Спосіб виготовлення асфальтобетону, барабанний змішувач і спосіб нагріву сировини

Номер патенту: 25911

Опубліковано: 26.02.1999

Автор: Брашерс Девід Ф.

Є ще 4 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Способ производства асфальтобетона, включающий перемешивание и перемещение заполнителя в аксиальном направлении от первого торца ко второму торцу барабана смесителя с одновременным нагревом и сушкой заполнителя путем образования в сушильной камере барабана смесителя, расположенной со стороны его первого торца, направленного противоположно потоку заполнителя потока горячих газообразных продуктов сгорания с использованием горелки, наконечник которой расположен внутри барабана смесителя между его сушильной камерой и смесительной камерой, расположенной со стороны второго торца барабана смесителя, перемешивание и перемещение вторично используемого асфальтосодержащего материала с одновременным его предварительным нагревом, смешивание в смесительной камере барабана смесителя нагретого и высушенного заполнителя с предварительно нагретым вторично используемым асфальтосодержащим материалом с одновременным их совместным нагревом путем ввода в смесительную камеру части горячих газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры, отличающийся тем, что перемещение вторично используемого асфальтосодержащего материала в процессе его предварительного нагрева осуществляют в направлении потока заполнителя, при этом предварительный нагрев вторично используемого асфальтосодержащего материала осуществляют с использованием камеры предварительного нагрева, которая расположена вдоль, по меньшей мере, части сушильной камеры.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что ввод в смесительную камеру части горячих газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры осуществляют путем создания разности давлений в упомянутых камерах.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что газы из смесительной камеры подают в зону сгорания, создаваемую наконечником горелки, с использованием эжектора, через который продувают воздух, подаваемый в горелку.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что регулируют соотношение воздуха и газов из смесительной камеры, подаваемых в горелку.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в камеру предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащега материала вводят пыль.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в камеру предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала из сушильной камеры вводят, по меньшей мере, частично нагретый и высушенный заполнитель.

7. Барабанный смеситель для производства асфальтобетона, включающий установленный с возможностью принудительного вращения барабан, который имеет впускное отверстие для приема заполнителя, расположенное со стороны первого его торца, и выпускное отверстие для выпуска асфальтобетона, расположенное со стороны второго его торца, устройство для сжигания топлива, включающее горелку с наконечником, который ограничивает зону сгорания, расположен внутри упомянутого барабана в промежуточном положении между его торцами и направлен выходным отверстием в сторону первого торца, причем внутреннее пространство барабана посредством упомянутого наконечника разделено на сообщенные друг с другом сушильную камеру для заполнителя, расположенную со стороны первого торца барабана, и смесительную камеру, расположенную со стороны второго торца барабана, камеру предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала, которая имеет впускное отверстие и выпускное отверстие, посредством которого она сообщена со смесительной камерой, и средство для принуждения протекания части горячих газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры в смесительную камеру, отличающийся тем, что упомянутая камера предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала расположена вдоль, по меньшей мере, части сушильной камеры.

8. Барабанный смеситель по п.7, отличающийся тем, что содержит эжектор для всасывания газов из смесительной камеры и подачи их в зону сгорания вместе с продуваемым воздухом в регулируемом соотношении.

9. Способ нагрева сырья при производстве асфальтобетона в барабанном смесителе, включающий ввод заполнителя со стороны первого торца барабанного смесителя в его сушильную камеру, расположенную между упомянутым первым торцом и наконечником горелки, и его перемещение в направлении второго противоположного торца барабанного смесителя, создание в сушильной камере потока горячих газообразных продуктов сгорания, направленного противоположно направлению перемещения заполнителя, путем сжигания топливо-воздушной смеси в зоне сгорания, расположенной внутри и/или вблизи наконечника горелки, нагрев асфальта от контакта с нагретым в сушильной камере заполнителем при их смешивании в смесительной камере, расположенной между наконечником горелки и вторым торцом барабанного смесителя, подачу газов из смесительной камеры в упомянутую зону сгорания, отличающийся тем, что осуществляют предварительный нагрев, по меньшей мере, части воздуха, подаваемого в горелку, путем теплообмена с горячими газообразными продуктами сгорания с использованием выполненной при барабане камеры предварительного нагрева.

10. Способ по п.9, отличающийся тем, что поток подаваемого в горелку предварительно нагретого воздуха имеет тангенциальную составляющую скорости.

