Промышленная установка для горячего рециклинга асфальтовых смесей
Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей содержит портативный блок установленных на опорной конструкции бункеров для дозирования RAP (рециклируемое асфальтовое покрытие) и первичного каменного материала, содержащих редукторные электродвигатели с преобразователем частоты для регулирования дозирования, передающих сигнал датчика расхода на пульт управления, который регистрирует его. Под блоком бункеров находится ленточный конвейер для подачи материала во вращающийся цилиндр, содержащий промышленную горелку с открытым пламенем, используемую для косвенной передачи тепловой энергии RAP и первичному каменному материалу. Установка содержит резервуар для хранения обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства, которое дозируют с использованием объемного шестеренчатого насоса по трубе в сторону вращающегося цилиндра, на выходе которого находится датчик температуры, передающий на пульт управления сигнал индикатору температуры рециклированной асфальтовой смеси; систему подъема рециклированной асфальтовой смеси для перемещения смеси в накопитель; экстрактор для выпуска газообразных продуктов сгорания из горелки; резервуар для хранения горючего, используемого в промышленной горелке; и весовой дозатор на входе вращающегося цилиндра. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к промышленной переработке и трансформации твердых остатков асфальта, более точно к промышленной установке для горячего рециклинга асфальтовых смесей.
Предпосылки создания изобретения
По всему миру существуют асфальтированные шоссе, дороги, проспекты и улицы. Используемый в покрытии асфальт на 100% пригоден для рециклинга и может многократно циклично перерабатываться. Асфальт в основном состоит из асфальтенов и мальтенов. Асфальт подвержен разрушению под влиянием атмосферных воздействий, которые вызывают его износ из-за уменьшения содержания мальтенов в результате окисления.
Асфальтовые дорожные покрытия являются гибкими/упругими, но из-за износа и недостатка мальтенов становятся жесткими, что приводит к их растрескиванию (эффект "крокодиловой кожи") и последующему отрыву отдельных кусков.
Существует небольшое число созданных за рубежом установок, рассчитанных на переработку асфальтовых смесей. Они представляют собой крупные дорогостоящие установки, сложные для транспортировки. Кроме того, как пояснено далее, в них применяется способ, отличающийся от способа согласно настоящему изобретению.
На этих установках между первой и второй третями барабанной сушилки предусмотрено приспособление, в которое с помощью бункера загружают небольшую долю RAP (восстанавливаемого/рециклируемого асфальтового покрытия - Reclaimed Asphalt Pavement/Recycled Asphalt Pavement) с целью его смешивания с горячим материалом с высоким содержанием первичного/естественного каменного материала, который затем отдает тепло RAP с целью его рециклирования.
Эта промышленная установка имеет следующие недостатки:
а) очень низкий процент рециклирования RAP;
б) подача рециклирующего средства не может осуществляться таким же образом, как в установке согласно изобретению;
в) более низкое качество получаемого материала;
г) сложность транспортировки из-за больших размеров;
д) высокая стоимость.
Существует другая установка для производства асфальтовых смесей, называемая сдвоенной, такая как описана в международной заявке WO 2007/103345.
Этой промышленной установке присущи следующие недостатки:
а) рециклирование RAP не на 100%;
б) большие размеры, сложность транспортировки, поскольку эта установка содержит первую сушилку для смешивания первичного заполнителя и измельченного RAP; первую горелку для нагревания и сушки измельченного заполнителя в первой сушилке; вторую сушилку для обычного RAP; вторую горелку для сушки обычного RAP во второй сушилке; смеситель для первичного заполнителя и измельченного RAP, поступающих из первой сушилки, и обычного RAP, поступающего из второй сушилки, и смешивания первичного заполнителя, измельченного RAP и обычного RAP с целью получения горячей асфальтовой смеси;
в) высокая стоимость.
Известен патент MX 183720 на имя Robert H. Nath и др. (дата подачи заявки: 8 августа 1992 г., дата выдачи: 9 января 1997 г.), патентообладателем которого является компания Cyclean, Inc. и приоритет которого в США основан на US 754264 и US 803642.
Упомянутым патентом охраняется устройство регулирования производительности установки барабанного типа для производства асфальта из рециклированного асфальтового покрытия, которое содержит блок определения производительности установки в тоннах в час (TPHa); блок сравнения производительности в тоннах в час (TPHa) с желаемой производительностью в тоннах в час (TPHd); блок определения температуры газа на входе в барабан, когда показатель (TPHd) является меньшим, чем показатель (TPHa); блок сравнения температуры газа на входе в барабан (TDI) с максимальной температурой газа на входе в барабан (TDImax); блок повышения температуры газа на входе в барабан (TDI), когда температура газа на входе в барабан (TDI) является более низкой, чем максимальная температура газа на входе в барабан (TDI), и блок повышения часовой производительности после того, как повышена температура газа на входе в барабан (TDI).
