Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:патенты / Сборник патентов_10768
.pdf
зависящее от времени или точки, в которую рабочее пространство насосной камеры открывается 125 в канал
обратного потока плунжера до момента освобождения.
На рисунке 7 показана головка плунжера 1, снабженная каналом 7, сообщающимся в своей нижней части 130
421,818 с кольцевым углублением 8, образованным в поверхностных стенках плунжера. Это углубление 8
взаимодействует с каналом 4" в цилиндре 2, когда плунжер находится в нижней части своего хода,
обеспечивая выпуск или подачу топлива в насосную камеру, в то время как всасывающий канал 4 открыт
головкой плунжера. Прорезь 3, образованная во внутренней поверхности стенки цилиндра канала ствола
насоса, выступает сверху и образует наклонную или косую регулировочную кромку, выполненную под тем же
углом, что и управляющая линия плунжера канала возвратного потока (для обеспечения бокового зацепления
с целью быстрого освобождения при контакте, в то время как два выпускных канала 6 и 55' в цилиндре 2
взаимодействуют с нижней частью канала возвратного потока плунжера 6. Расположение или взаимодействие
управляющего края плунжера 6' с пазом 3 и выпускными каналами 5 и 5A в цилиндре насоса таково, что
выпускные каналы 5 и 5A открываются или обнажаются нижним концом управляющего края плунжера 65 до
того, как верхний конец управляющего выступа плунжера 6" начнет взаимодействовать с наклонным
углублением 3.
Выпускные каналы 5 и 5А в цилиндре насоса могут располагаться сбоку от оси последнего или быть смещены
относительно нее, а также могут быть специально предназначены для облегчения откачки путем создания
постоянного вращательного движения топлива, поступающего в возвратное пространство насоса. Кроме того,
каналы 5 и 5А могут располагаться под тем же углом, что и углубление 8 в цилиндре насоса, и быть смещены
относительно оси последнего.
На рисунке S показан цилиндр 2, образованный углублением 3 на внутренней цилиндрической поверхности
стенки цилиндрического отверстия насоса, выступающим из его верхней части и обеспечивающим наклонную
управляющую кромку для взаимодействия с восходящей канавкой (y) канала возврата потока плунжера 6, в то
время как дополнительная управляющая кромка G' канала возврата потока плунжера 6 взаимодействует со
сквозными выпускными каналами 5 и 5" в цилиндре 2, при этом расположение или взаимодействие
управляющей кромки плунжера f' с углублением 3 и взаимодействие управляющей кромки плунжера 6Y с
выпускными каналами 6 и 5" может осуществляться в любом порядке или желаемом временном соотношении
в зависимости от наклона углубления 3 в цилиндре и наклона управляющей кромки плунжера 6W.
Канавка 6Y плунжера может быть выполнена наклонно вокруг поверхности стенки плунжера таким образом,
что его контактный конец в точке соприкосновения будет иметь наклон, соответствующий краю углубления 3 в
цилиндре, также в случае параллельной канавки (6Y) конец может иметь наклон, соответствующий краю
углубления 3. Выпускные каналы 5 и 5"' могут быть расположены и сформированы, как описано и показано на
рисунке 7. Два всасывающих канала 4 и 4x открываются головкой плунжера в его самом нижнем положении, а
канал 7, образованный в головке плунжера, сообщается 75 с кольцевым углублением 8, образованным на
рабочей поверхности плунжера и расположенным таким образом, чтобы находиться в постоянном сообщении
с внутренней камерой давления, обеспечивая герметичность между цилиндром насоса и плунжером.
На рисунке 9 чертежа показан цилиндр насоса 2, снабженный двумя противоположными наклонными или
косыми пазами или канавками 3 и 3a, образованными в верхней части цилиндрической поверхности стенки
отверстия цилиндра насоса и простирающимися от его верхней части таким образом, чтобы обеспечить две
нижние наклонные управляющие кромки, которые взаимодействуют соответственно с верхними частями
косых управляющих кромок 6x и 6y каналов возвратного потока 6 и 6a поршня 1, в то время как нижние части
управляющих кромок 6W и 6Y взаимодействуют с выпускными каналами 5 и 5a. в 95-м цилиндре 2.
Конструкция соединения или сопряжение управляющих кромок плунжера 6' и 6' с двумя наклонными
канавками 3 и 3' и выпускными каналами 5 и 5' в цилиндре насоса такова, что либо последние каналы, либо
выпускные канавки 3 и 3' открыты или соединены с каналами возвратного потока (6 и 5') в любом порядке.