Текст

Настоящее изобретение относится к барабанному смесителю для нагрева и сушки заполнителя и смешивания заполнителя с жидким асфальтом и/или с пригодным к переработке для вторичного использования асфальтосодержащим материалом с целью образования асфальтобетона и, в частности, относится к противопоточному барабанному смесителю с рециркуляцией потока горячего газа и предварительным нагревом пригодного к переработке для вторичного использования асфальтосодержащего материала. Известен способ производства асфальтобетона, который предполагает перемешивание и перемещение заполнителя в аксиальном направлении от первого торца ко второму торцу барабана смесителя с одновременным нагревом и сушкой заполнителя путем образования в сушильной камере барабана смесителя, расположенной со стороны его первого торца, направленного противоположно потоку заполнителя потока горячих газообразных продуктов сгорания с использованием горелки, наконечник которой расположен внутри барабана смесителя между его сушильной камерой и смесительной камерой, расположенной со стороны второго торца барабана смесителя, смешивание в смесительной камере барабана смесителя нагретого и высушенного заполнителя с вторично используемым асфальтосодержащим материалом с одновременным их совместным нагревом путем ввода в смесительную камеру части горячих газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры. Жидкий асфальт смешивается со свежим заполнителем и вторично используемым материалом в смесительной зоне и полученный асфальтовый продукт выгружается из барабанного смесителя у выпускного второго торца. В отличие от заявляемого в известном способе предварительный нагрев вторично используемого асфальтосодержащего материала осуществляют в камере, которая расположена внутри смесительной камеры, путем перемещения вторично используемого материала противоположно направлению перемещения заполнителя и образования в упомянутой камере потока горячих газов в направлении перемещения упомянутого материала с использованием вентиляторного устройства, посредством которого газы отбираются из сушильной камеры, продуваются через смесительную камеру и камеру предварительного нагрева и подаются в горелку для дожигания побочных углеводородных продуктов ("синего дыма"), образующихся при работе барабанного смесителя. Осуществление перемещения вторично используемого материала противоположно направлению перемещения заполнителя, а следовательно в направлении вверх по уклону барабана затруднено силами гравитации и нерационально. Использование вентиляторного устройства для осуществления циркуляции горячих газов имеет тот недостаток, что попадающие в вентиляторное устройство пары и пыль из смесительной камеры оседают на внутренних поверхностях устройства и быстро их засоряют, снижая эффективность работы устройства в целом. Их удаление требует остановки агрегата и трудоемкой очистки или замены деталей. Все это снижает производительность смесителя и приводит к значительным непроизводительным затратам времени и средств. Нерегулируемая и чрезмерная подача в горелку газов, которые существенно охлаждены при контакте с холодным вторично используемым материалом, снижает полноту сгорания побочных углеводородных продуктов и топлива, при этом эффективность устранения "синего дыма" может быть недостаточной. Кроме того, газы подаваемые в камеру предварительного нагрева после прохождения камеры смешивания могут иметь недостаточно высокую температуру, а следовательно могут не обеспечить требуемый нагрев вторично используемого материала. Известный барабанный смеситель для производства асфальтобетона включает установленный с возможностью принудительного вращения барабан, который имеет впускное отверстие для приема заполнителя, расположенное со стороны первого его торца, и выпускное отверстие для выпуска асфальтобетона, расположенное со стороны второго его торца, устройство для сжигания топлива, включающее горелку с наконечником, который ограничивает зону сгорания, расположен внутри упомянутого барабана в промежуточном положении между его торцами и направлен выходным отверстием в сторону первого торца, причем внутреннее пространство барабана посредством упомянутого наконечника разделено на сообщенные друг с другом сушильную камеру для заполнителя, расположенную со стороны первого торца барабана, и смесительную камеру, расположенную со стороны второго торца барабана, средство подачи вторично используемого асфальтосодержащего материала в смесительную камеру, и средство для принуждения протекания части горячих газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры в смесительную камеру. Впускное устройство для подачи пригодного к переработке вторичного асфальтосодержащего материала в смесительную камеру расположено за защитной перегородкой, отделяющей смесительную камеру от сушильной камеры, с тем, чтобы предотвратить непосредственное воздействие горячих газов из сопла горелки на указанный асфальтосодержащий материал. Труба для жидкого асфальта проходит в смесительную камеру для выпуска жидкого асфальта на высушенный заполнитель, поступающий в смесительную камеру, тем самым высушенный заполнитель, асфальт и пригодный к переработке для вторичного использования асфальтосодержащий материал образуют асфальтобетон. В отличие от заявляемого в известном барабанном смесителе камера предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала расположена внутри смесительной камеры и снабжена средством для перемещения вторично используемого материала противоположно направлению перемещения заполнителя и средством для образования в упомянутой камере потока горячих газов в направлении перемещения упомянутого материала, которое включает вентиляторное устройство для отбора газов из сушильной камеры, продува их через смесительную камеру и камеру предварительного нагрева и подачи в горелку для дожигания побочных углеводородных продуктов ("синего дыма"), образующихся при работе барабанного смесителя. Перемещение вторично используемого материала в направлении вверх по уклону барабана затруднено силами гравитации и требует для его осуществления специального средства, что нерационально усложняет конструкцию смесителя. Использование вентиляторного устройства для осуществления циркуляции горячих газов имеет тот недостаток, что попадающие в вентиляторнеє устройство лары и пыль из смесительной камеры оседают на внутренних