Также известен патент MX 192620 на имя Robert H. Nath и др. (дата подачи заявки: 27 ноября 1992 г., дата выдачи: 13 июля 1999 г.), патентообладателем которого является компания Cyclean, Inc. и приоритет которого в США основан на US 803642 и US 951084.
Упомянутым патентом охраняется устройство регулирования производительности установки барабанного типа для производства асфальта из рециклированного асфальтового покрытия, которое содержит блок определения производительности установки в тоннах в час (TPHa); блок сравнения производительности в тоннах в час (TPHa) с желаемой производительностью в тоннах в час (TPHd); блок определения температуры газа на входе в барабан, когда показатель (TPHd) является меньшим, чем показатель (TPHa); блок сравнения температуры газа на входе в барабан (TDI) с максимальной температурой газа на входе в барабан (TDImax); блок повышения температуры газа на входе в барабан (TDI), когда температура газа на входе в барабан (TDI) является более низкой, чем максимальная температура газа на входе в барабан (TDI), и блок повышения часовой производительности после того, как повышена температура газа на входе в барабан (TDI).
Тем не менее способы, применяемые в этой установке, отличаются от способов согласно изобретению.
Кроме того, в патенте ES 2184964, опубликованном 4 марта 1988 г., описан барабанный смеситель для производства асфальтобетона, содержащий барабан, вращающийся вокруг оси и имеющий на одном конце впускное отверстие для гравия, проходящего через барабан вниз по потоку в сторону второго конца, противоположного первому концу, и выпускное отверстие вблизи второго конца для выгрузки асфальтобетона. Барабан снабжен расположенной посередине между первым и вторым концами барабана горелкой с головкой для генерирования пламени, ограничивающего объем зоны горения; при этом горелка делит барабан на зону сушки, находящуюся между головкой горелки и первым концом барабана, и зону смешивания, находящуюся между головкой горелки и вторым концом барабана. Головка генерирует горячие газообразные продукты сгорания, протекающие по барабану вверх по потоку через зону сушки в сторону первого конца барабана навстречу потоку гравия, поступающему от первого конца, и через зону сушки в сторону второго конца барабана, и обеспечивающие сушку гравия. Барабан имеет множество экранированных теплоизлучаюших лопастей, разнесенных по направлению внутрь части проходящей по окружности внутренней стенки барабана; при этом лопасти проходят от участка внутри барабана вблизи головки горелки в целом в продольном направлении в сторону первого конца барабана и по касательной к барабану, образуя зону горения с внутренней стороны лопастей и преимущественно кольцевую камеру между лопастями и частью внутренней стенки барабана. Вблизи расположенного выше по потоку конца множества лопастей находится впускное отверстие барабана для загрузки рециклируемого асфальта в кольцевую камеру, лопасти разнесены друг от друга по окружности барабана, чтобы гравий из восходящего потока, поступающий в зону горения и по некоторым радиальным поверхностям внутри нее, протекал в целом в радиальном направлении наружу между лопастями и поступал в камеру для смешивания с находящимся в ней рециклируемым асфальтом, при этом лопасти преимущественно предотвращают обратный поток гравия из камеры внутрь зоны горения. Это устройство предназначено для производства асфальтобетона с более высоким кпд и сниженными потерями тепла, в частности для производства асфальтобетона из рециклируемого гравия и первичного гравия, при этом в сочетании с первичным гравием может использоваться рециклируемый асфальт с более высоким содержанием влаги без снижения производительности или увеличения времени пребывания.
В патенте US 4095285, опубликованном 13 июня 1978 г., описан наклонный вращающийся барабанный смеситель для производства изделий с покрытием (например, из асфальтобетона или горячего или холодного асфальта/смесей заполнителя), содержащий горелку, находящуюся на переднем конце и входящую внутрь переднего конца; трубопровод для распыления заполнителя, которая входит внутрь барабана на регулируемую длину; первую зону с лопастями, входящими внутрь барабана и спирально проходящими по внутренней поверхности барабана, при этом спираль имеет достаточно плотный шаг для того, чтобы быстро подавать материал в следующую зону барабана; лопасти предназначены только для направления и транспортировки заполнителя из первой зоны во вторую зону, которая является зоной предварительного нагрева, служащей для предварительной сушки, а барабан имеет элементы для подъема материала из второй зоны на заданную высоту, с которой затем материал падает при вращении барабана; третью зону для сушки, смешивания и нагрева материала, поступающего из второй зоны, и выгрузки заполнителя из трубопровода; при этом на конце третьей зоны предусмотрен пылезащитный экран для предотвращения улетучивания пыли из вращающегося барабана.