или (зависимость времени от наклона плунжера, контролирующая 105 кромок (6 и ("Y. Показаны два
всасывающих канала 4 и 4x, открытые в головке плунжера, и канал 7, образованный в головке плунжера,
сообщается с канавкой или углублением 8, образованным в поверхностных стенках плунжера. Это углубление
взаимодействует с выпускным каналом 5= в цилиндре насоса для контроля времени или точки начала
впрыска. Вместо использования дублирующего управления как в цилиндре поршня, так и в плунжере,
разумеется, следует понимать, что в верхнем конце цилиндра может быть предусмотрена одна наклонная
канавка, которая будет работать совместно или в сочетании с одной наклонной режущей кромкой на
плунжере.
Выпускной канал 5W в цилиндре насоса может также служить всасывающим каналом, если это необходимо, а
корпус насоса, в который установлен цилиндр, может быть перекрыт или иметь отдельные камеры или отсеки,
один из которых расположен на стороне всасывания, а другой — на выпускной стороне, так что эти стороны
будут оставаться разделенными, но находящимися на значительном расстоянии друг от друга, так что
топливо со стороны выпуска будет возвращаться на сторону всасывания в установленный срок.
Разумеется, следует понимать, что могут быть внесены различные модификации, такие как, например,
изменение формы и расположения различных каналов или взаимодействующих управляющих кромок, без
отступления от сущности или характера изобретения применительно к топливным насосам высокого давления
открытого плунжерного типа, указанным в данном документе.
Проходы или отверстия на рисунках показаны расположенными под разными углами исключительно для
удобства иллюстрации, при этом следует понимать, что их можно расположить под любым удобным углом.
Подробно описав и определив природу моего изобретения и способ его осуществления, я заявляю, что то, на
что я претендую, это: 1. Указаны топливные насосы высокого давления для масла или других жидких топлив с
поршневым механизмом постоянного хода, в которых поршень имеет открытый конец, в отличие от глухого, и
которые характеризуются тем, что открытый поршень и прилегающая стенка корпуса насоса
взаимодействуют, обеспечивая герметизацию канала обратного потока поршня, что позволяет
контролировать как рабочую, так и обратную стороны насоса.
2.
Впрыск масла или другого жидкого топлива согласно п. 1, в котором канал возвратного потока 35 в плунжере
взаимодействует с предохранительными и выпускными отверстиями в корпусе насоса либо одновременно,
либо последовательно, либо последовательно с обоих концов.
3.
Насосы впрыска масла или другого жидкого топлива 40 по п. 2, в которых канал обратного потока в плунжере
имеет одну или несколько наклонных управляющих кромок, предназначенных для взаимодействия с
отверстиями в корпусе насоса в соответствии с относительной угловой регулировкой плунжера и корпуса и в
пределах указанной кромки или кромок для изменения точки сброса или выпуска.
4.
Насосы для впрыска масла или другого жидкого топлива в соответствии с любым из 50 предыдущих пунктов
формулы изобретения, сконструированные, расположенные и приспособленные для работы в основном так,
как показано на любом из прилагаемых чертежей.
Дата: 28 мая 1934 года.
Ричард Олдхэм, через компанию John E. Walsh & Co., 7, East Parade, Leeds, 1, и в Галифаксе, агенты
заявителя.
Лимингтон-Спа: Напечатано для Канцелярии Его Величества типографией Courier Press. - 1935 год.
=== НАЧАЛО ФАЙЛА: patent_421819.txt ===
ССЫЛКА: https://translationportal.epo.org/emtp/translate/?ACTION=description-retrieval&COUNTRY=GB&ENGINE=
google&FORMAT=docdb&KIND=A&LOCALE=sq_AL&NUMBER=421819&SRCLANG=EN&OPS=ops.epo.org/3.2&T
RGLANG=ru
========================================
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ GB421819A
[]
РЕЗЕРВНЫЙ ЭКЗЕМПЛЯР
ПАТЕНТНАЯ СЕРТИФИКАЦИЯ...
Даты проведения Конвенции (США) Соответствующие заявки Z в Соединенном Королевстве 20 июля 1932 г.:
№ 17867/33 Ноябрь. 23, 1932: № 17868/33 - Дата: 22 июня 1933 г.
Ноябрь. 23, 1932: № 17869/33 j (Осталась одна полная спецификация в соответствии с разделом 91 (2)
патентов и
Законы о промышленных образцах (1907–1932 гг.).
Технические условия приняты: декабрь. 24, 1934.
ПОЛНАЯ СПЕЦИФИКАЦИЯ
Производство цементных материалов. Мы, компания CEMENT PROCESS CORPOIATION, зарегистрированная
в соответствии с законодательством штата Делавэр, одного из штатов США, по адресу: 19, Dover Green,
Dover, Delaware, United States of America (правопреемники ALTON J. BLANK, Пуэбла, Мексика, гражданина
Соединенных Штатов Америки), настоящим заявляем о характере данного изобретения и способе его
осуществления, которые будут подробно описаны и установлены в следующем заявлении: — Данное
изобретение относится к производству цементных материалов, и в частности к новому процессу,
позволяющему производить такие материалы с относительно низкими затратами по сравнению с
существующими процессами, а также с требуемой прочностью и другими физическими свойствами для
удовлетворения широкого спектра промышленных применений. Изобретение также включает в себя новые
цементные изделия, которые могут быть получены с помощью данного процесса.
