БИТУМОХРАНИЛИЩЕ

Полезная модель относится к области строительства автомобильных дорог, в частности к хранению и нагреву битума.
Известны подземные битумохранилища ямного типа с различными системами нагрева (см., например, Дубровин Е. Н. «Проектирование производственных предприятий дорожного строительства». Учебное пособие для ВУЗов. - М.: Высшая школа, 1975, 351 с., с.86), в которых догрев и забор битума осуществляется в приямке, заполняемом из хранилища через донную течку.
Наиболее близким техническим решением является битумохранилище (патент RU 117451 U1, Е01С 19/08, С10С 3/12, опубликованный 27.06.2012 Бюл. №18), где в стенке между хранилищем и приямком выполнены смещенные относительно друг друга вертикальные ряды течек, при этом каждая течка со стороны приямка относительно нижнего края обрамлена под острым углом козырьком, прикрываемым поворотным относительно нижнего края течки шиберным затвором, верхней стороной жестко соединенным с поплавком, при этом под каждым поворотным шиберным затвором установлен нижний ограничитель его положения.
Однако, как следует из анализа конструкции и принципа работы битумохранилища и результатов его физического моделирования, данному битумохранилищу присущи следующие недостатки:
- исключена возможность режима непрерывной откачки нагретого битума из верхнего слоя приямка, так как при снижении уровня битума в приямке в поверхностный слой его через открывающиеся шиберные затворы из хранилища поступает менее нагретый битум;
- откачку нагретого битума из приямка можно производить только из средней части приямка;
- происходит залипание, а иногда и остановка движения поворотного шибера при снижении или увеличении уровня битума в приямке в связи с достаточно большой вязкостью битума в области его оси у стенки, так как температура поступающего битума из хранилища в приямок существенно ниже, чем в самом приямке, что приводит к очень высокому значению силы трения;
- сплошность конструкции обрамления течек, что также приводит к снижению скорости движения потока битума в приямок при его заполнении.
Задачей полезной модели является увеличение производительности битумохранилища за счет обеспечения режима непрерывной откачки нагретого битума из поверхностного слоя приямка и увеличения скорости потока битума при его заполнении, а также повышения надежности функционирования поворотных шиберных затворов за счет исключения залипания и упрощения конструкции обрамления течек.
Сущность полезной модели заключается в том, что битумохранилище, содержащее хранилище, приямок с разделительным козырьком и нагреватели, битумный насос, систему автоматического регулирования температуры битума, систему автоматической защиты с датчиком уровня, смещенные ряды течек в разделительной стенке с поворотными шиберными затворами, поплавками и ограничителями их положения, при этом под нижним краем каждого поворотного шиберного затвора закреплен герметичный оребренный ТЭН подогрева небольшой мощности, а на верхней части каждого ограничителя положения поворотного шиберного затвора установлена герметичная кнопка «включения-выключения» цепи питания соответствующего герметичного ТЭНа подогрева, причем поворотные шиберные затворы в закрытом состоянии примыкают к вертикальному обрамлению течек, а каждый поплавок через держатели приварен под углом к верхнему краю поворотного шиберного затвора так, чтобы нижняя часть поплавка была выше по вертикали верхнего края поворотного шиберного затвора в закрытом состоянии.
Технический результат достигается:
- исключением залипания шиберных затворов за счет уменьшения трения в поворотных осях путем автоматического подогрева битума в локальных областях их расположения;
- повышением скорости потока битума при заполнении приямка за счет удаления обрамляющих козырьков течки;
- реализацией непрерывного автоматического режима откачки нагретого битума из поверхностного слоя приямка за счет обеспечения движения потока битума из хранилища через нагревательные элементы приямка.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на
фиг.1 - хранилище с приямком, в котором установлен разделительный козырек;
фиг.2 - разделительная стенка со стороны приямка, на которой размещены поворотные шиберные затворки с поплавками, ТЭНы подогрева и ограничители положения с кнопками;
фиг.3 - сечения разделительной стенки по течкам, поясняющие принцип работы при открытом и закрытом положениях поворотных шиберных затворов.
Битумохранилище содержит хранилище 1 с возможным уровнем 2 его заполнения битумом, приямок 3 с нагревателями 4 и разделительным козырьком 7, разделительной стенкой 5, течками 6, на вертикальных обрамлениях которых наварены точечные упоры 8; поворотные шиберные затворы 9, к верхним краям которых через держатели 10 приварены поплавки 11; у нижнего края каждого шиберного затвора закреплены оребренные герметичные ТЭНы подогрева 12, ниже которых закреплены ограничители положения 13 с герметичной кнопкой 14, установленной на верхней опорной ее части.
Полезная модель работает следующим образом.
При отсутствии битума в хранилище 1 и приямке 3 все течки в разделительной стенке 5 между хранилищем 1 и приямком 3 открыты. Поворотные шиберные затворы 9 лежат на герметичных кнопках 14, расположенных на ограничителях положения 13. При этом герметичные кнопки 14 находятся в положении «выключено» под давлением поворотных шиберных затворов 9 и цепи питания оребренных герметичных ТЭНов 12 разорваны, то есть герметичные ТЭНы 12 обесточены.
