EA015070B1

EA015070B1 - Установка приготовления битумосодержащих материалов для восстановления кровельных покрытий

Info

Publication number: EA015070B1
Application number: EA200900724A
Authority: EA
Inventors: Александр Ефимович Голиков; Анатолий Иванович Панасюк
Original assignee: Александр Ефимович Голиков
Priority date: 2009-04-21
Filing date: 2009-04-21
Publication date: 2011-04-29
Also published as: EA200900724A1

Abstract

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при восстановлении старых и/или создании новых кровель из различных битумосодержащих материалов, в том числе из переработанных битумосодержащих материалов старых кровельных покрытий. Установка приготовления битумосодержащих материалов для восстановления кровельных покрытий содержит тележку с шарнирно закрепленной тяговой ручкой, теплоизолированный корпус на тележке с размещенной в нем полуцилиндрической емкостью, загрузочным окном, крышкой и влагоудаляющим патрубком вверху, выпускным краном и сливным лотком в зоне выгрузки, рабочим валом внутри, расположенным по продольной оси полуцилиндрической емкости и размещенным в опорных подшипниках и уплотнительных узлах на ее передней и задней торцевых стенках, а также снабженным перемешивающими и выгружающими лопастями; три пофазно включенные и равные по токовой нагрузке группы электронагревателей, расположенные на наружной поверхности окружной стенки полуцилиндрической емкости, электродвигатель, приводной вал которого соединен через редуктор и кинематическую связь с передаточным звеном на рабочем валу, термодатчик контроля интенсивности разогрева загруженных материалов и фиксации достижения необходимого значения, пульт системы управления. Новым является то, что электронагреватели выполнены прямолинейными и помещены в трубы, а трубы закреплены на окружной стенке сварными швами для увеличения площади контакта и теплоотдачи в стыках, при этом трубы дополнительно выполняют функции ребер жесткости с учетом уменьшения толщины окружной стенки и ускорения ее разогрева и разогрева

Description

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано при восстановлении старых и/или создании новых кровель из различных битумосодержащих материалов, в том числе из переработанных битумосодержащих материалов старых кровельных покрытий.

Известна установка приготовления битумосодержащих материалов для восстановления кровельных покрытий, содержащая расположенную на передвижной тележке камеру нагрева материалов слоев старого битумосодержащего покрытия с установленной в ней решетчатой корзиной для удержания основы этого материала и беспрепятственного отделения от нее расплавленного битума, камеру измельчения основы и камеру перемешивания измельченной основы со слитым расплавленным битумом и приготовления необходимого кровельного материала [1].

Эта установка очень громоздкая, недостаточно маневренная, трудоемкая и сложная в эксплуатации, с низкой производительностью и ограниченной областью применения.

Кроме того, в этой установке отсутствуют средства удаления влаги, что отрицательно влияет на качество приготовления кровельных битумосодержащих материалов.

Известна установка приготовления битумосодержащих материалов для восстановления кровельных покрытий, содержащая тележку с шарнирно закрепленной тяговой ручкой, теплоизолированный корпус на тележке с размещенной в нем полуцилиндрической емкостью, загрузочным окном, крышкой и влагоудаляющим патрубком вверху, выпускным краном и сливным лотком в зоне выгрузки, рабочим валом внутри, расположенным по продольной оси полуцилиндрической емкости и размещенным в опорных подшипниках и уплотнительных узлах на ее передней и задней торцевых стенках, а также снабженным расположенными по длине радиальными перемешивающими лопастями; три пофазно включенные и равные по токовой нагрузке группы электронагревателей, расположенные на наружной поверхности окружной стенки полуцилиндрической емкости, электродвигатель, приводной вал которого соединен через редуктор и кинематическую связь с передаточным звеном на рабочем валу мешалки, термодатчик контроля интенсивности разогрева загруженного материала, пульт системы управления, включающий источник трехфазного электропитания, один аппарат включения электродвигателя для вращения приводного вала по часовой стрелке (вперед) и второй аппарат включения - для вращения приводного вала против часовой стрелки (назад), аппарат включения электродвигателей, аппарат защиты электродвигателя от перегрузки и короткого замыкания, аппарат защиты электронагревателей от короткого замыкания, пост реверсивного управления электродвигателем с кнопками ВПЕРЕД, НАЗАД и СТОП, аппарат включения и защиты элементов управления от короткого замыкания и сигнализатор включения электропитания для элементов управления [2].