поверхностях устройства и быстро их засоряют, снижая эффективность работы устройства в целом. Их удаление требует остановки агрегата и трудоемкой очистки или замены деталей. Все это снижает производительность смесителя и приводит к значительным непроизводительным затратам времени и средств. Нерегулируемая подача в горелку необходимого для нагрева вторично используемого материала большого объема газов, которые существенно охлаждены при контакте с холодным вторично используемым материалом, снижает полноту сгорания побочных углеводородных продуктов и топлива, при этом эффективность устранения "синего дыма" может быть недостаточной. Кроме того, газы подаваемые в камеру предварительного нагрева после прохождения камеры смешивания могут иметь недостаточно высокую температуру, а следовательно, может быть не обеспечен требуемый нагрев вторично используемого материала. В известном способе нагрева сырья не предусмотрен предварительный подогрев воздуха, подаваемого в горелку, что, особенно при нерегулируемой и чрезмерной подаче в горелку газов, которые существенно охлаждены при контакте с холодным вторично используемым материалом, отрицательно сказывается на полноте сгорания в горелке побочных углеводородных продуктов и топлива, при этом эффективность устранения "синего дыма" может быть недостаточной. Таким образом, проблема производства асфальтобетона с высокой производительностью и минимальными энергозатратами при одновременной эффективной нейтрализации "синего дыма" в предшествующем уровне техники окончательно не решена. В основу изобретения поставлена задача в способе производства асфальтобетона путем усовершенствования операции предварительного нагрева вторично используемого материала обеспечить возможность осуществления упомянутой операции более простыми по конструкции и в эксплуатации и более надежными средствами, в частности, без использования вентиляторного устройства и средства для перемещения материала против сил гравитации. Кроме того, обеспечить повышение полноты сгорания в горелке побочных углеводородных продуктов и топлива, а следовательно, повысить эффективность устранения "синего дыма". Кроме того, обеспечить достаточно высокую температуру нагреве вторично используемого материала. Поставленная задача решена тем, что предложен способ производства асфальтобетона, включающий перемешивание и перемещение заполнителя в аксиальном направлении от первого торца ко второму торцу барабана смесителя с одновременным нагревом и сушкой заполнителя путем образования в сушильной камере барабана смесителя, расположенной со стороны его первого торца, направленного противоположно потоку заполнителя потока горячих газообразных продуктов сгорания с использованием горелки, наконечник которой расположен внутри барабана смесителя между его сушильной камерой и смесительной камерой, расположенной со стороны второго торца барабана смесителя, перемешивание и перемещение вторично используемого асфальтосодержащего материала с одновременным его предварительным нагревом, смешивание в смесительной камере барабана смесителя нагретого и высушенного заполнителя с предварительно нагретым вторично используемым асфальтосодержащим материалом с одновременным их совместным нагревом путем ввода в смесительную камеру части горячих газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры в котором, согласно изобретению, перемещение вторично используемого асфальтосодержащего материала в процессе его предварительного нагрева осуществляют в направлении потока заполнителя, при этом предварительный нагрев вторично используемого асфальтосодержащего материала осуществляют с использованием камеры предварительного нагрева, которая расположена вдоль, по меньшей мере, части сушильной камеры. Такой способ позволяет осуществлять предварительный нагрев вторично используемого асфальтосодержащего материала в самом барабанном смесителе одновременно с заполнителем, проходящим по сушильной камере, и использовать при этом тепло, образующееся при сгорании топлива в сушильной камере, а это, в свою очередь, делает процесс более производительным, более экономичным и обеспечивает локализацию "синего дыма" внутри барабана, что создает условия для его утилизации внутри барабана. Целесообразно при этом ввод в смесительную камеру части горячих газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры осуществлять путем создания разности давлений в упомянутых камерах. Это обеспечивает создание оптимальных условий смешивания нагретого в сушильной камере заполнителя, нагретого в камере предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала и жидкого асфальта для образования кондиционного асфальтобетона. Целесообразно газы из смесительной камеры подавать в зону сгорания, создаваемую наконечником горелки, с использованием эжектора, через который продувают воздух, подаваемый в горелку. Это обеспечивает простой и надежный способ дожигания этих газов в зоне сгорания без применения вентиляторных систем, что исключает необходимость периодической остановки агрегата для их очистки. Предпочтительно при этом регулировать соотношение воздуха и газов из смесительной камеры, подаваемых в горелку, так как при этом исключается возможность неполного сгорания газов в зоне сгорания. Целесообразно во вторично используемый асфальтосодержащий материал перед введением вторично используемого асфальтосодержащего материала в камеру предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала вводить пыль. Эта операция исключает налипание разогретого вторично используемого материала на стенки камеры, его перегрев и избыточное выделение "синего дыма". Целесообразно также в камеру предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала из сушильной камеры вводить по меньшей мере частично нагретый и высушенный заполнитель. Эта операция ускоряет нагревание вторично используемого асфальтосодержащего материала, облегчает его перемещение вдоль камеры и так же препятствует налипанию разогревающегося вторично используемого асфальтосодержащего материала, на стенки камеры, исключает его перегрев и избыточное выделение "синего дыма". Перемещение вторично используемого материала в направлении вниз по уклону барабана происходит при его вращении просто и естественно под действием силы гравитации аналогично перемещения заполнителя без использования каких-либо специальных средств. Вторично используемый материал