УСТРОЙСТВО ЛОКАЛЬНОГО НАГРЕВА И ЗАБОРА БИТУМА ИЗ ХРАНИЛИЩА

Полезная модель относится к области строительства автомобильных дорог, в частности к хранению, нагреву и забору битума.
Известны подземные битумохранилища ямного типа с различными системами нагрева (см. Дубровин Е.Н. Проектирование производственных предприятий дорожного строительства. Учебное пособие для ВУЗов. - М.: Высшая школа, 1975, 351 с., с.86), в которых заполнение приямка производится самотеком через донную течку при открытом шиберном затворе холодным битумом с большим содержанием воды. В приямке битум догревают до температуры откачки 90-100°С, а затем перекачивают в котлы обезвоживания для дальнейшего использования в технологических процессах, например, для приготовления асфальтобетонной смеси.
Наиболее близким техническим решением является устройство локального нагрева и забора битума из хранилища (пат. RU 2289650, С1, Е01С 19/08, опубл. 20.12.2006 Бюл. №35), содержащее корпус с течками и ножками, ТЭНы, вибраторы, всасывающий патрубок откачивающего битумного насоса, где корпус устройства не имеет днища, течки выполнены в верхней его части, а в нижней части установлены модули неподвижных ТЭНов, над которыми и под течками к корпусу подвешены на пружинах модули подвижных ТЭНов, соединенные с вибраторами, установленными на неподвижной раме, расположенной над корпусом и прикрепленной к нему в верхней его части, причем как подвижные, так и неподвижные модули собраны из оребренных ТЭНов.
К недостаткам данного устройства, как показала практика, следует отнести:
при откачке нагретого битума и одновременном заполнении устройства битум в него поступает не только через течки из наиболее нагретых верхних слоев хранилища, но и частично из нижних наименее нагретых слоев, так как днище отсутствует;
при нагреве наиболее нагретый битум из поверхностного слоя в устройстве вытекает в хранилище.
Задачей полезной модели является повышение производительности за счет обеспечения непрерывной работы, снижение энергозатрат за счет повышения эффективности работы устройства локального нагрева и забора битума из хранилища вследствие недопущения попадания холодного битума при заполнении устройства и выхода нагретого битума при его нагреве в устройстве, а также подачи более нагретого битума из хранилища непосредственно к его нагревательным элементам без усложнения конструкции.
Поставленная задача достигается тем, что сокращается время нагрева битума за счет его поступления в устройство из верхних наиболее нагретых слоев хранилища через верхние течки, герметично сверху и по бокам накрытые лотками, открытые выходы которых расположены в области неподвижных ТЭНов, то есть битум по лоткам направляется непосредственно к нижним нагревательным модулям, а закрытые при помощи плоских пружин створки днища при откачке из устройства нагретого битума препятствуют поступлению в него холодного обводненного битума из нижних слоев хранилища. Кроме того при нагреве битума в устройстве исключается дополнительная операция подъема устройства, так как лотки верхних течек ограничивают выход более нагретого битума из устройства в хранилище.
Сущность полезной модели заключается в том, что в устройстве локального нагрева и забора битума из хранилища, включающем корпус с течками в верхней его части и ножками, собранные из оребренных ТЭНов модули неподвижных ТЭНов, над которыми и под верхними течками к корпусу подвешены на пружинах модули подвижных ТЭНов, вибраторы на неподвижной раме, всасывающий патрубок откачивающего битумного насоса дополнительно верхние течки с внутренней стороны корпуса сверху и по бокам герметично накрыты лотками, открытые выходы которых расположены в области неподвижных ТЭНов, в боковой поверхности корпуса дополнительно у днища выполнены нижние течки, закрытые изнутри шиберными затворами с тягами, корпус снизу имеет днище, в котором радиально выполненные отверстия, прикрытые изнутри поворотными створками, удерживаемые в закрытом положении плоскими пружинами, причем с открываемой стороны у радиальной кромки отверстий внутри корпуса установлены заборные ТЭНы.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 представлен общий вид устройства.
