Приемно-заборное устройство битума в рабочем котле

Приемно-заборное устройство битума в рабочем котле

Реферат

Изобретение относится к строительству автомобильных дорог и может быть использовано при приготовлении горячей асфальтобетонной смеси.

Приготовление асфальтобетонных смесей осуществляется на асфальтобетонных заводах.

Технологический процесс приготовления смесей является постоянным (см. Колышев В.И., Силкин В.В., Маренич П.В. Асфальтобетонные и цементобетонные заводы дорожного строительства. М.: Транспорт, 1976, 207 с., с.7).

Известно, что рабочий котел (расходная емкость), имеющий заборный и возвратный патрубки, соединен с помощью системы битумопроводов с дозатором смесительной установки. Через основной или дополнительный заборный патрубок с помощью битумного насоса производится забор битума из рабочего котла и подача его в смеситель по прямому битумопроводу. Битум, не пошедший на дозирование, по возвратному битумопроводу возвращается в рабочий котел и через возвратный патрубок сливается на поверхность битума рабочего котла под давлением битумного насоса. Битумный насос работает непрерывно во время приготовления асфальтобетонных смесей и практически не отключается в перерывы, что необходимо для исключения возможности снижения температуры битума в битумопроводах (прямом и возвратном) (см. Гезенцвей Л.Б. Технология производства асфальтового бетона. М.: Издательство министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1953, 236 с., с.94).

Известно, что свойства битума при воздействии на него кислорода воздуха, особенно в условиях высокой температуры, изменяются необратимо. В битуме снижается процентное содержание масляных компонентов за счет испарения наиболее легких фракций и частичного перехода масел в смолы, увеличивается процентное содержание асфальтенов за счет перехода смол в асфальтены. Качество битума ухудшается, так, например, температуры размягчения и хрупкости повышаются, увеличивается вязкость, он становится менее пластичным (см. Руденская И.М., Руденский А.В. Органические вяжущие для дорожного строительства. М.: Транспорт, 1984, 229 с., с.39).

При сливе битума в рабочий котел вяжущее разбрызгивается и нарушает целостность поверхности битума в расходной емкости. Происходит его активное взаимодействие с кислородом воздуха, проникающего в котел.

Поэтому актуальной задачей является уменьшение или исключение взаимодействия битума с кислородом воздуха в процессе производства асфальтобетонных смесей.

Экспериментальные исследования изменения основных характеристик битума в рабочем котле в период работы АБЗ, проведенные в дорожных лабораториях Аксайского и Азовского ДРСУ Ростовской области, а также авторами в лаборатории ДорТрансНИИ РГСУ, подтверждают, что свойства битума в рабочем котле с течением рабочего времени значительно ухудшаются. Наблюдения за изменением состояния битума в течение от одних до нескольких суток проводились многократно путем взятия проб битума из рабочего котла и определением основных его характеристик. Пробы отбирались через каждые три-четыре часа. Битум испытывался в соответствии со стандартными требованиями: определение глубины проникания иглы пенетрометра при +25°С и при 0°С, определение температуры размягчения по методу КиШ (ГОСТ 22245-90 Битумы нефтяные дорожные вязкие. Технические условия).

В результате, даже за одну восьмичасовую рабочую смену приготовления асфальтобетонной смеси и непрерывной работы битумного насоса, наблюдается уменьшение пенетрации при +25°С на 12÷15%, увеличение температуры размягчения на 5÷7% и снижение пенетрации при 0°С на 4÷5%. Порой к концу рабочего дня битум, находящийся в рабочей емкости, по показателю пенетрации при +25°С уже не соответствовал требуемой марке.

В вечерние и ночные часы, когда смесительная установка не работает, отсутствует циркуляция битума и вяжущее в рабочем котле находится в покое, ухудшения свойств происходят менее интенсивно, чем во время работы АБЗ (при том, что температура содержания битума не меняется, а время нахождения при данной температуре увеличивается). В среднем происходит уменьшение пенетрации при +25°С на 2÷4%, увеличение температуры размягчения на 1÷2% и снижение пенетрации при 0°С на 1÷2%.

