УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА БИТУМНОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 1994 года по МПК E01C19/08 

Изобретение касается приготовления строительных материалов перед их применением.

Известно устройство для нагрева битумного материала, содержащее теплоизолированный обогреваемый резервуар с входным и выходным патрубками, вал со шнековым приспособлением, привод, систему подачи битумного материала и теплоносителя и систему контроля.

Недостатком этого устройства является коксование битума на нагревающих поверхностях, что приводит к увеличению термического сопротивления, ухудшения теплоотдачи и падению производительности.

Известно также устройство, включающее цилиндрический резервуар с торцовыми крышками и входными и выходными патрубками и обогревательной рубашкой, соосно установленный в резервуаре полый вал, охватывающие его повторное шнековое приспособление с ребрами между его витками, соединенный с обогревательной рубашкой и полым валом нагреватель теплоносителя и привод.

Недостатком этого устройства являются коксование битумного материала на нагревающих поверхностях, вследствие чего увеличивается термическое сопротивление и энергоемкость процесса. Кроме того, имеются износ уплотнений вращающего вала и возможные утечки битумного материала и теплоноситель, снижается производительность и надежность.

Цель изобретения - снижение энергоемкости и повышение производительности за счет ускорения теплообмена.

Это достигается тем, что в устройстве, включающем цилиндрический резервуар с торцовыми крышками и входным и выходным патрубками и обогревательной рубашкой, соосно установленный в резервуаре полый вал, охватывающее его шнековое приспособление с ребрами между его витками, соединенный с обогревательной рубашкой и полым валом нагреватель теплоносителя и привод, полый вал укреплен в резервуаре неподвижно, шнековое приспособление контактирует своими кромками с поверхностями вала и обогревательной рубашкой, при этом ребра между нитками установлены на разных расстояниях от оси вращения шнекового приспособления, резервуар и шнековое приспособление выполнены из стыкуемых по длине секций, а секции шнекового приспособления соединены посредством полумуфт.

На фиг. 1 изображено устройство для нагрева битумного материала, общий вид; на фиг. 2 - устройство для нагрева обводненного битумного материала; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг 1; на фиг. 4 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Устройство включает цилиндрический резервуар 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками и с обогревательной рубашкой 4, соосно установленный в нем полый обогревательный вал 5, охватывающее его поворотное шнековое приспособление 6 и его привод 7.

Резервуар 1 содержит одну, две и более секций, каждая из которых включает фланец 8, обогревательную рубашку 4 и фланец 9. К фланцу 8 первой секции крепится крышка 10, а к фланцу 9 - фланец 8 второй секции, если устройство имеет две секции, или крышка 11, если устройство имеет одну секцию.

В крышках 10 и 11 жестко, без возможности вращения, например, с помощью шпонки 12 и гаек 13 укреплен обогреваемый полый вал 5.

На валу 5 установлены шнековое приспособление 6, состоящее из секции 6,6 и шестерня (звездочка) 14 привода шнекового приспособления 6. Шестерня 14 жестко соединена с первой секцией 6 шнекового приспособления, свободно вращается на валу 5 и входит в зацепление с ведущей шестерней (звездочкой) 15 привода 7.

Секции 6,6 шнекового приспособления соединяются между собой посредством полумуфт 16 и имеют ребра 17 жесткости, размещенные на разных расстояниях от оси вращения.

Обогрев устройства осуществляется от системы нагрева и подачи теплоносителя 18 путем подачи теплоносителя по трубопроводу 19 к входному патрубку 20, внутренней полости 21 обогреваемой рубашки 4 и по трубопроводу 22 к полому валу 5. Возврат теплоносителя осуществляется по трубопроводу 23 от полого вала 5 и выходного патрубка 24 внутренней полости 21.

Система подачи битумного материала к патрубку 2 и система контроля нагрева, например, с использованием датчика температуры 25 на чертеже не показаны.

Устройство имеет теплоизоляцию 26.

Для нагрева обводненного битумного материала устройство может иметь пеногаситель 27, установленный над шнековым приспособлением 6.

Контроль уровня битумного материала в устройстве может контролироваться с использованием датчика 28 уровня. Выход паров влаги из резервуара осуществляется через газоход 29, снабженный клапаном 3.

Устройство может, например, устанавливаться над расходной емкостью 31, при этом нагретый до рабочей температуры битумный материал поступает в емкость по выходному патрубку 3.