Устройство локального нагрева и забора битума из хранилища состоит из корпуса 1 (например, в виде полого цилиндра) с днищем 2, нижними 3 и верхними 4 течками. Нижние течки 3 с внутренней стороны корпуса 1 закрыты шиберными затворами 5 с тягами 6. Верхние течки 4 с внутренней стороны корпуса 1 сверху и по бокам герметично накрыты лотками 7. В нижней части корпуса 1 закреплены модули 8 неподвижных ТЭНов. В модулях 8 неподвижно закреплены оребренные ТЭНы 9. В верхней части корпуса 1 под течками 3 и над модулями 8 неподвижных ТЭНов на пружинах 10 подвешены модули 11 подвижных ТЭНов, в которых установлены рядами и неподвижно закреплены оребренные ТЭНы 9. Каждый модуль 11 подвижных ТЭНов тягой 12 соединен с вибратором 13. Вибраторы 13 установлены на неподвижной раме 14, которая в свою очередь крепится одним концом к корпусу 1, а другим - к центральному фланцу 15 и расположена над корпусом 1 устройства. Внутрь центральных фланцев 15 введен всасывающий патрубок 16 битумного окачивающего насоса. Днище 2 корпуса 1 выполнено с радиальными отверстиями, закрытыми плоскими поворотными створками 17, имеющими оси 18, совмещенные с одной стороной створок 17 и укрепленные на ней, причем концы осей 18 подвижно закреплены в днище 2. К створкам с внутренней стороны устройства прикреплены плоские пружины 19. С открываемой (противоположной) стороны у радиальной кромки каждого отверстия в днище 2 внутри корпуса 1 установлены заборные ТЭНы 20. В нижней части корпуса 1 приварены ножки 21. Устройство локального нагрева и забора битума из хранилища оборудовано системой автоматического регулирования температуры битума.
Устройство локального нагрева и забора битума из хранилища работает следующим образом.
Работа состоит из двух этапов. Первый этап - в начале строительного сезона, второй этап - в течение всего строительного сезона.
На первом этапе устройство локального нагрева и забора битума, если оно находится вне хранилища, при помощи тали перемещают в назначенный участок хранилища и опускают на поверхность застывшего битума. Включают заборные ТЭНы 20. При этом нагревается днище устройства 2 и битум в области отверстий днища 2. Устройство под действием собственного веса и при ослабленных стропах тали опускается в расплавленную массу битума, под ее давлением открываются створки 17 и битум из хранилища постепенно поступает в устройство. При заполнении устройства битумом до уровня модулей 8 неподвижных ТЭНов включают нагреватели модулей 8 и продолжают дальнейшее опускание устройства. При заполнении устройства до уровня поверхности верхних нагревателей модулей 11 подвижных ТЭНов включают в ручном или автоматическом режиме нагреватели этих модулей и производится дальнейшее заполнение устройства и полное его погружение в битум при всех включенных ТЭНах. Когда уровни битума в устройстве и хранилище сравняются, поворотные створки 17 захлопываются при помощи плоских пружин 19 и нагрев битума в локальном объеме устройства продолжается. При достижении температуры битума 70°С включаются вибраторы 13 в автоматическом режиме (при срабатывании регулятора) или вручную (при отсутствии системы автоматики) и битум догревается до температуры откачки, а именно до 90-98°С, и затем включается битумный насос.
На втором этапе в процессе откачки нагретого битума из устройства одновременно производится его заполнение битумом из наиболее нагретых и наименее обводненных слоев хранилища через верхние течки 4 и по лоткам 7 битум поступает непосредственно к модулями 8 неподвижных ТЭНов, которые включаются после того, как уровень битума будет выше верхних ТЭНов в данном модуле. Далее процесс заполнения устройства и откачки нагретого битума производится аналогично первому этапу. Отличие заключается в том, что створки 17 днища 2 устройства постоянно закрыты.
При снижении уровня битума в хранилище относительно его днища ниже нижнего края верхних течек 4 для заполнения устройства битумом используют нижние течки 3. Для этого открывают шиберные затворы 5 при помощи тяг 6. После заполнения устройства шиберные затворы закрывают и производят нагрев и откачку нагретого битума, как и во втором этапе.
Для регламента, как в строительный сезон, так и в зимний период устройство поднимают из хранилища, переносят в место ремонта и при необходимости производят замену вышедших из строя ТЭНов, доступ к которым прост.
Технический результат от предлагаемого устройства локального нагрева и забора битума из хранилища заключается в следующем:
- существенное повышение производительности за счет обеспечения непрерывной работы и сокращение энергозатрат вследствие снижения градиента температуры и времени нагрева, так как битум подается по лоткам непосредственно к нагревателям, поступая в устройство из верхних наиболее нагретых слоев хранилища, а также за счет исключения (минимизации) энергоемкого процесса выпаривания, так как при нагреве вода опускается в нижние слои битума хранилища;
-
сохранение исходного качества битума за счет сокращения времени нагрева и исключения операции обезвоживания;
улучшение состояния окружающей среды в рабочей зоне за счет сокращения выделения тепла и легких фракций в атмосферу;
легкость регламента нагревательных элементов, а также простота конструкции и эксплуатации.