В этой установке применены средства для удаления влаги из разогреваемого материала, а измельчение старого кровельного битумосодержащего материала производится на отдельной установке и загрузку измельченного материала производят в разогреваемую полуцилиндрическую емкость без извлечения битума.

Эта установка является самой близкой к изобретению о технической сущности и достигаемому результату.

Однако в этой установке также имеются определенные недостатки.

Во-первых, на наружной поверхности окружной стенки полуцилиндрической емкости применены ϋ-образные трубчатые электронагреватели, поэтому для их извлечения при выходе из строя необходимо снять стенки в теплоизолированном корпусе и удалить теплоизолирующий материал, что ухудшает условия обслуживания и ремонтопригодность, увеличивает количество простоев, снижает производительность и работоспособность установки.

Во-вторых, примененные ϋ-образные трубчатые электронагреватели с круглым поперечным сечением при креплении их на окружной стенке полуцилиндрической емкости имеют в стыке с ней очень узкую полоску соприкосновения с очень малой контактной площадью, не способную создавать высокую теплоотдачу, что замедляет процесс разогрева загруженного материала, повышает потребление электроэнергии и эксплуатационные затраты, снижает производительность и работоспособность установки.

В-третьих, в ϋ-образных трубчатых электронагревателях почти вся наружная теплоотдающая поверхность осуществляет в основном обогрев окружающего их в теплоизолированном корпусе воздушного пространства, но из-за не высокой его теплопроводности обогрев окружной стенки по всей ее поверхности осуществляется недостаточно эффективно, что также замедляет разогрев загруженного материала, снижает производительность, повышает потребление электрической энергии и эксплуатационные затраты.

В -четвертых, предложенное размещение электронагревателей на окружной стенке полуцилиндрической емкости обеспечивает разогрев и расплавление загруженного материала только в непосредственном контакте с ней, а в центре этой емкости такой процесс происходит со значительным запаздыванием, что существенно снижает производительность и работоспособность установки.

В-пятых, расположение уплотнительных узлов рабочего вала на торцевых стенках полуцилиндрической емкости совместно с опорными подшипниками не исключает попадание в них расплавленной жидкой битумосодержащей массы, после затвердевания которой неизбежны заклинивания, что приводит к простоям, снижению производительности, надежности и работоспособность установки.

- 1 015070

В-шестых, размещение на рабочем валу элемента шнека приводит к уменьшению количества радиальных лопастей, что удлиняет процесс перемешивания и снижает производительность.

В-седьмых, окружная стенка полуцилиндрической емкости выполнена большей толщины с учетом предотвращения ее коробления при интенсивном разогреве и исключения заклинивания перемешивающих лопастей, что усложняет конструкцию и ее изготовление, увеличивает металлоемкость и время разогрева утолщенной стенки, а также загруженного материала, снижает производительность и работоспособность установки.

В-восьмых, нагреваемый рабочий вал мешалки напрямую соединен с выходным валом редуктора, что создает нагрев содержимого в нем масла, снижение смазывающих свойств и сокращение срока службы, ухудшение работоспособности установки.

В-девятых, применение в системе обогрева предлагаемого термодатчика не позволяет перестраиваться на приготовление материалов с другими температурными параметрами, что значительно ограничивает технологические возможности и области применения установки.

Задачей изобретения является повышение эффективности теплоотдачи системы обогрева, ускорение процесса разогрева загруженного материала с одновременным уменьшением потребления электроэнергии и эксплуатационных затрат, улучшение условий обслуживания и ремонтопригодности, повышение производительности и надежности работы, расширение функционально-технологических возможностей и областей применения установки.

