УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНО-БИТУМНОЙ КОМПОЗИЦИИ

Полезная модель относится к получению полимерно-битумных композиций на основе нефтяных битумов. Получаемые композиции могут быть использованы в дорожном строительстве в качестве вяжущего для асфальтобетонных смесей, в промышленном и гражданском строительстве для кровельных, гидроизоляционных работ.
Известно устройство, представляющее собой металлический реактор, снабженный обогреваемой рубашкой, механической лопастной мешалкой (перемешивающим устройством), и герметичной крышкой, описанное в способе получения полимерно-битумных композиций. (RU 2522618, 20.07.2014).
Недостатком данного устройства является недостаточно равномерная степень диспергирования полимера при получении полимерно-битумной композиции.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для производства модифицированного битумного вяжущего (полимерно-битумной композиции), содержащее емкость со змеевиками масляного обогрева, термоизоляцией, облицовкой гальванизированными металлическими листами, люком, узлом подачи модифицирующих компонентов и смесителем с электроприводом в виде лопастного устройства в цилиндрическом внешнем корпусе с забором смеси битума и модификатора из верхних слоев и подачей в низ емкости, обогреваемые термомаслом входные и выходные циркуляционные трубы с шаровыми кранами, битумный фильтр, пассивный гидродинамический диспергатор. (RU 2627392, 08.08.2017).
Недостатком данного устройства является его конструктивная сложность, использование отдельных узлов для перемешивания и диспергирования, необходимость многократной прокачки для получения качественного продукта, что требует значительных энергетических затрат. Также недостатком является невозможность подбора на используемом в устройстве диспергаторе необходимой скорости работы для битумов различной природы и различных полимеров.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции устройства, позволяющего получить полимерно-битумную композицию требуемого качества, а также снижение энергетических затрат.
Поставленная задача решается устройством для получения полимерно-битумной композиции, включающим емкость, снабженную нагревателем, термоизоляцией и диспергатором, которое отличается тем, что нагреватель представляет собой стеклопластиковую перфорированную трубу с размещенным внутри ее стенок нагревательным элементом, в качестве которого используют углеродный волокнистый материал, в качестве диспергатора используют коллоидную мельницу, представляющую собой погружной смеситель с высоким усилием сдвига и имеющий ротор-статор насадки для разрушения дисперсной фазы, а в качестве термоизоляции используют герметичный кожух, расположенный вокруг емкости.
На фиг. упрощенно изображен продольный разрез заявляемого устройства для получения полимерно-битумной композиции.
Устройство содержит:
1. Нагреватель.
2. Емкость.
3. Герметичный кожух.
4. Кран для слива полимерно-битумной композиции.
5. Кран для сбрасывания (уменьшения) вакуума.
6. Вакуумный насос.
7. Вакуумметр.
8. Термопару со вторичным прибором для контроля температуры.
9. Источник электричества с регулировкой подаваемой мощности на нагреватель стеклопластиковый.
К1 - Коллоидную мельницу с двигателем.
Предлагаемое устройство для получения битума работает следующим образом.
В емкость 2 загружают предварительно нагретое до температуры 90-100ºС сырье (битум), засыпают полимер (модификатор). Время набухания полимера (модификатора) составляет от 10 до 20 мин. Включают нагреватель 1. Температуру регулируют в интервале 130-165°С. Диспергирование полимера и перемешивание смеси производят коллоидной мельницей, представляющей собой погружной смеситель с высоким усилием сдвига и имеющей ротор-статор насадки для разрушения дисперсной фазы, с двигателем К1. Время работы коллоидной мельницы составляет от 30 до 45 мин. Теплоотдачу от емкости 2 регулируют увеличивая вакуум с помощью вакуумного насоса 6 или открытием крана 5 уменьшая его между емкостью 2 и герметичным кожухом 3. Готовый продукт - полимерно-битумную композицию выводят через кран 4.
Использование для перемешивания смеси и диспергирования полимера коллоидной мельницы, представляющей собой погружной смеситель с высоким усилием сдвига и имеющей специальные ротор-статор насадки для разрушения дисперсной фазы, позволяет уменьшить время смешивания в среднем в три раза. Стеклопластиковый нагреватель, создает равномерный нагрев по всей высоте и объему емкости, а герметичный кожух, расположенный вокруг емкости, позволяющий откачивать воздух из пространства между емкостью и кожухом, и создать так называемую «вакуумную рубашку» вокруг емкости, позволяет концентрировать тепло только в емкости без передачи его в окружающую среду.
Таким образом, предлагаемое устройство при упрощении конструкции обеспечивает экономию энергозатрат. При этом качество полимерно-битумной композиции соответствует требованиям ГОСТ Р 52056-2003, что подтверждают данные, полученные в результате промышленно-пилотных испытаний устройства.
В табл. 1 представлены показатели исходных образцов битума.
В табл. 2 - требования ГОСТ Р 52056-2003 «Вяжущие полимерно-битумные дорожные на основе блок-сополимера типа стирол-бутадиен-стирол. Технические условия», а также основные данные об испытаниях, полученных при выработке полимерно-битумной композиции.
Исходный битум - БНД 60/90 или БНД 90/130.
Температура смеси в процессе приготовления модифицированного битума +165°С.
Соотношение компонентов (массовое):
БНД 60/90 или БНД 90/130 - 97%;
Модификатор ДСТ - 30 - 01 (линейная структура) - 3%.
Время набухания модификатора в нагретом битуме - 10 мин.
Время диспергирования и перемешивания полимера (модификатора) - работы погружной коллоидной мельницы - 30 мин.
Из табл. 2 следует, что промышленно-пилотные испытания предлагаемого устройства показали высокую эффективность его работы.