устройство для приготовления горячей асфальтобетонной смеси

Формула изобретения

Устройство для приготовления горячей асфальтобетонной смеси, включающее агрегат питания с дозирующими и подающими приспособлениями мелких и крупных фракций минерального материала, приемное устройство сушильного барабана, сушильный барабан с горячим элеватором, грохот, бункеры для горячих фракций минерального материала, расположенный под ними смеситель, приспособления для введения в смеситель минерального порошка и битума, а также отходящий от сушильного барабана газоход с аспирационной системой, отличающееся тем, что между приемным устройством сушильного барабана и самим барабаном введен дополнительно конусный фильтр-утилизатор перекрестно-противоточного типа, содержащий теплообменник, выполненный в виде усеченного конусного многогранника, ребра которого имеют сечение треугольной формы, а каждая его боковая поверхность состоит из поперечных параллельных плоских пластин, разделенных щелями, сечение которых уменьшается к основанию конуса, причем пластины крепятся под углом 20 - 45^o относительно образующей конуса, в верхней части фильтра-утилизатора установлено приемное устройство леечного типа с конусным рассекателем, расположенное по оси теплообменника, а нижняя часть имеет сборное устройство, соединенное со входом сушильного барабана, теплообменник закрыт газоплотным кожухом, верхняя часть которого подключена через газоход к аспирационной системе.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к строительству автомобильным дорог и может быть использовано для устройства верхних слоев дорожный одежд.

Известен асфальтобетонный смеситель (а. с. 100766, кл. E 01 C 19/00, 1950), состоящий из агрегата питания с дозирующим и подающим приспособлениями, сушильных барабанов для крупных и мелких фракций, заключенных в теплоизоляционные камеры, грохота, бункеров для горячих мелких и крупных фракций, расположенного под ними расходного бункера, смесителя, приспособлений для введения в смеситель минерального порошка и битума, системы управления.

Сушка мелких и крупных фракций производится в двух отдельных сушильных барабанах топочными газами первичного использования. Это приводит к необоснованно большому расходу тепловой (температура дымовых газов достигает 800 - 900^oC) и электрической (вместо одного - два привода двух сушильных барабанов) энергии, а также снижению качества асфальтобетонной смеси в целом, то есть снижению исходного качества щебня - его перегрев и выгорание мелкой фракции в песке (отсеве).

Наиболее близким техническим решением является устройство для приготовления горячей асфальтобетонной смеси (а.с. 1286672. кл. E 01 C 19/10, 1987), включающее агрегат питания с дозирующими и подающими приспособлениями мелких и крупных фракций минерального материала, сушильный барабан с тепловой камерой и элеватором, грохот, бункеры для горячих фракций минерального материала, расположенный под ними смеситель, приспособления для введения в смеситель минерального порошка и битума, расположенный между подающим мелкие фракции агрегатом и бункером для горячих мелких фракций питатель, отходящий от сушильного барабана газоход, систему управления, в котором питатель выполнен в виде наклоненных в сторону выгрузки параллельно расположенных рабочей и аэрационной камер с изменяемой длиной, разделяющей их пористой перегородкой и приспособлением для регулирования угла их наклона, причем аэрационная камера соединена с отходящим от сушильного барабана газоходом.