Ранее широко используемые процессы для приготовления гидравлических цементов таких типов, как
портландцемент и суперцемент, включали в качестве важного этапа обжиг до начала плавления плотной и
правильно подобранной по пропорциям смеси известковых и глинистых материалов. Данная операция
предполагает значительные первоначальные затраты на печи и сопутствующее оборудование, а также
относительно высокие постоянные расходы на ремонт и техническое обслуживание используемого
оборудования. Кроме того, существуют значительные эксплуатационные расходы на топливо и
электроэнергию. Продукт кальцинирования необходимо повторно измельчить, что еще больше увеличивает
себестоимость производства.
Вышеупомянутая термическая обработка считается необходимой для достижения таких химических
соединений между известью и кремнеземными и алюминиевыми компонентами глинистого материала,
которые обеспечат продукту желаемые свойства гидратации, прочности и схватывания для гидравлического
цемента любого из вышеупомянутых типов. [Цена 1/-]
В спецификации № 385698 (как открыто для
(Для ознакомления с информацией) описан процесс производства строительного раствора, который
заключается в обработке молотого песка, кварцита или другого мелкоизмельченного кремнеземистого
материала негашеной известью и по меньшей мере таким количеством воды, которое необходимо для
гашения указанной извести, причем вода добавляется либо в жидком виде, либо в виде пара при высокой
температуре, а в некоторых случаях и при высоком давлении. В примерах указано, что обработка может
проводиться в смесительном барабане и что процесс гашения занимает от 40 до 50 минут.
В спецификации № 361901 описан способ производства цемента, который заключается в раздельном нагреве
извести 70 примерно до 900-1200 °C и глины примерно до 600-900 °C, смешивании нагретой извести и
нагретой глины, измельчении смеси до подходящей тонкости и введении в смесь при перемешивании
фиксированного количества воды или 75%-ного пара для химической активации кремнезема, позволяющей
ему химически соединяться с известью. Указано, что глину и известь можно заменить другими 80 минералами.
Процесс, описанный в настоящем изобретении, по производству цементного продукта, обладающего
прочностными свойствами и другими желаемыми физическими характеристиками, регулируемыми как 85
желаемые в диапазоне, включающем, с одной стороны, суперцементы, а с другой — цементы для кладки и
штукатурки, включает смешивание, а при необходимости и измельчение, негашеной извести, гашеной извести
90 или воздушно-гашеной извести с материалом в мелкодисперсной форме, выбранным из группы, состоящей
из кремнеземных песков, кремнистых земель и глин, а также других глинистых и глинисто-известковых
материалов, которые, как известно, подходят в качестве сырья для производства кремнеземных и
глиноземистых компонентов портландцемента, и в которых доля кремнеземистых компонентов велика по
сравнению с долей глиноземистых компонентов, причем указанное смешивание или смешивание и
измельчение осуществляется в присутствии количества воды, достаточного для обеспечения гидратации
любой присутствующей негашеной извести, а также достаточного для Необходимо обеспечить наличие
свободной влаги в смеси на протяжении всего процесса смешивания или смешивания и измельчения, а также
поддерживать при этом контролируемую повышенную температуру (т. е. от 1000°C до 400°C), достаточную
для протекания взаимных реакций между известью и кремнеземными компонентами смеси, и при этом
постоянно обеспечивать наличие ограниченного количества свободной влаги в реакционной зоне, продолжая
смешивание или смешивание и измельчение в течение значительного периода времени при указанных выше
температурных условиях до получения продукта, обладающего гидравлическими свойствами.
В зависимости от продолжительности обработки, температуры, а также видов и пропорций используемых
известковых, кремнистых или глинистых материалов, полученный продукт может, с одной стороны, иметь
сходный состав, а с другой — обладать физическими свойствами, равными свойствам высококачественного
портландцемента. Фактически, показатели прочности, полученные в ходе испытаний через 6 месяцев и в
последующие периоды, будут превышать показатели лучших марок портландцемента. С другой стороны,
могут производиться изделия, обладающие свойствами, которые делают их особенно подходящими для
использования в качестве цементов для кладки, штукатурки и облицовочных материалов.
Кроме того, было установлено, что добавление различных количеств портландцемента или
портландцементного клинкера, а также измельчение или смешивание их с известковыми, кремнеземными или
глинистыми материалами вышеупомянутых типов в контролируемых условиях низкой температуры и
влажности приводит к заметному улучшению прочностных свойств и других желаемых физических
характеристик производимых цементных изделий. Путем внесения соответствующих добавок
портландцемента или портландцементного клинкера можно производить продукцию, обладающую
физическими свойствами, равными, а в некоторых случаях даже превосходящими свойства так называемых
суперцементов и других высококачественных гидравлических цементов, доступных в настоящее время.