Поставленная задача решается за счет того, что в предлагаемой установке приготовления битумосодержащих материалов для восстановления кровельных покрытий, содержащей тележку с шарнирно закрепленной тяговой ручкой, теплоизолированный корпус на тележке с размещенной в нем полуцилиндрической емкостью, загрузочным окном, крышкой и влагоудаляющим патрубком вверху, выпускным краном и сливным лотком в зоне выгрузки, рабочим валом внутри, расположенным по продольной оси полуцилиндрической емкости и размещенным в опорных подшипниках и уплотнительных узлах на ее передней и задней торцевых стенках, а также снабженным перемешивающими и выгружающими лопастями; три пофазно включенные и равные по токовой нагрузке группы электронагревателей, расположенные на наружной поверхности окружной стенки полуцилиндрической емкости, электродвигатель, приводной вал которого соединен через редуктор и кинематическую связь с передаточным звеном на рабочем валу, термодатчик контроля интенсивности разогрева загруженного материала и фиксации достижения необходимой температуры, пульт системы управления, включающий в себя источник трехфазного электропитания, выключатель общего электропитания, аппарат включения электронагревателей, один аппарат включения электродвигателя для вращения его приводного вала по часовой стрелке (вперед) и второй аппарат включения для вращения приводного вала против часовой стрелки (назад), аппарат защиты электродвигателя от перегрузки и короткого замыкания, аппарат защиты электронагревателей от короткого замыкания, пост реверсивного управления электродвигателем с кнопками ВПЕРЕД, НАЗАД и СТОП, аппарат включения и защиты элементов управления от короткого замыкания и сигнализатор включения электропитания для элементов управления, в соответствии с изобретением электронагреватели выполнены прямолинейными и помещены в трубы с возможностью упрощения и ускорения их монтажа и демонтажа, причем они расположены на наружной поверхности окружной стенки полуцилиндрической емкости параллельно рабочему валу равномерно с определенным шагом и закреплены сварными швами для увеличения в стыках площади контакта с возможностью повышения теплоотдачи, ускорения разогрева загруженного материала и снижения потребления электроэнергии, при этом трубы в теплоизолированном корпусе отделены экраном, параллельно расположенным относительно окружной стенки полуцилиндрической емкости, а пространство между ними заполнено уплотнителем с повышенной теплопроводностью и возможностью обеспечения сплошного контакта со всей наружной теплоотдающей поверхностью каждой упомянутой трубы и всей наружной теплоприемной поверхностью каждого межтрубного участка на окружной стенке полуцилиндрической емкости с учетом дополнительного ускорения разогрева загруженного материала с одновременным уменьшением потребления электроэнергии; окружная стенка за счет дополнительного использования на ней приваренных труб в виде ребер жесткости выполнена меньшей толщины и меньшей металлоемкости с возможностью обеспечения более ускоренного ее разогрева и уменьшения потребления электроэнергии; рабочий вал выполнен трубчатым и в его внутреннюю полость дополнительно помещен прямолинейный электронагреватель с возможностью выполнения совместно с лопастями функции теплового радиатора, дополнительно отдающего тепловую энергию по центру полуцилиндрической емкости радиально навстречу поступающей тепловой энергии от ее окружной стенки с учетом обеспечения более ускоренного разогрева и приготовления битумосодержащих материалов с одновременным значительным уменьшением потребления электроэнергии, причем этот вращающийся электронагреватель выполнен с учетом его включения параллельно с остальными электронагревателями одной из трех групп, не нарушая симметрии фазных токовых нагрузок (Σ1 ф.1=Е1 ф.г=Е1 ф.₃) и исключения образования нежелательного еоб<р для обеспечения менее затратного и более эффективного использования электроэнергии, при этом каждый вывод этого электронагревателя снабжен токосъемником и контактно взаимодействующей с ним подпружиненной электросчеткой с фиксатором хода и электроизолированным держателем, стационарно установленным на стойке соответст

- 2 015070 вующего опорного подшипника и закрытым защитным кожухом; лопасти расположены на рабочем трубчатом валу радиально направленными и выполнены быстросъемными с возможностью улучшения условий обслуживания и сокращения потерь времени, а также они размещены равномерно по всей длине рабочего трубчатого вала с возможностью упрощения конструкции и улучшения процесса перемешивания, при этом каждая лопасть содержит несущую платформу, расположенную в выполненном на рабочем трубчатом валу соответствующем пазу и закрепленную в нем болтами и фиксирующими шайбами, вертикальный стержень, жестко закрепленный своей нижней торцевой частью на несущей платформе, и лопатку, расположенную под углом α к продольной оси рабочего трубчатого вала и жестко закрепленную на верхней торцевой части стержня с возможностью обеспечения при перемешивании загруженного материала одновременно также его продольного перемещения вперед в зону выгрузки или назад в обратном направлении; опорные подшипники на рабочем трубчатом валу установлены на вынесенных за пределы расположения полуцилиндрической емкости отдельных стойках с возможностью исключения поступления в них разогретого текучего материала, предотвращения заклиниваний после его затвердевания и улучшения работоспособности; аппарат защиты электродвигателя от перегрузки и короткого замыкания выполнен с токовой установкой (1_тах.1), соответствующей максимально допустимой нагрузке (Р_тах.1._д) рабочего трубчатого вала, и возможностью формирования команды мгновенного отключения и своевременного предотвращения его разрушения; термодатчик снабжен измерителем с показывающей шкалой, задатчиком необходимой температуры загруженного материала и командным элементом ее достижения.

