение, и спор. Большим преимуществом санитарной обработки в соответствии с предложенным способом является то, что она осуществляется без удаления поврежденного лесоматериала, что всегда обозначает потерю значительного его количества. Кроме того, проблемам замены лесоматериала сопутствует ненужное уменьшение прочности опоры.

Другим примером целесообразного использования площадей для этой новой технологии является сушка наружных стен как подготовка к обработке силиконом или применению других типов защиты от влаги. Она может также с успехом применяться для сушки фундаментов подвалов и стен после повреждения от наводнений. Способ не требует просверливания отверстий и значительно отличается в этом отношении от технологии, которая предложена в патентной заявке Швеции 8500617-9. Несмотря на это, получены превосходные результаты, особенно если сушка производится в такие отрезки времени, которые соответствуют средней величине периода диффузии влаги. Если требуется дальнейшее повышение мощности разрушения капилляров, это может быть выполнено при просверливании существенно меньших отверстий, чем в соответствии с упомянутой более старой технологией.

Микроволновая технология также очень удобна для сушки влаги из балок с заполнителями и других многослойных конструкций. В этих случаях проделывают отверстия в верхнем плотном слое вдоль двух противоположных сторон и воздух, как можно более сухой и холодный, подают с одной стороны и отсасывают наружу иди выпускают в виде тонкой струйки с другой стороны. Микроволновый агрегат передвигается над верхней поверхностью, как описано выше. Аналогичная технология может быть с успехом использована в случае стен, заполненных изоляционным материалом. Новая технология приводит к радикальному сокращению продолжительности сушки и зачастую исключает потребность в производстве разборки для того, чтобы достичь влажных участков.

Новое применение микроволновой технологии по сравнению с более старой техникой сушки конструкций и стен с заполнителями требует меньших затрат энергии и происходит более быстро с более надежным конечным результатом. Более старая техника делает сушку древесины внутри балок очень проблематичной. Это особенно справедливо для древесины, которая находится внутри конструкций из бетона и из легкого бетона. В результате применения новой техники сушка может наиболее часто производиться без разборки существующих конструкций.

Интересный способ представляет собой использование техники в соответствии с изобретением вместе со щитом из пластмассы с маленькими выступами, которые образуют тонкий слой воздуха между опорой и щитом. Примером такого щита является щит, изготовляемый с торговой маркой "ПЛАТОН". Такие щиты обычно используются при монтаже деревянных полов или, например, бетонных полов, опирающихся на плиту фундамента. Путем продувания охлажденного и высушенного воздуха, проходящего под щитом, и подогрева бетонной опоры при помощи микроволн, проходящих через щит, достигается весьма эффективная сушка пола. Вторичным эффектом является обеспечение нагрева пола, что дает возможность постоянного использования техники вплоть до окончания работы.

Если оборудование может быть использовано при разлившейся воде, его можно применять на открытом воздухе для сушки повреждений, причиненных водой, закрытых иди открытых, на фасадах и стенах из кирпичей иди легкого бетона для того, чтобы предотвратить разрыв при замерзании, а также в качестве подготовки для обработки силиконовым раствором или другими средствами защиты от влаги для предотвращения новых повреждений от воды.

Интересным способом применения является сушка полов, изолированных листом из многослойного пластика в ванных комнатах и аналогичных помещениях, если влага проникла под покрытие. При сушке с верхней стороны, также как и с нижней, повреждение можно отремонтировать, не снимая покрывающих слоев. Преимуществом при сушке снизу, т.е. через потолок расположенной ниже ванной комнаты, является то, что влагостойкая краска отваливается сама. Зачастую при этом исключается трудный процесс, который обычно требуется для удаления краски.

Реферат

Изобретение может быть использовано при строительных и ремонтных работах, таких как балочные рамы, полы, потолки, наружные поверхности стен. При этом может быть использовано сочетание одного или нескольких агрегатов (1), каждых из которых содержит по крайней мере один магнетрон (2), генерирующий микроволны, вместе с одним или несколькими узлом(ами) двигателя(ей) (3) для перемещения агрегата(ов), содержащего(их) магнетрон, и автоматизированную систему управления (4). Изобретение упрощает обслуживание сушильного оборудования и создает возможность его работы в дневное и ночное время. 2 с. и 9 з.п.ф-лы, 4 ил.

Формула