Комплекс для приготовления сероасфальта
Комплекс для приготовления сероасфальта относится к области производства дорожно-строительных материалов. Комплекс включает узлы: подготовки модифицированной серы 2, получения сероасфальта 3 и получения серобитума 1. Последний включает хранилище битума 4, связанное через обогреваемый трубопровод 9 и первый дозатор 10 с первым питателем 14. Первый питатель 14 одним своим выходом соединен с первым смесителем 19. Первый питатель 14 другим своим выходом соединен со вторым питателем 18, расположенным в узле подготовки модифицированной серы 2. Узел 2 включает емкость для серы 6, связанную через второй дозатор 11 со вторым питателем 15. В узлах подготовки модифицированной серы 2 и получения серобитума 1 установлены три рециркуляционных кавитатора акустического или гидродинамического действия. Первый кавитатор 21 соединен с первым питателем 14, второй кавитатор 22 - со вторым питателем 15, третий кавитатор 23 - с первым смесителем 19. Узел получения сероасфальта 3 включает емкость для хранения песка 8 и мелкодисперсного минерального заполнителя 7, связанные через третий и четвертый дозаторы 12, 13 и третий и четвертый питатели 16, 17 со вторым смесителем 20. Второй смеситель 20 связан с магистралью выхода готового сероасфальта. Обеспечивается снижение энергозатрат при повышении производительности комплекса, а также повышение степени гомогенизации битумных композиций, содержащих высокомолекулярные соединения. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Полезная модель относится к области производства дорожно-строительных материалов, в частности, к средствам приготовления сероасфальтовых смесей, используемых для устройства покрытий автомобильных дорог, аэродромов, спортивных площадок, автомобильных стоянок и т.д.
Известен комплекс для получения сероасфальтобетона, включающий узел подготовки модифицированной серы, узел получения серобитума и узел получения сероасфальтобетона. (RU 
2163610, МПК C08L 95/00, С08К 13/02, опубл. 27.09.2000 г.)
Недостатком известного комплекса является длительное использование для процесса перемешивания серы со сложным и дорогостоящим модификатором (дициклопентадиен) серы погружного серного насоса, что снижает производительность известного комплекса и повышает энергозатраты и себестоимость конечного продукта.
Технический результат, на который направлена заявляемая полезная модель, заключается в снижении энергозатрат при повышении производительности комплекса, а также повышение степени гомогенизации битумных композиций, содержащих высокомолекулярные соединения.
Указанный технический результат достигается за счет того, что в комплексе для приготовления сероасфальта, включающем узел получения серобитума, узел подготовки модифицированной серы и узел получения сероасфальта, согласно полезной модели узел получения серобитума включает в себя последовательно расположенные хранилище битума, соединенное через обогреваемый трубопровод с первым дозатором, первый питатель и первый смеситель, при этом первый питатель соединен с первым рециркуляционным кавитатором акустического или гидродинамического действия для активации битума, узел подготовки модифицированной серы включает последовательно расположенные емкость для серы, второй дозатор и второй питатель, который соединен со вторым рециркуляционным кавитатором акустического или гидродинамического действия для модификации серы активированным битумом, подаваемым из первого питателя и первым смесителем, при этом первый смеситель связан с третьим рециркуляционным кавитатором акустического или гидродинамического действия для гомогенизации и стабилизации серобитумной смеси, узел получения сероасфальта включает емкость мелкодисперсного минерального заполнителя, емкость для песка, а также второй смеситель, соединенный через третий дозатор и третий питатель с емкостью мелкодисперсного минерального заполнителя, а через четвертый дозатор и четвертый питатель с емкостью для песка, при этом второй смеситель одним своим входом соединен с выходом из первого смесителя, а выходом - с магистралью выхода готового сероасфальта.
Технический результат достигается также за счет того, что в качестве рециркуляционных кавитаторов акустического действия используются экспоненциальные излучатели ультразвукового диспергатора с диапазоном частот 20-35 кГц, в качестве рециркуляционных кавитаторов гидродинамического действия используют устройства, включающие конфузор, проточную камеру, диффузор и вал с кавитационной насадкой, организованные с возможностью осуществления режима гидродинамической кавитации в диапазоне частот 10-80 Гц.
Сущность заявленной полезной модели поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная схема комплекса для приготовления сероасфальта.
Комплекс для приготовления сероасфальта включает следующие узлы: узел получения серобитума 1, узел подготовки модифицированной серы 2 и узел получения сероасфальта 3, в которых расположены: хранилище битума 4; склад для хранения минеральных ингредиентов 5, включающий емкость для серы 6, емкость для мелкодисперсного минерального заполнителя 7 и емкость для песка 8; обогреваемый трубопровод 9; первый, второй, третий и четвертый дозаторы 10, 11, 12, 13; первый, второй, третий и четвертый питатели 14, 15, 16, 17; барабан сушильный 18; первый, второй смесители 19, 20; первый, второй и третий кавитаторы 21, 22, 23 рециркуляционные акустического или гидродинамического действия, магистраль выхода готового сероасфальта, включающая накопитель готового сероасфальта 24 и автотранспорт 25.
Заявленный комплекс работает следующим образом.