за счет контакта с горячей стенкой сушильной камеры и горячими газами, которые могут подаваться в камеру предварительного нагрева непосредственно из сушильной камеры, нагревается до требуемой температуры и при этом не обязательно использование вентиляторного устройства. Поскольку газы, которые отбираются из смесительной камеры и подают в горелку, не применяют для нагрева вторично используемого материала они имеют более высокую температуру, а их объем возможно регулировать исключительно для обеспечения высокой полноты сгорания в горелке побочных углеводородных продуктов и топлива, что позволяет обеспечить высокую эффективность устранения "синего дыма". В основу изобретения также поставлене задача в барабанном смесителе для производства асфальтобетона путем усовершенствования средства для предварительного нагрева вторично используемого материала обеспечить упрощение конструкции и эксплуатации смесителя и повышение его надежности. Кроме того, обеспечить повышение полноты сгорания в горелке побочных углеводородных продуктов и топлива, а следовательно повысить эффективность устранения "синего дыма". Кроме того, обеспечить достаточно высокую температуру нагрева вторично используемого материала. Эта задача решена тем, что предложен барабанный смеситель для производства асфальтобетона, включающий установленный с возможностью принудительного вращения барабан, который имеет впускное отверстие для приема заполнителя, расположенное со стороны первого его торца, и выпускное отверстие для выпуска асфальтобетона, расположенное со стороны второго его торца, устройство для сжигания топлива, включающее горелку с наконечником, который ограничивает зону сгорания, расположен внутри упомянутого барабана в промежуточном положении между его торцами и направлен выходным отверстием в сторону первого торца, причем внутреннее пространство барабана посредством упомянутого наконечника разделено на сообщенные друг с другом сушильную камеру для заполнителя, расположенную со стороны первого торца барабана, и смесительную камеру, расположенную со стороны второго торца барабана, камеру предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала, которая имеет впускное отверстие и выпускное отверстие, посредством которого она сообщена со смесительной камерой, и средство для принуждения протекания части горячих газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры в смесительную камеру, в котором, согласно изобретению, упомянутая камера предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала расположена вдоль, по меньшей мере, части сушильной камеры. Такая конструкция обеспечивает предварительный нагрев вторично используемого асфальтосодержащего материала в самом барабанном смесителе одновременное заполнителем, проходящим по сушильной камере, и использовать при этом тепло, образующееся при сгорании топлива в сушильной камере, а это, в свою очередь, делает процесс более производительным, более экономичным и обеспечивает локализацию "синего дыма" внутри барабана, что создает условия для его утилизации внутри барабана. Целесообразно, чтобы барабанный смеситель содержал эжектор для всасывания газов из смесительной камеры и подачи их в зону сгорания вместе с продуваемым воздухом в регулируемом соотношении. Это устройство обеспечивает простое и надежное достижение газов в зоне сгорания без применения вентиляторних систем, что исключает необходимость периодической остановки агрегата для их очистки, а регулировка соотношения воздуха и газов из смесительной камеры, подаваемых в горелку исключает возможность неполного сгорания газов в зоне сгорания. Перемещение вторично используемого материала в направлении вниз по уклону барабана происходит при его вращении просто и естественно под действием сил гравитации аналогично перемещения заполнителя без использования каких-либо специальных средств. Вторично используемый материал за счет контакта с горячей стенкой сушильной камеры и горячими газами, которое могут подаваться в камеру предварительного нагрева непосредственно из сушильной камеры, нагревается до требуемой температуры и при этом не обязательно использование вентиляторного устройства. Поскольку газы, которые отбираются из смесительной камеры и подают в горелку, не применяют для нагрева вторично используемого материала они имеют более высокую температуру, а их объем возможно регулировать исключительно для обеспечения высокой полноты сгорания в горелке побочных углеводородных продуктов и топлива, что позволяет обеспечить высокую эффективность устранения "синего дыма". В основу изобретений поставлена также задача в способе нагрева сырья при производстве асфальтобетона в барабанном смесителе путем предварительного подогрева воздуха обеспечить повышение теплового КПД смесителя, полноты сгорания в горелке побочных углеводородных продуктов и топлива, а следовательно повышение эффективности устранения "синего дыма". Кроме того, предотвратить конденсацию паров на расположенных в смесителе воздуховодах и тем самым уменьшить их коррозию. Эта задача решена тем, что предложен способ нагрева сырья при производстве асфальтобетона в барабанном смесителе, включающий ввод заполнителя со стороны первого торца барабанного смесителя в его сушильную камеру, расположенную между упомянутым первым торцом и наконечником горелки, и его перемещение в направлении второго противоположного торца барабанного смесителя, создание в сушильной камере потока горячих газообразных продуктов сгорания, направленного противоположно направлению перемещения заполнителя, путем сжигания топливо-воздушной смеси в зоне сгорания, расположенной внутри и/или вблизи наконечника горелки, нагрев асфальта от контакта с нагретым в сушильной камере заполнителем при их смешивании в смесительной камере, расположенной между наконечником горелки и вторым торцом барабанного смесителя, подачу газов из смесительной камеры в упомянутую зону сгорания, в котором, согласно изобретению, осуществляют предварительный нагрев, по меньшей мере, части воздуха, подаваемого в горелку, путем теплообмена с горячими газообразными продуктами сгорания с использованием выполненной при барабане камеры предварительного нагрева. Эта операция обеспечивает повышение эффективности сгорания топлива, снижая тем самым его расход, необходимый для создания требуемого теплового режима в барабанном смесителе, и предотвращает конденсацию "синего дыма" на воздуховодах. Целесообразно при этом, чтобы поток подаваемого в горелку предварительно нагретого воздуха имел тангенциальную составляющую скорости. Эта операция дополнительно повышает эффективность сгорания топлива при круговом или вихревом движении воздуха, по мере того как предварительно нагретый воздух поступает в зону пламени. Изобретение поясняется чертежами, где фиг.1 представляет собой схематическое продольное сечение с рядом удаленных деталей, показывающее противоточный барабанный смеситель по настоящему изобретению; фиг.2 - изображение, аналогичное фиг.1, которое показывает впускной канал в барабане для вторично используемого асфальтосодержащего материала в случае, когда он расположен перед горелкой; фиг.3 - изображение, аналогичное фиг.1, которое показывает ввод вторично используемого асфальтосодержащего материала в камеру предварительного нагрева и смешивание этого материала с заполнителем в камере предварительного нагрева; фиг.4 - изображение, аналогичное фиг.1, которое показывает следующий вариант исполнения камеры предварительного нагрева для вторично используемого асфальтосодержащего материала и заполнителя; фиг.5 - 10 показывают различные варианты исполнения изобретения для смешивания горячего и сухого заполнителя с вторично используемым асфальтосодержащим материалом при одновременном предотвращении перетекания газов из камеры предварительного нагрева в сушильную секцию. В графических материалах, в частности, на фиг.1 показан противоточный барабанный смеситель, обозначенный в целом поз.1. Имеется в виду, что барабанный смеситель 1 содержит цилиндрический барабан 2, смонтированный на непоказанных роликах, как правило, в горизонтальном наклонном положении и с возможностью вращения вокруг своей оси. В частности, барабан 2 имеет впускное отверстие 3 на своем верхнем торце для подачи заполнителя в барабан. На верхнем торце барабана также показано выпускное отверстие 4 для отработанных газов, предназначенное для приема горячих газов из барабана и прохода этих газов в непоказанный пылеуловитель с рукавными фильтрами для очистки и окончательного выпуска газов в атмосферу. В нижнем или находящемся ниже по направлению потока (заполнителя) торце барабана выполнено выпускное отверстие 5 для готового асфальтосодержащего материала, предназначенное для выпуска готовой горячей смеси на подъемник для транспортировки в бункер для хранения или в ожидающий грузовой автомобиль. Узел горелки из множества труб, в целом обозначенный поз.6, проходит через газоход у нижнего торца барабана и служит опорой наконечнику 7 горелки, расположенному в промежуточном положении между торцами барабана и образующему зону пламени FZ или зону сгорания. Наконечник горелки расположен таким образом, чтобы ограничить как сушильную секцию или камеру 8 барабана между наконечником 7 горелки и торцом барабана с впускным отверстием для заполнителя, так и смесительную секцию или камеру 9, расположенную между наконечником 7 горелки и торцом барабана с отверстием для выпуска горячей смеси. Как показано, смесительная камера 9 представляет собой кольцевую камеру, ограниченную стенками барабана и наружной стенкой узла 6 горелки, состоящего из множества труб. Непоказанные пластинки расположены на некотором расстоянии друг от друга по окружности около внутренней стенки сушильной секции и в продольном направлении вдоль нее, чтобы перемещать и прикрывать заполнитель, поступающий в барабан у верхнего торца барабана. В зоне барабана, окружающей зону пламени FZ, имеется или ряд пластин, или специальные пластины (скребки) для предотвращения падения заполнителя в зону сгорания. Кроме того, за наконечником горелки в зоне смешивания предусмотрены закрывающие пластины, за которыми следуют смешивающие пластины, заканчивающиеся рядом с выпускным торцом барабана. Таким образом, горячие газообразные продукты сгорания от наконечника 7 горелки проходят в противотоке к направлению потока не бывшего в употреблении заполнителя в сушильной секции и проходят сквозь прикрытый заполнитель с целью удаления пыли и влаги из заполнителя. Газы выходят из барабана через отверстие 4 для отработанных газов по пути в пылеуловитель с рукавными фильтрами. Таким образом, видно, что не бывший в употреблении заполнитель вводится в барабан через впускное отверстие 3, высушивается в, сушильной камере секции 8 горячими газообразными продуктами сгорания от горелки 7 и проходит мимо наконечника 7 горелки в смесительную камеру 9, в которой высушенный и очищенный заполнитель смешивается с чистым асфальтом, подаваемым в смесительную камеру 9 по трубе 10 для жидкого асфальта, или с вторично используемым асфальтосодержащим материалом, поступающим в смесительную камеру 9 через впускной канал 11 для вторично используемого асфальтосодержащего материала, или с обоими материалами. Труба 10 для подачи жидкого асфальта имеет множество сопел для распыления жидкого асфальта на заполнитель, скапливающийся в нижней части вращающегося барабана, тем самым заполнитель и жидкий асфальт тщательно перемешиваются при вращении барабана. Рациональным образом пыль и другие твердые частицы захватываются в распыленном асфальте, когда он подается на заполнитель. Конструкция впускного канала 11 для вторично используемого асфальтосодержащего материала, поступающего во вращающийся барабан, хорошо известна в данной области, поэтому детали ее здесь не приводятся. Трубчатый узел 6 горелки содержит центральную трубу 12 горелки для подачи воздуха высокого давления в наконечник 7 горелки. Байпасная труба 13 концентрически окружает центральную трубу 12, ограничивая кольцевой байпасный канал 14 между ними для подачи байпассированного воздуха в пламя горелки. Труба 15 для транспортирующего воздуха концентрически окружает байпасную трубу 13, расположена на некотором расстоянии от нее и предназначена для подвода дополнительного воздуха в пламя горелки. Труба 15 для транспортирующего воздуха образует часть отводной системы для отвода (циркуляции) горячих газов из потока горячих газов в сушильной секции через кольцевую смесительную секцию 9 и в зону пламени, тем самым температура в зоне смешивания рациональным образом повышается, и несгоревшие летучие соединения, находящиеся в смесительной камере, транспортируются через трубу для транспортирующего воздуха в пламя. В частности, труба 15 для транспортирующего воздуха имеет