Небольшие добавки значительно улучшают свойства продуктов, предназначенных для использования в
качестве цементов для кладки, штукатурки и отделочных материалов, а также цементов, изготовленных по
технологии и предназначенных для использования в целях, для которых ранее применялся портландцемент.
Было также установлено, что добавление определенных так называемых каталитических и ускоряющих
агентов на соответствующем этапе процесса приводит к дальнейшему заметному улучшению свойств
готового продукта.
В частности, установлено, что при использовании правильно подобранных известковых и кремнеземных или
глинистых материалов указанных выше типов, а также при соответствующем регулировании температурных и
влажностных условий на стадии реакции, кремнеземный компонент и оксид алюминия, если он присутствует в
кремнеземном или глинистом материале, могут быть частично или полностью соединены с известковым
компонентом, образуя в результате продукт с контролируемыми физическими и химическими свойствами.
Реакция извести с кремнеземистыми и алюминиевыми компонентами, по-видимому, происходит, когда
известь, если она введена в виде негашеной извести, доводится до гидратированного состояния и
сопровождается выделением воды. Когда условия контролируются таким образом, чтобы практически
полностью прореагировать кремнеземные и алюминиевые компоненты с известью, полученный продукт
обычно будет содержать лишь крайне малую долю свободной воды, обычно менее 1%, и лишь
незначительную долю связанной воды, первоначально присутствовавшей в используемом кремнеземном или
глинистом материале и в известковом материале, если этот материал вводится в виде гидрата извести.
Присутствие свободной воды на стадии реакции, как в чистом виде, так и в форме пара, по-видимому, имеет
важное значение для достижения желаемых соединений между известью, кремнеземом и оксидом алюминия.
С другой стороны, для получения удовлетворительного продукта не обязательно доводить реакции до точки,
где большая часть первоначально присутствовавшей связанной воды будет удалена. 110 Было установлено,
что в присутствии ограниченного количества воды, водяного пара или пара известь, независимо от того,
вводится ли она в виде негашеной извести или гидрата, может вступать в реакцию с кремнеземными
компонентами кремнеземистого материала или с кремнеземными и алюминиевыми компонентами глинистого
материала в относительно широком диапазоне температур. Реакция при температурах ниже точки кипения
воды (120 °C) протекает относительно медленно и не полностью, но ее можно в некоторой степени ускорить,
прибегнув к очень тонкому измельчению и интенсивному перемешиванию материалов во время обработки.
При более высоких температурах 125 реакции протекают быстрее, и при температурах от примерно 10 °C и
выше желаемые комбинации могут быть получены за относительно более короткое время, чем при
использовании более низких температур421,819. Как правило, чтобы гарантировать, что вода, которая может
изначально присутствовать в используемых материалах в связанном или свободном виде или добавляться в
процессе работы, не будет удаляться слишком быстро, чтобы стать неэффективной в содействии желаемым
реакциям, рабочие температуры не следует повышать, скажем, выше 400 °C.
Указанные выше значения температуры следует понимать как температуру существующего продукта,
измеренную на выходе из трубчатой мельницы или другого измельчительного или смесительного
оборудования, используемого для осуществления желаемых реакций. Температура в зоне реакции будет
несколько выше.
Хотя можно использовать любые кремнеземистые или глинистые материалы, обычно применяемые в
производстве цемента, было установлено, что особенно благоприятные результаты достигаются с
материалами, которые в своем естественном состоянии или после небольшого измельчения измельчаются до
мелкой фракции.
Материалы, обладающие этим физическим свойством, — это триполи и диатомитовая земля. Эти материалы
легко измельчаются до тонкости помола не менее 90% через сито с размером ячейки 200 меш. Когда
используются другие кремнистые материалы, такие как, например, песок или материалы глинистой природы,
их следует измельчать, предварительно или в процессе производства, более мелко, чем это обычно делается
при производстве портландцемента высокотемпературным методом.
Нам известно, что ранее предлагалось осуществлять химическое соединение извести и оксида алюминия
путем гашения негашеной извести в присутствии некоторых высокоглиноземистых глин. Однако в рамках
этого предшествующего уровня техники
4!5 Это было сделано для того, чтобы избежать использования материалов, содержащих большое количество
кремнезема. Напротив, в этом процессе для получения объекта необходимо осуществить соединения между
известью и кремнеземными компонентами кремнеземной глины или другого используемого кремнеземного
материала, в котором доля кремнеземных составляющих велика по сравнению с долей алюминиевых
составляющих, в результате чего получается продукт, обладающий характеристиками схватывания 5,5 и
прочности материалов, содержащих силикаты кальция.
