АГРЕГАТ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ ВЯЗКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Полезная модель относится к области строительства автомобильных дорог и может быть использована при подготовке битума для приготовления горячей асфальтобетонной смеси, а также, обезвоживания гудрона и мазута.
Известна трубчатая печь (см. Вознесенский А.А. Тепловые установки в производстве строительных материалов и изделий. - М.: Гос-стройиздат, 1958, 372 с., с.331) в которой разогрев и обезвоживание битума происходит во время его циркуляции под напором насоса в трубах.
Наиболее близким техническим решением является трубчатый битумонагревательный агрегат (см. Хархута Н.Я. Дорожные машины: В 2-х частях. Ч II. Машины для устройства дорожных покрытий. Учебник для втузов по специальности «Строительные и дорожные машины и оборудование» К.А.Артемьев, Т.В.Алексеева, В.Г.Белокрылов и др. - М.: Машиностроение, 1982.-369 с., с 198), содержащий расходную емкость, трубчатый нагреватель, резервуар обслуживания, топливный бак, битумные насосы, краны, термопары, трубопроводы, конечные выключатели верхнего уровня битума, форсунку, топку, смеситель, пароотделитель, испарительный лоток, топливный насос, терморегуляторы, конечные выключатели нижнего уровня битума, электронагреватели, топ-ливопровод.
При работе трубчатого битумонагревательного агрегата процесс нагрева и обезвоживания битума идет непрерывно. Обводненный битум непрерывно перекачивается насосом по змеевику, расположенному по периферии зоны горения топлива. Вследствие конвективного и радиационного потока тепла битум в трубах нагревается до температуры 150-
160°С, вода в битуме переходит в парообразное состояние, а давление в паробитумной смеси значительно возрастает. Далее через центробежный пароотделитель битум поступает в подогреваемую расходную емкость.
Вышерассмотренный трубчатый битумонагревательный агрегат имеет ряд недостатков, к которым следует отнести:
1. Система труб нагрева битума выполнена из труб постоянного диаметра, что, при формировании пара в обводненном битуме, приводит к значительному увеличению давления в трубах, возрастанию гидравлического сопротивления и выходу насоса из строя или разрыву самих труб.
2. Малые путь прохождения топочных газов внутри трубчатого битумонагревателя и время их контакта с трубами нагрева, а, следовательно, перерасход сжигаемого топлива.
3. Недостаточно высокий коэффициент теплоотдачи от труб нагрева к битуму при его движении в трубах нагрева согласно движению топочных газов в котле.
4. Наиболее активное формирование пара в обводненном битуме происходит в момент его выхода из битумопровода в пароотделитель, когда давление в паробитумной смеси резко падает, что приводит к сильному вспениванию битума, а иногда выбросу битумной пены из па-роотделителя.
5. Разогретый в трубчатом битумонагревателе и обезвоженный в пароотделителе битум сливается по лотку в резервуар обслуживания, где перемешивается с обводненным битумом и откуда опять перекачивается циркуляционным насосом в трубчатый битумонагреватель, при этом влажность битума в котле постепенно уменьшается. В процессе циркуляции отдельные порций битума многократно проходят стадию обезвоживания, в результате чего качество битума существенно ухудшается,
а продолжительность процесса обезвоживания и количество сжигаемого топлива значительно увеличиваются.
Вышеперечисленные недостатки устраняются:
1. Созданием в котле нагрева Z-образного дымохода и размещением в нем секций труб нагрева, где в каждой следующей секции, по ходу движения вязкой жидкости, диаметр труб нагрева увеличивается, при этом трубы нагрева располагаются в Z-образном дымоходе и соединяются таким образом, что движение вязкой жидкости в трубах нагрева всегда встречно движению топочных газов.