щель (зазор) или отверстие 16, предпочтительно кольцевое, сообщающееся со смесительной камерой 9 и с кольцевой камерой между трубами 13 и 15. Обеспечивая наличие вентилятора вне барабана для подачи высокоскоростного потока воздуха в канал для транспортирующего воздуха, получают, что транспортирующий воздух, обладающий' высокой кинетической энергией, вызывает всасывание газов из смесительной камеры 9 через отверстие 16 в канал для транспортирующего воздуха. Таким образом, чистый атмосферный воздух смешивается с нагретыми газами из смесительной камеры, содержащими летучие соединения, пар и твердые частицы, и переносит их в пламя. Естественно, что транспортирующий воздух повышает содержание кислорода в газах из смесительной камеры и обеспечивает возможность их предварительного смешивания, способствуя более быстрому и полному сгоранию любых углеводородов в газах. Вследствие высокой скорости в канале транспортирующего воздуха, в основном, предотвращается отложение пыли или других твердых частиц в этом канале. Кроме того, отводная система, может вращаться вместе с барабаном, устраняя любое накапливание материалов внутри или снаружи концентрических труб. Следовательно, данная конструкция обеспечивает всасывание газов, включая пар и синий дым, при одновременном значительном уменьшении транспортирования твердых частиц в зону смешивания, включая вкрапления или прожилки асфальта, для подачи воздуха для горения в горелку. Это обеспечивается путем выполнения отводной системы с требующим небольшого технического обслуживания вентилятором, причем это может быть тот же вентилятор, который подает воздух для горения в горелку. Кроме того, вентилятор не подвергается воздействию внутреннего содержимого барабана, и по причине отсутствия такого воздействия может представлять собой устройство, требующее небольшого технического обслуживания и ремонта. Кроме того, рационально, что транспортирующий воздух, проходящий через канал для транспортирующего воздуха, при всасывании газов из смесительной камеры 9 создает пониженное или отрицательное давление в смесительной камере 9. Это отрицательное или пониженное давление, в свою очередь, заставляет часть горячих газообразных продуктов сгорания в сушильной камере изменять направление течения от горелки к верхнему торцу барабана на направление потока, совпадающее с направлением потока заполнителя, поступающего в смесительную камеру. Эти высокотемпературные газы, например, с температурой порядка 150 - 1100°C (300 - 2000°F) ускоряют процесс путем подвода дополнительного тепла к материалам заполнителя, включая любой вторично используемый асфальтосодержащий материал, па мере того, как эти материалы проходят в смесительную камеру. Любая возвращенная пыль, собранная в системе очистки отработавших газов, от твердых частиц, например, из пылеуловителя с рукавными фильтрами, может быть также добавлена во вторично используемый асфальтосодержащий материал для размещения в смесительной камере. Эти материалы, как правило, находятся при температуре, которая значительно ниже требуемой температуры готовой смеси. Кроме того, вторично используемый асфальтосодержащий материал может содержать значительное количество влаги. Дополнительное тепло, обеспечиваемое за счет ввода газообразных продуктов сгорания из сушильной камеры в смесительную камеру, повышает производительность процесса, поскольку в ином случае энергия, требуемая для нагрева и сушки вторично используемого асфальтосодержащего материала и пыли, обеспечивалась бы только горячими не бывшими в употреблении заполнителями. Таким образом, в конструкции по настоящему изобретению часть горячих газов всасывается в смесительную камеру, где эти горячие газы нагревают не бывший в употреблении заполнитель, вторично используемый асфальтосодержащий материал и пыль. Теплопередача от горячих газов, проходящих из сушильной секции в смесительную секцию, может быть увеличена путем выполнения закрывающих пластин в этой секции барабана. Кроме того, поскольку в газообразных продуктах сгорания, в основном, отсутствует кислород, а пар, выходящий из вторично используемого асфальтосодержащего материала, стремится закрыть битумный вяжущий материал, значительно уменьшается или устраняется окисление материалов в процессе передачи тепла от газообразных продуктов сгорания к заполнителям. Регулирование потока воздуха, поступающего к горелке, также может выполняться путем регулирования с помощью клапана потока воздуха, выходящего из вентилятора в каналы для транспортирующего и байпасированного воздуха. Таким образом, если увеличивается или. уменьшается поток транспортирующего воздуха, соответственно происходит пропорциональное уменьшение или увеличение потока байпасированного воздуха. Следовательно, суммарный поток воздуха для горения, подаваемого к горелке, будет постоянным. Клапан для этой цели может содержать гильзу 17, установленную концентрично вокруг гильзы 18 для ввода воздуха в канал для транспортирующего воздуха. Гильза 17 имеет выступающую радиально наружу и в осевом направлении часть 19, диаметр которой немного больше, чем диаметр входного конца трубы 15 для транспортирующего воздуха. Путем регулирования положения гильзы 17 в осевом направлении относительно впускного отверстия трубы 15 можно соответственно уменьшить или увеличить зазор 16. Таким образом, можно изменить смесь транспортирующего воздуха и газов из смесительной камеры, подаваемую в пламя. Для этой цели могут быть использованы, и другие типы клапанов, например, дозирующая задвижка для дозированной подачи воздуха в канал для транспортирующего воздуха и в канал для байпасированного воздуха. Кроме того, предварительно нагретый атмосферный воздух может подаваться непосредственно в пламя горелки таким образом, чтобы повысить полноту сгорания. С этой целью вокруг барабана 2 в зоне рядом с горелкой и выше горелки по ходу (заполнителя) может быть предусмотрена кольцевая камера 20, как показано на фиг.1. Конец кольцевой камеры 20 открыт в атмосферу, и воздух, подаваемый в камеру, предварительно нагревается теплотой, излучаемой через стенку барабана. В том месте относительно оси барабана, которое, в основном, соответствует месту расположения наконечника горелки, кольцевая камера 20 сообщается с пламенем горелки через множество расположенных на некотором расстоянии друг от друга по окружности труб или (полых) спиц 21. Предпочтительно, если