Способ и установка изготовления наполнителя для асфальтобетона

Способ и установка изготовления наполнителя для асфальтобетона

Реферат

Изобретение относится к области содержания дорог, преимущественно дорожно-ремонтных работ с использованием асфальтобетона, и может быть использовано при производстве в заводских условиях асфальтобетона, а также при утилизацию удаленного асфальтобетонного покрытия.

Известные способы и устройства регенерации старого асфальтобетона предусматривают его дробление и использование полученного гранулята (смеси щебня, песка, минерального порошка и битума) в качестве добавки к новым материалам при приготовлении асфальтобетонных смесей.

Известен, в частности (SU, авторское свидетельство 894034, Е01С 7/18, 1981), способ регенерации использованного асфальтобетона, включающий его пластификацию путем введения в старый измельченный асфальтобетон, находящийся в смесителе, пластифицирующих добавок, совместимых с высокомолекулярными соединениями вяжущего - битума, входящего в состав перерабатываемого асфальтобетона. Указанное введение увеличивает пластичность и влагостойкость асфальтобетонной смеси при одновременном уменьшении вязкости и хрупкости.

Известны также (SU, авторское свидетельство 1213107, Е01С 19/10, 1986) способ и устройство регенерации старого асфальтобетона, включающий его дезинтегрирование, нагрев нового минерального материала потоком горячих газов, перемещение потока отработанных горячих газов с взвешенным в них мелкодисперсным минеральным порошком, введение в смеситель пластификатора, битума, нагретого нового минерального материала и дезинтегрированного старого асфальтобетона и перемешивание компонентов с образованием однородной равномерно нагретой смеси, при этом дезинтегрирование старого асфальтобетона осуществляют в нагретой водной среде с мелкодисперсным минеральным порошком.

Известны также (SU, авторское свидетельство 933858, Е01С 19/10, 1982) способ и устройство регенерации асфальтобетона, включающий дробление асфальтобетона, разогрев его в печи, сушку и нагрев инертных наполнителей, дозирование компонентов и их перемешивание, причем дробление асфальтобетона осуществляют в жидкой среде гидравлическими ударами, генерированными импульсами электрического тока. Используемое устройство содержит дробилку, печи для нагрева дробленого асфальтобетона и инертных наполнителей, средства дозирования и смеситель.

Недостатком всех вышеприведенных способов следует признать невозможность точного дозирования исходных компонентов, так как старый асфальтобетон поступает в виде гранул различного состава. Поэтому, а также по технологическим причинам, количество добавляемого старого материала ограничивают (до 20-30%). Следовательно, значительное количество старого асфальтобетона остается невостребованным.

Техническая задача, решаемая посредством разработанного способа, состоит в оптимизации процесса регенерации старого асфальтобетона.

Технический результат, получаемый при реализации разработанного способа, состоит в уменьшении себестоимости изготавливаемого асфальтобетона за счет использования его компонентов, выделенных при переработке старого асфальтобетона.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать способ переработки асфальтобетона, включающий включает дробление кусков старого асфальтобетона предпочтительно размером не свыше 0,6 м в молотковой дробилке, отбойная броня которой расположена на внутренней стороне корпуса после загрузочного люка относительно направления вращения ротора с молотками, причем дробление предпочтительно осуществляют при скорости вращения ротора не менее 1000 об/мин до размера частиц асфальтобетона преимущественно не свыше 20 мм с разделением на грохотах дробленого асфальтобетона на фракции 5-20 мм и 0-5 мм с последующим измельчением фракции 0-5 мм в электромагнитном измельчителе с получением материалов фракций 0-1,2 мм и 1,2-5 мм. При этом фракцию 5-20 мм используют в качестве щебня предпочтительно для подсыпки, а также в производстве асфальтобетона. При измельчении фракции 1,2-5 мм в электромагнитном измельчителе содержащийся в материале битум большей частью (до 80%) переходит во фракцию пылевых частиц (0-1,2 мм - минеральный порошок). Полученные материалы при традиционном приготовлении асфальтобетонной смеси всегда дозируют раздельно как щебень (фракция 5-20 мм), песок (фракция 1,2-5,0 мм) и минеральный порошок (фракция менее 1,2 мм), используемые в дальнейшем как традиционные компоненты для получения асфальтобетона по стандартной технологии с пониженной себестоимостью.

