УСТРОЙСТВО МИНИМИЗАЦИИ СТАРЕНИЯ БИТУМА В РАБОЧЕМ КОТЛЕ

Полезная модель относится к строительству автомобильных дорог и может быть использована при приготовлении горячей асфальтобетонной смеси.
Известна битумоплавильная установка непрерывного действия типа Д-506 (см. Андросов А.А., Засов И.А., Зеличенок Г.Г. Асфальтобетонные заводы. М.: Транспорт, 1968, 273 с., с.46), предназначенная для предварительного выпаривания влаги из битума и догрева обезвоженного битума до рабочей температуры.
Недостатком данного технического решения является слив битума в битумоплавильне с лотка на защитную окисную пленку, образующуюся на поверхности вяжущего и ее разрушение, что приводит к активному старению. При этом битум по лотку стекает тонким слоем с небольшой скоростью, взаимодействуя с кислородом воздуха и дополнительно окисляясь.
Наиболее близким техническим решением является рабочий котел (см. Новиков А.Н. Установки для приготовления асфальтобетонных смесей. М.: Высшая школа, 1977, 232 с., с.40) с битумом, имеющий заборный и возвратный патрубки. В рабочем котле поддерживается рабочая температура битума и производится его забор для приготовления асфальтобетонной смеси.
Во время работы АБЗ при существующей технологии приготовления асфальтобетонной смеси происходит постоянная циркуляция битума, то есть его забор из рабочего котла, заполнение дозатора, возврат и слив не пошедшего на дозирование битума на поверхность вяжущего в
рабочем котле. Окисная защитная пленка, образующаяся на поверхности вяжущего, постоянно разрушается струей сливаемого под давлением битума и возникающими при этом волнами и брызгами.
В результате из битума испаряются легкие фракции, масла переходят в смолы, смолы переходят в асфальтены, повышаются температуры хрупкости и размягчения, увеличивается вязкость, он становится менее пластичным, то есть - стареет.
Ухудшение качества вяжущего подтверждено экспериментальными исследованиями изменения основных характеристик битума в рабочем котле в период работы АБЗ, проведенными в дорожных лабораториях Аксайского и Азовского ДРСУ Ростовской области, а также в лаборатории ДорТрансНИИ РГСУ (см. фиг.1. Старение битума в расходной емкости при температуре 150°С в течение рабочего дня.).
Как видно из графика, даже за одну восьми часовую смену приготовления асфальтобетонной смеси при непрерывной работе битумного насоса и постоянном разрушении окисной защитной пленки на поверхности вяжущего в рабочем котле происходит уменьшение пенетрации при 0°С и 25°С на 12-15% и увеличение температуры размягчения на 3-5%.
Следует отметить, что улетучивание легких фракций вследствие (активного старения приводит не только к снижению качества битума, но и ухудшению экологической обстановки на АБЗ.
Задачей полезной модели является минимизация старения битума в рабочем котле за счет сохранения окисной защитной пленки на большей части его поверхности и снижения взаимодействия сливаемого битума с кислородом воздуха.
Это достигается локализацией поверхности, на которую осуществляется слив вяжущего, демпфированием волн и гашением брызг,
возникающих при сливе, и созданием микроклимата внутри устройства минимизации старения битума в рабочем котле.
Сущность полезной модели заключается в том, что устройство минимизации старения битума в рабочем котле, содержащее, рабочий котел с заборным и возвратным патрубками, нагревательные элементы, датчик температуры, полый цилиндрический корпус на ножках, высотой превышающей предельно-допустимый максимальный уровень битума в рабочем котле, с течками на боковой поверхности и выходным патрубком, причем в полый цилиндрический корпус с течками, каждая из которых прикрыта внутренним козырьком до нижнего края, устанавливается на уровне ножек сетчатый демпфирующий полый усеченный конус; цилиндрический корпус и сетчатый демпфирующий усеченный конус накрываются крышкой с входным патрубком, выступающим с внутренней и наружной сторон крышки, причем внутренний конец входного патрубка располагается в сетчатом демпфирующем усеченном конусе, центрируя его, и сливное отверстие входного патрубка размещается выше максимального уровня битума в рабочем котле; выходной патрубок помещается и закрепляется в нижней части сетчатого демпфирующего усеченного конуса, при этом его заборное отверстие размещается выше уровня нагревательных элементов.