Экран выполнен из отдельных легких параллельно расположенных относительно упомянутых труб быстросъемных пластин, закрепленных на промежуточных стойках, установленных на окружной стенке полуцилиндрической емкости с возможностью обеспечения свободного последовательного заполнения пространства уплотнителем и обеспечения сплошного контакта полностью по всей наружной поверхности каждой теплоотдающей трубы и каждого межтрубного участка окружной стенки.

Уплотнитель выполнен, например, из измельченной алюминиевой стружки с малым удельным весом и высокой теплопроводностью.

На основании приведенных данных и сопоставления заявляемого объекта с аналогом и прототипом видно, что предложенные технические решения соответствуют критерию изобретательский уровень и являются новыми, а их промышленная применимость подтверждается приведенным ниже подробным описанием конструктивного выполнения предлагаемой установки и принципа ее работы.

На фиг. 1 изображена предлагаемая установка приготовления битумосодержащих материалов для восстановления кровельных покрытий; на фиг. 2 - размещение продольных труб, расположенных параллельно рабочему трубчатому валу, и размещение равномерно на наружной поверхности окружной стенки полуцилиндрической емкости и крепление их сварными швами, отделение труб в теплоизолированном корпусе экраном и обеспечение надежного соприкосновения их всей своей наружной теплоотдающей поверхностью с уплотнителем с высокой теплопроводностью, полностью заполняющим все пространство между экраном и окружной стенкой полуцилиндрической емкости, разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 фрагмент крепления труб и экрана на окружной стенке полуцилиндрической емкости; на фиг. 4 - конструктивное выполнение лопасти и ее крепление на рабочем трубчатом валу; на фиг. 5 - расположение лопатки лопасти под углом α по отношению к продольной оси полуцилиндрической емкости и рабочего трубчатого вала, вид Б на фиг. 4; на фиг. 6 - размещение прямолинейного электронагревателя внутри рабочего трубчатого вала, крепление на его торцевой части со стороны привода токосъемника, соединение его с соответствующим выводом электронагревателя и взаимодействие с электрощеткой в электроизолированном стационарно установленном держателе, закрытых защитным кожухом; на фиг. 7 - размещение токосъемника, электрощетки и защитного кожуха в зоне выгрузки; на фиг. 8 - конструктивное выполнение электрощетки; на фиг. 9 - схема электрическая принципиальная системы управления установки.

Предлагаемая установка приготовления битумосодержащих материалов для восстановления кровельных покрытий содержит тележку 1 с шарнирно закрепленной тяговой ручкой 2, теплоизолированный корпус 3 на тележке с размещенной в нем полуцилиндрической емкостью 4, загрузочным окном 5, крышкой 6 и влагоудаляющим патрубком 7 вверху, выпускным краном 8 и сливным лотком 9 в зоне 10 выгрузки, рабочим валом 11 внутри, расположенным по продольной оси 12 полуцилиндрической емкости и размещенным в опорных подшипниках 13, 14 и уплотнительных узлах 15, 16 на ее передней 17 и задней 18 торцевых стенках, а также снабженным перемешивающими и выгружающими лопастями 19, пофазно включенные и равные по токовой нагрузке три группы электронагревателей 20.1, ..., 20.п; 21.1, ..., 21.п; 22.1, ..., 22.п, расположенные на наружной поверхности окружной стенки 23 полуцилиндрической емкости, электродвигатель 24, приводной вал 25 которого соединен через редуктор 26 и кинематическую связь 27 с передаточным звеном 28 на рабочем валу, термодатчик 29 контроля интенсивности разогрева загруженного материала и фиксации достижения значения необходимой температуры, пульт 30 системы управления, включающий в себя источник 31 трехфазного электропитания, выключатель 32 общего электропитания, аппарат 33 включения электронагревателя для вращения его приводного

- 3 015070 вала по часовой стрелке (вперед) и второй аппарат 34 включения для вращения приводного вала против часовой стрелки (назад), аппарат 35 включения электронагревателей, аппарат 36 защиты электродвигателя от перегрузки и короткого замыкания, аппарат 37 защиты электронагревателей от короткого замыкания, пост 38 реверсивного управления электродвигателем с кнопками 38.1 ВПЕРЕД, 38.2 НАЗАД, 38.3 СТОП, аппарат 39 включения и защиты элементов управления от короткого замыкания и сигнализатор 40 включения электропитания для элементов управления.