Наиболее близким техническим решением является сливное устройство лоткового типа, применяемое, например, в битумоплавильнях непрерывного действия типа Д-506 (см. Андросов А.А., Засов И.А., Зеличенок Г.Г. Асфальтобетонные заводы. М.: Транспорт, 1968, 273 с., с.46). Слив битума из возвратного битумопровода осуществляется на лоток, по которому вяжущее плавно стекает в котел.

Хотя введение лотка позволяет уменьшить разрушение поверхностной пленки, однако при сливе не исключается взаимодействие битума с кислородом воздуха, что приводит к ухудшению свойств.

Задачей изобретения является исключение взаимодействия битума с кислородом воздуха при сливе его из возвратного битумопровода, что позволит сохранить качества битума на этапе его нахождения в рабочем котле, а следовательно, обеспечивает увеличение срока службы автомобильных дорог из смесей на данном битуме.

Сущность изобретения заключается в том, что приемно-заборное устройство битума в рабочем котле, содержащее цилиндрический корпус на ножках с заборным патрубком, крышкой, в которую вмонтированы приемный патрубок и стабилизирующий трубчатый клапан, выходящий наружу рабочего котла, причем на боковой стенке цилиндрического корпуса на уровне 3/4-4/5 высоты от днища расположен входной битумный клапан с датчиком уровня, корпус герметично накрыт крышкой формы усеченного конуса, в центре которой вмонтирован приемный патрубок, соединенный гибким шлангом с основным патрубком возвратного битумопровода, а в центре днища формы усеченного конуса расположен заборный патрубок, соединенный гибким шлангом с основным всасывающим патрубком битумного насоса; устройство имеет регулируемый объем датчиком уровня, определяемый объемами заполнения прямого и возвратного битумопроводов и одного дозирования.

Такое расположение заборного и приемного патрубков позволяет забирать битум из устройства без существенных гидравлических сопротивлений и обеспечивает безопасную работу битумного насоса. Коническая форма крышки обеспечивает конструкции жесткость и исключает возможность деформации ее и боковых стенок при возникновении в устройстве незначительного вакуумирования во время забора битума насосом, а коническая форма днища обеспечивает минимизацию гидравлических сопротивлений при заборе битума и исключает его коксование в результате застоя.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где изображен рабочий котел 1 с битумом 2, в который на ножках 3 установлено приемно-заборное устройство 4, оборудованное битумным клапаном 5 и датчиком уровня, например поплавкового типа 6, и герметично накрытое крышкой 7. Приемный патрубок 8 устройства, расположенный в крышке, соединен с помощью гибкого шланга 9 через основной патрубок 10 и трехходовой кран 11 с возвратным битумопроводом 12. Ко второму входу трехходового крана подсоединен дополнительный патрубок 13, который используется при откачке битума из битумопроводов по окончании работы АБЗ. Заборный патрубок 14 устройства, расположенный в днище, соединен при помощи гибкого шланга 15 через основной всасывающий патрубок 16 и трехходовой кран 17 с битумным насосом 18. Ко второму входу трехходового крана подсоединен дополнительный всасывающий патрубок 19, который используется при регламенте и откачке битума из битумопроводов по окончании работы АБЗ. Для выпуска воздуха из приемного устройства в начальный период заполнения в его крышку вмонтирован стабилизирующий клапан 20 по превышению давления выше атмосферного, выходящий наружу рабочего котла.

