[发明专利]一种便于从金属容器中去除混凝土的微波能量发生装置

说明书

本发明涉及用于从混凝土混合容器中去除混凝土的装置以及一种用于从这种容器中去除混凝土的方法。

混凝土混合容器最主要的应用是众所周知的被用于建筑业的“水泥卡车”。这种混凝土混合容器一般由金属例如钢制成，并被安装在卡车上旋转。这种容器中内部设有混合叶片，用于在容器旋转时对容纳在其中的混凝土进行混合和搅拌。这种混合和搅拌使混凝土保持稠度并防止混凝土在容器内硬化。预混合容器或预混合桶在混凝土行业中也是熟知的，它用于通过安装在容器内旋转的可旋动叶片对混凝土(一般是水泥、沙、石头、水和硬化剂的混合物)进行预混合。预混合容器一般也由钢制成，并具有与水泥卡车式容器相似的容积。较小的混凝土容器一般也由钢制成，并在铺设道路和其他类似应用中用作一种普通器具。这种较小的混凝土容器也被安装用于转动或提供对放在其中的混凝土进行搅拌的其他装置。

可以意识到，这种混合容器在维护保养方面费用很高，存在着很大的问题。例如，如果一个盛有混凝土的容器停放一段时间而不对其中盛有的混凝土加以混合或搅拌，则混凝土就会硬化或“凝固”。大多数硬化了的混凝土将黏附在混合容器的内壁。如对容器内的混凝土连续搅拌，直至容器被出空并用水或溶剂清洗，则可在一定程度上防止容器内的混凝土硬化。然而，可以意识到，防止容器内的混凝土硬化是相当困难的。在实际使用中混合容器在其使用寿命期间将积聚一定数量硬化的混凝土几乎是不可避免的。这种堆积必须加以去除，否则混合装置就会失去其效率和负载承受能力。事实上，在一些情况下，混凝土在混合容器中的过度积聚会引起废弃该容器的需要。由于这种性质的容器较为昂贵，故废弃通常是最后一种手段。

目前从混凝土混合容器中去除硬化的混凝土采用的不同方法没有一种是经济有效或方便的。目前去除混凝土的主要方法是采用风镐、大锤、或是小锤和凿子以机械破碎分开混凝土，然后再通过手工将混凝土碎块从容器中去除。在必须将硬化的混凝土从例如安装在一水泥卡车上的那种大的混合容器中去除时，有关人员必须爬进容器内并且在里面机械破碎硬化的混凝土。在必须去除大量混凝土的情况下，可以采用爆炸作为将混凝土松动的预备性步骤。

这种方法尽管可以用来去除混凝土，但存在着许多缺点。例如，由于硬化的混凝土的固有强度，用机械方法来破碎相当困难，而且在去除必要数量的混凝土时需要大量的工时。此外，由于必须在硬化的混凝土上施加很大的力以将其破碎分开(通过爆炸或采用适当的工具)，将对容器造成严重的损坏。例如可在容器中形成穿孔或裂纹，从而使其不能使用。在这种情况下，该容器只能废弃或以很大的费用加以修理。

一些专利文献如美国专利第5003144、3443051、3430021、3614163和3601448号已提出采用微波辐射能在一露天环境如在采石场或路面上将混凝土或石料破裂。然而，在这种情况下采用微波能的效果是有限的。具体地说，为了使混凝土的化学结构足够减弱以便于裂开，微波必须深深地穿透到混凝土中并在混凝土的整个厚度上被水分子吸收。在一露天环境中，必须将微波发射在混凝土的高位部分以实现混凝土的任何破裂。例如，美国专利第3443021号揭示了采用一种微波波导将微波束导至一小面积混凝土表面足够的时间以引起局部裂开。即使微波能的应用以这样慢的方式，微波能的输送损失仍然很大。其结果是这种类型装置的效果和效率欠缺，缺乏商业价值。

本发明起源于采用微波辐射能从一金属容器的封闭环境中将硬化的混凝土去除的扩大实验。实验揭示，在一金属容器内产生微波能是将混凝土从容器内壁分离并使混凝土脆到足以裂开的极为有效和高效率的方式。由于容器系由金属制成，它不但能有效地盛放混凝土，而且微波辐射能也是有效的。容器的金属组织将继续反射转到水分子的自然共振频率的微波，直至微波作用在混凝土中的水分子上并被其吸收。被吸收的能量被作为热能释放，而最终水分子作为水蒸气从混凝土中逸出。