УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСПЕНИВАНИЯ БИТУМА
BITUMEN FOAMER

Предлагаемое изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов, в дорожном строительстве и других отраслях промышленности. Устройство обеспечивает получение пены с повышенной кратностью за счет равномерного нагрева битума на стадии подготовки и улучшенного взаимодействия пара и битума.
Известно устройство для вспенивания битуминозного связующего в виде центробежно-струйной форсунки, представляющей собой пустотелую цилиндрическую камеру, одно основание которой имеет выходное отверстие с патрубком для вывода вспененного связующего, и присоединенные к камере два входных патрубка: центральный (осевой) и тангенциальный [Першин М.Н. Баринов Е.Н. Кореновский Г.В. «Вспененные битумы в дорожном строительстве». - М.: Транспорт, 1989, 80 с.]. Часть связующего, уже содержащего пенообразователь, подается по тангенциальному входному патрубку в камеру, образуя вращающийся поток, а другая часть поступает через центральный патрубок, образуя сплошную струю. Вращающаяся часть связующего взаимодействует с центральной струей, закручивая ее. При этом создается единый поток связующего, который образует факел в вида сплошного конуса.
К недостаткам данного устройства следует отнести то, что при взаимодействии вращающейся и центральной струй смешивание связующего и пенообразователя происходит недостаточно эффективно.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для распыливания вязких нефтепродуктов [Готовцев В.М. «Методы расчета процессов обработки сыпучих материалов с использованием структурированных газожидкостных систем», дис.на соискание ученой степени д-ра техн. наук, 05.17.08, 1997, 334 с.]. Хотя данное устройство предназначено для получения тонкого дисперсного распыла частиц битума, по конструктивным особенностям оно является наиболее близким к предлагаемому изобретению.
Устройство для распыливания вязких нефтепродуктов состоит из устройства загрузки, трубопроводов, распылителя, цилиндрического теплоизолированного корпуса, во внутреннем объеме которого установлено приспособление для нагрева воды и нефтепродукта. Устройство нагрева воды представляет собой теплообменник, а устройство нагрева нефтепродукта - ТЭН.
К недостаткам данного агрегата следует отнести сложность конструкции, обусловленную наличием в одном корпусе устройств нагрева жидкости и вязкого нефтепродукта, а также неравномерный прогрев вязкого нефтепродукта в зоне теплообменника, вследствие чего возможно его налипание и снижение текучести.
Задача изобретения - создание устройства для вспенивания битума, имеющего сравнительно простую конструкцию, обеспечивающего равномерный нагрев битума.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для вспенивания битума, содержащем устройства загрузки, трубопроводы, распылитель, цилиндрический теплоизолированный корпус, во внутреннем объеме которого установлено приспособление для нагрева битума, расположенное отдельно устройство для нагрева воды сообщается трубопроводами с внутренней полостью корпуса и распылителем; на распылителе установлена полая коническая насадка, на внутренней поверхности которой выполнены завихрители, представляющие собой стержни в виде спирали.
На Фиг.1 и 2 показана схема устройства для вспенивания битума.
Устройство для вспенивания битума включает устройства загрузки 1 и 2, трубопроводы 8, распылитель 6, цилиндрический теплоизолированный корпус 3. Во внутреннем объеме выполнено приспособление для нагрева битума 4. Устройство для нагрева воды 7 расположено в отдельном корпусе и сообщается трубопроводами 5 и 8 с внутренней полостью корпуса и распылителем 6. На распылителе 6 установлена полая коническая насадка 9, на внутренней поверхности которой расположены завихрители 10, представляющие собой стержни, выполненные в виде спирали.
Устройство для вспенивания битума работает следующим образом. Через устройства загрузки 1 и 2 в цилиндрический теплоизолированный корпус 3 заливается битум, а в устройство для нагрева 7 - вода. Далее с помощью приспособления для нагрева 4 происходит расплавление битума до получения требуемой текучести, а в устройстве для нагрева воды 7 образуется пар, который, с одной стороны, по трубопроводу 8 поступает во внутренний объем корпуса 3, обеспечивая выдавливание жидкого битума по трубопроводу 5 с большой скоростью (2-3 м/с) в распылитель 6. В распылителе 6 происходит взаимодействие битума и пара, что приводит к образованию пены. Для повышения эффективности пенообразования первоначально сформированная пена направляется в объем полой конической насадки 9, где равномерно распределяется, взаимодействуя со спиральной внешней поверхностью завихрителей, дополнительно насыщается воздухом, что приводит к повышению ее кратности. Из-за значительного расширения пены при насыщении воздухом насадка 9 выполнена в виде конуса.
Описанное устройство обеспечивает получение пены с повышенной стабильностью за счет равномерного нагрева битума на стадии подготовки и улучшенного взаимодействия пара и битума. Устройство не содержит движущихся частей и источником энергии является нагреватель.