В рабочий котел 1 опускают приемно-заборное устройство битума 4 и устанавливают его вертикально на ножках 3 на дно котла, приемный патрубок 8 устройства подключают с помощью гибкого шланга 9 к основному патрубку 10 возвратного битумопровода 12, а заборный патрубок 14 с помощью гибкого шланга 15 подсоединяют к основному всасывающему патрубку 16. При заполнении рабочего котла горячим битумом вяжущее поступает в приемно-заборное устройство битума 4 через битумный клапан 5 до заполнения начального объема, определяемого датчиком уровня 6. Битумный клапан 5 с датчиком уровня 6 располагается на боковой стенке приемно-заборного устройства 4 на уровне 3/4-4/5 высоты от днища для исключения гидравлических сопротивлений поступающему битуму, а также для минимизации зависимости скорости заполнения вяжущим приемно-заборного устройства 4 от уровня битума 2 в рабочем котле 1. При расположении битумного клапана на уровне ниже 3/4 высоты приемно-заборного устройства создаются значительные гидравлические сопротивления поступающему в устройство битуму, и скорость заполнения его вяжущим зависит, в значительной степени, от уровня битума в рабочем котле. При расположении битумного клапана выше 4/5 высоты приемно-заборного устройства не обеспечивается свободный слив битума в устройство из возвратного битумопровода, и создаются значительные гидравлические сопротивления работе битумного насоса. При заполнении приемно-заборного устройства битума 4 воздух, находящийся в нем, выводится наружу битумной емкости через стабилизирующий клапан 20. В период приготовления асфальтобетонной смеси битумный насос 18 через заборный патрубок 16 и трехходовой кран 17 производит забор битума из устройства 4 и подачу его в дозатор смесителя. При заборе битума из приемно-заборного устройства 4 в него поступает вяжущее из рабочего котла 1 через битумный клапан 5 с датчиком уровня 6. Не пошедший на дозирование битум по возвратному битумопроводу 12 сливается через трехходовой кран 11 и основной патрубок 10, гибкий шланг 9 и приемный патрубок 8 в приемно-заборное устройство битума 4. Создаваемое при заборе битума незначительное вакуумирование в приемно-заборном устройстве способствует свободному поступлению в него битума из рабочего котла и возвратного битумопровода, а расположение заборного патрубка под приемным обеспечивает работу битумного насоса без перегрузок и забор вяжущего из устройства без возникновения гидравлических сопротивлений.

В конце рабочей смены производят откачку битума из прямого и возвратного битумопроводов, чтобы исключить возможность остывания в них вяжущего и их закупорку. Для этого переключают трехходовые краны 11 и 17 соответственно на дополнительные патрубки 13 и 19, а затем с помощью реверса битумного насоса 18 битум из битумопроводов откачивают обратно в рабочий котел. После откачки возвращают трехходовые краны 11 и 17 в первоначальное положение.

Таким образом, применение предлагаемого изобретения позволяет за счет полного исключения взаимодействия битума с кислородом воздуха при сливе вяжущего из возвратного битумопровода в рабочий котел и устранения нарушения целостности пленки на поверхности битума в рабочем котле сохранить качество вяжущего.

Предлагаемое устройство просто по конструкции и в эксплуатации и может быть изготовлено в механических мастерских АБЗ.

1. Приемно-заборное устройство битума в рабочем котле, содержащее цилиндрический корпус на ножках с заборным патрубком, крышкой, в которую вмонтированы приемный патрубок и стабилизирующий трубчатый клапан, выходящий наружу рабочего котла, отличающееся тем, что на боковой стенке цилиндрического корпуса на уровне 3/4-4/5 высоты от днища расположен входной битумный клапан с датчиком уровня, корпус герметично накрыт крышкой формы усеченного конуса, в центре которой вмонтирован приемный патрубок, соединенный гибким шлангом с основным патрубком возвратного битумопровода, а в центре днища формы усеченного конуса расположен заборный патрубок, соединенный гибким шлангом с основным всасывающим патрубком битумного насоса.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что имеет регулируемый объем датчиком уровня, определяемый объемами заполнения прямого и возвратного битумопроводов и одного дозирования.