Пристрій для розігріву брикетів бітуму

Винахід відноситься до галузі будівництва і може бути використаний для приготування гарячого бітуму, що застосовується в гідроізоляційних роботах, дорожньому будівництві та приготуванні асфальтобетонних сумішей. Відомий пристрій для теплової обробки бітуму, який включає теплоізольований корпус котла з випускними отворами, нагрівальний пристрій з електронагрівачами, камери плавлення та нагріву з похилими листами із отворами для розігріву бітуму в тонкому рухомому шарі, бітумний насос для рециркуляції і подачі бітуму до робочого обладнання споживачів (ВСН 00-69. Указания по электроразогреву битумов// Министерство промышленного строительства УССР. - Киев, 1969. с.26). Цей пристрій призначений для розігріву тверди х попередньо подрібнених упаковок бітуму в дві стадії: спочатку відбувається плавлення, а потім розігрів до необхідної температури з рециркуляцією розігрітого бітуму для інтенсифікації процесу. Недоліком даного пристрою є те, що при розігріванні у тонкому рухомому шарі ефективно використовується тільки частина площі нагрівального елементу з плоскою перфорованою поверхнею обмежених розмірів, яка частково контактує з окремими фрагментами подрібненого бітуму неправильної геометричної форми, а отвори забиваються розм'я кшеними фрагментами бітуму. Прототипом до даного винаходу є пристрій - котел для розігріву бітуму у рухомому шарі з використанням електронагрівальних елементів (Вейцман М.И., Соловьев Б.Н. Битумные базы и цехи. - М., Транспорт., 1976, рис. 19, с.39), що включає теплоізольований корпус, верхня частина якого служить напірною ємністю постійного рівня, а в середній частині корпусу розташовані лотки, всередині кожного з яких змонтовані електричні нагрівальні елементи. Попередньо розігрітий до текучого стану бітум зі складу-бітумосховища подається насосом в напірну ємність і стікає по нагрітим лоткам, де додатково нагрівається до необхідної робочої температури. Нижня частина корпусу є витратною ємністю, наявність якої дозволяє компенсувати нерівномірність витрати бітуму. Основними недоліками прототипу є необхідність попереднього розігріву бітуму в складі-бітумосховищі і подачі його в текучому стані до напірної ємності постійного рівня, що розташована в верхній частині пристрою, неефективне використання електричних нагрівальних елементів внаслідок одностороннього контакту бітуму з лотками. Крім того, для забезпечення роботи пристрою необхідно мати окрему насосну установку та спеціально облаштований склад-бітумосховище з попереднім нагрівом бітуму до текучого стану. До недоліків конструкції пристрою можна віднести необхідність автоматичної підтримки рівня бітуму в напірній ємності за допомогою спеціального поплавкового пристрою. Недосконалість гідро- та теплоізоляції складу-бітумосхови ща призводить до попадання вологи в бітум, що вимагає додаткових витрат теплової енергії для зневоднення. В основу запропонованого винаходу поставлено задачу зменшення енерго- і тепловитрат при транспортуванні, зберіганні та використанні бітуму, а також усунення можливості обводнення бітуму. Поставлена задача розв'язується завдяки тому, що у корпус котла вмонтовано пристрій для розігріву брикетів бітуму, який включає горизонтальну платформу зі встановленими на ній напрямними коробами для подачі брикетів на розташовані співвісно під ними розігрівні загострені стрижні з розвинутою бічною поверхнею, площа та тепловіддача яких змінюється по довжині від вістря до основи відповідно до закономірностей розігріву бітуму. Очікуваний технічний результат досягається завдяки використанню попередньо сформованих брикетів бітуму, які при переміщенні по напрямним коробам на гарячі загострені стрижні із розвинутими бічними поверхнями рівномірно розігріваються, безпосередньо контактуючи з поверхнями нагріву стрижнів, що поступово збільшуються по мірі збільшення величини насування брикетів на них. Завдяки цьому відбувається запрограмоване збільшення тепловіддачі від поверхонь нагріву стрижнів, що суттєво прискорює плавлення брикетів. Причому, розвинуті бічні поверхні влаштовані таким чином, що забезпечують оптимальні умови для поступового плавлення брикетів з заданою швидкістю. В результаті того, що оплавлення бітуму відбувається всередині тіл брикетів, то ефективність теплопередачі від стрижнів є найбільшою, а зовнішні шари бітуму які оточують нагрівні поверхні стрижнів розігріваються висхідними тепловими потоками, що додатково прискорює процес плавлення. Крім того, ефективність нагріву суттєво підвищується за рахунок самоочищення стрижнів в результаті стікання розплавленого бітуму з їх поверхні. Таким чином, запропонований варіант виконання