Однако в этом устройстве большая часть сушильного барабана находится в зоне лучистого теплообмена с самой интенсивной формы теплообмена), поэтому щебень подвергается поверхностному перегреву и потери тепла через стенки сушильного барабана значительно возрастают. Кроме того, конструктивно невозможно создание равномерного гидравлического сопротивления по поверхности пористой перегородки питателя. Возникают так называемое и "кратерное дутье", и застойные газовые зоны, резко ухудшающее качество сушки.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройство для приготовления горячей асфальтобетонной смеси, включающее агрегат питания с дозирующими и подающими приспособлениями мелких и крупных фракций минерального материала, приемное устройство сушильного барабана, сушильный барабан с горячим элеватором, грохот, бункеры для горячих фракций минерального материала, расположенный под ними смеситель, приспособления для введения в смеситель минерального порошка и битума, а также отходящий от сушильного барабана газоход с аспирационной системой, между приемным устройством сушильного барабана и самим барабаном дополнительно введен конусный фильтр-утилизатор перекрестно - противоточного типа, содержащий теплообменник, выполненный в виде усеченного конусного многогранника, ребра которого имеют сечение треугольной формы, а каждая его боковая поверхность состоит из поперечных параллельных плоских пластин, разделенных щелями, сечение которых уменьшается к основанию конуса, причем пластины крепятся под углом 20 - 45^o относительно образующей конуса, в верхней части конусного фильтра-утилизатора установлено приемное устройство леечного типа с конусным рассекателем, расположенное по оси теплообменника, а нижняя часть имеет сборное устройство, соединенное со входом сушильного барабана, теплообменник закрыт газоплотным кожухом, верхняя часть которого подключена к аспирационной системе.

В конусный фильтр-утилизатор подается минеральный материал крупных и мелких фракций (песок и щебень), где он частично сушится и нагревается уходящими из сушильного барабана газами. Конструкция теплообменника фильтра-утилизатора в виде усеченного конусного многогранника, каждая из боковых поверхностей которого состоит из поперечных параллельных плоских пластин, разделенных щелями для прохода дымовых газов, сечение которых уменьшается к основанию конуса, позволяет обеспечить одинаковое гидравлическое сопротивление движению дымовых газов, то есть максимально эффективную конвективную сушку с перекрестно-противоточной формой движения материала и нагретых газов, совмещенную с контактным теплообменом. Продольные ребра треугольной формы располагаются по боковым поверхностям многогранника теплообменника таким образом, чтобы крупные фракции (щебень) двигались по их поверхности, участвуя в основном в конвективном теплообмене. Конструкция конусного фильтра-утилизатора позволяет эффективно использовать для различных фракций минерального материала различные формы теплообмена и при одной и той же температуре поступающих дымовых газов и различной удельной поверхности и исходной влажности минеральных материалов получить на выходе теплообменника уменьшение влагосодержания песка и нагрев щебня и песка на 5 - 8% от требуемой температуры. Такой подход к процессу сушки позволяет существенно уменьшить энергозатраты, способствует повышению качества сушки и обеспечению равного нагрева минеральный материалов в сушильном барабане, что в свою очередь положительно влияет на качество продукта - асфальтобетонной смеси. Дымовые газы, поступающие по газоходу от сушильного барабана в теплообменник, проходят через его щели, и слой мелкозернистого материала, оставляют на поверхности влажных песчинок пыль и вредные продукты сгорания топлива. Приемное устройство леечного типа с конусным рассекателем способствует равномерному распределению поступающего материала по поверхности теплообменника, что позволяет улучшить качество сушки и препятствует выходу газов через лейку.

Конструкция фильтра-утилизатора компактна, не нарушает технологический цикл приготовления асфальтобетонной смеси, сушке подвергается наиболее влагоемкий компонент минеральных материалов.

Заявляемое устройство для приготовления горячих асфальтобетонных смесей в общем виде изображено на фиг. 1 - общий вид устройства; на фиг. 2 - конструкция конусного фильтра-утилизатора; на фиг. 3 - его боковой разрез; на фиг. 4 - ребро треугольной формы.

Пример. Устройство для приготовления горячей асфальтобетонной смеси состоит из приемного устройства сушильного барабана 1, соединенного с приемным устройством леечного типа 2 конусного фильтра-утилизатора 3, который посредством сборного лотка крупных и мелких фракций 4 присоединен к сушильному барабану 5. Нижняя часть конусного фильтра-утилизатора имеет дополнительный газоход в виде усеченного цилиндра 6, который герметично приварен к "штанам" 7 существующей системы забора уходящих газов из сушильного барабана 8, а его верхняя часть сопряжена с вертикальной трубой системы аспирации газоходом 9 цилиндрической формы. Сушильный барабан 5 имеет ссыпной лоток 10, соединенный с приемным устройством 11 горячего элеватора 12, выгодное устройство которого - разгрузочная течка 13 вварена в кожух грохота 14, под которым расположены бункеры 15 горячих минеральных материалов, связанные через установленный под ними весовой дозатор со смесителем 16.