2. Дополнительным выделением пара из вязкой жидкости на лотке при ее прохождении через секции нагревательных элементов, собранные из герметичных оребренных ТЭНов, а также разрушением пены в пассивном пеногасителе при ее движении потоком горячего воздуха через ряды сеток, что позволяет вернуть образовавшуюся после разрушения пены вязкую жидкость обратно на лоток, кроме того, при высокой обводненности вязкой жидкости и повышенном пенообразовании, сбором избытка не разрушенной пены в специальную емкость.
3. Введением двух расходно-приемных емкостей, одной для забора обводненной вязкой жидкости, а другой для приема обезвоживаемой вязкой жидкости, а также введением в лоток обезвоживания устройства распределения вязкой жидкости между этими емкостями. Что исключает смешивание выпаренной и обводненной жидкостей в одном цикле обезвоживания и позволяет существенно сократить время процесса обезвоживания, а также сохранить качество обезвоживаемой вязкой жидкости. Так, например, вязкая жидкость с низким (до 2-3%) содержанием влаги может бить обезвожена за один цикл ее перекачки через котел нагрева.
Задачей данной полезной модели является минимизация расхода сжигаемого топлива и сохранение качества вязкой жидкости за счет уменьшения времени ее обезвоживания.
Сущность изобретения заключается в том, что агрегат обезвоживания вязких жидкостей, содержащий котел нагрева с дымоходом, трубами нагрева, топкой оборудованной форсункой с дутьевым вентилятором, две расходно-приемные емкости, емкость сбора пены, электронагреватели, системы автоматического регулирования и контроля температуры и уровня, лоток обезвоживания с электронагревателями, устройством распределения, сливом и калорифером, насос и трехходовые краны, при этом дымоход котла нагрева выполнен по Z-образной схеме и образован стенками котла и двумя направляющими топочных газов, приваренными нижняя к передней, а верхняя к задней торцовым стенкам, причем трубы нагрева в котле представлены секциями, где в каждой следующей секции, по ходу движения вязкой жидкости, трубы нагрева увеличиваются в диаметре и располагаются в Z-образном дымоходе таким образом, что движение вязкой жидкости в трубах нагрева встречно движению топочных газов, при этом вход труб нагрева котла нагрева через насос и трехходовые краны подсоединен к выходам первой, второй расходно-приемных емкостей и емкости сбора пены, а выход труб нагрева котла нагрева через лоток обезвоживания присоединен к входам соответственно первой и второй расходно-приемных емкостей, кроме того, лоток обезвоживания разделен по высоте решетчатой перегородкой над которой установлен пассивный пеногаситель, выполненный из рядов сеток типа «рабица», размещенных перпендикулярно стенкам лотка, и к входу его верхней части подключен калорифер, а выход его верхней части через слив подсоединен к емкости сбора пены, а в нижней части лотка обезвоживания параллельно дну и перпендикулярно движению битума установлены секции нагревательных элементов, собранные из герметичных оребренных ТЭНов, при этом выход нижней части лотка соединен с устройством распределения вязкой жидкости в первую или вторую расходно-приемные емкости.
Задача достигается более полным использованием тепла топочных газов за счет увеличения коэффициента теплоотдачи от труб нагрева к обезвоживаемой вязкой жидкости при ее движении встречно движению топочных газов и увеличением времени «общения» горячих топочных газов с трубами нагрева, за счет создания в котле Z-образного дымохода. При этом обезвоженная вязкая жидкость сливается в отдельную расходно-приемную емкость, а не перемешивается с обводненной, что дает возможность обезводить ее за определенное число циклов прохождения всего объема вязкой жидкости через котел нагрева.
Учитывая, что паровые включения в вязкой жидкости в предлагаемой полезной модели формируются и растут уже в трубах нагрева за счет увеличения диаметра труб от секции к секции, то при попадании на лоток обезвоживания пар из вязкой жидкости легко выделяется, не приводя к ее активному вспениванию, что также способствует более быстрому ее обезвоживанию.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где фиг.1 - общий вид агрегата обезвоживания вязких жидкостей, фиг.2 - лоток обезвоживания без крышки, фиг.3 - схема движения вязкой жидкости по трубам нагрева в котле.