Рабочий вал 11 выполнен трубчатым, а опорные подшипники 13, 14 установлены на вынесенных за пределы расположения полуцилиндрической емкости 4 отдельных стойках 41, 42, в результате чего исключается поступление в них разогретого текучего материала, предотвращаются заклинивания после его затвердевания, что повышает надежность и работоспособность установки.

Все электронагреватели выполнены прямолинейными и помещены в соответствующие трубы 43 для свободного их извлечения и установки, не осуществляя разборку конструкции теплоизолированного корпуса 3, что значительно улучшает условия обслуживания, ремонтопригодность и работоспособность установки, сокращает потери времени и способствует повышению производительности.

Упомянутые трубы расположены на наружной поверхности окружной стенки 23 полуцилиндрической емкости 4 параллельно рабочему валу 11 равномерно с определенным шагом и закреплены сварными швами 44, благодаря чему в стыке значительно увеличилась площадь контакта, что дало возможность увеличить теплоотдачу, ускорить разогрев загруженного материала, существенно снизить потребление электроэнергии и эксплуатационные затраты.

Причем трубы 43 в теплоизолированном корпусе 3 отделены экраном 45, параллельно расположенным относительно окружной стенки 23 полуцилиндрической емкости 4, а пространство между ними заполнено уплотнителем 46 с повышенной теплопроводностью, что дало возможность обеспечить сплошной контакт по всей наружной теплоотдающей поверхностью каждой трубы 43 и всей наружной теплоприемной поверхностью каждого межтрубного участка 47 на окружной стенке 23 полуцилиндрической емкости 4, а также дало возможность дополнительно значительно ускорить разогрев загруженного материала с одновременным существенным уменьшением потребления электроэнергии и эксплуатационные затраты.

Благодаря применению ребер жесткости в виде дополнительного использования в этом качестве закрепленных сварными швами труб 43, окружная стенка 23 выполнена меньшей толщины и меньшей металлоемкости, что дало возможность ускорить ее разогрев и существенно уменьшить потребление электроэнергии и эксплуатационные затраты.

Экран 45 выполнен из отдельных легких параллельно расположенных относительно упомянутых труб 43 пластин 48, закрепленных на промежуточных стойках 49, установленных на окружной стенке 23, что дало возможность свободно последовательно заполнять пространство уплотнителем 46 и обеспечивать сплошной контакт полностью по всей наружной теплоотдающей поверхности каждой трубы 43 и всей наружной теплоприемной поверхности монтажных участков 47 окружной стенки 23.

Уплотнитель 46 выполнен, например, из измельченной алюминиевой стружки с малым удельным весом и высокой теплопроводностью.

Во внутреннюю полость рабочего трубчатого вала 11 дополнительно помещен прямолинейный электронагреватель 22.п с возможностью выполнения совместно с валом и лопастями 19 функции теплового радиатора, дополнительно отдающего тепловую энергию по центру полуцилиндрической емкости радиально навстречу поступающей тепловой энергии от ее окружной стенки с учетом обеспечения более ускоренного разогрева и приготовления битумосодержащих материалов с одновременным существенным уменьшением потребления электроэнергии и эксплуатационных затрат, причем электронагреватель 22.п выполнен с учетом его включения параллельно с остальными электронагревателями 22.1, ..., 22.(п-1) третьей группы, не нарушая симметрии фазных токовых нагрузок (Σ1 ψ.₁=Σ1 ф.₂=Т1 ф.₃) и исключения образования нежелательного со»р (перекоса фаз), что способствует менее затратному и более эффективному использованию электроэнергии.

Каждый вывод вращающегося электронагревателя 22.п снабжен токосъемником 50 и контактно взаимодействующей с ним подпружиненной электросчетной 51, например меднографитовой, фиксатором 52 хода и электроизолированным держателем 53, установленным на стойке соответствующего опорного подшипника и закрытым защитным кожухом 54.

Токосъемник 51 выполнен в виде втулки 55 из материала с высокой токопропускной способностью, например из латуни, соединенной с соответствующим выводом электронагревателя 22.п и с промежуточной втулкой 56 из тепло- и электроизоляционного материала, например из стеклотекстолита, которая закреплена на торце рабочего трубчатого вала 11.

Лопасти 19 расположены на рабочем трубчатом валу 11 радиально направленными и выполнены быстросъемными, что улучшает условия обслуживания и сокращает потери времени, а также они размещены равномерно по всей длине рабочего трубчатого вала 11, что дало возможность упростить конструкцию и улучшить процесс перемешивания.