Наш опыт подтверждает распространенное в данной области мнение о том, что оксид алюминия
относительно легко реагирует с известью, образуя быстротвердеющие соединения, тогда как диоксид
кремния относительно инертен, но при взаимодействии с известью образует соединения, которые после
схватывания обладают высокой прочностью.
Наши исследования показывают, что кремнезем, присутствующий в природных глинах или кремнеземистых
материалах, либо не реагирует с известью при смешивании с ней при обычных комнатных температурах, либо
реагирует настолько медленно, что попытки получить соединения с удовлетворительными свойствами
схватывания и прочностью путем простого смешивания материалов при обычных температурах становятся
нецелесообразными. Лишь после продолжительных исследований было обнаружено, что кремнезем в
достаточной степени реагирует с известью 75 при тесном контакте с ней при умеренно повышенных
температурах, при условии, что такой контакт осуществляется в присутствии влаги и при соответствующих
условиях смешивания и разделения соответствующих компонентов. Нам также известно о том, что было
предложено повысить реакционную способность кремнезема по отношению к извести путем предварительной
обработки кремнеземистых материалов прокаливанием. Однако, в результате тщательного исследования мы
установили, что даже при такой предварительной кальцинации кремнезем не реагирует с известью при низких
температурах достаточно быстро или в такой степени, чтобы получить продукт, обладающий свойствами
схватывания и прочностью, характерными для цементов, содержащих силикаты кальция, и что даже при
умеренно повышенных температурах, скажем, порядка 100–4000 °C, практический результат невозможен,
если материалы не измельчены должным образом, предварительно или в процессе работы, и не обеспечено
достаточное количество воды для поддержания влажности в зоне реакции на протяжении всей работы.
Практическое применение изобретения будет проиллюстрировано следующими примерами: 105 Негашеная
известь и диатомитовая земля в весовых пропорциях две части извести к одной части диатомитовой земли,
рассчитанных на сухом веществе, были введены в трубчатую мельницу и подвергнуты измельчению 110 и
перемешиванию в соответствии с обычной практикой измельчения. Диатомитовая земля содержала около
40% свободной воды от своего сухого веса. Было добавлено достаточное количество дополнительной воды,
чтобы обеспечить полное увлажнение извести и гарантировать непрерывное измельчение в присутствии
влаги, но при этом избежать образования влажных условий измельчения. Температура подаваемых
материалов составляла приблизительно 220 °C. Рабочие условия контролировались таким образом, что
температура продукта на выходе из мельницы составляла приблизительно 1500 °C. Этот контроль
осуществлялся путем регулирования скорости подачи материалов. В трубчатой мельнице к материалам
добавляли различное количество портландцемента, после чего отбирали и тестировали образцы полученного
продукта ob421,819.
Также были получены и протестированы образцы продукции, не содержащие портландцемента. Ниже
приведены значения прочности на растяжение и времени схватывания различных продуктов, а также 5
сравнительных показателей в процентах с репрезентативным составом высококачественного
портландцемента:
Значения прочности на растяжение в фунтах на квадратный дюйм (песок 1:3) 24 ч. 3 дня. 7 дней. 28 дней.
235 326 61 341 376 108 406 449 261 Предел прочности на растяжение образцов, измеренный в процентах от
соответствующих значений для портландцемента.
462 527 475 337 116.2 62.7 35.7 Время схватывания (часы и минуты) Начальное Конечное 2:00 0:15 3:10 6:20
4:20 1:00 7:30 16:20 Из вышеизложенного видно, что продукт, содержащий 42,6% портландцемента,
демонстрирует значения прочности примерно на 16% выше, чем у типичного высококачественного
портландцемента, и, следовательно, сопоставимы с суперцементом. В случаях, когда требуется еще более
высокая ранняя прочность, рекомендуется добавлять еще больше портландцемента, до 50%, а при
необходимости и больше.
Продукт, не содержащий добавок портландцемента, обладал физическими свойствами и другими
характеристиками, позволяющими использовать его как в качестве цемента для кладки, так и в качестве
высококачественного штукатурного цемента.
При добавлении портландцемента в количестве от 5 до 10% можно получить высококачественный кладочный
цемент.
В другом эксперименте использовалась негашеная известь и триполи в весовых пропорциях две части
извести к одной части триполи % от массы портландцемента в образце.
