Способ приготовления дорожного каменноугольного дегтя и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК H05B6/64 E01C19/10 

Изобретение относится к области до- р жного строительства и может быть ис- ользовано в стационарных и передвижных

п

;тановках.

Цель изобретения -уменьшение време- н л приготовления дорожного каменноуголь- ного дегтя.

Схема устройства представлена на чер- тиже.

Устройство для приготовления камен- нэугольных дегтей содержит генератор 1, волновод 2, СВЧ-вентиль 3, делитель мощ- нэсть 4, который имеет два выхода, соединенные с первой резонаторной камерой 5 и в орой резонаторной камерой 6. Насос 7 с язан с объемами обеих камер трубами.

Устройство работает следующим образом.

СВЧ-колебания генератора 1 через вол- нрвод 2 поступают на вентиль 3, который

пропускает падающую волну i задерживает отраженную волну (волну, распространяющуюся в обратном направлении). При этом отраженная волна, вызванная отражением от неоднородностей тракта, изменением нагрузки генератора в связи с нагревом, уровнем загрузки резонаторов оказывает минимальное влияние на режим работы генератора. Делитель мощности 4 обладает одним входом и двумя выходами (4). Вход и оба выхода делителя снабжены фланцами. Для предотвращения попадания капель и паров дегтя з СВЧ-тракт фланец входа делителя мощности 4 снабжен диэлектрической уплотняющей пластиной. С делителя мощности колебания подаются на резонатор- ные камеры 5. 6 и возбуждают их Размеры камер выбраны таким образом1; чтобы в них возбуждались многомодовые колебания. До исключения СВЧ-генератора объемы камер

сл

с

со

Сл)

xj

4 О vj

через загрузочные отверстия заполняются каменноугольной смолой. Одновременно с включением СВЧ-генератора 1 и возбуждением резонаторов 5, 6 включается насос 7. Начинается нагрев смолы и ее циркуляция по замкнутому контуру: первый резонатор 5, волноводная линия передачи 2, делитель мощности 4, волноводная линия 2, второй резонатор 6, труба, насос 7, труба, соединенная с первым резонатором 5. Помимо нагрева вяжущего в резонаторах, осуществляется его интенсивный нагрев з волновод- ных линиях передачи, в которых существует электромагнитное поле высокой интенсивности. При этом энергия генератора используется более полно за счет того, что все пространство, в котором существует электромагнитное поле, заполнено разогреваемым веществом. Применение насоса обеспечивает перемешивание жидкости в обеих резонаторных камерах и равномерный нагрев вяжущего. Температура вяжущего контролируется при помощи термопары, установленной в первом резонаторе.

При проведении экспериментальных исследований в качестве исходного материала использовалась каменноугольная смола с вязкостью С зо 10 с. Масса порции - 1 кг. При обработке ее традиционным способом - выдерживании при температуре 150°С в течение 1 часа - марка вяжущего не изменилась (вязкость вяжущего повысилась до Сзо10 15 с). При нагреве в течение 10 мин с использованием предложенного устройства такой же смолы, помещенной в первый резонатор, при выключенном насосе, вязкость повысилась до Сзо 30 с, что соответствует марке дегтя Д-3.

Нагрев и выдерживание в течение 12- 15 мин при температуре равной 250...280°С приводит к повышению вязкости до СБО 15 с. Нагрев и выдерживание каменноугольной смолы при этой же температуре в течение 25 мин приводит к повышению вязкости ее до значения Cso10 30 с, что соответствует требованиям, предъявляемым к дегтю марки Д-6.

Обработка большего объема сырья с включенным насосом дает сравнимые результаты.

Для проведения исследований использовалось следующее оборудование.

СВЧ-установка КИЭ-5-1, генерирующая мощность Р 5 кВт в непрерывном режиме на частоте f 2,45 ГГц. Установка снабжена замкнутой системой водяного охлаждения магнетрона, В качестве вентиля использовался циркулятор от авиационной радиоло- кационной станции Утес того же

диапазона, которая применяется в гражданской авиации. В качестве делителя мощности применялся Н - тройник (4), на входном фланце которого установлена герметизирующая фторопластовая пластина. Резонаторные камеры представляют собой емкости прямоугольной формы с размерами: 564x554x505 мм.

Для загрузки и выгрузки материала в

стенки камер вварены по три штуцера. Верхняя крышка камер изготовлена съемной и крепится на болтах, Хороший электрический контакт крышки с остальным корпусом камеры обеспечивается металлизацией посадочных уголков.

Трубы, соединенные с насосом, имеют диаметр d 0,5 дюйма для предотвращения в них электромагнитных колебаний.

Для перемешивания применяется насос

БЦ-1,1-18-УП с объемной подачей 1, м/с.

Для определения температуры применялась термопара типа ТХК-834, предназна- ченная для измерения температуры в

диапазоне 0...400°С.

Линией передачи электромагнитной энергии служат медные волноводы поперечным сечением 90x45 мм. Длина волны в таком волноводе А 16,72 см.

Помимо технических преимуществ применение предложенных способа и устройства улучшает и экологическую ситуацию: получение дорожного дегтя сопровождается испарением фракций, в том числе обладающих канцерогенными свойствами (3). Предлагаемый способ позволяет значитель- но сократить время производства дегтя, что способствует уменьшению выброса вредных веществ. Сокращаются также выбросы

от сжигания топлива.

Применение СВЧ-нагрева в дорожном строительстве по данным работы (5) сокращает затраты электроэнергии в 1,4 раза. Формула изобретения

1. Способ приготовления дорожного каменноугольного дегтя, заключающийся в нагреве каменноугольной смолы и последующем ее выдерживании до достижения требуемой вязкости, отличающийся тем,

что, с целью сокращения времени приготовления, нагрев осуществляют энергией электромагнитной волны до температуры 150-280°С и выдерживают при этой температуре 10-25 мин.

2. Устройство для приготовления каменноугольного дегтя, содержащее СВЧ-гене- ратор, соединенный с камерой нагрева, о т- личающийся тем, что, с целью повышения эффективности нагрева, камера нагрева

кыполнена в виде первой и второй резонансных камер, соединенных между собой отрезком волновода, в котором выполнен темент связи для соединения с СВЧ-генены отверстия для ввода и вывода обрабатываемого продукта, которые соединены насосом, введены датчики температуры, установленные в резонансных каме

Использование: изобретение относится к дорожному строительству и может быть использовано в стационарных и передвижных установках. Сущность-изобретения: нагрев и выдерживание каменноугольной смолы производится с помощью энергии электромагнитной волны дециметрового диапазона до 150-280°С в течение 10-25 мин. Устройство, реализующее способ, содержит СВЧ- генератор, камеру нагрева, выполненную в виде первой и второй резонаторных камер, соединенных между собой отрезком волновода, в котором выполнен элемент связи для соединения с СВЧ-генератором, в резонансных камерах выполнены отверстия для ввода и вывода обрабатываемого продукта, которые соединены с насосом, датчики температуры, установленные в резонансных камерах. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

атором, в резонансных камерах выполне- 5 рях.

/

-вI