Устройство для вспенивания битума
Владельцы патента RU 2461417:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославский государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "ЯГТУ") (RU)
Изобретение относится к получению пены с повышенной кратностью и может использоваться в химической промышленности, агропромышленном комплексе, при производстве строительных материалов и в дорожном строительстве. Устройство содержит устройства загрузки, трубопроводы, распылитель, цилиндрический теплоизолированный корпус, во внутреннем объеме которого установлено приспособление для нагрева битума. Отдельно расположено устройство для нагрева воды, которое сообщается трубопроводами с внутренней полостью корпуса и распылителем. На распылителе установлена полая коническая насадка, на внутренней поверхности которой выполнены завихрители, которые представляют собой стержни в виде спирали. Технический результат состоит в получении пены с повышенной стабильностью за счет равномерного нагрева битума на стадии подготовки и улучшенного взаимодействия пара и битума. 2 ил.
Предлагаемое изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов, в дорожном строительстве и других отраслях промышленности. Устройство обеспечивает получение пены с повышенной кратностью за счет равномерного нагрева битума на стадии подготовки и улучшенного взаимодействия пара и битума.
Известно устройство для вспенивания битуминозного связующего в виде центробежно-струйной форсунки, представляющей собой пустотелую цилиндрическую камеру, одно основание которой имеет выходное отверстие с патрубком для вывода вспененного связующего, и присоединенные к камере два входных патрубка: центральный (осевой) и тангенциальный [Першин М.Н. Баринов Е.Н. Кореновский Г.В. «Вспененные битумы в дорожном строительстве». - М.: Транспорт, 1989, 80 с.]. Часть связующего, уже содержащего пенообразователь, подается по тангенциальному входному патрубку в камеру, образуя вращающийся поток, а другая часть поступает через центральный патрубок, образуя сплошную струю. Вращающаяся часть связующего взаимодействует с центральной струей, закручивая ее. При этом создается единый поток связующего, который образует факел в вида сплошного конуса.
К недостаткам данного устройства следует отнести то, что при взаимодействии вращающейся и центральной струй смешивание связующего и пенообразователя происходит недостаточно эффективно.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для распыливания вязких нефтепродуктов [Готовцев В.М. «Методы расчета процессов обработки сыпучих материалов с использованием структурированных газожидкостных систем», дис.на соискание ученой степени д-ра техн. наук, 05.17.08, 1997, 334 с.]. Хотя данное устройство предназначено для получения тонкого дисперсного распыла частиц битума, по конструктивным особенностям оно является наиболее близким к предлагаемому изобретению.
Устройство для распыливания вязких нефтепродуктов состоит из устройства загрузки, трубопроводов, распылителя, цилиндрического теплоизолированного корпуса, во внутреннем объеме которого установлено приспособление для нагрева воды и нефтепродукта. Устройство нагрева воды представляет собой теплообменник, а устройство нагрева нефтепродукта - ТЭН.
К недостаткам данного агрегата следует отнести сложность конструкции, обусловленную наличием в одном корпусе устройств нагрева жидкости и вязкого нефтепродукта, а также неравномерный прогрев вязкого нефтепродукта в зоне теплообменника, вследствие чего возможно его налипание и снижение текучести.
Задача изобретения - создание устройства для вспенивания битума, имеющего сравнительно простую конструкцию, обеспечивающего равномерный нагрев битума.
Решение поставленной задачи достигается тем, что в устройстве для вспенивания битума, содержащем устройства загрузки, трубопроводы, распылитель, цилиндрический теплоизолированный корпус, во внутреннем объеме которого установлено приспособление для нагрева битума, расположенное отдельно устройство для нагрева воды сообщается трубопроводами с внутренней полостью корпуса и распылителем; на распылителе установлена полая коническая насадка, на внутренней поверхности которой выполнены завихрители, представляющие собой стержни в виде спирали.
На Фиг.1 и 2 показана схема устройства для вспенивания битума.
Устройство для вспенивания битума включает устройства загрузки 1 и 2, трубопроводы 8, распылитель 6, цилиндрический теплоизолированный корпус 3. Во внутреннем объеме выполнено приспособление для нагрева битума 4. Устройство для нагрева воды 7 расположено в отдельном корпусе и сообщается трубопроводами 5 и 8 с внутренней полостью корпуса и распылителем 6. На распылителе 6 установлена полая коническая насадка 9, на внутренней поверхности которой расположены завихрители 10, представляющие собой стержни, выполненные в виде спирали.
Устройство для вспенивания битума работает следующим образом. Через устройства загрузки 1 и 2 в цилиндрический теплоизолированный корпус 3 заливается битум, а в устройство для нагрева 7 - вода. Далее с помощью приспособления для нагрева 4 происходит расплавление битума до получения требуемой текучести, а в устройстве для нагрева воды 7 образуется пар, который, с одной стороны, по трубопроводу 8 поступает во внутренний объем корпуса 3, обеспечивая выдавливание жидкого битума по трубопроводу 5 с большой скоростью (2-3 м/с) в распылитель 6. В распылителе 6 происходит взаимодействие битума и пара, что приводит к образованию пены. Для повышения эффективности пенообразования первоначально сформированная пена направляется в объем полой конической насадки 9, где равномерно распределяется, взаимодействуя со спиральной внешней поверхностью завихрителей, дополнительно насыщается воздухом, что приводит к повышению ее кратности. Из-за значительного расширения пены при насыщении воздухом насадка 9 выполнена в виде конуса.
Описанное устройство обеспечивает получение пены с повышенной стабильностью за счет равномерного нагрева битума на стадии подготовки и улучшенного взаимодействия пара и битума. Устройство не содержит движущихся частей и источником энергии является нагреватель.
Устройство для вспенивания битума, содержащее устройства загрузки, трубопроводы, распылитель, цилиндрический теплоизолированный корпус, во внутреннем объеме которого установлено приспособление для нагрева битума, отличающееся тем, что расположенное отдельно устройство для нагрева воды сообщается трубопроводами с внутренней полостью корпуса и распылителем, а на распылителе установлена полая коническая насадка, на внутренней поверхности которой выполнены завихрители, представляющие собой стержни в виде спирали.
