Терморегенерационное устройство смешивания битумсодержащих материалов - RU206063U1

Чертежи

Описание

[01] Область техники

[02] Полезная модель относится области строительства, а именно к терморегенерационным устройствам смешивания и может применяться для вторичного использования битумсодержащих кровельных материалов при капитальном ремонте кровель.

[03] Уровень техники

[04] В патенте РФ на изобретение RU 2182867, 27.05.2002 описана смесительная установка для производства рубероидной массы из предварительно демонтированных измельченных слоев старого битумно-рубероидного покрытия. Установка содержит смесительную камеру с впускным и выпускным узлами, установленную наклонно с возможностью вращения, устройство нагрева и расположенную в камере мешалку в виде вала с установленными на нем кольцевыми элементами. Каждый кольцевой элемент состоит из двух колец, ступицы, пары широких лопастей и двух пар узких лопастей, жестко связанных со ступицей и кольцами, кроме того, все лопасти повернуты относительно оси на угол, обеспечивающий оптимальные условия продвижения битумно-рубероидной массы по плоскостям лопастей, а каждый кольцевой элемент повернут вдоль оси вала относительно предыдущего в сторону, обеспечивающую продвижение битумно-рубероидной массы в направлении, противоположном направлению выгрузки.

[05] В патенте РФ на полезную модель RU 105613, 20.06.2011, предложена аналогичная конструкция, в которой на валу блока смешивания установлены кольцевые элементы и винтовая лопасть шнека на внешней поверхности кольцевых элементов. Каждый кольцевой элемент состоит из одного кольца и одной пары диаметрально расположенных лопастей, жестко связанных со ступицей и кольцами Лопасти кольцевого элемента повернуты относительно оси на угол α₁, обеспечивающий оптимальные условия перемешивания и аксиального перемещения смеси, а каждый кольцевой элемент отстоит от соседнего на расстоянии своей длины и повернут вокруг оси вала относительно предыдущего кольцевого элемента на угол β=90°, а взаимное положение лопастей кольцевых элементов и винтовой лопасти шнека с углом атаки α₂ отвечает условиям α₁≥α₂ и разнонаправленности углов их атаки. При этом блок смешивания устанавливается ниже оси смесительной камеры на 5-10% от ее диаметра так, что наружная торцевая кромка винтовой лопасти вовлекается в процесс диспергирования ингредиентов и других включений смеси в зазоре, размер которого меньше толщины пограничного слоя жидкой составляющей смеси на поверхности обечайки нижней части смесительной камеры.

[06] Недостатком приведенных аналогов является низкая эффективность перемешивания, ограниченность в возможности использовать в качестве исходного сырья не только рубероид, но и современные материалы, основой которых являются стеклоткань, стеклохолст. Шнековое устройство, описанное в приведенных патентах, облегчает выгрузку готовой смеси, но в то же самое время затрудняет равномерный нагрев и перемешивание битумно-рубероидной массы (происходит накопление холодной смеси в зоне выгрузки, образование не перемешанных шлаков).

[07] Наиболее близким аналогом является устройство смешивания, раскрытое в патенте РФ на полезную модель RU 21756, 10.08.2001. Устройство включает смесительную камеру, имеющую в нижней части цилиндрическую внутреннюю стенку, узел загрузки битумсодержащих материалов, узел выгрузки готовой смеси, узел подогрева смесительной камеры и установленный в смесительной камере узел смешивания. Узел смешивания содержит вал, на котором закреплены ступицы с лопастями и элементы шнека. Лопасти мешалки выполнены винтообразными относительно ее вала, а элементы шнека расположены в концевой части вала.

[08] Недостатком указанного аналога является ограниченная функциональность и низкая эффективность устройства. Конструкция лопастей шнека и мешалки предусматривает двойное перемещение перерабатываемого материала в объеме смесительной камеры - сначала в направлении противоположном направлению выгрузки, а затем - в сторону выгрузки. Элементы шнека не позволяют производить перемешивание при полном разогреве битумно-рубероидной массы, поскольку непрогретая битумно-рубероидная масса при вращении вала скапливается виде куска битумсодержащей массы в районе выгрузки, что может привести к заклиниванию привода. При этом процесс прогрева всей массы без перемешивания приводит к образованию кокса на внутренних стенках установки смешения в местах установки нагревательных элементов.[09] Раскрытие сущности полезной модели

[010] Основной технической проблемой, на решение которой направлена заявленная полезная модель, является обеспечение эффективности работы устройства смешивания.

[011] Технический результат полезной модели заключается в повышении интенсивности перемешивания и, как следствие, однородности готовой смеси.