Установка для регенерации асфальтобетона содержит последовательно установленные питатель, подающий конвейер, установленный между выходом питателя и молотковой дробилкой, отбойная броня которой расположена на внутренней стороне корпуса после загрузочного люка относительно направления вращения ротора с молотками, конвейер, предназначенный для транспортировки дробленого асфальтобетона к грохоту, грохот, по меньшей мере, два транспортера, один из которых предназначен для выноса крупной фракции в сборный бункер, а второй установлен между грохотом и электромагнитным измельчителем, установленным на раме, питающий конвейер и сепарирующее устройство.

В базом варианте реализации установка для переработки старого асфальтобетона содержит питатель, предназначенный для подачи перерабатываемого асфальтобетона, наклонный подающий ленточный конвейер, установленный между выходом питателя и молотковой дробилкой, молотковую дробилку, наклонный ленточный конвейер, предназначенный для передачи дробленого асфальтобетона на грохот, грохот, выносные наклонные транспортеры, предназначенные для переноса фракций дробленого асфальтобетона, а также электромагнитный измельчитель, установленный на раме, питающий конвейер и сепарирующее устройство.

Базовый вариант используемой установки приведен на чертеже, при этом использованы следующие обозначения: питатель 1, наклонный подающий ленточный конвейер 2, молотковая дробилка 3, наклонный ленточный конвейер 4, грохот 5, выносные наклонные транспортеры 6, электромагнитный измельчитель 7, установленный на раме 8, питающий скребковый конвейер 9 и сепарирующее устройство 10.

В предпочтительном варианте реализации измельчение проводят в переменном магнитном поле напряженностью от 35 до 65 кА/м с частотой от 35 до 100 Гц, а в качестве измельчителей используют постоянные магниты (рабочие тела) диаметром от 5 до 20 мм. Обычно соотношение общей массы дробленого асфальтобетона к массе измельчителей составляет от 1:3 до 1:15 соответственно.

Разработанное техническое решение по переработке асфальтобетона позволяет разделить старый материал на составляющие компоненты и обеспечить дозировку каждого компонента в отдельности без ограничения их количества.

При реализации способа предпочтительно используют куски асфальтобетона размером до 600 мм. Использование кусков размером свыше 600 мм значительно увеличивает время дробления.

По разработанному техническому решению переработку дробленого асфальтобетона производят в электромагнитном измельчителе, который создает переменное магнитное поле напряженностью от 35 до 65 кА/м с частотой от 35 до 100 Гц.

Предпочтительно используемый при реализации способа электромагнитный измельчитель содержит корпус (индуктор), выполненный из медной или алюминиевой шины, и рабочую камеру, помещенную в индуктор. Рабочая камера может быть выполнена как из ферромагнитных материалов (из листовой стали), так и из диамагнитных материалов (резины, стекла, полимерного материала, стеклоткани и т.д.). В загрузочной камере выполнен люк, предназначенный для поступления дробленого материала, а также люк для удаления измельченных составляющих асфальтобетона. Для удержания магнитных измельчителей в объеме камеры используют магнитное поле индуктора и сетку на выходе, а также набор сеток, установленных параллельно друг другу в объеме камеры, перпендикулярно ее боковым стенкам.

Переменное электромагнитное поле создает электрический ток, проходящий через витки индуктора.

Постоянные магниты имеют южный и северный полюса. Переменное электромагнитное поле индуктора является синусоидальным, пульсирующим и, поскольку используют переменный электрический ток с частотой от 35 до 100 Гц, то и направление электрического тока меняется от 35 до 100 раз в секунду, соответственно частоте тока. Одновременно изменяется и создаваемое переменным электрическим полем переменное магнитное поле. Постоянные магниты стараются столько же раз в минуту повернуться вокруг своей оси, но т.к. их в рабочей камере от 50 до 90% по объему, то они, соударяясь друг о друга, приобретают хаотическое, броуновское движение кипения, т.е. образуют магнитокипящий слой. Каждый постоянный магнитик имеет свой вектор намагничивания и магнитный крутящий момент.

