КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРИГОТОВЛЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО СЕРОБИТУМА

Полезная модель относится к области производства дорожно-строительных материалов, в частности, к средствам приготовления композиционных серобитумных смесей, используемых (в сочетании с минеральными инертными заполнителями) для устройства кровельных водонепроницаемых покрытий, покрытий автомобильных дорог, аэродромов, спортивных площадок, автомобильных стоянок и т.д.
Из уровня техники известен комплекс для приготовления композиционного серобитума, включающий узел приготовления серобитума и узел получения модифицированной серы (RU 2163610, приоритет 09.12.1998, Патентообладатель: ООО СП "ИНТЕР-S" и др.).
Недостатком известного комплекса является длительное использование для процесса перемешивания серы со сложным и дорогостоящим модификатором (дициклопентадиен) серы погружного серного насоса, что снижает производительность известного комплекса, повышает энергозатраты и себестоимость конечного продукта.
Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является создание комплекса, позволяющего изменять физико-химическую активность поверхностных структур получаемого композиционного серобитума внешним физико-химическим воздействием при сокращении временного периода технологического цикла, что, соответственно, снизит энергозатраты при повышении производительности комплекса.
Кроме того, комплекс позволяет повысить степень гомогенизации получаемого композиционого серобитума и одновременно с этим предотвратить его расслоение, расширить интервал работоспособности серобитумных смесей, характеризуемый температурой размягчения и температурой хрупкости, без использования дополнительных дорогостоящих модификаторов.
Технический результат полезной модели достигается за счет того, что комплекс для приготовления композиционного серобитума состоит из узла приготовления серобитума, включающего в себя емкость для битума, технологически связанную через обогреваемый трубопровод и первый дозатор с первым питателем, и узла получения модифицированной серы, включающего в себя емкость для структурообразователя и емкость для элементарной серы, технологически связанные через второй дозатор со вторым питателем. При этом первый питатель соединен с первым рециркуляционным акустическим или гидродинамическим кавитатором для активации битума, а также соединен со входом во второй питатель для подачи части активированного битума на модификацию серы и со входом в смеситель для подачи основной части активированного битума, второй питатель соединен со вторым рециркуляционным акустическим или гидродинамическим кавитатором для модификации серы частью активированного битума, а также со входом в смеситель для подачи модифицированной серы на смешение с основной частью активированного битума. При этом смеситель соединен с третьим рециркуляционным акустическим или гидродинамическим кавитатором для гомогенизации и стабилизации композиционного серобитума и с трубопроводом подачи готового композиционного серобитума потребителю.
При этом рециркуляционные акустические кавитаторы представляют собой экспоненциальные излучатели ультразвукового диспергатора с диапазоном частот 20-35 кГц, а рециркуляционные гидродинамические кавитаторы представляют собой устройства, состоящие из конфузора, проточной камеры, диффузора и вала с кавитационной насадкой, выполненные с возможностью осуществления режима гидродинамической кавитации в диапазоне частот 10-80 Гц.
Полезная модель поясняется чертежом, на котором изображена схема комплекса приготовления композиционного серобитума, которая включает в себя: 1 - узел приготовления серобитума; 2 - узел получения модифицированной серы; 3 - емкость для битума; 4 - обогреваемый трубопровод; 5 - первый дозатор; 6 - первый питатель; 7 - емкость для структурообразователя; 8 - емкость для элементарной серы; 9 - второй дозатор; 10 - второй питатель; 11 - первый рециркуляционный акустический или гидродинамический кавитатор; 12 - смеситель; 13 - второй рециркуляционный акустический или гидродинамический кавитатор; 14 - третий рециркуляционный акустический или гидродинамический кавитатор; 15 - трубопровод подачи готового композиционного серобитума потребителю.
Работа комплекса осуществляется следующим образом.
Битум из емкости 3 подают через обогреваемый трубопровод 4 и первый дозатор 5 в первый питатель 6. После рециркуляционной кумулятивно-кавитационной обработки посредством первого рециркуляционного акустического или гидродинамического кавитатора 11 часть активированного битума подают во второй питатель 10 на модификацию элементарной серы.
Структурообразователь в виде волокон хризотил-асбеста или базальта, модифицированного наноуглеродом, из емкости 7 и предварительно нагретую элементарную серу из емкости 8 подают через второй дозатор 9 во второй питатель 10. После рециркуляционной кумулятивно-кавитационной обработки посредством второго рециркуляционного акустического или гидродинамического кавитатора 13 модифицированную активированным битумом элементарную серу подают в смеситель 12, в котором осуществляют ее смешение с основной частью активированного битума и гомогенизацию образованной комплексной минерально-органической компоненты посредством третьего рециркуляционного акустического или гидродинамического кавитатора 14. Полученный композиционный серобитум, имеющий способность сохранять стабильное состояние в обычных условиях в течение длительного времени, из смесителя 12 направляют по трубопроводу 15 потребителю.
Предварительная обработка битума кумулятивно-кавитационным воздействием повышает химическую активность битума, что способствует его дальнейшему быстрому смешению с модифицированной серой.
Модифицирование серы активированным битумом при кумулятивно-кавитационном воздействии позволяет осуществить химическую связь между элементарной серой и компонентами активированного битума, в результате чего образуется модифицированная (сополимерная) сера без использования дополнительных дорогостоящих модификаторов.
Получение активированного битума посредством кумулятивно-кавитационного воздействия позволяет интенсифицировать процесс гомогенизации, что в свою очередь позволит расширить температурный интервал работоспособности серобитумных смесей за счет повышения температуры размягчения и снижения температуры хрупкости.
Кроме того, использование кумулятивно-кавитационного эффекта упрощает технологический процесс гомогенизации соответствующих компонентов и работу комплекса в целом.
Использование предложенной полезной модели позволяет снизить энергозатраты и себестоимость конечного продукта при повышении производительности комплекса.