Таким образом, описанное устройство служит для получения изделий с покрытием путем предварительного нагрева, предварительной сушки и смешивания, нанесение покрытия осуществляется в удовлетворительных условиях, а остаточное содержание влаги в заполнителе обеспечивает малый выброс пыли.
Ясно, что ни в одном из рассмотренных документов не описана непрерывная спираль (показанная на фиг.2 настоящей заявки), на которую приходится 30-80%, предпочтительно 60% всей длины вращающегося цилиндра и которая обеспечивает рециклирование 100% RAP.
Задачи изобретения
В основу изобретения положена задача создания доступной промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей с целью рециклирования изношенного асфальтового дорожного покрытия.
Другой задачей изобретения является создание промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей, позволяющей получать горячую рециклированную асфальтовую смесь, обладающую высоким качеством и большей долговечностью.
Другой задачей изобретения является создание промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей, также являющейся экологически устойчивым и чистым.
Другой задачей изобретения является создание промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей, также уменьшающей применение первичного каменного материала и предотвращающей хищническое истребление лесов, возвышенностей и рек.
Другой задачей изобретения является создание промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей, в которой также используется асфальт, содержащийся в RAP, и тем самым уменьшается чрезмерное потребление ископаемых углеводородов, которые становятся все дороже и запасы которых оскудевают.
Одной из дополнительных задач изобретения является создание промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей, обеспечивающей устойчивость покрытий в течение длительного времени.
Другой задачей изобретения является создание промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей, позволяющей рециклировать 100% RAP и предотвращать нелегальную утилизацию RAP.
Другой задачей изобретения является создание промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей, также предотвращающей использование ограниченных территорий, на которых могут находиться органические вещества для производства метана с целью выработки электроэнергии.
Другой задачей изобретения является создание промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей с целью дополнительного снижения стоимости реконструкции дорог.
Все остальные признаки и задачи изобретения станут ясны из его подробного описания со ссылкой на проиллюстрированные варианты осуществления.
Краткое изложение сущности изобретения
Были проведены различные испытания с целью создания установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей:
позволяющей осуществлять косвенный нагрев, рециклировать 100% RAP, обеспечивающей достаточную производительность, имеющей низкую стоимость, портативной, удобной для установки и демонтажа,
исключающей сгорание рециклируемого материала, поскольку при этом теряются свойства асфальта, имеющей высокий коэффициент передачи энергии для снижения расходов,
позволяющей использовать первичный каменный материал для повышения качества рециклированной асфальтовой смеси,
обеспечивающей регулируемое дозирование RAP и первичного каменного материала в промышленную установку для горячего рециклирования асфальтовых смесей с целью обеспечения высокого качества рециклированной асфальтовой смеси, а также имеющей встроенную зону для смешивания RAP, каменного материала и обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства путем оптимального дозирования с целью получения асфальтовой смеси высокого качества.
Как известно, асфальт состоит в основном из асфальтенов и мальтенов. Асфальт подвержен разрушению под влиянием атмосферных воздействий, которые вызывают его износ из-за уменьшения содержания мальтенов в результате окисления.
Асфальтовые дорожные покрытия являются упругими, но из-за износа и недостатка мальтенов становятся жесткими, что приводит к их растрескиванию (эффект "крокодиловой кожи") и последующему отрыву отдельных кусков.
При добавлении в асфальт потерянной части мальтенов он снова приобретает первоначальные физические и химические характеристики.
Более предпочтительно, когда добавляемые мальтены обогащают полимерами, и асфальт приобретает характеристики, которые превосходят его первоначальные физические и химические характеристики.
Термин RAP (рециклированное асфальтовое покрытие) хорошо известен в области дорожного строительства.
RAP получают путем:
1. измельчения поверхности асфальта, которое может осуществляться в холодном состоянии или с предварительным нагревом поверхности асфальта;
2. измельчения предварительно нагретой поверхности асфальта;
3. из получаемых при реконструкции блоков асфальтовой смеси, которые измельчают в соответствующих системах.