трубы 21 расположены под углом к радиусу таким образом, что предварительно нагретый воздух, поступающий в пламя горелки, имеет тангенциальную составляющую скорости, за счет этого воздуху, подаваемому в пламя горелки, придается вихревое движение. Как упоминалось ранее, одна из проблем, связанных с противоточными барабанными смесителями, заключалась в том, что в смесителях этого типа по предшествующему техническому уровню тепло для сушки и нагрева вторично используемых асфальтосодержащих материалов, вводимых в зону смешивания, обеспечивалось только перегретыми не бывшими в употреблении заполнителями. Способ предварительного нагрева вторично используемого асфальтосодержащего материала показан на фиг.2. На этом рисунке показано, что кольцевая камера 22 предварительного нагрева выполнена на внутренней стороне барабана с помощью радиальной внутренней стенки 23, которая удерживает вторично используемый асфальтосодержащий материал, поступивший через впускной канал 11 для этого материала, в кольцевой камере предварительного нагрева. Выход из камеры расположен ниже по ходу в направлении потока заполнителя от наконечника горелки, тем самым вход вторично используемого, асфальтосодержащего материала в зону смешивания происходит за зоной пламени и наконечником горелки. Таким образом, камера 22 предварительно нагревается (тепловым) излучением. Следует заметить, что наружная сторона кожуха барабана защищена камерой предварительного нагрева и стенкой 23 от теплоты сгорания. Кроме того, как упоминалось ранее, пыль, возвращаемая из системы выпуска отработавших газов, может вводиться вместе с вторично используемым асфальтосодержащим материалом в камеру 22 предварительного нагрева. Хотя предварительный нагрев вторично используемого асфальтосодержащего материала является рациональным, этот материал стремится прилипнуть к стенке камеры предварительного нагрева, образуя углеродистое отложение, препятствующее теплопередаче. Это также может вызвать попадание кусков вторично используемого асфальтосодержащего материала больших размеров в готовую смесь. Как показано на фиг.3, с целью устранения таких проблем вторично используемый асфальтосодержащий материал может смешиваться с частью горячего и высушенного не бывшего в употреблении заполнителя из сушильной камеры. В этом случае камера 24 предварительного нагрева выполняется вдоль наружной стороны барабана с помощью концентричне удаленной (от стенки барабана) на некоторое расстояние наружной стенки 25 и закрыта на своих противоположных концах стенками, доходящими до барабана. Внутри камеры имеется непрерывная спиральная пластина 26 для подачи вторично используемого асфальтосодержащего материала от впускного канала 11 (фиг.3) для этого материала к выпускному отверстию 27 камеры 24 предварительного нагрева по мере вращения барабана. Для предотвращения образования отложений вторично используемого асфальтосодержащего материала внутри камеры предварительного нагрева в стенке барабана выше впускного канала 11 (фиг.3) для вторично используемого, асфальтосодержащего материала выполнен ряд расположенных по окружности на некотором расстоянии друг от друга отверстий 28. Таким образом, часть горячего и высушенного не бывшего в употреблении заполнителя, текущего через сушильную камеру, проходит через отверстия 28 в камеру 24 предварительного нагрева, где горячий заполнитель смешивается с вторично используемым асфальтосодержащим материалом, по мере того, как комбинированная смесь проходит к выпускному отверстию 27 и в смесительную камеру. По мере того, как горячий не бывший в употреблении заполнитель смешивается с вторично используемым асфальтосодержащим материалом в камере 24, этот материал подвергается предварительному нагреву теплом, передаваемым от горячего не бывшего в употреблении заполнителя. При некоторых заполнителях и вторично используемых асфальтосодержащих материалах, пыль, возвращаемая из системы выпуска отработавших газов, или добавочный минеральный наполнитель, могут добавляться к вторично используемому асфальтосодержащему материалу для предотвращения прилипания этого материала к стенкам и устранения необходимости в добавлении заполнителя. Однако было обнаружено, что важно предотвратить улетучивание газов, выделяющихся из вторично используемого асфальтосодержащего материала по мере предварительного нагрева в камере 24, из камеры предварительного нагрева через впускные отверстия 28 для заполнителя в сушильную секцию, что может вызвать проблемы с точки зрения загрязнения окружающей среды. С этой целью отверстий 28 расположены выше впускного канала 11 (фиг.3) для вторично используемого асфальтосодержащего материала. Альтернативно, как показано на фиг.4, отверстия 28 могут быть расположены на задней стороне спиральной пластины 26 таким образом, что не бывшие в употреблении заполнители будут сталкиваться в низ барабана по одной стороне изогнутой пластины, а ввод вторично используемого асфальтосодержащего материала будет происходить по противоположной стороне изогнутой пластины. Это также предотвращает выпадание не бывшего в употреблении заполнителя через входной канал для вторично используемого асфальтосодержащего материала. Нет необходимости, чтобы спиральная пластина 26 проходила по всей длине кольцевого канала, но она может проходить только через переходную зону, оставляя оставшуюся часть камеры предварительного нагрева свободной от пластин или только с подъемными пластинами. Подъемные пластины особенно полезны для придавливания материала к внутренней поверхности барабана для лучшей теплопередачи. Чтобы удержать газы, выделяющиеся из вторично используемою асфальтосодержащего материала, предварительно нагреваемого в камере 24, от выхода через отверстия 28 для не бывшего в употреблении заполнителя в сушильную камеру, в камере 24 предварительного нагрева может поддерживаться более отрицательное давление, чем давление внутри зоны пламени в сушильной секции. Чтобы реализовать это, может быть предусмотрен вентилятор 29 (фиг.3) для всасывания газов из камеры 24 предварительного нагрева и ввода этих газов в смесительную камеру 9 для последующего уничтожения газов, когда они проходят через пламя сушильной камеры с остатком газов, которые выделяются в смесительной камере. В альтернативном варианте исполнения для предотвращения выхода газов, выделившихся из вторично используемого асфальтосодержащего