Нагрев битумного материала в предлагаемом устройстве осуществляется следующим образом.

От системы нагрева и подачи теплоносителя 18 теплоноситель по трубопроводу 19 подается во внутреннюю полость 21 обогревательной рубашки 4 резервуара 1 и по трубопроводу 22 к полому валу 5. Проводится прогрев устройства, при этом поворотное шнековое приспособление нагревается за счет его контакта с полым валом 5 и обогревательной рубашкой 4.

В прогретый резервуар 1 системой подачи битумного материала (не показана) подают битум по патрубку 2 и одновременно включают привод 7, приводящий во вращение шнековое приспособление 6, которое перемещает битумный материал от входного патрубка к выходному 3. По мере продвижения материал нагревается за счет подводимого тепла от стенок полого вала 5, рубашки 4 и поверхностей приспособления.

Специфические свойства битумного материала таковы, что при его контакте с нагревающей поверхностью образуется ламинарный пограничный слой большой толщины. Этот слой увеличивает термическое сопротивление теплопередающих поверхностей, что ведет к увеличению энергоемкости процесса, продолжительности нагрева и падению производительности.

При вращении шнекового приспособления его внутренние и наружные кромки непрерывно смещают нагреваемый материал с теплопередающих поверхностей, который, перемещается по винтовым поверхностям побудителя, улучшает массообмен.

Освобожденные от нагретого материала нагревающие поверхности вновь вступают в контакт с более холодным материалом.

Ребра 17 жесткости шнекового приспособления дополнительно перемешивают материал и за счет расположения их на разных расстояниях от оси вращения 4 обеспечивают турбулизацию потока, которая способствует лучшей передаче тепла и лучшему массообмену между частицами материала.

Если в битумном материале имеется незначительное количество влаги, то образующие пары через газоход 29 и клапан 30 удаляются в атмосферу.

При нагреве обводненного битума устройство для нагрева оснащается пеногасителем 27 и пары влаги удаляются также через газоход 29 и обратный клапан 30.

Преимущества предлагаемого устройства заключаются в том, что оно обеспечивает меньшую энергоемкость процесса нагрева за счет ускорения теплообмена и уменьшения термического сопротивления, увеличивает теплопередачу и производительность. Кроме того, в вследствие отсутствия вращения полого вала отдается необходимость в уплотнении подвижных деталей, что сокращает количество отказов и повышает надежность.

Необходимо отметить, что отсутствие уплотнения вращающегося вала повышает безопасность работы и нагревателем.

(56) Авторское свидетельство СССР N 747923, кл. E 01 C 19/08, 1978.

Авторское свидетельство СССР N 532677, кл. E 01 C 19/08, 1975.

Использование: приготовление путем нагрева битумного материала перед его применением. Сущность изобретения: устройство содержит цилиндрический резервуар с обогревательной рубашкой, соосно установленный в нем полый вал и шнековое приспособление с ребрами между витками и соединенный с полым валом и обогревательной рубашкой нагреватель теплоносителя. Полый вал укреплен в резервуаре неподвижно, а шнековое приспособление контактирует своими кромками с поверхностями вала и обогревательной рубашки. Ребра между витками устанавливаются на разных расстояниях от оси вращения шнекового приспособления. Резервуар и шнековое приспособление выполнены из стыкуемых по длине секции. Секции шнекового приспособления соединены посредством полумуфт. 3 з. п. ф-лы, 4 ил.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАГРЕВА БИТУМНОГО МАТЕРИАЛА, включающее цилиндрический резервуар с торцовыми крышками и входным и выходным патрубками и обогревательной рубашкой, соосно установленный в резервуаре полый вал, охватывающее его поворотное шнековое приспособление с ребрами между его витками, соединенный с обогревательной рубашкой и полым валом нагреватель теплоносителя и привод, отличающееся тем, что, с целью снижения энергоемкости и повышения производительности путем ускорения теплообмена, полый вал закреплен в резервуаре неподвижно, а шнековое приспособление контактирует своими кромками с поверхностями вала и обогревательной рубашки. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что ребра между витками установлены на разных расстояниях от оси вращения шнекового приспособления. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что резервуар и шнековое приспособление выполнены из стыкуемых по длине секций. 4. Устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что секции шнекового приспособления соединены посредством полумуфт.