В целом, промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей согласно изобретению содержит портативный блок бункеров для непрерывного дозирования RAP и первичного каменного материала; эта система дозирования необходима для корректировки кривой гранулометрического состава получаемой рециклированной асфальтовой смеси. Блок бункеров установлен на опорной конструкции, которая содержит редукторные электродвигатели с преобразователем частоты (как показано на фиг.1) для регулирования дозируемого количества RAP и первичного каменного материала; такие редукторные электродвигатели передают сигнал индикатору расхода RAP. Кроме того, датчик входящего потока первичного каменного материала передает другой сигнал на пульт управления, который регистрирует и регулирует его; такой пульт управления может находиться поблизости или на удалении. Под портативным блоком бункеров, используемых для дозирования, находится ленточный конвейер, на который поступает RAP и первичный каменный материал и который перемещает их до вращающегося цилиндра из листовой стали, опирающегося на четыре несущих ролика, также используемых в качестве привода для сообщения вращения цилиндру.
Диаметр и длина вращающегося цилиндра зависят от требуемой производительности. Внутри цилиндра находится внутренняя металлическая спираль, образующая посередине цилиндра кольцевое пространство в виде зоны, проводящей пламя через внутреннюю часть цилиндра, в результате чего образуется зона косвенного нагрева. На спираль приходится 30-80%, предпочтительно 60%, всей длины вращающегося цилиндра. Остальная часть приходится на прямые лопасти, помещающиеся во внутреннем периметре цилиндра и ограничивающие зону смешивания.
Там, где оканчивается спираль и начинаются лопасти, находится точка впрыска обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства (впрыскиваемой смеси); впрыск осуществляется посредством объемного шестеренчатого насоса через нагнетательную трубу, выходящую из резервуара для хранения.
Вращающийся цилиндр оснащен промышленной горелкой с открытым пламенем, используемой для передачи тепловой энергии RAP и подаваемому каменному материалу. Теплоемкость промышленной горелки зависит от требований производства рециклируемого материала.
Пламя промышленной горелки не контактирует с RAP или каменным материалом, поскольку они защищены металлическими стенками спирали, в результате чего образуется зона косвенного нагрева перерабатываемых материалов. Направление пламени параллельно направлению нагревающего потока RAP и подаваемого первичного каменного материала.
RAP, каменный материал и обогащенное полимерами рециклирующее асфальт средство при оптимальном дозировании и температуре достигают зоны смешивания, где их гомогенизируют и формируют горячую асфальтовую смесь.
Эта горячая асфальтовая смесь перемещается в сторону выхода, где находится узел, состоящий из лопастей, вытесняющих ее из вращающегося цилиндра, после чего смесь поступает в систему подъема рециклированной асфальтовой смеси, действующую как лопастной конвейер, и в накопитель для рециклированной асфальтовой смеси с целью погрузки в грузовики для транспортировки и применения на дорогах.
На выходе вращающегося цилиндра промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей находится датчик температуры, который передает сигнал индикатору температуры рециклированной асфальтовой смеси на пульт управления, который регистрирует и регулирует его.
Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей оснащена расположенным под вращающимся цилиндром редукторным электродвигателем с преобразователем частоты, который посредством трансмиссий и несущих роликов сообщает вращение цилиндру.
Преобразователь частоты управляется с пульта управления с целью увеличения или уменьшения скорости вращения цилиндра. Это делается для поддержания оптимальной температуры рециклированной асфальтовой смеси.
Этот параметр очень важен, поскольку, когда выходная температура рециклированной асфальтовой смеси превышает оптимальную температуру, преобразователь увеличивает частоту с целью переработки большего количества материала и тем самым снижения выходной температуры рециклированной асфальтовой смеси.
Напротив, когда выходная температура рециклированной асфальтовой смеси является более низкой, чем оптимальная температура, преобразователь уменьшает частоту с целью переработки меньшего количества материала и тем самым повышения выходной температуры рециклированной асфальтовой смеси.
Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей оснащена резервуаром для хранения обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства.
Упомянутый резервуар представляет собой горизонтальный цилиндрический резервуар, имеющий систему нагрева и регулирования температуры, а также системы датчиков температуры для передачи сигнала находящемуся на пульте управления индикатору температуры обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства.
Этот резервуар также оснащен системой дозирования обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства, который впрыскивают в зону смешивания посредством объемного шестеренчатого насоса через нагнетательную трубу.
Эта система дозирования обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства имеет датчик расхода, который передает сигнал индикатору расхода обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства на пульт управления, который регистрирует его.
Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей также оснащена резервуаром для хранения горючего. Он представляет собой цилиндрический горизонтальный резервуар с жидким топливом, используемым в горелке вращающегося цилиндра промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей.