Каждая лопасть 19 содержит несущую платформу 57, расположенную в выполненном на рабочем

- 4 015070 трубчатом валу 11 соответствующем пазу 58 и закрепленную в нем болтами 59 и фиксирующими шайбами 60, вертикальный стержень 61, жестко закрепленный своей нижней торцевой частью на несущей платформе 57, и лопатку 62, расположенную под углом α к продольной оси 12 рабочего трубчатого вала 11 и жестко закрепленную на верхней торцевой части стержня 61.

Такое расположение лопатки 62 дало возможность при перемешивании загруженного материала одновременно осуществлять также его продольное перемещение вперед в зону выгрузки или назад в обратном направлении, что улучшает и ускоряет перемешивание.

Передаточные звенья 28 на рабочем трубчатом валу 11 и выходном валу редуктора 26 выполнены, например, из звездочек, а кинематическая связь 27 - например, из цепи.

Применение цепи, оборудуемой воздушными потоками, дало возможность уменьшить нагрев редуктора, что повышает надежность и работоспособность установки.

Аппарат 36 защиты электродвигателя 24 от перегрузки и короткого замыкания выполнен с токовой установкой (1тах.1), соответствующей максимально допустимой нагрузке (Р_тах.1._д) рабочего трубчатого вала 11, благодаря чему появилась возможность формировать команду на мгновенное отключение и своевременное предотвращение разрушения трубчатого вала 11, что значительно повышает надежность и работоспособность установки.

Термодатчик 29 снабжен измерителем 63 с показывающей шкалой 64, задатчиком 65 необходимой температуры разогрева загруженного материала и командным элементом 66 (размыкающим контактом) ее достижения.

Наличие задатчика 65 дает возможность быстро перестраиваться на приготовление материалов с различными температурными параметрами, что значительно расширяет функционально-технологические возможности и области применения установки.

В схеме электрической принципиальной системы управления к источнику 31 трехфазного электропитания подключены с помощью общего выключателя 32 силовые аппараты: электродвигатель 24 и электронагреватели 20.1, ..., 20.п; 21.1, ..., 21.п; 22.1, ..., 22.п, а с помощью аппарата 39 элементы управления: сигнализатор 40, аппараты 33, 34, 35 и измеритель 63 температуры разогрева загруженного материала с подключенным к нему термодатчиком 29; в цепь питания аппаратов 33, 34 введены замыкающий контакт 36.1 аппарата защиты 36 электродвигателя и размыкающий контакт кнопки 38.3 СТОП поста 38; в цепь питания аппарата 33 введен его замыкающий самоблокирующий контакт 33.1 с параллельно соединенным замыкающим контактом кнопки 38.1 ВПЕРЕД поста 38, а также введен последовательно соединенный с ними размыкающий контакт 34.2 аппарата 34; в цепь питания аппарата 34 введен его замыкающий самоблокирующий контакт 34.1 с параллельно соединенным замыкающим контактом кнопки 38.2 НАЗАД поста 38, а также введен последовательно соединенный с ними размыкающий контакт 33.2 аппарата 33; в цепь питания аппарата 35 введен замыкающий контакт 37.1 аппарата 37 защиты электронагревателей и размыкающий контакт командного элемента 66 достижения заданного на измерителе 63 необходимой температуры разогрева загруженного материала; в силовую цепи питания электронагревателей введен аппарат 37 их защиты и включена группа замыкающих контактов 35.3 аппарата 35, а в силовую цепь питания электродвигателя введен аппарат 36 его защиты и включена группа замыкающих контактов 33.3 аппарата 33 исполнения команды ВПЕРЕД (вращение по часовой стрелке), а также группа замыкающих контактов 34.3 аппарата 34 исполнения команды НАЗАД (вращение против часовой стрелки).

Предлагаемая установка работает следующим образом.

Сначала, при открытой крышке 6 производят через окно 5 загрузку в полуцилиндрическую емкость 4 необходимого количества измельченного битумосодержащего старого кровельного покрытия, а при необходимости - также загрузку дополнительных компонентов.

Так как загруженный материал первоначально имеет температуру ниже необходимой, то термодатчик 29 через измеритель 63 и его элемент 66 (размыкающий контакт) дает команду на включение аппарата 35, в результате чего он своей группой замыкающих контактов 35.3 подключает все три группы электронагревателей 20.1, ..., 20.п, 21.1, ..., 21.п, 22.1, ..., 22.п к источнику 31 трехфазного электропитания.

