НАЗЕМНОЕ БИТУМОХРАНИЛИЩЕ

Полезная модель относится к области строительства автомобильных дорог, в частности к хранению и нагреву битума.
Хранение битума осуществляется в подземных (ямных) и наземных битумохранилищах.
Известны подземные битумохранилища ямного типа с различными видами нагревательных элементов, в которых догрев и забор битума осуществляется в приямке, заполняемом через донную течку из хранилища, а обезвоживают битум в котлах выпаривания (см. Дубровин Е.Н. Проектирование производственных предприятий дорожного строительства. Учебное пособие для ВУЗов. - М.: Высшая школа, 1975, 351 с., стр. 86).
Известно наземное битумохранилище, содержащее емкость с донными нагревателями, которые накрыты сферическим или усеченно-пирамидальным металлическим кожухом, покрытым в его верхней части термостойкими плитами с очень малым значением коэффициента теплопроводности, битумный насос и битумопровод с заборными патрубками, датчики уровня и температуры битума (Патент RU №134943 Е01С 19/08, С10С 3/12 Опубл. 27.11.2013).
Наиболее близким техническим решением является наземное битумохранилище, содержащее емкость с донными нагревателями, которые накрыты сферическим или усеченно-пирамидальным металлическим кожухом, над которым в центре емкости вертикально установлена и нижней частью соединена с ним заборно-сливная труба, частично или полностью покрытая теплоизоляционным материалом с малым коэффициентом теплопроводности или изготовленная из термостойкого материала с малым коэффициентом теплопроводности, по высоте превышающая максимальный уровень заполнения емкости битумом и диаметром из условия обеспечения требуемого объема нагретого битума для забора, битумный насос и битумопровод с заборными патрубками, датчики уровня и температуры битума (Патент RU №150050 Е01С 19/08 Опубл. 27.01.2015).
Однако данному техническому решению нагрева и забора битума из наземного хранилища присущи следующие недостатки:
- протекают процессы старения (снижается качество) основной массы битума емкости из-за подогрева до температуры 60-65°C и поддержание его при этой температуре до полной его выработки. Этот недостаток присущ всем наземным битумохранилищам с донным нагревом основной массы битума;
- энергозатраты на компенсацию тепловых потерь в окружающую среду за счет теплоотдачи стенкам емкости подогретой основной массы битума до температуры 60-65°C.
Задачей предлагаемой полезной модели является:
- снижение энергетических затрат;
- сохранение качества битума.
Сущность полезной модели заключается в том, что наземное битумохранилище, содержащее емкость битумохранилища с донными нагревателями, битумопровод с заборными патрубками, битумный насос, датчики уровня и температуры битума, битумные краны, причем параллельно днищу на внутренних стенках по всей высоте емкости установлены ячеистые со сквозными отверстиями перегородки, выполненные из термостойкого материала с вмонтированными нагревательными элементами, причем расстояние между перегородками равно объему битума, которое расходуется предприятием за одну рабочую смену, а также заборные патрубки в каждой секции емкости над перегородками.
Технический результат.
Значительное снижение энергозатрат на нагрев до температуры 100-105°C забираемого битума, то есть нагрев только требуемого объема битума (одной секции хранилища), определяемого заданной производительностью и его забором без потерь из секции заборным патрубком в стенке емкости, а также за счет исключения компенсации тепловых потерь в окружающую среду во время функционирования битумохранилища за счет уменьшения площади теплоотдачи стенки емкости.
Исключение процесса старения основной массы битума за счет последовательного нагрева и расходования сверху вниз каждой секции емкости и нахождение битума в нижележащих слоях при температуре близкой к температуре окружающей среды.
Указанная задача достигается:
- установкой параллельно днищу емкости ячеистых перегородок с вмонтированными в них нагревательными элементами, позволяющих выполнять послойный нагрев битума, то есть разделить пространство емкости на секции, в каждой из которых происходит нагрев, хранение и забор нагретого битума, а также приема и выдачи без тепловых потерь вновь сливаемого нагретого битума, за счет поддержания его при постоянной температуре 120-140°C посредством включения нагревательных элементов перегородок, находящихся в объеме вновь привезенного битума;
- установкой заборных патрубков в стенке емкости для каждой секции непосредственно над перегородкой, что обеспечит бесперебойный и полный забор битума из каждой секции.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг. 1 - вертикальный разрез наземного битумохранилища, на фиг. 2 - перегородка в сечении АА.