Пульт управления содержит приборы для измерения температуры, дозирования материалов, включающих RAP, каменный материал, обогащенное полимерами рециклирующее асфальт средство, которые используются в промышленном оборудовании для горячего рециклирования асфальтовых смесей.
Отсюда осуществляется управление производством горячей рециклированной асфальтовой смеси в промышленном оборудовании для горячего рециклирования асфальтовых смесей и контроль ее качества
Способ горячего рециклирования асфальтовых смесей включает следующие стадии.
I. Предварительный анализ
1. Проведение лабораторного испытания образцов рециклируемого покрытия.
а) Определение существующей гранулометрии.
б) Определение доли подаваемого первичного каменного материала с целью оптимизации гранулометрии рециклированной асфальтовой смеси.
в) Определение степени износа RAP путем определения проницаемости, вязкости, температуры размягчения.
г) Определение количества подаваемого обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства для восстановления физических и химических свойств асфальта с целью достижения оптимального содержания асфальта в рециклированной асфальтовой смеси.
2. Измельчение поверхности асфальта.
а) Холодное измельчение.
В результате холодного измельчения изменяется кривая гранулометрического состава асфальтовой смеси. Также изменяется содержания асфальта в асфальтовой смеси.
Оно корректируется путем подачи первичного каменного материала до загрузки материала в оборудование.
Содержание асфальта корректируется путем подачи недостающего количества обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства в зону смешивания до достижения оптимального расчетного содержания.
б) Горячее измельчение.
В результате горячего измельчения не изменяется кривая гранулометрического состава асфальтовой смеси. Также не изменяется содержание асфальта в асфальтовой смеси.
3. Загрузка и транспортировка RAP в промышленную установку для горячего рециклирования асфальтовых смесей.
4. Помещают RAP в один и бункеров системы бункеров, а в остальные бункеры помещают первичный каменный материал.
5. Подача RAP и каменного материала дозируется посредством системы бункеров. Это дозирование осуществляется на основании предшествующего лабораторного испытания с целью определения оптимального расхода первичного каменного материала для достижения оптимальной кривой гранулометрического состава.
Ленточный конвейер системы бункеров для подачи RAP и каменного материала оснащен на выходе системой взвешивания и регулирования для регистрации количества материала, подаваемого в промышленную установку для горячего рециклирования асфальтовых смесей.
6. RAP и каменный материал загружают во вращающийся цилиндр промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей посредством ленточного конвейера для подачи смеси RAP и каменного материала.
II. Горячее рециклирование асфальтовых смесей
1. После загрузки RAP и первичного каменного материала в промышленную установку для горячего рециклирования асфальтовых смесей их подвергают косвенному нагреву, за счет того, что они защищены от пламени металлическими стенками внутренней спирали, до достижения оптимальных температур, при которых твердый асфальт в RAP превращается в жидкость, но не сгорает. Эти температуры предпочтительно могут составлять 140-160°C.
Нагрев осуществляется косвенно за счет того, что пламя не контактирует с рециклируемыми материалами, которые защищены металлическими стенками спирали.
За счет вращения металлической спирали внутри цилиндра рециклируемые материалы перемещаются в зону смешивания.
На спираль приходится 30-80%, предпочтительно 60%, всей длины вращающегося цилиндра, а в остальной части находится зона смешивания.
Как упоминалось выше, при таком соотношении обеспечивается оптимизация смешивания и нагрева и рециклируется 100% RAP.
2. После того, как рециклируемые материалы достигают участка смешивания, в них впрыскивается обогащенное полимерами рециклирующее асфальт средство с целью улучшения характеристик получаемой рециклированной асфальтовой смеси.
Обогащенное полимерами рециклирующее асфальт средство с определенным содержанием асфальта, которое в оптимальных дозированных количествах вводится в смесь RAP и первичного каменного материала, обеспечивает получение высококачественной горячей рециклированной асфальтовой смеси.
На основании предварительного лабораторного испытания определяется оптимальное дозирование для достижения желаемого количества путем сочетания:
а) RAP,
б) первичного каменного материала,
в) асфальта,
г) обогащенного полимерами рециклирующего средства.
Для обеспечения лучшего понимания признаков изобретения следующее далее описание сопровождается описанными далее чертежами, которые являются его неотъемлемой частью и на которых в качестве иллюстрации, а не ограничения представлен предпочтительный вариант осуществления.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 показан вид в перспективе промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей,
на фиг.2 показан вид в перспективе внутренней части вращающегося барабана промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей,
на фиг.3 показан вид в перспективе пульта управления промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей.