91.4 72.6 64.6 50.0 36.1 Значения предела прочности на растяжение в фунтах на квадратный дюйм (песок 1:3)
24 часа 3 дня 7 дней 28 дней
235 256 291 197 174 127 341 390 445 345 246 158 406 487 467 424 302 220 462 520 559 Результаты этих
испытаний показывают, что при практическом применении данного варианта изобретения и с использованием
указанного кремнеземистого материала можно получать очень удовлетворительные цементы для кладки и
штукатурки, добавляя от 10 до 20% портландцемента в процессе производства; что при добавлении
портландцемента, скажем, 65%, можно получить продукт, обладающий ранней прочностью и другими
желаемыми свойствами, равными свойствам высококачественного портландцемента; и что когда добавка
портландцемента смешивалась с водой в гидраторе, состоящем из длинного шнекового конвейера, к которому
материалы и вода добавлялись с одного конца, и из которого смесь гашеной извести и триполи
непосредственно подавалась в трубчатую мельницу при нагревании в результате реакций гидратации. В
гидратор было добавлено достаточное количество воды, чтобы обеспечить наличие влаги в материалах,
поступающих в трубную мельницу.
Рабочие условия в трубчатой мельнице контролировались аналогично предыдущему примеру, а различное
количество портландцемента смешивалось с материалами в трубчатой мельнице, после чего отбирались
образцы полученных продуктов и проводились их испытания. Мы приводим значения прочности на
растяжение и времени схватывания различных продуктов, а также процентное сравнение этих показателей с
высококачественным портландцементом:
Прочность на растяжение образцов, рассчитанная в процентах от времени схватывания соответствующего
цемента (в часах и минутах для портландцемента). Начальное значение Конечное значение 114,4 122,5 98,4
73,5 51,4 2:00 1:50 1:50 2:20 1:50 2:20 4:20 5:20 4:50 5:45 5:00 6:50 составляет от 70 до 90% конечного
продукта, такой продукт будет обладать характеристиками суперцемента.
Вместо того чтобы смешивать кремнезем с известью перед этапом гидратации, как в предыдущем примере,
мы можем гидратировать известь отдельно, а затем добавить кремнезем к гидратированной извести в
трубчатой мельнице. Проведенные испытания с диатомитовой землей и триполи показывают, что результаты,
получаемые при таком способе работы, достигаются как с добавлением, так и без добавления %
портландцемента в образец.
42.6 7.1 0.0 421,819 Различные количества портландцемента обеспечивают такой же, а в некоторых случаях и
лучший результат, чем тот, который был достигнут до сих пор при применении изобретения описанными выше
способами. Когда гидратация проводится отдельно от окончательного смешивания и измельчения в
трубчатой мельнице, предпочтительно подавать гидратированный материал непосредственно в трубчатую
мельницу, не допуская его охлаждения, тем самым сохраняя теплоту гидратации и способствуя поддержанию
оптимальных температурных условий для протекания желаемых реакций на стадии измельчения и
смешивания в трубчатой мельнице. Аналогичные изменения могут быть внесены при использовании любого
из упомянутых выше глинистых материалов.
В другом эксперименте гашеная известь, триполи и вода смешивались в шнековом конвейере-гидраторе, а
затем обрабатывались в трубной мельнице. Для обеспечения влажности на протяжении всего процесса
измельчения в трубчатой мельнице было добавлено достаточное количество воды, но недостаточное
количество воды для создания условий влажного измельчения. Температура в трубчатой мельнице
контролировалась таким образом, чтобы обеспечить температуру возбуждаемого материала приблизительно
1500 °C. Известь, использованная в этом испытании, была обожжена в вертикальной печи и содержала
относительно высокий процент сульфатов и сульфидов извести, тогда как известь, использованная в более
ранних испытаниях, была обожжена во вращающейся печи и содержала лишь следы этих компонентов.
Результаты этого теста в некотором смысле оказались даже более интересными, чем результаты
предыдущих тестов. На основании данных испытаний на прочность, включая показатели прочности через 7
дней, продукция, изготовленная как без добавления портландцемента, так и с различным его добавлением,
показала следующие процентные значения по сравнению с портландцементом, использованным в качестве
основы для сравнения в приведенных выше более подробно испытаниях:
Сравнение содержания портландцемента в процентах с образцом портландцемента, полученным в ходе
испытаний. 92,2% 131,0% 42,60% 127,0% 22,20% 88,0% 0,00% 41,7% Результаты этих испытаний показывают,
что добавление около 30% портландцемента обеспечит получение готового продукта с нормальными
значениями прочности для портландцемента. При добавлении большего количества компонентов можно
получить продукт, обладающий высокой ранней прочностью суперцемента. Считается, что более высокие
значения прочности продуктов данного испытания по сравнению с ранее упомянутыми для смеси извести и
триполи частично обусловлены присутствием карбоната кальция, образовавшегося в извести в период
гашения на воздухе, а частично присутствием серы в извести в форме сульфата или сульфида, а также
благоприятным воздействием этих соединений в процессе измельчения и смешивания. 65 В дополнение к
описанным выше испытаниям, были проведены и другие испытания с глиной и речным песком, которые
показывают, что данный процесс не ограничивается применением только специально отобранными
относительно высококачественными кремнеземистыми материалами, такими как диатомит и триполи.