Сетчатый усеченный конус, находящийся внутри корпуса, обеспечивает плавность слива, демпфируя волны и гася брызги, возникающие при сливе вяжущего под давлением внутрь устройства.
Цилиндрический корпус с особой конструкцией внутренних козырьков течек на боковой поверхности, локализует поверхность слива и не допускает распространения частично демпфированных волн за свои пределы в рабочий котел и, при этом, не препятствует прохождению битума внутрь устройства во время забора.
Крышка цилиндрического корпуса с входным патрубком, ограничивает доступ кислорода воздуха внутрь устройства, что создает внутри устройства микроклимат и значительно замедляет реакции окисления и испарения легких фракций.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.2 изображен разрез устройства минимизации старения битума в рабочем котле, а на фиг 3 - течка с внутренним козырьком.
Рабочий котел 1 с нагревательными элементами 2 и битумом 3, на дно которого на ножках 4 установлен полый цилиндрический корпус 5 с течками 6, каждая из которых прикрыта внутренним козырьком 7 до нижнего края, и помещенным внутрь сетчатым демпфирующим усеченным конусом 8, установленным на уровне ножек 4; цилиндрический корпус 5 и сетчатый демпфирующий усеченный конус 8, накрыты крышкой 9 с входным патрубком 10, выступающим с внутренней и наружной сторон крышки 9, при этом входной патрубок 10 внутренним концом 11 центрирует сетчатый демпфирующий усеченный конус 8, а наружным концом 12 соединен гибким шлангом 13 с возвратным патрубком 14 рабочего котла 1; выходной патрубок 15 закреплен в нижней части сетчатого демпфирующего усеченного конуса 8 и соединен гибким шлангом 16 с заборным патрубком 17 рабочего котла 1, при этом заборное отверстие 18 выходного патрубка 15 находиться выше уровня нагревательных элементов 2.
2
2
Предлагаемое устройство работает следующим образом. В рабочий котел 1 с откачанным битумом помещается полый цилиндрический корпус 5 на ножках 4 с закрепленным выходным патрубком 15. В полый цилиндрический корпус 5 на уровне ножек 4 устанавливается демпфирующий усеченный конус 8, выполненный, например, из сетки типа «рабица» закрепленной на каркасе, с размером ячеек от 1×1 см до 1,5×1,5 см. Цилиндрический корпус 5 и сетчатый демпфирующий
усеченный конус 8 накрываются крышкой 9 с выходным патрубком 10, причем его внутренний конец 11 помещается внутрь сетчатого усеченного конуса 8, а его наружный конец 12 соединяется гибким шлангом 13 с возвратным патрубком 14 рабочего котла 1. Выходной патрубок 15 соединяется гибким шлангом 16 с заборным патрубком 17 рабочего котла 1. После установки устройства минимизации старения битума, в рабочий котел 1 закачивается битум 3.
Во время приготовления асфальтобетонной смеси, при постоянной работе битумного насоса и циркуляции вяжущего по прямому битумопроводу к дозатору смесительной установки и далее, по обратному битумопроводу в рабочий котел 1, уровень битума 3 в устройстве понижается, так как часть забираемого из устройства вяжущего идет на дозирование и не возвращается. С падением уровня битума 3 в устройстве, вяжущее из рабочего котла 1 через течки 6 в необходимом количестве поступает внутрь устройства. Возвращаемый в устройство битум 3, сливается под давлением внутрь сетчатого усеченного конуса 8, которым гасятся брызги и демпфируются возникающие при этом волны. Частично демпфированные волны локализуются на поверхности вяжущего внутри устройства благодаря особой конструкцией внутренних козырьков 7 течек 6, не допускающих распространения волн за пределы корпуса 5 в рабочий котел 1. Так как доступ кислорода воздуха внутрь устройства ограничен крышкой 9, то внутри устройства создается микроклимат и значительно замедляются реакций окисления и испарения легких фракций.
Таким образом, применение предлагаемой полезной модели минимизирует старение битума в рабочем котле за счет уменьшения его окисления путем сохранения окисной пленки на его поверхности и снижения взаимодействия сливаемого битума с кислородом воздуха, что
позволит продлить срок службы автомобильных дорог на данном битуме, а также уменьшить загрязнение экологии на АБЗ.
Предлагаемое устройство просто по конструкции и в эксплуатации и может быть изготовлено в механических мастерских АБЗ с минимумом материальных затрат.