Для обеспечения лучшего понимания изобретения далее будет подробно описан один из вариантов его осуществления, представленный на чертежах, которые в качестве иллюстрации, а не ограничения сопровождают настоящее описание.
Подробное описание
В следующем далее описании и на сопровождающих чертежах ясно представлены отличительные признаки промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей, при этом одинаковые элементы обозначены одинаковыми позициями.
Рассмотрим фиг.1, на которой показана промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей, содержащая портативный блок 1 установленных на опорной конструкции бункеров для непрерывного дозирования, предпочтительно включающих бункер 2 для дозирования RAP и два или более отделений бункеров 3 для дозирования первичного каменного материала для корректировки кривой гранулометрического состава получаемой рециклированной асфальтовой смеси и содержащих редукторные электродвигатели 4 с преобразователем частоты на ленточном конвейере (фиг.1) для регулирования количества дозируемого RAP и первичного каменного материала и передачи сигнала индикатору 34 расхода RAP (фиг.3) и индикатору 35 расхода первичного каменного материала (фиг.3) на пульт 5 управления, который регистрирует его и который может находиться поблизости или на удалении; под портативным блоком 1 бункеров для дозирования находится ленточный конвейер 6 для транспортировки RAP и первичного каменного материала до вращающегося цилиндра 7 из листовой стали, который опирается на четыре несущих ролика 8, также используемых в качестве привода для сообщения вращения цилиндру и установленных на опорной конструкции 9.
Вращающийся цилиндр 7 оснащен промышленной горелкой 10 с открытым пламенем, установленной в начале вращающегося цилиндра 7 для передачи тепловой энергии RAP и подаваемому каменному материалу.
Теплоемкость промышленной горелки 10 зависит от требований производства горячей рециклированной асфальтовой смеси.
Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей имеет резервуар для хранения обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства 11, из которого его дозируют посредством объемного шестеренчатого насоса 12, который нагнетает его по трубе 13 в зону 24 смешивания (фиг.2).
RAP, каменный материал, обогащенное полимерами рециклирующее асфальт средство при оптимальном дозировании и температуре достигают зоны 24 смешивания (фиг.2) во вращающиеся цилиндре 7, где их гомогенизируют, при этом в зоне 24 смешивания находится множество лопастей, помещающихся во внутренней части вращающегося цилиндра 7 и образованных двумя отделенными друг от друга рядами лопастей 23, один из которых состоит их прямых зубчатых лопастей для смешивания, а второй - из V-образных лопастей.
Горячая асфальтовая смесь перемещается в сторону выхода, где находится комплект лопастей 23b (фиг.2), которые вытесняют смесь из вращающегося цилиндра 7, из которого она поступает в систему 14 подъема рециклированной асфальтовой смеси, действующую как лопастной конвейер, и в накопитель 15 для рециклированной асфальтовой смеси с целью погрузки в грузовики для транспортировки и применения на дорогах.
На выходе вращающегося цилиндра 7 промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей находится датчик 24b температуры (фиг.2), который передает сигнал индикатору температуры рециклированной асфальтовой смеси на пульт 5 управления, который регистрирует его.
Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей оснащена расположенным под вращающимся цилиндром редукторным электродвигателем с преобразователем 16 частоты, который посредством трансмиссий и несущих роликов 8 сообщает вращение цилиндру 7.
Преобразователь частоты управляется с пульта 5 управления с целью увеличения или уменьшения скорости вращения цилиндра. Это делается для поддержания оптимальной температуры рециклированной асфальтовой смеси.
Этот параметр очень важен, поскольку, когда выходная температура рециклированной асфальтовой смеси превышает оптимальную температуру, преобразователь увеличивает частоту с целью переработки большего количества материала и тем самым снижения выходной температуры рециклированной асфальтовой смеси.
Напротив, когда выходная температура рециклированной асфальтовой смеси является более низкой, чем оптимальная температура, преобразователь уменьшает частоту с целью переработки меньшего количества материала и тем самым повышения выходной температуры рециклированной асфальтовой смеси.
Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей также оснащена резервуаром 17 для хранения горючего. Он представляет собой цилиндрический горизонтальный резервуар с жидким топливом, используемым в горелке 10 вращающегося цилиндра 7 промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей.
Такой вращающийся цилиндр 7 содержит экстрактор 18 для выпуска газообразных продуктов сгорания.