Начинается разогрев окружной стенки 23 полуцилиндрической емкости 4 с помощью электронагревателей 20.1, ..., 20.п; 21.1, ..., 21.п и 22.1, ..., 22.(п-1), а рабочего трубчатого вала 11 и лопастей 19 - с помощью электронагревателя 22.п.

Поскольку трубы 43, в которые помещены электронагреватели 20.1, ..., 20.п; 21.1, ..., 21.п; 22.1, ..., 22.(п-1), имеют довольно большую контактную площадь за счет использования сварных швов, то теплоотдача значительно увеличивается и происходит ускоренный разогрев окружной стенки 23 полуцилиндрической емкости 4.

Еще больше ускоренный разогрев этой стенки происходит за счет того, что применен уплотнитель 46 с высокой теплопроводностью, плотно соприкасающийся по всей наружной теплоприемной поверхности межтрубных участков 47 на окружной стенке 23.

Так как окружная стенка 23 полуцилиндрической емкости 4 выполнена меньшей толщины и металлоемкости, то ее разогрев значительно ускоряется с одновременным существенным уменьшением потребления электроэнергии и эксплуатационных затрат.

- 5 015070

Одновременно происходит разогрев рабочего трубчатого вала 11 и лопастей 19, которые отдают тепловую энергию от центра полуцилиндрической емкости 4 радиально навстречу поступающей тепловой энергии от окружной стенки 23, в результате чего загруженный материал начинает также ускоренно и интенсивно разогреваться и расплавляться, что значительно сокращает потери времени и повышает производительность, а также одновременно существенно уменьшает потребление электроэнергии и эксплуатационные затраты.

Если же окажется, что хотя бы в одной из фаз системы обогрева ток будет выше суммарной токовой нагрузки (Σ1 ф.₁=Е1 ф.₂=Е1 ф.₃) одной группы электронагревателей, то благодаря предложенному выполнению аппарата 37 с токовой установкой 1_тах.₂, немногим больше фазной токовой нагрузки (Ιμη\.₂>ΣΙ ψ.₁=Σ1 ф.₂=Σ^ ф.₃), никаких разрушений не произойдет, так как аппарат 37 своим контактом 37.1 обеспечивает мгновенное и своевременное отключение электропитания для аппарата 35 и электронагревателей 20.1, ..., 20.п; 21.1, ..., 21.п; 22.1, ..., 22.п, что гарантирует надежность и высокую работоспособность установки.

При достижении визуально контролируемой на измерителе 63 промежуточной температуры разогрева загруженного материала, например 80°С, соответствующей его более менее текучему состоянию, производят сначала воздействие, например, на кнопку 38.1 ВПЕРЕД и включение аппарата 33, который своим замыкающим контактом 33.1 самоблокируется, размыкающим контактом 33.2 предотвращает формирование команды НАЗАД (запрет противовключения), а группой замыкающих контактов 33.3 подключает электродвигатель 24 к источнику 31 трехфазного электропитания, в результате чего его приводной вал 25 начинает вращаться по часовой стрелке и через редуктор 26, кинематическую связь 27 и передаточное звено 28 осуществляет в том же направлении вращение рабочего трубчатого вала 11 совместно с лопастями 19.

Однако, несмотря на вращение рабочего трубчатого вала 11, электропитание на размещенный в нем электронагреватель 22.п поступает непрерывно за счет применения на его выводах токосъемников 50 и плотно соприкасающихся с ними соответствующих подпружиненных электрощеток 51, гарантирующих надежный нагрев непосредственно рабочего трубчатого вала 11 и лопастей 19, при этом лопасти 19 тщательно перемешивают частично разогретый загруженный материал, ускоряя процесс приготовления необходимого материала.

Если же окажется, что разогреваемый материал недостаточно расплавленный и лопасти 19 не в состоянии провернуться, то благодаря предложенному выполнению аппарата 36 с токовой установкой !_тах.1, соответствующей максимально допустимой нагрузке Р_тах._д рабочего трубчатого вала 11, разрушение этого же вала никогда не произойдет, так как аппарат 36 своим контактом 36.1 мгновенно и заблаговременно обеспечивает отключение электропитания для аппаратов 33, 34 и электродвигателя 24, гарантируя надежность и высокую работоспособность установки.

Поскольку лопатки 62 на стержнях 61 лопастей 19 расположены под углом α по отношению к продольной оси 12 рабочего трубчатого вала 11, то разогреваемая масса не только перемешивается, но и перемещается продольно волнообразно вдоль рабочего трубчатого вала 11, в данном случае вперед в направлении зоны выгрузки 10, что еще больше улучшает перемешивание и значительно ускоряет процесс приготовления необходимого материала.