материала, предварительно нагретого в камере 24, в сушильную секцию могут быть предусмотрены навесные дверцы 30 (фиг.5), предназначенные для открывания и закрывания впускных отверстий 28 для не бывшего в употреблении заполнителя. Таким образом, дверцы 30 закреплены на шарнирах и расположены в соответствии с направлением вращения барабана так, что они открываются, когда дверцы повернуты в их самые низкие положения при наличии заполнителя внутри барабана, проходящего через отверстия 28, и при открытых дверцах в камеру 24 предварительного нагрева. Когда барабан вращается, например, в направлении по часовой стрелке, показанном на фиг.5, дверцы 30 поворачиваются в закрытое положение, как правило, при подъеме внутри барабана, соответствующем уровню слоя заполнителя вдоль нижней стороны барабана, тем самым предотвращая проход газов между камерой 24 предварительного нагрева и сушильной камерой. На каждой дверце может быть размещен непоказанный регулируемый упор для ограничения размера отверстия для прохода не бывшего в употреблении заполнителя в камеру 24 предварительного нагрева. На фиг.6 показан другой вариант исполнения клапанной конструкции для предотвращения прохода газов между камерой предварительного нагрева и сушильной камерой. В этом варианте исполнения сплющенная цилиндрическая секция 31 с диаметром, большим, чем диаметр барабана, образующий сушильную секцию, но меньшим, чем диаметр наружной стенки камеры предварительного нагрева, свободно подвешена в камере предварительного нагрева с зазором от стенки барабана. Незакрепленное кольцо 31 лежит на отверстиях 28 между сушильной камерой и камерой предварительного нагрева. Когда барабан вращается, кольцо 31 поднимается вверх в барабане, чтобы открыть отверстия 28 в той зоне сушильной камеры, где не бывший в употреблении заполнитель образует слой в камере. Таким образом, не бывший в употреблении заполнитель проходит сквозь отверстия 28 в камере 24 предварительного нагрева, когда уплотнительное кольцо 31 закрывает и перекрывает оставшиеся отверстия, открытые в сушильную камеру. Поток не бывшего в употреблении заполнителя через открытые отверстия предотвращает противоток газов из камеры предварительного нагрева в сушильную камеру. Предпочтительно, если кольцо 31 выполнено из упругого материала, такого как тонкая калиброванная нержавеющая сталь, которая при установке провисает. Это обеспечивает возможность того, что кольцо будет соответствовать барабану, принимая вытянутую или сплющенную цилиндрическую форму, как показано на фиг.6. Вес заполнителя, действующий на уплотнительное кольцо 31, будет также стремиться заставить его соответствовать конфигурации цилиндрического барабана, эффективно герметизируя отверстия в верхней части и на сторонах барабана. Не бывший в употреблении заполнитель, поступающий в камеру предварительного нагрева, проходит к нижнему торцу барабана за счет наклона барабана. Могут быть выполнены непоказанные упоры для предотвращения аксиального смещения незакрепленного уплотнительного кольца 31 в направлении разгрузочного торца барабана с не бывшим в употреблении заполнителем и для удержания кольца в осевом положении, при котором оно лежит на отверстиях 28. На фиг.7 показано уплотнительное кольцо 31 конической формы, то есть выполненное в виде усеченного конуса. Когда коническое кольцо 31 (фиг.1) расположено вокруг барабана 2, плоская внутренняя поверхность кольца входит в контакт с верхней частью и сторонами барабана, чтобы закрыть отверстия 28. В нижней части барабана кольцо 31 (фиг.7) находится на некотором расстоянии от отверстий 28, обеспечивая возможность прохода заполнителя из сушильной секции в камеру предварительного нагрева. Коническое кольцо 31 (фиг.7) также способствует проходу заполнителей из отверстий 28 к разгрузочному торцу за счет наклона внутренней поверхности кольца в нижней части барабана, как показано (на фиг.7). На фиг.8 показано, что вместо конического или имеющего форму усеченного конуса кольца 31 (фиг.7) может применяться цилиндрическое кольцо 31 (фиг.8), взаимодействующее с конической поверхностью 32, выполненной на наружной стенке барабана 2 в сушильной секции. Результат аналогичен варианту исполнения по фиг.7, описанному выше. На фиг.9 показана внутренняя камера 24 предварительного нагрева, а на фиг.10 показана внешняя камера 24 предварительного нагрева. В обоих случаях кольцо 31 (фиг.9) или 31 (фиг.10), имеющее поперечное сечение в виде угольника, применяется. совместно с фланцем 33 (фиг.9) или 33 (фиг.10). В случае применения внутренней камеры 24 (фиг.9) предварительного нагрева фланец 33 (фиг.9) выступает радиально внутрь от наружной стенки барабана, а в случае внешней камеры предварительного нагрева фланец выступает радиально внутрь от наружной стенки камеры предварительного нагрева. Эти фланцы взаимодействуют с незакрепленным кольцом 31 (фиг.9) или 31 (фиг.10) с поперечным сечением в форме угольника для обеспечения, в основном, серповидного канала для прохода не бывшего в употреблении заполнителя из отверстий 28 мимо кольца в нижней части барабана. Естественно, что кольцо герметизирует отверстие между фланцем и стенкой барабана у сторон барабана и в верхней части барабана, предотвращая выход газов из кольцевой камеры предварительного нагрева в сушильную камеру, одновременно обеспечивая возможность прохода заполнителя через отверстия 28 в камеру предварительного нагрева для нагрева и предварительного смешивания с вторично используемым асфальтосодержащим материалом, поступающим в камеру 24. Хотя изобретение описано на примере исполнения, который в настоящее время считается наиболее практичным и предпочтительным, следует понимать, что изобретение не ограничивается раскрытым вариантом исполнения, но, напротив, предназначено для того, чтобы охватить различные модификации и равнозначные конструкции, находящиеся в рамках идеи и объема приложенной формулы изобретения.

Дивитися

Додаткова інформація

МПК / Мітки

МПК: E01C 19/02, C04B 26/26

Мітки: сировини, барабанний, змішувач, нагріву, виготовлення, асфальтобетону, спосіб

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/12-25911-sposib-vigotovlennya-asfaltobetonu-barabannijj-zmishuvach-i-sposib-nagrivu-sirovini.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб виготовлення асфальтобетону, барабанний змішувач і спосіб нагріву сировини</a>

Подібні патенти