УСТРОЙСТВО ЛОКАЛЬНОГО НАГРЕВА И ЗАБОРА БИТУМА ИЗ ХРАНИЛИЩА Российский патент 2006 года по МПК E01C19/08 C10C3/12 

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог, в частности к устройствам хранения и нагрева битума.

Известно, что в отечественной практике для обеспечения бесперебойной работы асфальтобетонных заводов в межсезонные сроки накапливается запас битума, который складируется в основном в ямных хранилищах, имеющих вынесенные за их пределы приямки (см. Дубровин Е.Н. Проектирование производственных предприятий дорожного строительства. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Высшая школа, 1975, 351 с., стр.86). Известно, что ямные битумохранилища особенно в последнее время в связи с подъемом уровня грунтовых вод обводняются. С наступлением строительного сезона битум в хранилищах разогревают до состояния текучести и поддерживают его в этом состоянии все время работы АБЗ. При нагреве битума вода опускается вниз и скапливается в донной части хранилища. В нижней придонной части стенки, разделяющей хранилище и приямок, выполнена течка, оборудованная шиберным затвором. Заполнение битумом приямка осуществляется через течку при открытом шиберном затворе самотеком за счет уклона днища хранилища. Донный забор приводит к заполнению приямка битумом с большим содержанием воды. В приямке битум догревают до температуры 90-100°С, а затем перекачивают в котлы для последующего выпаривания и использования при приготовлении асфальтобетонной смеси.

Существующие битумохранилища обладают рядом недостатков, к которым следует отнести:

- значительное время заполнения приямков, так как оно производится из нижних слоев хранилища, в которых битум наименее нагрет и обладает большой вязкостью;

- в основном нагревается большой объем битума в хранилище, что приводит к существенным энергозатратам;

- в приямок битум поступает через придонные шиберные затворы с большим количеством влаги, скапливающейся на дне хранилища;

- в связи с большим обводнением битума требуется его дальнейшее обезвоживание, что приводит к значительным энергозатратам при обезвоживании и существенному снижению его качества;

- на забор битума из хранилища расходуется до 50% энергоресурсов, затрачиваемых на подготовку битума;

- загрязнение окружающей среды испарениями легких фракций, выделяющимися из битума.

Известен нагревательно-перекачивающий агрегат ДС-31 или Д-592 - 2 (см. Дубровин Е.Н. и др. Проектирование производственных предприятий дорожного строительства. Учебное пособие для ВУЗов. М.: Высшая школа, 1975, 351 с., стр.89, рис.25), состоящий из пакета паровых трубчатых регистров, битумного насоса, паробитумопровода, магистрального битумопровода, трехшарнирного обогреваемого битумопровода, механизма подъема, гидропривода, механизма передвижения, гибкого металлорукава и пульта управления. Передвижение агрегата осуществляется по рельсовым путям на самоходной тележке, имеющей форму козлового крана.

Данный агрегат имеет следующие существенные недостатки:

- сложность конструкции агрегата и системы паропроводов, а также высокая стоимость;

- необходимость наличия котельной;

- малая эффективность забора битума из придонного слоя;

- обводнение битума при выходе паропроводов из строя.

Наиболее близким техническим решением является устройство локального нагрева и забора битума из хранилища (см. патент РФ №2186169, МКИ³ Е 01 С 19/45), содержащее два (первый и второй) герметичных цилиндрических нагревательных элемента с внутренними каналами, внешними и внутренними радиаторами. Первый нагревательный элемент установлен вертикально на верхнюю часть основания круглой формы, в нижней части которого вмонтирован плоский нагреватель, второй - соосно на опорных ножках внутри первого. Нагревательные элементы и основание накрыты кожухом, герметично закрепленным в верхней части на фланце второго нагревательного элемента, а в нижней части - на держателях основания, при этом между кожухом и основанием образовано живое сечение кольцевого зазора, срез кожуха располагается ниже основания, а к боковой верхней части кожуха прикреплен герметичный кольцевой поплавок, и в нижней части основания диаметрально установлены четыре ножки - катка.