В ходе проведенных до настоящего времени испытаний с глиной было установлено, что высококачественные
цементы для кладки или штукатурки могут быть получены при небольшом добавлении 75% портландцемента.
Для получения продукта с желаемыми физическими свойствами портландцемента рекомендуется добавлять
примерно 50% портландцемента к остальным 80 материалам, обрабатываемым в процессе, а для
производства высококачественного суперцемента потребуется добавление 75% портландцемента.
Смеси диатомитовой земли, триполи 85 и глины, а также смеси диатомитовой земли и триполи также
использовались в качестве кремнеземного или кремнеглинистого материала, демонстрируя
удовлетворительные результаты. Как уже более подробно указывалось ранее, 90 наши испытания показали,
что данный процесс может быть применен к широкому спектру глинистых материалов.
Как уже указывалось ранее, было установлено, что использование некоторых ускоряющих или улучшающих
агентов приводит к заметному увеличению получаемой прочности и ускорению затвердевания продукта. К
числу веществ этого типа, которые, как мы обнаружили, улучшают качество продукции, получаемой в
результате данного процесса, относятся обычная соль, хлорид кальция, гидроксид натрия и дубильная
кислота. Нам известно, что другие исследователи использовали эти и другие вещества, которые можно
считать эквивалентными им, для достижения определенных улучшений в свойствах схватывания и прочности
цементных материалов. Однако результаты, полученные в ходе наших исследований, показывают, что такие
агенты обеспечивают в продуктах, полученных в рамках данного процесса, гораздо большее улучшение
желаемых физических свойств, чем можно было бы предположить, исходя из их воздействия на цементные
материалы, с которыми они ранее использовались. Мы считаем, что это, по крайней мере частично, связано с
тем, что эти вещества вводятся в продукт на другом этапе его производства и в условиях, радикально
отличающихся от тех, в которых они использовались предыдущими работниками.
Мы обнаружили, например, что при использовании 1%-ного раствора хлорида натрия в качестве воды для
замешивания при гидратации свободной извести в смеси из двух частей негашеной извести и одной части
диатомитовой земли, а также при измельчении полученной смеси в трубчатой мельнице в присутствии влаги и
при температуре приблизительно 150 °C, прочность на растяжение образцов, хранившихся в течение 24
часов, 3 дней, 7 дней и 28 дней в стандартных условиях испытаний портландцемента, значительно
возрастает.
Помимо образцов, не содержащих добавок портландцемента, были также отобраны образцы для испытаний,
в которых портландцемент был добавлен в трубную мельницу. В каждом случае наблюдалось улучшение
свойств продукции.
При желании, весь или часть агента можно добавить после стадии гидратации и на заключительном этапе
измельчения и смешивания, получив аналогичные результаты. Испытания, проведенные на серии продуктов,
полученных путем внесения негашеной извести и триполи в трубчатую мельницу с избытком воды сверх
необходимого для гидратации, а также с добавлением и без добавления различного количества
портландцемента, показали, что при добавлении 1%-ного раствора хлорида натрия в трубчатую мельницу
наблюдается значительное увеличение значений прочности, особенно на ранних стадиях. В ходе 24-часового
теста было отмечено увеличение силы примерно на 50%; в 3-дневном и 7-дневном тестах увеличение
составило примерно 20%, а к концу 28 дней – примерно 30%. Эти улучшения прочности были достигнуты за
счет существенного сокращения времени затвердевания.
Добавление 2%-ного раствора гидроксида натрия привело к увеличению прочности на растяжение на 4,5% по
истечении 24 часов. Значение прочности на растяжение через 3 дня увеличилось более чем на 40%; через 7
дней увеличение составило приблизительно 10%, а через 28 дней — приблизительно 2%. При использовании
2%-ного раствора хлорида кальция было зафиксировано увеличение прочности на 36% через 24 часа, без
снижения прочности через 3, 7 и 28 дней. Время схватывания значительно сократилось при использовании
гидроксида натрия и хлорида кальция. Аналогичные испытания с дубильной кислотой показывают, что
добавление дубильной кислоты в воду для замешивания на этапе гидратации в количестве около 0,02%
обеспечит продукту еще большее увеличение прочности, чем любой из других упомянутых выше агентов.
Вместо диатомитовой земли и триполи могут использоваться различные другие кремнеземистые материалы,
а также различные другие глинистые материалы.
Среди прочего, мы успешно протестировали речной песок и глину. В действительности, особенно
удовлетворительные результаты были получены при повышении прочностных характеристик изделий,
которые в противном случае имели бы относительно низкие значения прочности по сравнению с изделиями,
произведенными с использованием более тщательно отобранных кремнеземных и глинистых материалов
более высокого качества.