В узле получения серобитума 1 из хранилища 4 по обогреваемому трубопроводу 9 битум поступает через первый дозатор 10 в первый питатель 14 на активацию посредством первого рециркуляционного кавитатора акустического или гидродинамического действия 21. В это время в узле подготовки модифицированной серы 2 элементарная сера из расположенной на складе для хранения минеральных ингредиентов 5 емкости 6 через второй дозатор 11 поступает во второй питатель 15 на модификацию частью активированного битума, поступающего из первого питателя 14, причем модификация серы активированным битумом во втором питателе 15 осуществляется посредством второго кавитатора рециркуляционного акустического или гидродинамического действия 22. Затем модифицированная сера из второго питателя 15 направляется в расположенный в узле получения серобитума 1 первый смеситель 19 на ее смешение с основной частью активированного битума и дальнейшую гомогенизацию и стабилизацию полученной серобитумной смеси посредством третьего кавитатора рециркуляционного акустического или гидродинамического действия 23. После этого сгомогенизированная серобитумная смесь из первого смесителя 19 направляется в расположенный в узле приготовления сероасфальта 3 второй смеситель 20, где происходит смешение указанной сгомогенизированной серобитумной смеси с поступающими во второй смеситель 20 из емкостей 7 и 8, через третий и четвертый дозаторы 12 и 13, сушильный барабан 18, третий и четвертый питатели, мелкодисперсным минеральным заполнителем и песком, в качестве которого может использоваться, например известняковый порошок и/или доломитовая мука. После окончательного формирования во втором смесителе 20 сероасфальтной смеси, она направляется в магистраль подачи сероасфальта, где впоследствии сероасфальт поступает, например, в накопитель, а затем загружается в автотранспорт для дальнейшей транспортировки.
Целесообразно для приготовления сероасфальта осуществлять подачу песка во второй смеситель 20 при температуре 160-200°С, обеспечиваемой в сушильном барабане 18, а при формировании серобитумной смеси использовать битум, нагретый в обогреваемом трубопроводе 9, преимущественно, до 125-170°С.
Допустимо для приготовления серобитумной смеси использовать элементарную серу в порошкообразном, или в жидком, или в гранулированном состоянии, преимущественно, в количестве 3-6% от массы минеральных ингредиентов, а в качестве органического вяжущего использовать предварительно обезвоженный нефтяной битум, преимущественно, в количестве 5-8% от массы упомянутых минеральных компонентов.
Предварительная обработка битума кумулятивно-кавитационным воздействием повышает химическую активность битума, что способствует его дальнейшему быстрому смешению с модифицированной серой.
Модифицирование серы активированным битумом при температуре 125-170°С в кавитаторе рециркуляционном акустического или гидродинамического действия в течение 5-15 мин позволяет осуществить химическую связь между серой и компонентами активированного битума, в результате чего образуется модифицированная (сополимерная) сера без использования дополнительных дорогостоящих модификаторов и поверхностно-активных веществ (в частности, дициклопентадиена).
Осуществление процесса сополимеризации серы в упомянутых кавитаторах упрощает технологический процесс гомогенизации (смешения) соответствующих компонентов и функциональный комплекс в целом.
Получение серобитума смешением модифицированной серы и активированного битума в процессе кумулятивно-кавитационного воздействия (в частности, кавитационно-акустического) при кратности циркуляции 3-10 циклов обеспечивает осуществление химического взаимодействия между серой и компонентами битума, образуя однородную гомогенную смесь, которая приобретает способность сохранять стабильное состояние в обычных условиях в течение длительного времени. Упомянутые кавитаторы рециркуляционные акустического и гидродинамического действия адаптированы к битумному оборудованию (насосам, битумоплавильным котлам и пр.), используемому на асфальтобетонных заводах.
Улучшение свойств битумных вяжущих реализуется только при условии гомогенности композиций.
Полученный в заявленном комплексе сероасфальт обладает повышенными износоустойчивостью и удобоукладываемостью, что позволяет широко использовать заявленный комплекс в области производства дорожно-строительных материалов для строительства улично-дорожных сетей.
1. Комплекс для приготовления сероасфальта, включающий узел получения серобитума, узел подготовки модифицированной серы и узел получения сероасфальта, отличающийся тем, что узел получения серобитума включает в себя последовательно расположенные хранилище битума, соединенное через обогреваемый трубопровод с первым дозатором, первый питатель и первый смеситель, при этом первый питатель соединен с первым рециркуляционным кавитатором акустического или гидродинамического действия для активации битума, узел подготовки модифицированной серы включает последовательно расположенные емкость для серы, второй дозатор и второй питатель, который соединен со вторым рециркуляционным кавитатором акустического или гидродинамического действия для модификации серы активированным битумом, подаваемым из первого питателя и первым смесителем, при этом первый смеситель связан с третьим рециркуляционным кавитатором акустического или гидродинамического действия для гомогенизации и стабилизации серобитумной смеси, узел получения сероасфальта включает емкость мелкодисперсного минерального заполнителя, емкость для песка, а также второй смеситель, соединенный через третий дозатор и третий питатель с емкостью мелкодисперсного минерального заполнителя, а через четвертый дозатор и четвертый питатель с емкостью для песка, при этом второй смеситель одним своим входом соединен с выходом из первого смесителя, а выходом - с магистралью выхода готового сероасфальта.
2. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что рециркуляционные кавитаторы акустического действия представляют собой экспоненциальные излучатели ультразвукового диспергатора с диапазоном частот 20-35 кГц.
3. Комплекс по п.1, отличающийся тем, что рециркуляционные кавитаторы гидродинамического действия представляют собой устройства, включающие в себя конфузор, проточную камеру, диффузор и вал с кавитационной насадкой, организованные с возможностью осуществления режима гидродинамической кавитации в диапазоне частот 10-80 Гц.