Агрегат обезвоживания вязких жидкостей содержит котел нагрева 1 с дымоходом 2, образованным стенками котла 1 и двумя направляющими 3 топочных газов 4, топкой 5 оборудованной форсункой 6, дутьевым вентилятором 7, и трубами нагрева 8, две расходно-приемными емкости 9 и 10 и емкость 11 сбора пены с электронагревателями 12 и системами автоматического регулирования и контроля температуры 13 и уровня 14, лоток обезвоживания 15 с решетчатой перегородкой 16, секциями нагревательных элементов, собранных из герметичных оребренных ТЭНов 17, калорифером 18, пеногасителем, выполненным из рядов
сеток 19 и устройством распределения 20 со сливом 21, насос 22 и трехходовые краны 23, 24, 25.
Принцип работы агрегата обезвоживания вязких жидкостей заключается в следующем.
Обводненная вязкая жидкость с температурой 90-95°С из расходно-приемной емкости 9 насосом 22 перекачивается по трубам нагрева 8 через предварительно прогретый котел нагрева 1 на лоток обезвоживания 15. Так как диаметр труб нагрева 8 увеличиваются от секции к секции, то основной процесс формирования пара происходит уже в трубах 8 до попадания вязкой жидкости на лоток 15, что способствует его легкому выделению из вязкой жидкости, не приводя к ее активному вспениванию. При этом дополнительное выделение пара из вязкой жидкости происходит при ее протекании по лотку 15 через секции оребренных герметичных ТЭНов 17, а образующаяся при этом пена поднимается через решетчатую горизонтальную перегородку 16 в верхнюю часть лотка 15, где разрушается за счет ее перемещения потоком горячего воздуха из калорифера 18 через сетчатые перегородки 19. Вязкая жидкость образующаяся при разрушении пены стекает через решетчатую перегородку 16 обратно в нижнюю часть лотка 15, а выделяющийся из вязкой жидкости пар уноситься потоком горячего воздуха из калорифера 18 через пеногаситель и слив 21. Далее обезвоживаемая вязкая жидкость через устройство распределения 20, работающее по принципу «трехходового крана», попадает в расходно-приемную емкость 10. Первый цикл обезвоживания длиться до полной перекачки обводненной вязкой жидкости из расходно-приемной емкости 9 через котел нагрева 1 и лоток обезвоживания 15 в расходно-приемную емкость 10. В случае высокой обводненности вязкой жидкости (более 10%) и повышенном ценообразовании, избыток не разрушенной в пассивном пеногасителе 20 пены собирается в специальную емкость 11. При высокой влажности, вязкая жид-
кость не может быть полностью обезвожена за один цикл прохождения через котел нагрева 1. Поэтому, после первого цикла обезвоживания, частично выпаренную вязкую жидкость уже из расходно-приемной емкости 10 насосом 22 перекачивается по трубам 8 котла нагрева 1 на лоток обезвоживания 15 с устройством распределения 20, которое путем поворота заслонки обеспечивает слив выпариваемой вязкой жидкости в освободившуюся расходно-приемную емкость 9. В случае необходимости дальнейшего обезвоживания повторяют первый цикл. Нагреватели 12 в расходно-приемных емкостях 9 и 10 и емкости 11 сбора пены служат для поддержания в них требуемой температуры вязкой жидкости, а системы автоматического контроля и регулирования температуры 11 и уровня 14 позволяют полностью автоматизировать процесс обезвоживания.
Таким образом, применение агрегата обезвоживания вязких жидкостей позволяет существенно уменьшить расход сжигаемого топлива, сократить время обезвоживания, а также сохранить качество вязкой жидкости.
Данный агрегат обезвоживания прост в эксплуатации и может быть полностью автоматизирован.