В дополнение к продуктам со свойствами, сопоставимыми со свойствами портландцемента и суперцементов,
в соответствии с принципами настоящего изобретения могут быть получены продукты, обладающие
пластичностью и растекаемостью, позволяющими использовать их при приготовлении высококачественных
строительных и штукатурных цементов. В этой связи было замечено, что изделия, произведенные либо без
добавления портландцемента, либо с небольшим его добавлением, скажем, менее 10%, демонстрируют
поразительно значительное увеличение прочности в период от 7 до 28 дней. Иными словами, растворы,
обладающие низкой или нормальной прочностью по истечении 7 дней, демонстрируют прочность по
истечении 28 дней, значительно превосходящую прочность растворов, широко доступных в настоящее время
и имеющих аналогичные прочностные характеристики по истечении 7 дней.
В качестве дальнейшего пояснения к значениям прочности и времени схватывания, приведенным в
представленных выше таблицах, мы хотели бы отметить, что все зарегистрированные в них испытания
проводились в соответствии с американскими стандартными методами испытания портландцемента. В
данном случае, при проведении испытаний на прочность, образцы выдерживали на воздухе в течение 24
часов, а затем погружали в воду на остальные периоды времени. Следует понимать, что данный метод не
позволил бы получить такие высокие значения прочности растворных композиций, какие были бы получены,
если бы образцы были испытаны в стандартных условиях, установленных для испытания растворов и
цементов для кладки, предназначенных для использования в качестве составных растворов. С целью более
точной оценки образцов, показавших перспективность для изготовления растворов, а не для целей, для
которых обычно применяются портландцементы, 120 была проведена серия испытаний на прочность, в ходе
которых образцы хранились в течение одного дня на воздухе, а затем в течение 3, 7 и, в некоторых случаях,
28 дней во влажном воздухе, то есть их размещали в шкафу над поддоном с водой 12, чтобы обеспечить
влажные условия.
Результаты этих испытаний неизменно демонстрировали значительно более высокие значения прочности,
чем те, которые были зафиксированы в испытаниях, проведенных по методу определения прочности
портландцемента. 130 421,819 В описанных здесь испытаниях использовалась трубчатая мельница
стандартного типа с внутренним диаметром 5 футов и длиной 22 фута, снабженная мелющими элементами,
состоящими из цилиндрических металлических стержней диаметром около - дюймов и длиной 1 дюйм.
Следует понимать, что могут использоваться и другие виды измельчительных и смесительных устройств,
обеспечивающие аналогичную степень измельчения и смешивания.
Следует понимать, что упомянутые выше операции на трубопрокатном стане приведены лишь в качестве
примера. Очевидно, существует множество других методов и средств для получения желаемого плотного
смешивания известковых и кремнеземистых или глинистых материалов в присутствии влаги и при
контролируемых температурных условиях. Вместо описанной трубчатой мельницы можно использовать
другие типы измельчительных мельниц, а также устройства для перемешивания и мешалки, при условии
принятия мер по обеспечению наличия влаги и контролю температуры в процессе работы в диапазоне,
способствующем протеканию желаемых реакций.
При использовании трубчатой мельницы или другой измельчающей мельницы происходит как измельчение,
так и смешивание материалов. Однако измельчение не является обязательным, при условии, что материалы
были измельчены до достаточной степени тонкости перед смешиванием. Таким образом, в случае, если
материалы поступают в производство в состоянии мелкого измельчения, вместо измельчительной мельницы
можно использовать мешалку и смесительное оборудование, обеспечивающее тщательное и быстрое
перемешивание материалов.
Степень тонкости помола материалов до или во время смешивания будет в некоторой степени варьироваться
в зависимости от материалов и типа цемента, который в конечном итоге необходимо получить. При
производстве продукта, обладающего высокой прочностью и быстрым затвердеванием, превосходящими
свойства обычного портландцемента или аналогичными или даже превосходящими свойства современных
суперцементов, следует использовать материалы с относительно высокой степенью тонкости помола. Это
условие выполняется при использовании как диатомитовой земли, так и триполи. Первый материал легко
измельчается до тонкости помола около 95 % через сито с размером ячейки 325 меш. Аналогичным образом,
триполи легко очищается до тонкости помола около 95% через сито с размером ячейки 200 меш и до 70%
через сито с размером ячейки 325 меш. Такой тонкостью помола обладали диатомитовая земля и триполи,
использованные в описанных выше тестах. Если для производства продукции, обладающей превосходными
свойствами, указанными выше, используются другие кремнеземистые или глинистые материалы, их следует
довести до степени тонкости помола, соответствующей указанной.
При производстве изделий с заданными показателями прочности долю добавки портландцемента можно
уменьшить, используя портландцемент марки 70, измельченный более мелко, чем это принято.
Соседние файлы в папке патенты