Разделение полученной смеси в электромагнитном измельчителе происходит как за счет намагничивания отдельных ее составляющих, так и за счет использования грохотов с ситами на выходе электромагнитного измельчителя.

Измельчающими (истирающими) телами являются постоянные магниты диаметром от 5 до 20 мм. В процессе электромагнитной обработки смеси за счет хаотичного перемещения постоянных магнитов в переменном электромагнитном поле происходит стирание пленок битума с поверхности асфальтовых гранул и их разрушение и адсорбирование битума на поверхности образующихся при измельчении старого асфальтобетона мелких минеральных частиц. В результате перераспределения битума, измельчения гранул и последующего рассева материалов образуются исходные составляющие асфальтобетона: щебень, песок и активированные битумом мелкие минеральные частицы (минеральный порошок). Полученные материалы могут быть использованы как новые при приготовлении асфальтобетонных смесей.

Эти материалы (минеральный порошок и песок) можно нагревать до требуемой температуры, дозировать в отдельности по стандартной технологии и обеспечить требуемый состав асфальтобетонной смеси.

Способ предпочтительно реализуют следующим образом.

Дробление кусков старого асфальтобетона предпочтительно размером не свыше 0,6 м осуществляют в молотковой дробилке, отбойная броня которой расположена на внутренней стороне корпуса после загрузочного люка относительно направления вращения ротора с молотками, причем дробление предпочтительно осуществляют при скорости вращения ротора не менее 1000 об/мин до размера частиц асфальтобетона преимущественно не свыше 20 мм с последующим разделением на грохотах дробленого асфальтобетона на фракции 5-20 мм и 0-5 мм. Неизбежно остающуюся фракцию свыше 20 мм оставляют для повторного дробления или используют в качестве крупного щебня. Фракцию 5-20 мм обычно используют в качестве щебня для подсыпки или в производстве асфальтобетона. Фракцию 0-5 мм затем измельчают в электромагнитном измельчителе с получением материалов фракций 0-1,2 мм и 1,2-5 мм. При измельчении фракции 0-5 мм в электромагнитном измельчителе содержащийся в материале битум большей частью (до 80%) переходит во фракцию пылевых частиц (0-1,2 мм - минеральный порошок). Полученные материалы при традиционном приготовлении асфальтобетонной смеси всегда дозируют раздельно как щебень (фракция 5-20 мм), песок (фракция 1,2-5,0 мм) и минеральный порошок (фракция менее 1,2 мм), используемые в дальнейшем как традиционные компоненты для получения асфальтобетона по стандартной технологии с пониженной себестоимостью.

В дальнейшем сущность предлагаемого способа будет раскрыта с использованием примеров реализации.

1. В питатель 1 помещают куски асфальтобетона размером до 300 мм. По транспортеру 2 куски асфальтобетона поступают в молотковую дробилку 3, где непрерывно проводят дробление кусков асфальтобетона до получения массы дробленого асфальтобетона с размером кусков не свыше 20 мм. Из молотковой дробилки 3 посредством транспортера 4 дробленый асфальтобетон поступает на грохот 5, где происходит разделение его на фракции 0-5 и 5-20 мм и свыше 20 мм. Фракцию свыше 20 мм направляют на повторное дробление. Фракцию 5-20 мм могут направить на повторное дробление или использовать в качестве щебня при производстве асфатобетона. В электромагнитный измельчитель 7 посредством одного из транспортеров 6 помещают дробленый асфальтобетон с размером кусков 0-5 мм. Создают переменное электромагнитное поле напряженностью 30 кА/м и частотой от 30 Гц. Эффективный диаметр постоянных магнитов (рабочих тел) составляет от 3 до 25 мм при массовом соотношении дробленого асфальтобетона к массе измельчителей 1:3. Процесс измельчения составляет примерно 3- 5 минут. Измельченную смесь переводят на грохот и разделяют на фракции 0-1,2 и 1,2-5,0 мм. Битум переходит в минеральный порошок. Полученные фракции представляют собой компоненты смеси для получения асфальтобетона. Полученные компоненты добавляют в сырьевую смесь для получения асфальтобетона. Себестоимость получаемых вторичных компонентов асфальтобетона составляет примерно 90% от стоимости первичных компонентов.

