НАЗЕМНОЕ БИТУМОХРАНИЛИЩЕ

Полезная модель относится к области строительства автомобильных дорог, в частности к хранению и нагреву битума.
3
Известно наземное битумохранилище (см. ж. Наука и техника в дорожной отрасли, М: Дороги, №3, 2000, с.36/ Низиков В.И. Стальные битумохранилища), в котором догрев и забор битума осуществляют в скоростном донном догревателе с мощностью нагревателей до 650 -1200 кВт при объеме хранилища 1000 м.
Наиболее близким техническим решением является наземное битумохранилище (пат.77292 (RU)), в котором догрев и забор битума осуществляют в поверхностном слое, а при малом (0,10-0,15 высоты битумохранилища) уровне битума, его догревают секциями донных оребренных нагревателей, установленных радиально под углом 120°, и производят забор из нижнего слоя.
Недостатками данного битумохранилища, выявленными в процессе его эксплуатации, являются:
1. Низкая надежность и малый срок работы вибратора в условиях высокой температуры, что связано с его перегревом.
2. Сложность конструкции и соединения с вибратором подвижных секций оребренных нагревателей в устройстве поверхностного догрева и забора битума.
3. Сложность проведения работ при очистке битумохранилища под металлическими кожухами и замене нагревательных элементов, особенно донных.
Задачей полезной модели является минимизация энергозатрат и забора влаги за счет нагрева и забора битума в поверхностном слое, а также простота эксплуатации и обслуживания.
3
*
*
Сущность полезной модели заключается в том, что наземное битумохранилище, содержащее емкость битумохранилища с пропускными заборными патрубками и центральным обогреваемым битумопроводом, инфракрасными (ИК) и пассивными нагревателями, плавающими заборными устройствами, битумом, приемно-расходную емкость со сливным и заборным патрубками, датчики температуры и уровня, расходный гибкий битумопровод, насос и краны, при этом под крышей наземного битумохранилища по окружности и радиально, через открываемые заслонки, установлены и подключены к силовым цепям питания и цепям контроля секции электрических инфракрасных нагревателей, а под нагревателями на поверхности битума в емкости битумохранилища размещены плавающие оребренные пассивные нагреватели, перемещающиеся вертикально по натянутым тросам при изменении уровня битума, кроме того пассивные нагреватели изготовлены из термостойкого материала с удельным весом g≤0,2-0,4 т/м, а их поверхность покрыта материалом с высоким коэффициентом теплопроводности λ≥30-40 ккал/мчасград, причем поверхность приемника тепла пассивных нагревателей, находящаяся над битумом, покрашена в черный цвет, а ребра нижней части погружены в битум на глубину 0,3-0,6 метра, кроме того, по спирали, начиная от днища в боковую стенку емкости битумохранилища вварены пропускные заборные патрубки, к входам которых изнутри емкости битумохранилища, через гибкие обогреваемые битумопроводы, подсоединены плавающие обогреваемые заборные устройства, также перемещающиеся вертикально по натянутым тросам на длину гибкого битумопровода, при этом расстояние по вертикали между соседними
патрубками меньше удвоенной длины гибкого битумопровода с плавающим заборным устройством, а выходы пропускных заборных патрубков с наружной стороны емкости битумохранилища через краны, управляемые системой автоматического регулирования по заданным значениям уровня битума в емкости битумохранилища, подсоединены к центральному обогреваемому битумопроводу, установленному также по спирали, причем его выход через битумный насос, трехходовой кран, сливной и заборный патрубки, соединен с приемно-расходной емкостью.
Указанная задача достигается:
1. Прогревом поверхностного слоя битума на 0,3-0,5 метра ИК -излучением и за счет передачи тепла в глубину поверхностного слоя пассивными плавающими оребренными нагревателями, перемещающиеся вертикально по натянутым тросам при изменении уровня битума.
2. Использованием плавающих обогреваемых заборных устройств, также перемещающихся вертикально по тросам и позволяющих производить из емкости битумохранилища непрерывный поверхностный забор битума с наименьшим количеством влаги при любом рабочем уровне битума.
3. Простой конструкцией, а также простотой эксплуатации и проведения регламента.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 - Общий вид наземного битумохранилища, фиг.2 - Сечение А-А.
На чертеже изображены емкость 1 битумохранилища с пропускными заборными патрубками 2, и центральным обогреваемым битумопроводом 3, инфракрасными нагревателями 4, плавающими пассивными нагревателями 5 с оребрением 6, плавающими заборными устройствами 7, 8, 9, 10, подсоединенными к пропускными заборными патрубками 2 гибкими обогреваемыми битумопроводами 11,
вертикально натянутыми тросами 12 и битумом 13, приемно-расходная емкость 14 со сливным 15 и заборным 16 патрубками, датчики температуры 17 и уровня 18 системы автоматического регулирования, насос 19, краны 20, 21, 22, 23 и трехходовой кран 24.