[012] Указанная проблема решается, а технический результат достигается в полезной модели за счет того, что терморегенерационное устройство смешивания битумсодержащих материалов содержит: раму; установленную на раме смесительную камеру, имеющую в нижней части цилиндрическую внутреннюю стенку; узел загрузки битумсодержащих материалов в смесительную камеру; узел выгрузки готовой смеси из смесительной камеры; узел подогрева смесительной камеры; и узел смешивания, включающий размещенный в смесительной камере вал, лопасти закрепленные на валу попарно посредством шкворней, и закрепленный на раме привод вращения вала. Соседние шкворни на валу ориентированы перпендикулярно по отношению друг другу. Каждая лопасть имеет плоскую центральную часть, ориентированную под углом (40-50)° к оси вала, а также две разнонаправленные боковые части, ориентированные перпендикулярно оси вала. При этом величина зазора между торцевой кромкой лопасти и цилиндрической внутренней стенкой смесительной камеры не превышает 5 мм.

[013] Кроме того, согласно частным вариантам реализации полезной модели:

[014] - торцевая кромка лопасти имеет дугообразный профиль;

[015] - узел подогрева выполнен в виде электронагревательных элементов, закрытых снаружи термозащитным кожухом

[016] - узел загрузки битумсодержащих материалов включает загрузочный бункер, размещенный в верхней части смесительной камеры,

[017] - узел выгрузки готовой смеси включает приемный лоток,

[018] - рама снабжена транспортировочными колесами.

[019] В отличие от аналогов, в заявленной полезной модели в узле смешивания использованы лопасти особой формы, которые расположены с зазором не более 5 мм относительно внутренней цилиндрической стенки смесительной камеры, при этом соседние лопасти на валу ориентированы перпендикулярно друг к другу, что способствует перетиранию разогретых битумсодержащих кровельных материалов в однородную массу и повышает интенсивность перемешивания, которая способствует быстрому диспергированию всех компонентов материала.

[020] Ориентация центральной части лопастей под углом (40-50)° в сочетании с перекрестной ориентацией соседних шкворней (и лопастей) позволяет перекрыть рабочими элементами лопастей весь объем смесительной камеры как при вращении в одну, так и в другую сторону, каждая лопатка своей ориентацией осуществляет локальное перемещение смеси в своей зоне, что увеличивает циркуляцию и делает ее более хаотичной благодаря этому осуществляется более качественное диспергирование и перемешивание смеси во всей рабочей зоне камеры. При выходе значений угла наклона центральных частей лопастей за указанный интервал возможно образование зон с низкой интенсивностью перемешивания.

[021] Наличие боковых частей (краев) лопасти обуславливается необходимостью более полного захвата смеси и увеличения скорости перемешивания.

[022] Наличие зазора между лопастью и стенкой камеры не более 5 мм способствует улучшенному перетиранию исходных материалов, а также препятствует образованию кокса на внутренних стенках камеры, которых ухудшает работу устройства и качество перемешивания.

[023] Отказ от элементов шнека позволяет в более короткий промежуток времени производить равномерный нагрев и перемешивание битумно-рубероидной массы, что повышает ее пластичность.

[024] Кроме того, сочетание конструктивных особенностей лопасти и указанного зазора между лопастью и стенкой камеры позволяет диспергировать фракции битумсодержащих кровельных отходов, основой которых является не только картон, но и стеклохолст, стеклоткань и стекловолокно. Таким образом, терморегенерационное устройство смешивания позволяет применять в качестве исходного сырья отходы не только рубероид, но и перерабатывать отходы современных рулонных материалов.

[025] Краткое описание чертежей

[026] Полезная модель иллюстрируется фигурами, где:

на фигуре 1 показан общий вид устройства в поперечном разрезе;

на фигуре 2 показан общий вид устройства сбоку со снятым кожухом;

на фигуре 3 показана конструкция узла смешивания;

на фигуре 4 показан вид лопасти спереди;

на фигуре 5 показан вид лопасти сверху;

на фигуре 6 показана фотография кровельного материала, полученного с использованием

аналогов;

на фигурах 7 и 8 показаны фотографии кровельного материала, полученного с помощью заявленного устройства.

[027] Элементы конструкции обозначены на фигурах следующими позициями:

1 - смесительная камера,

2 - узел подогрева,

3 - узел смешивания,

4 - цилиндрическая внутренняя стенка камеры,

5 - узел загрузки материалов,

6 - узел выгрузки готовой смеси,

7 - термозащитный кожух,

8 - вал,

9 - шкворень,

10 - лопасть,

11 - центральная часть лопасти,

12 - боковая часть лопасти,

13 - торцевая кромка лопасти,

14 - мотор-редуктор,

15 - рама,

16 - колесо.

[028] Осуществление полезной модели

[029] Заявленное устройство содержит следующие основные элементы: раму (15), смесительную камеру (1), узел подогрева смесительной камеры (2), узел загрузки материалов (5), узел выгрузки готовой смеси (6) и узел смешивания (3).

[030] Рама (15) является основой устройства, на которой смонтированы все элементы. Для удобства транспортировки рама (15) может быть снабжена колесами (16).