Наземное битумохранилище содержит емкость 1 с датчиками 2 уровня битума 3, сливным патрубком 4, донными нагревателями 5 на днище 6 емкости, параллельными днищу 6 ячеистыми перегородками 7 по всей высоте со сквозными отверстиями 8, и имеющими вмонтированные нагревательные элементы 9, с битумным насосом 10, расположенным снаружи битумохранилища, через наружный битумопровод 11 с битумными кранами 12 и заборными патрубками 13 в стенке емкости 1. Для контроля и автоматического регулирования температуры битума в емкости 1 установлены датчики температуры 14.
Полезная модель работает следующим образом.
При отсутствии битума в емкости 1 нагреватели 5 и 9 отключены от источников нагрева, а заборные патрубки 13 в стенке емкости 1 закрыты битумными кранами 12. При загрузке битумохранилища емкость 1 заполняется горячим битумом с температурой 120-140°C через сливной патрубок 4 емкости 1. При этом горячий битум через сквозные отверстия 8 в перегородках 7 поступает на дно емкости 1, а затем при дальнейшем сливе битума полностью заполняет емкость 1.
Учитывая, что наземные битумохранилища заполняются битумом в осенне-зимний период (в холодное время), система нагрева битума отключена, а между заполнениями емкости могут быть достаточно большие интервалы времени, то битум может перейти в твердое состояние. Поэтому предусмотренные ячейки в виде сквозных отверстий 8 в перегородках 7 позволяют производить беспрепятственный слив горячего битума в емкость 1 и исключают образование вакуумного пространства в объеме битума.
В весенний период перед началом функционирования наземного битумохранилища подготовку битума осуществляют последовательно сверху вниз путем включения нагревательных элементов 9 перегородки 7 соответствующей секции емкости 1. При этом температура нагреваемой массы битума измеряется датчиками температуры 14 и должна поддерживаться автоматически системой нагрева битума около 100-105°C.Длительность подготовки наземного битумохранилища к началу его функционирования составляет несколько рабочих дней и зависит от объема нагреваемой массы битума, находящейся в одной перегородке, а также от тепловой мощности нагревателей 9 и 5, которая, в свою очередь, определяется требуемой производительностью наземного битумохранилища. При заборе нагретого битума из секции емкости 1 открывается битумный кран 12 соответствующей секции емкости 1 и включается битумный насос 10. Нагретый битум через заборные патрубки 13 в стенке емкости 1, наружный битумопровод 11 и битумный насос 10 забирается в резервную емкость или битумовоз.
При заборе нагретого битума из секции емкости 1 его уровень 3 снижается и при достижении верхнего края заборного патрубка 13 в стенке емкости 1 закрывается битумный кран 12 данной секции и забор нагретого битума производится из ниже расположенной секции емкости 1 в следующую смену работы предприятия.
Если в процессе функционирования наземного хранилища прибывают дополнительные битумовозы, то слив горячего битума, который нагрет до температуры 110-120°C производится непосредственно через сливной патрубок 4 емкости 1, повышается уровень битума 3 и забор битума может осуществляться как из текущей, так и из вышележащих секций емкости 1. Это обеспечивает существенное уменьшение энергозатрат на нагрев битума, так как система автоматического регулирования температуры битума по показаниям датчиков температуры 14 отключает нагреватели 5, 9 от источников энергии, а также исключает необходимость наличия дополнительных емкостей для приема и непродолжительного хранения привозимого нагретого битума.
Если забор нагретого битума из секции не производится, то система автоматического регулирования температур по показаниям датчиков температуры 14 в емкости 1 поддерживает их требуемое значение путем включения и выключения соответственно нагревательных элементов перегородок 9, выше которых имеется нагретый битум.
Введение перегородок с вмонтированными в них нагревательными элементами позволит:
- снизить энергозатраты на нагрев требуемого объема битума, находящегося в одной секции и на компенсацию тепловых потерь в окружающую среду за счет уменьшения площади отдачи тепла;
- сохранить качество основной массы битума за счет послойного нагрева битума;
- использовать наземное битумохранилище в процессе его функционирования для слива и забора завозимого нагретого битума без потерь тепловой энергии, что существенно снижает энергозатраты.