Однако ему присущи недостатки, которые ограничивают область его применения:

- сложность и громоздкость конструкции и значительный вес (за счет большого количества радиаторов);

- забор битума из хранилища производится снизу, что иногда приводит к попаданию в него влаги;

- значительны потери тепла от кожуха и поплавковой системы в окружающую среду.

Задачей данного изобретения является снижение энергетических затрат за счет интенсификации процесса нагрева применением вибрирующих нагревателей битума, а также сокращение времени нагрева и уменьшение потерь тепла от конструкции устройства (за счет их полезного использования для предварительного нагрева битума в хранилище), а также минимизация попадания влаги в битум за счет поверхностного забора, что в дальнейшем приводит к сокращению времени выпаривания, а следовательно, сохранению его исходного качества и улучшению экологической обстановки.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве локального нагрева и забора битума из хранилища, включающем корпус с течками и ножками, ТЭНы, вибраторы, всасывающий патрубок откачивающего битумного насоса, корпус не имеет днища, течки выполнены в верхней его части, а в нижней части корпуса установлены модули неподвижных ТЭНов, над которыми и под течками к корпусу подвешены на пружинах модули подвижных ТЭНов, соединенные с вибраторами, установленными на неподвижной раме, расположенной над корпусом и прикрепленной к нему в верхней его части, причем как подвижные, так и неподвижные модули собраны из оребренных ТЭНов.

Поставленная задача достигается тем, что значительно сокращается время заполнения устройства за счет поверхностного забора нагретого необводненного битума через течки в верхней части его корпуса, а также время догрева битума в устройстве за счет введения вибрационного режима работы модулей подвижных ТЭНов. При этом устройство просто по конструкции и в эксплуатации.

При таком конструктивном решении сохраняется качество битума, так как в дальнейшем уменьшается или полностью исключается операция его обезвоживания.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен общий вид устройства локального нагрева и забора битума из хранилища.

Устройство локального нагрева и забора битума из хранилища состоит из корпуса 1 (например, в виде полого цилиндра) без днища с течками 2 в верхней его части. В нижней части корпуса 1 закреплены модули 3 неподвижных ТЭНов. В модулях 3 неподвижно закреплены оребренные ТЭНы 4. В верхней части корпуса 1 под течками 2 и над модулями 3 неподвижных ТЭНов на пружинах 5 подвешены модули 6 подвижных ТЭНов, в которых установлены рядами и неподвижно закреплены оребренные ТЭНы 4. Каждый модуль 6 подвижных ТЭНов тягой 7 соединен с вибратором 8. Вибраторы 8 установлены на неподвижной раме 9, которая в свою очередь одним концом крепится к корпусу 1, а другим - к центральному фланцу 10 и расположена над корпусом 1 устройства. Внутрь центральных фланцев 10 введен всасывающий патрубок 11 битумного откачивающего насоса, имеющий на конце регулируемые щелевые отверстия. В нижней части корпуса 1 приварены ножки 12. Устройство локального нагрева и забора битума из хранилища оборудовано системой автоматического регулирования.

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства состоит из двух этапов: первый - в начале строительного сезона и второй - в течение всего строительного сезона.

На первом этапе (если устройство находится вне битумохранилища) устройство локального нагрева и забора битума из хранилища при помощи тали перемещают в назначенный участок битумохранилища и опускают на поверхность битума. Включают модули 3 неподвижных ТЭНов и нагревают битум до температуры текучести, при этом устройство под действием собственного веса опускается в толщу битума. При заполнении устройства до уровня поверхности верхних нагревателей модулей 6 подвижных ТЭНов включаются (в ручном или автоматическом режиме) нагреватели модулей 6 и производится дальнейшее заполнение устройства и полное его погружение в битум (если устройство находится в битуме, то в начале работы включают все модули нагревателей). При достижении температуры 70°С (срабатывании регулятора в автоматическом режиме) включаются вибраторы 8 и битум догревается до температуры откачки 90-98°С. Оператор, прежде чем включить насос откачки битума, поднимает устройство на такую высоту, чтобы нижний край течек 2 находился над поверхностью битума и затем производит включение насоса откачки.