[031] Смесительная камера (1) образована терморегенерационным корпусом, который имеет в нижней части цилиндрическую внутреннюю стенку (4). В верхней части камера (1) может иметь внутренние стенки в форме прямоугольного параллелепипеда или иной формы.

[032] Узел загрузки материалов (5) в смесительную камеру выполнен в виде загрузочного бункера, расположенного в верхней части камеры (1). Узел выгрузки (6) готовой смеси из смесительной камеры включает шиберный затвор и приемный лоток.

[033] Узел подогрева (2) смесительной камеры выполнен в виде электронагревательных элементов, расположенных снаружи камеры (1) и закрытых термозащитным кожухом (7).

[034] Узел смешивания (3) включает размещенный в смесительной камере (1) вал (8), на котором закреплен ряд шкворней (9) (пальцев) с попарно установленными с двух сторон относительно вала (8) лопастями (10). При этом соседние шкворни (9) ориентированы под прямым углом друг к другу.

[035] Каждая лопасть (10) выполнена в виде плоского элемента с отогнутыми краями. При этом лопасть (10) имеет центральную часть (11), ориентированную под углом α=40-50° к оси вала (8), а также две направленные в разные стороны боковые части (13), которые перпендикулярны оси вала (8). Таким образом, боковые части (13) ориентированы к центральной части (11) лопасти (10) под углом β=40-45°. Наиболее предпочтительно размещение центральной части лопасти (10) под углом к оси вала α=45±1°. Тем не менее допустимы отклонения угла наклона в 5°, что не приводит к существенному ухудшению качества смешивания.

[036] Торцевая кромка (13) лопасти (10), предпочтительно, имеет дугообразный профиль, что обеспечивает прилегание лопасти по всей длине кромки к стенкам смесительной камеры и увеличивает рабочую зону диспергирования.

[037] Зазор (а) (минимальное расстояние) между указанной кромкой и упомянутой внутренней цилиндрической стенкой (4) смесительной камеры (1) не должен превышать 5 мм.

[038] Вал устройства смешивания приводится во вращение посредством привода (14) в виде мотора-редуктора, закрепленного на раме (15).

[039] Устройство работает следующим образом. Посредством узла загрузки (5) в смесительную камеру (1) загружают кровельные битумсодержащие материалы (на основе картона, стеклохолста, стекловолокна и т.п.) и проводят их перемешивание при температуре 190-200°С. В зоне сопряжения лопастей (10) и внутренней цилиндрической стенки (4) камеры происходит интенсивное перетирание и диспергирования материалов. При этом для восстановления утраченных углеводородов в смесительную камеру (1) дополнительно вводят отработанные масла и отходы полиэтилена. Готовую жидкую смесь выгружают из камеры (1) с помощью узла (6) и используют непосредственно для восстановления кровлей зданий и сооружений.

[040] Для подтверждения эффективности работы предложенного устройства приведены фотографии гидроизоляционного кровельного ВИР-ПЛАСТ, полученного из переработанного многослойного рубероидного ковра с помощью аналогов (фигура 6) и с помощью заявленного устройства (фигуры 7 и 8). В случае аналогов время приготовления составляет не менее 5 часов, при этом полученный материал не является однородным, присутствуют фрагменты битумизированного картона. В случае заявленного устройства время приготовления составляет 2-2,5 часа, а полученный материал не имеет фрагментов основы перерабатываемого материала и характеризуется большей однородностью.

Реферат

Полезная модель относится области строительства, а именно к терморегенерационным устройствам смешивания, и может применяться для вторичного использования битумсодержащих кровельных материалов при капитальном ремонте кровель. Устройство содержит раму (15), установленную на раме смесительную камеру (1), имеющую в нижней части цилиндрическую внутреннюю стенку (4), узел загрузки (5) битумсодержащих материалов в смесительную камеру, узел выгрузки (6) готовой смеси из смесительной камеры, узел подогрева (2) смесительной камеры и узел смешивания (3). Узел смешивания (3) содержит размещенный в смесительной камере (1) вал (8), лопасти (10), закрепленные на валу (8) попарно посредством шкворней (9), и закрепленный на раме (15) привод (14) вращения вала. Соседние шкворни (9) на валу (8) ориентированы перпендикулярно по отношению друг другу. При этом каждая лопасть (10) имеет плоскую центральную часть (11), ориентированную под углом (40-50)° к оси вала (8), а также две разнонаправленные боковые части (12), ориентированные перпендикулярно оси вала (8). Причем величина зазора (а) между торцевой кромкой (13) лопасти (10) и цилиндрической внутренней стенкой (4) смесительной камеры (1) не превышает 5 мм. Технический результат повышение интенсивности перемешивания и, как следствие, однородности готовой смеси. 5 з.п. ф-лы, 8 ил.

Формула