Полезная модель работает следующим образом.
Для заполнения емкости 1 битумохранилища, поставляемый битум 13 сливают в приемно-расходную емкость 14, где его догревают до температуры перекачки. Трехходовой кран 24 переводиться в положение забора из приемно-расходной емкости 13, открывается кран 23 и включается на реверс насос 19. Битум 13 через заборный патрубок 16, насос 19, центральный обогреваемый битумопровод 3, кран 23, гибкий обогреваемый битумопровод 11 и плавающее заборное устройство 10 перекачивается в емкость 1 битумохранилища. При этом слив битума 13 постоянно осуществляется в поверхностный слой под плавающее заборное устройство 10, на глубину не более 10 см, что не создает значительных гидравлических сопротивлений для насоса 19. При заполнении емкости 1 битумохранилища до нижнего рабочего уровня заборного устройства 9, открывается кран 22, а кран 23 закрывается, и закачка битума 13 осуществляется через заборное устройство 9. Аналогично, емкость 1 битумохранилища заполняется битумом 13 через заборные устройства 8 и 7 до максимального рабочего уровня. При этом на начальном этапе заполнения емкости 1 битумохранилища, битум 13, перед перекачкой из приемно-расходной емкости 14 догреваться в ней до наименьшей температуры, обеспечивающей возможность его закачки в емкость 1 битумохранилища на незначительную высоту. Вследствие чего дополнительно снижаются энергозатраты, за счет уменьшения температуры и сокращения времени догрева битума 13 при заполнении емкости 1 битумохранилища.
*
*
Для забора битума 13 из емкости 1 битумохранилища предварительно включают секции ИК - нагревателей 4 и производят его нагрев. Битум 13 представляет собой темно-коричневую или черную массу с высоким коэффициентом поглощения ИК - излучения, которое нагревает поверхность битума 13 и поверхность плавающих пассивных нагревателей 5, покрашенную в черный цвет. Так как плавающие нагреватели 5 покрыты материалом с высоким коэффициентом теплопроводности λ≥30-40 ккал/мчасград, то получаемое их поверхностью тепло передается по ребрам 6 в глубину слоя битума 13 на 0,3-0,6 м. Учитывая, что поверхность оребрения 6 плавающих пассивных нагревателей 5 и разность температур этой поверхности и битума 13 велики, то окружающая пассивные нагреватели 5 масса битума 13 в локальной области достаточно быстро прогреется до температуры забора на глубину 0,3-0,5 м. При достижении битумом 13 в поверхностном слое температуры забора, замеряемой датчиком 17 на плавающем заборном устройстве 7, система автоматического регулирования поддерживает ее в заданных пределах путем отключения и включения ИК-нагревателей 4. При заборе, открывается кран 20 и запускается насос 19. Разогретый битум 13 в необходимом количестве через плавающее обогреваемое заборное устройство 7, гибкий обогреваемый битумопровод 11, пропускной заборный патрубок 2, по центральному обогреваемому сливному битумопроводу 3, насосом 19, через трехходовой кран 24, переведенный в положение слива, и сливной патрубок 15 перекачивается в приемно-расходную емкость 14. При этом, в приемно-расходной емкости 14 поддерживается заданные уровень и температура битума 13, и из нее битум 13 выдается потребителю. При заполнении приемно-расходной емкости 14, кран 20 закрывается и насос 19 отключается. Во время откачки уровень битума 13 в емкости 1 битумохранилища уменьшается. Со снижением уровня
битума 13 в емкости 1 битумохранилища перемещаются по тросам 12 плавающие оребренные пассивные нагреватели 5, а также заборное устройство 7. При снижении уровня битума 13 в емкости 1 битумохранилища ниже рабочего для заборного устройства 7, забор битума 13 осуществляется аналогично, но заборным устройством 8, а затем заборным устройством 9 и, наконец, в нижней части емкости 1 битумохранилища, заборным устройством 10, что позволяет осуществлять непрерывный поверхностный забор при любом уровне битума 13 в емкости 1 битумохранилища.
Таким образом, предлагаемая полезная модель обладает следующими достоинствами:
- снижает энергозатраты на догрев битума в поверхностном слое за счет применения ИК-нагревателей и высокого коэффициента поглощения битумом ИК-излучения;
- позволяет производить непрерывный поверхностный забор битума с наименьшим количеством влаги при любом уровне битума, что в дальнейшем значительно снижает энергозатраты на его обезвоживание, а также сохранить качество битума за счет уменьшения времени его обезвоживания;
- простотой конструкции и эксплуатации, а также удобством при проведении регламентных работ;
- может быть полностью автоматизирована.