На втором этапе - после откачки битума из устройства (устройство опускают в битум, чтобы его уровень был выше верхнего края течек) через течки 2 производится его заполнение из поверхностных слоев более нагретым и наименее обводненным битумом из хранилища. По мере заполнения устройства включают сначала модули 3 неподвижных ТЭНов, а затем при достижении уровня верхних нагревателей модули 6 подвижных ТЭНов (в ручном или автоматическом режиме) и осуществляется дальнейшее заполнение устройства. Далее процесс нагрева и забора битума из устройства производится аналогично первому этапу.

При малом количестве битума устройство опускают на ножки 12 на дно хранилища и при включении насоса откачки производят забор битума с донной части. Расположение на определенной высоте регулируемых щелевых отверстий всасывающего патрубка 11 позволяет упростить процедуру забора битума. Устройство легко перемещается по хранилищу и за его пределы при помощи тали. Для регламента, как в строительный сезон, так и в зимний период устройство поднимают из хранилища и переносят в место ремонта, где при необходимости производят замену вышедших из строя нагревателей, доступ к которым прост.

Предлагаемое устройство локального нагрева и забора битума из хранилища обладает следующими достоинствами:

- существенное сокращение энергозатрат за счет:

- эффективности теплоотдачи, то есть сокращение времени нагрева при тех же мощностях нагревателей, вследствие введения модулей подвижных вибрирующих ТЭНов, обусловливающих высокие значения коэффициента теплопередачи, а также разветвленной системы теплоотдающей поверхности оребренных ТЭНов, что еще и исключает наличие зон перегрева в области нагревателей;

- забора в устройство нагретого битума из поверхностных слоев хранилища через верхние течки;

- исключения или минимизации забора влаги, а следовательно, минимизации энергоемкой операции обезвоживания и сохранения качества битума;

- простота конструкции и эксплуатации;

- минимальное выделение легких фракций за счет существенного сокращения поверхности и времени нагрева битума.

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог, в частности к устройствам хранения и нагрева битума. Задачей изобретения является снижение энергетических затрат за счет интенсификации процесса нагрева применением вибрирующих нагревателей битума (сокращается время нагрева) и уменьшения потерь тепла от зеркала локального приямка, а также исключения попадания влаги в битум за счет поверхностного забора, что в дальнейшем приводит к отсутствию операции выпаривания, а следовательно, сохранению его исходного качества и улучшению экологической обстановки. Сущность изобретения заключается в том, что устройство локального нагрева и забора битума из хранилища включает корпус с течками и ножками, теплоэлектрические нагревательные элементы, вибраторы, всасывающий патрубок откачивающего битумного насоса, при этом корпус не имеет днища, дополнительно в верхней части корпуса выполнены течки, а в нижней части установлены модули неподвижных ТЭНов, над которыми к корпусу подвешены на пружинах модули подвижных ТЭНов, соединенные определенным образом с вибраторами, установленными на раме, расположенной над корпусом и прикрепленной к нему в верхней его части, причем как модули подвижных, так и неподвижных ТЭНов собраны из оребренных ТЭНов. 1 ил.

Устройство локального нагрева и забора битума из хранилища, включающее корпус с течками и ножками, ТЭНы, вибраторы, всасывающий патрубок откачивающего битумного насоса, отличающееся тем, что корпус устройства не имеет днища, течки выполнены в верхней его части, а в нижней части установлены модули неподвижных ТЭНов, над которыми и под течками к корпусу подвешены на пружинах модули подвижных ТЭНов, соединенные с вибраторами, установленными на неподвижной раме, расположенной над корпусом и прикрепленной к нему в верхней его части, причем как подвижные, так и неподвижные модули собраны из оребренных ТЭНов.