При заполнении хранилища 1 битумом через нижнюю открытую течку 6, находящуюся ниже уровня 2 битума в хранилище 1, битум поступает в приямок 3. После заполнения битумом приямка 3 (см., например, фиг.3), днище которого расположено ниже днища хранилища 1 на 1,0-0,8 м и в котором установлены ТЭНы 4 нагрева битума в приямке 3 (см. фиг.1), уровень 2 битума в приямке выходит на уровень нижнего края нижнего поворотного шиберного затвора 9. С дальнейшим повышением уровня 2 битума в приямке 3, поплавок 11, под воздействием поворотного момента максимального значения, определяемого подъемной силой Архимеда поплавка 11 и максимальной величиной рычага, равной высоте шиберного затвора 9, и длиной держателя 10, а также под воздействием пружины герметичной кнопки 14, приподнимается над ограничителем положения 13, что переводит герметичную кнопку 14 в состояние «Включено» (см. фиг.3).
При этом включается цепь питания собственного герметичного ТЭНа 12 и битум в области расположения осей поворотного шиберного затвора 9 нагревается, что приводит к существенному снижению величины его вязкости и уменьшению трения, обеспечивая тем самым нормальное его функционирование.
При дальнейшем повышении уровня 2 битума в приямке 3 поворотный шиберный затвор 9 прикрывает течку 6 и при достижении уровня 2 битумом верхнего края данной течки 6 шиберный затвор 9 полностью ее закрывает. Однако в соседнем ряду течек 6 смещенная вышерасположенная течка 6 находится в открытом положении, обеспечивая непрерывное дальнейшее заполнение битумом приямка 3 при повышении уровня 2 битума в хранилище 1.
Так как датчик уровня является первичным измерительным элементом автоматической системы защиты битума в приямке 3 от перегрева и возгорания, то есть при снижении уровня 2 битума ниже его установки формируется команда и разрывается цепь питания ТЭНов 4 в приямке 3 (см. фиг.1), то часто датчики уровня устанавливаются в приямке на уровне днища хранилища, при этом уровень 2 битума в приямке 3 существенно выше верхнего края ТЭНов 4.
В нашем случае, если датчик уровня установлен в приямке 3 на уровне днища хранилища 1, а уровень 2 битума уже выше, то цепь питания ТЭНов 4 подготовлена и в работу включается система автоматического регулирования температуры битума. А так как в приямке температура битума, поступающего из хранилища 1, ниже требуемого значения, то включаются для его догрева ТЭНы 4.
Если уровень 2 битума в хранилище 1 повышается при его заполнении, то и уровень 2 битума в приямке 3 также повышается через выше расположенные открытые течки, а при отрыве поворотного шибера 9 с ограничителя положения 13 герметичная кнопка 14 переходит в положение «Включено», обеспечивая включение оребренного герметичного ТЭНа 12. Следует отметить, что до отрыва поворотного шиберного затвора 9 от герметичной кнопки 14 ограничителя положения 13, его ось определенное время находится в области более нагретого битума, который поднимается вверх вдоль разделительной стенки 5 от ниже уже включенных оребренных ТЭНов 12, что существенно снижает трение в его оси.
При достижении уровня 2 битума в приямке 3 уровня битума 2 в хранилище 1 и достижении температуры битума заданного значения может производится его откачка.
Если битум не откачивается из приямка 3, то система автоматического регулирования температуры поддерживает заданное значение температуры битума путем включения ТЭНов 4 при ее снижении и отключения - при ее превышении.
При откачке разогретого битума до заданной температуры (90-98°С) из приямка 3 его уровень 2 снижается. Находящийся на этом уровне 2 поплавок 11 также опускается (поворачивается) вместе с шиберным затвором 9, увеличивая проходную площадь течки 6, что обеспечивает поступление битума в приямок 3 из поверхностного более нагретого слоя битума хранилища 1.
При непрерывной откачке битума из нагретого поверхностного слоя приямка 3 температура его остается неизменной, так как данный режим поддерживается за счет тепла, выделяемого включенными ТЭНами 4. При этом уровень 2 битума в приямке 3 снижается относительно уровня 2 битума в хранилище 1. Поэтому из поверхностного слоя хранилища 1 битумный поток через открытые течки 6 между разделительным козырьком 7 и разделительной стенкой 5 поступает к ТЭНам 4 приямка 3, где происходит его догрев. Следовательно, введением разделительного козырька 7 и установкой оребренных герметичных ТЭНов догрева 12 под осями поворотных шиберных затворов 9 обеспечивается непрерывный режим движения потока битума из поверхностного, более нагретого слоя битума хранилища 1 к включенным ТЭНам 4 приямка 3 при снижении трения в осях поворотных шиберов 9.
Таким образом, предлагаемая полезная модель битумохранилища с автоматическим заполнением приямка обладает следующим достоинствами:
- надежностью функционирования за счет введения герметичных оребренных ТЭНов подогрева битума в области расположения осей поворотных шиберных затворов и снижения трения, что исключает залипание и остановку их перемещения;
- высокой производительностью за счет непрерывной откачки нагретого битума из поверхностного слоя приямка и непрерывного поступления битума из верхнего слоя хранилища вниз приямка к ТЭНам;
- снижением энергозатрат за счет забора битума в приямок из более нагретого поверхностного слоя хранилища, а также минимизацией (отсутствием) влаги в битуме, на выпаривание которой расходуются значительные энергозатраты.
Предлагаемая полезная модель надежна в эксплуатации, конструктивно проста и может быть выполнена силами АБЗ.