пристрою передбачає розігрів передбачає розігрів бітуму, як по зовнішній поверхні брикета так і по внутрішній поверхні, що утворюється нагрітими стрижнями, здатними по самоочищення, що відсутнє у відомих пристроях. Завдяки застосуванню запропонованого пристрою будуть зниженні енергетичні та теплові втрати, а також будуть відсутні процеси обводнення при здійсненні технологічних операцій з приготування бітуму, що присутні у традиційних технологіях. Те хнологія, що може бути впроваджена при застосуванні запропонованого пристрою не передбачає використання спеціальних транспортних засобів для перевезення гарячих бітумів, а надає можливість приготування гарячого бітуму безпосередньо на місці використання, причому у таких об'ємах, що є необхідними. При цьому, слід зауважити, що у випадку застосування запропонованого пристрою відпадає потреба в обпаданні спеціальних бітумосхови щ, в яких бітум значно обводнюється і розігрівається до текучого стану, що призводить до суттєви х тепловтрат. На рисунку представлена конструктивна схема пристрою для розігріву бітуму. Пристрій для розігріву брикетів бітуму 1, включає теплоізольований корпус котла 2 з випускним отвором 3, до якого приєднаний зливний трубопровід 4 із запірною засувкою 5. Облаштування для розігріву брикетів бітуму, що конструктивно виконане у вигляді розігрівних загострених стрижнів 6 з розвинутою бічною поверхнею, камери плавлення та нагріву 7. Облаштування для розігріву брикетів бітуму - розігрівні загострені стрижні 6 закріплені на горизонтальній платформі 8, що виконана у вигляді ґратки із отворами для проходження розплавленого бітуму, яка вмонтована в корпусі котла 2. На горизонтальній платформі 9 верхньої частини корпуса котла 2 встановлені напрямні короби 10 для подачі брикетів бітуму 1 на розташовані співвісно під ними розігрівні загострені стрижні 6 з розвинутою бічною поверхнею, площа та тепловіддача яких змінюється по довжині від вістря до основи, відповідно до закономірностей розігріву бітуму. Вн утрішні порожнини кожного із розігрівних загострених стрижнів 6 паралельно з'єднані із прямим і зворотнім трубопроводами, відповідно, 11 і 12, по яких підводиться текучий теплоносій ( наприклад, пара чи нагріта зовні до необхідної температури рідина). Окрім того, як варіант виконання, у внутрішніх порожнинах розігрівних загострених стрижнів 6 можуть бути влаштовані електричні нагрівні елементи, які живляться від зовнішньої електромережі. Пристрій для розігріву брикетів бітуму працює таким чином. Попередньо сформовані брикети бітуму 1, переміщуючись по напрямним коробам 10 на гарячі загострені стрижні 6 із розвинутими бічними поверхнями рівномірно розігріваються, безпосередньо контактуючи з поверхнями нагріву стрижнів 6, що поступово збільшуються по мірі збільшення величини насування брикетів на них. Відбувається запрограмоване збільшення тепловіддачі від поверхонь нагріву стрижнів, що суттєво прискорює плавлення брикетів. Розвинуті бічні поверхні конструктивно влаштовані таким чином, що забезпечують оптимальні умови для поступового плавлення брикетів з заданою швидкістю. Оплавлення бітуму відбувається всередині тіл брикетів 1, де ефективність теплопередачі від стрижнів є найбільшою. Зовнішні шари бітуму, які оточують нагрівні поверхні стрижнів розігріваються висхідними тепловими потоками, що додатково прискорює процес плавлення. Крім того, за рахунок ефективного нагріву по всій площі безпосереднього контакту розвинутої бічної поверхні стрижнів 6 відбувається ефективне їх самоочищення і стікання розплавленого бітуму з їх поверхні. Розплавлений бітум стікає у нижню частину корпусу котла 1, а потім по зливному трубопроводу 4 надходить на використання у відповідних те хнологічних процесах. Завдяки запропонованому конструктивному варіанту виконання облаштування для розігріву бітуму, яке здійснюється як по зовнішній поверхні брикета так і по внутрішній його поверхні, що утворюється нагрітими стрижнями, здатними по самоочищення, передбачається суттєве зниження енергетичних та теплових втрат, а також будуть відсутні процеси обводнення при здійсненні технологічних операцій з приготування бітуму, що мають місце у більшості традиційних технологій. Дана технологія приготування є досить ефективною, особливо у випадках, коли необхідно приготувати певний об'єм гарячого бітуму безпосередньо на місці використання. Необхідність, у спеціальних бітумосхови щах та транспортних засобах для доставки гарячого бітуму відпадає. На особливості конструктивного виконання запропонованого облаштування та на режими здійснення за його допомогою оптимального технологічного процесу при розігріву бітуму, авторами розроблені "ноу-ха у".