Устройство также имеет приспособления 17 и 18 для введения в смеситель минерального порошка и битума 19.

Внутренняя часть конусного фильтра-утилизатора 3 оснащена теплообменником 19 в виде усеченного конусного многогранника, боковые поверхности 20 которого состоят из параллельных плоских пластин 21, установленных под углом 20 - 45^o относительно образующей конуса 22 (угол наклона пластин регулируется из условия получения равномерного скоростного поля потока). Пластины разделены щелями 23 для прохода дымовых газов. В стыках боковых граней многогранника продольные ребра 24 имеют в сечении треугольную форму.

Устройство для приготовления горячей асфальтобетонной смеси работает следующим образом.

Минеральный материал крупных и мелких фракций, например щебень и песок соответственно, подается при помощи приемного устройства сушильного барабана 1 в конусный фильтр-утилизатор 3 через приемное устройство леечного типа 2, служащее для равномерного распределения его по поверхности теплообменника 19, выполненного в форме усеченного конусного многогранника, конструкция которого позволяет за счет продольных ребер 24 треугольной формы в сечении и угла наклона плоских параллельных пластин 21 в 20 - 45^o относительно образующей конуса 22 разделить щебень и песок. Щебень движется по поверхности продольных ребер 24. При этом общая динамическая площадь соприкосновения его с нагретыми металлическими поверхностями невелика, то есть при движении по конусному фильтру-утилизатору щебень участвует в основном в конвективном теплообмене (контактный теплообмен практически отсутствует). Затем щебень, нагретый на 1-5^oC, поступает в сборный лоток 4 и далее в сушильный барабан 5. Мелкие фракции (в основном влажный песок) равномерным слоем движутся между продольных ребер 24 по наклонным пластинам 21.

Уходящие из сушильного барабана газы через внутреннюю часть теплообменника и щели 23 пронизывают слой влажного мелкозернистого материала, перемещающийся с верхних пластинок 21 на нижние. Учитывая, что толщина движущегося слоя мелких фракций уменьшается к основанию теплообменника, то и сечение щелей 23 уменьшается из расчета обеспечения равномерного сопротивления прохождению дымовых газов. При этом происходят нагрев мелкозернистого материала и фильтрация уходящих газов на его влажной поверхности. Очищенные газы через выходной патрубок (газоход 9 цилиндрической формы) в верхней части кожуха конусного фильтра - утилизатора поступают в вертикальную трубу системы аспирации 8, а нагретые и частично высушенные мелкие фракции минеральных материалов через сборный лоток 4 - в сушильный барабан 5 асфальтосмесительной установки, где они окончательно высушиваются и нагреваются до требуемой температуры.

Затем материалы поступают в ссыпной лоток 10, а оттуда подаются горячим элеватором 12 на грохот 14, где они сортируются по фракциям и накапливаются в отсеках бункеров горячих минеральных материалов 15.

Далее отдозированные крупные и мелкие фракции поступают в смеситель 16, куда добавляется минеральный порошок и битум с помощью приспособлений 17 и 18 соответственно.

Применение устройства для приготовления горячей асфальтобетонной смеси позволяет снизить энергозатраты вследствие того, что для предварительного нагрева и частичного высушивания мелкой фракции наиболее эффективным образом по сравнению с прототипом используется тепло уходящих газов сушильного барабана в простом по конструкции, малометаллоемком конусном фильтре - утилизаторе при сохранении всего технологического цикла приготовления асфальтобетонной смеси и без использования дополнительных приводных устройств. Кроме того, предложенное устройство, эффективно фильтруя уходящие газы, способствует улучшению экологической обстановки в рабочей зоне асфальтобетонного завода.