Под ленточным конвейером 6 на входе вращающегося цилиндра 7 расположен весовой дозатор 19 для регистрации количества RAP и первичного каменного материала, подаваемого по весу в промышленную установку для горячего рециклирования асфальтовых смесей. Он также передает сигнал индикатору 34 расхода RAP (фиг.3) и индикатору 35 расхода первичного каменного материала (фиг.3) на пульт 5 управления.
Рассмотрим на фиг.2, на которой показан вид в перспективе внутренней части вращающегося барабана промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей. Как показано на фиг.2, внутренняя часть вращающегося цилиндра 7 снабжена внутренней металлической спиралью 20, стенки 26 которой образуют посередине цилиндра кольцевое пространство в виде зоны 21, проводящей пламя через внутреннюю часть цилиндра, в результате чего между металлическими стенками спирали образуется зона подачи RAP и первичного каменного материала 27, а также зона 22 косвенного нагрева. На спираль приходится 30-80%, предпочтительно 60%, всей длины вращающегося цилиндра. Остальная часть приходится на прямые лопасти 23, помещающиеся во внутреннем периметре цилиндра и ограничивающие зону 24 смешивания. Горячая асфальтовая смесь перемещается в сторону выхода, где находится комплект лопастей 23b, которые вытесняют ее из вращающегося цилиндра 7, а также находится датчик 24b температуры, который передает сигнал индикатору температуры рециклированной асфальтовой смеси на пульт 5 управления, который регистрирует его. Там, где оканчивается спираль и начинаются лопасти, находится точка впрыска обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства 25; впрыск осуществляется посредством объемного шестеренчатого насоса через нагнетательную трубу 13, выходящую из резервуара 11 для хранения (фиг.1).
На фиг.3 показан пульт управления промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей. Как показано на фиг.3, пульт 5 управления имеет средство 28 запуска и останова двигателей и редукторных электродвигателей промышленной установки, средство 29 управления преобразователями частоты редукторных электродвигателей, индикаторы 30 тока двигателей и редукторных электродвигателей, индикаторы 31 температуры рециклированной асфальтовой смеси, индикаторы 32 температуры рециклирующего асфальт средства, индикаторы 33 температуры внутренней части вращающегося цилиндра, индикатор 34 расхода RAP, индикатор 35 расхода каменного материала, индикатор 36 расхода рециклирующего асфальт средства и экран 37, отображающий схему последовательности операций промышленной установки.
Изобретение было описано в достаточной мере для того, чтобы специалист в данной области техники был способен воспроизвести результаты, полученные в изобретении. Тем не менее, любой специалист в данной области техники может предложить модификации, не описанные в настоящей заявке. Однако, если для применения этих модификаций в описанной в изобретении конструкции или способе достаточно следующей далее формулы изобретения, такие модификации считаются входящими с объем изобретения.
1. Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей, отличающаяся тем, что содержит:
портативный блок установленных на опорной конструкции бункеров для дозирования рециклируемого асфальтового покрытия (РАП) и первичного каменного материала, содержащих редукторные электродвигатели с преобразователем частоты для регулирования дозирования, передающих сигнал датчика расхода на пульт управления, который регистрирует его,
находящийся под портативным блоком бункеров ленточный конвейер для транспортировки материала в сторону входа вращающегося цилиндра, который опирается на четыре несущих ролика, также используемых в качестве привода для сообщения движения редукторного электродвигателя цилиндру для обеспечения его вращения,
резервуар для хранения обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства, дозируемого посредством объемного шестеренчатого насоса по трубе в сторону вращающегося цилиндра, при этом на выходе вращающегося цилиндра находится датчик температуры, который передает сигнал находящемуся на пульте управления индикатору температуры рециклированной асфальтовой смеси,
систему подъема рециклированной асфальтовой смеси вблизи выхода вращающегося цилиндра для подачи смеси в накопитель,
экстрактор газообразных продуктов сгорания во вращающемся цилиндре для выброса газообразных продуктов сгорания из горелки,
резервуар для хранения горючего, используемый в промышленной горелке, и весовой дозатор под ленточным конвейером на входе вращающегося цилиндра для регистрации подаваемого по весу количества материала, при этом в начале цилиндра установлена промышленная горелка с открытым пламенем для передачи тепловой энергии РАП и подаваемому первичному каменному материалу,
вход и выход,
внутреннюю непрерывную металлическую спираль, на которую приходится 30-80% всей длины вращающегося цилиндра, при этом стенки спирали образуют посередине цилиндра кольцевое пространство в виде проводящей пламя зоны, между стенками спирали находится зона подачи РАП первичного каменного материала в направлении пламени при вращении цилиндра, и тем самым образуется зона косвенной передачи им тепловой энергии, в результате чего твердый асфальт, содержащийся в РАП, переходит в жидкую фазу, но не сгорает,
зону впрыска обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства вблизи конца спирали,
множество образующих зону смешивания лопастей для смешивания, которые расположены на внутреннем периметре цилиндра за металлической спиралью и смешивают РАП и первичный каменный материал с впрыскиваемым обогащенным полимерами рециклирующим асфальт средством,
множество лопастей для вытеснения смеси, расположенных вблизи лопастей для смешивания, для последующего вытеснения горячей асфальтовой смеси, которая поступает из лопастей для смешивания, через выход металлического цилиндра, при этом на лопасти для смешивания и вытеснения приходится оставшаяся часть всей длины цилиндра, в результате чего рециклируется 100% РАП.
2. Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей по п.1, отличающаяся тем, что редукторный электродвигатель сообщает движение несущим роликам, обеспечивающим вращение вращающегося цилиндра, и оснащен преобразователем частоты, управляемым с пульта управления, для регулирования скорости вращения, а также температуры и производительности рециклированной асфальтовой смеси.
3. Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей по п.1, отличающаяся тем, что рециклирующее асфальт средство обогащено полимерами.
4. Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей по п.1, отличающаяся тем, что на спираль приходится предпочтительно 60% длины вращающегося цилиндра.
5. Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей по п.1, отличающаяся тем, что резервуар для хранения обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства представляет собой горизонтальный цилиндрический резервуар, имеющий систему нагрева и регулирования температуры, а также системы датчиков температуры для передачи сигнала находящемуся на пульте управления индикатору температуры обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства.
6. Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей по п.1, отличающаяся тем, что система дозирования обогащенного полимерами рециклирующее асфальт средства содержит датчик расхода, который передает сигнал индикатору расхода обогащенного полимерами рециклирующего асфальта средства на пульт управления, который регистрирует и регулирует его.
7. Промышленная установка для горячего рециклирования асфальтовых смесей по любому из пп.1-6, отличающаяся тем, что пульт управления содержит:
средство запуска и останова двигателей и редукторных электродвигателей промышленной установки,
средство управления преобразователями частоты редукторных электродвигателей,
индикаторы тока двигателей и редукторных электродвигателей,
индикаторы температуры рециклированной асфальтовой смеси,
индикаторы температуры рециклирующего асфальт средства,
индикаторы температуры внутренней части вращающегося цилиндра,
индикатор расхода РАП,
индикатор расхода каменного материала,
индикатор расхода рециклирующего асфальт средства и
экран, отображающий схему последовательности операций промышленной установки.
8. Способ горячего рециклирования асфальтовых смесей, отличающийся тем, что включает стадии:
использования промышленной установки для горячего рециклирования асфальтовых смесей по любому из пп.1-7,
загрузки РАП в систему бункеров,
загрузки первичного каменного материала в бункеры помимо бункеров, содержащих RAP,
дозирования оптимального количества РАП и каменного материала посредством системы бункеров,
определения веса подаваемого материала посредством весового дозатора, расположенного под ленточным конвейером,
транспортировки РАП и каменного материала по ленточному конвейеру в сторону входа вращающегося цилиндра,
перемещения материала в направлении пламени горелки (параллельного потока) от входа цилиндра к его выходу путем вращения вращающегося цилиндра,
транспортировки материала, загруженного в цилиндр, через нижнюю зону металлической внутренней спирали, на которую приходится 30-80% всей длины вращающегося цилиндра, посредством стенок металлической спирали, ограничивающих зону переноса материала,
косвенного нагрева материала до 140-160°C посредством промышленной горелки с открытым пламенем, установленной в начале вращающегося цилиндра, в ходе которого материал защищен от непосредственного нагрева металлическими стенками внутренней спирали цилиндра, чтобы в результате передачи тепла асфальт, содержащийся в РАП, перешел в жидкую фазу, но без сгорания,
впрыска обогащенного полимерами рециклирующего асфальт средства в материал после его перемещения по металлической спирали через трубу, выходящую из резервуара для хранения, подсоединенного в точке впрыска на конце металлической спирали,
смешивания РАП и первичного каменного материала с обогащенным полимерами рециклирующим асфальт средством посредством лопастей для смешивания,
вытеснения горячей рециклированной асфальтовой смеси из металлического цилиндра посредством вытесняющих лопастей, и
выпуска газообразных продуктов сгорания через экстрактор в процессе рециклирования.