2. Процесс проводили аналогично примеру 1, но напряженность электромагнитного поля - 40 кА/м при частоте 40 Гц, а массовое соотношение дробленого асфальтобетона к массе измельчителей 1:5. Битум переходит в минеральный порошок. Полученные фракции представляют собой компоненты смеси для получения асфальтобетона. Полученные компоненты добавляют в сырьевую смесь для получения асфальтобетона. Себестоимость получаемых вторичных компонентов асфальтобетона составляет примерно 90% от стоимости первичных компонентов.

3. Процесс проводили аналогично примеру 1, но напряженность электромагнитного поля - 40 кА/м при частоте 60 Гц, а массовое соотношение дробленого асфальтобетона к массе постоянных магнитов (рабочих тел) 1:7. Битум переходит в минеральный порошок. Полученные фракции представляют собой компоненты смеси для получения асфальтобетона. Полученные компоненты добавляют в сырьевую смесь для получения асфальтобетона. Себестоимость получаемых вторичных компонентов асфальтобетона составляет примерно 90% от стоимости первичных компонентов.

4. Процесс проводили аналогично примеру 1, но напряженность электромагнитного поля - 70 кА/м при частоте 100 Гц, а массовое соотношение дробленого асфальтобетона к массе постоянных магнитов (рабочих тел) 1:15. Битум переходит в минеральный порошок. Полученные фракции представляют собой компоненты смеси для получения асфальтобетона. Полученные компоненты добавляют в сырьевую смесь для получения асфальтобетона. Себестоимость получаемых вторичных компонентов асфальтобетона составляет примерно 90% от стоимости первичных компонентов.

5. Процесс проводили аналогично примеру 1, но напряженность электромагнитного поля - 40 кА/м при частоте 60 Гц, а массовое соотношение дробленого асфальтобетона к массе измельчителей 1:20. Очистка асфальтобетона от битума не произошла. Полученные фракции не пригодны для использования в качестве компонентов асфальтобетонной смеси.

При всех вариантах реализации предлагаемого способа, не соответствующих режимам, указанным в формуле изобретения, или при неиспользовании технологического оборудования, указанного в формуле изобретения, указанный технический результат не достигается.

1. Способ изготовления наполнителя для асфальтобетонной смеси, включающий измельчение дробленого асфальтобетона с последующим его измельчением и использованием полученных компонентов в качестве сырья для производства асфальтобетона, отличающийся тем, что дробление кусков старого асфальтобетона осуществляют в молотковой дробилке, отбойная броня которой расположена на внутренней стороне корпуса после загрузочного люка относительно направления вращения ротора с молотками, причем дробление осуществляют до размера частиц асфальтобетона не свыше 20 мм с разделением дробленого асфальтобетона на фракции 5-20 мм и 0-5 мм с последующим измельчением в электромагнитном измельчителе в переменном магнитном поле напряженностью от 35 до 65 кА/м и частотой от 35 до 100 Гц фракции 0-5 мм с получением материалов фракций 0-1,2 мм и 1,2-5 мм.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве рабочих тел электромагнитного измельчителя используют постоянные магниты диаметром от 5 до 20 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что соотношение общей массы дробленого асфальтобетона к массе постоянных магнитов составляет от 1:3 до 1:15 соответственно.

4. Установка для реализации способа по п.1, содержащая средство измельчения, характеризующееся тем, что средство измельчения представляет собой последовательно расположенные молотковую дробилку, отбойная броня которой расположена на внутренней стороне корпуса после загрузочного люка относительно направления вращения ротора с молотками, и электромагнитный измельчитель, при этом установка дополнительно содержит последовательно установленные питатель, подающий конвейер, установленный между выходом питателя и молотковой дробилкой, установленные после молотковой дробилки конвейер, грохот, позволяющий выделить фракции 5-20 мм и 0-5 мм, по меньшей мере, два выносных транспортера, один из которых установлен между грохотом и электромагнитным измельчителем, питающий конвейер и сепарирующее устройство.