Одновременно с разогревом и перемешиванием загруженного материала осуществляется также постепенное испарение и удаление через патрубок 7 ненужной влаги.

Через экспериментально установленное определенное время периодически отключают электродвигатель 24 и прекращают вращение по часовой стрелке его приводного вала 25 и рабочего трубчатого вала 11 с лопастями 19, а также прекращают перемешивание и перемещение вперед разогреваемой массы, не отключая системы обогрева.

Для этого воздействуют на кнопку 38.3 СТОП и разрывают цепи электропитания аппарата 32 и электродвигателя 24.

После полного останова рабочего вала 11 и лопастей 19 аналогично осуществляют включение электродвигателя 24 для вращения его приводного вала 25 и рабочего трубчатого вала 11 и лопастей 19 против часовой стрелки.

Для этого воздействуют на кнопку 38.2 НАЗАД и включают аппарат 34, который своим замыкающим контактом 34.1 самоблокируются, размыкающим контактом 34.2 предотвращает формирование команды ВПЕРЕД (запрет протововключения), а группой контактов 34.3 подключают электродвигатель 24 к источнику 31 трехфазного электропитания, в результате чего его приводной вал 25 начинает вращаться против часовой стрелки и через редуктор 26, кинематическую связь 27 и передаточное звено 28 осуществляет в том же направлении вращение рабочего трубчатого вала 11 и лопастей 19.

Таким образом, аналогично с определенным временным ритмом осуществляют поочередно реверсивное управление электродвигателем и процессом перемешивания разогреваемого в емкости материала с одновременным перемещением его вперед или назад.

Такой способ перемешивания значительно ускоряет процесс приготовления необходимых материалов.

- 6 015070

Указанный процесс перемешивания продолжается до тех пор, пока загруженная масса не достигнет заданной на измерителе 63 температуры, например 180°С, достаточной для полного испарения из него ненужной влаги и завершения приготовления необходимого материала.

При завершении процесса изготовления необходимого материала измеритель 63 своим элементом 66 (размыкающим контактом) дает команду на разрыв цепей электропитания аппарата 35 и электронагревателей 20.1,..., 20.п; 21.1, ..., 21.п; 22.1, ..., 22.п, в результате чего нагрев окружной стенки 23 и рабочего трубчатого вала 11 с лопастями 19 прекращается.

После этого путем воздействия на кнопку 38.3 осуществляют разрыв цепей электропитания аппаратов 33, 34 и электродвигателя 24, в результате чего прекращается процесс приготовления необходимого материала.

Для выгрузки содержимого из полуцилиндрической емкости 4 открывают выпускной кран 8 и готовый в текучем состоянии материал начинает самотеком поступать на сливной лоток 9 и тару (не показана).

Чтобы ускорить выгрузку, воздействуют на кнопку 38.1 ВПЕРЕД и аналогично вышеизложенному включают аппарат 33 и электродвигатель 24, в результате чего его приводной вал 25, а также рабочий трубчатый вал 11 с лопастями 19 начинают вращаться по часовой стрелке, а готовый материал в полуцилиндрической емкости 4 начинает принудительно перемещаться вперед в зону 10 выгрузки.

После завершение выгрузки и отправки приготовленного материала по назначению аналогично вышеизложенному производят загрузку полуцилиндрической емкости 4 и осуществляют технологический процесс приготовления необходимого материала, причем в дальнейшем длительность приготовления необходимого материала будет значительно меньше, так как окружная стенка 23 в полуцилиндрической емкости 4, а также рабочий трубчатый вал 11 и лопасти 19 уже достаточно разогреты.

Если же необходимо приготовить материал с другим составом компонентов и другими температурными параметрами, то очень быстро с минимальными потерями времени устанавливают на измерителе 63 с помощью задатчика 65 значение необходимой температуры и незамедлительно приступают к реализации технологического процесса.

Таким образом, на основании вышеизложенного видно, что предлагаемая установка по сравнению с известными аналогичными установками имеет следующие преимущества:

во-первых, предложенное выполнение электронагревателей прямолинейными и расположение их в трубах, закрепленных на наружной поверхности окружной стенки полуцилиндрической емкости сварными швами, дало возможность, не разбирая конструкции теплоизолированного корпуса, быстро с минимальными потерями времени извлекать и устанавливать их, что сокращает простои, повышает работоспособность и производительность, улучшает условия обслуживания и ремонтопригодность;

во-вторых, предложенное крепление труб на наружной поверхности окружной стенки полуцилиндрической емкости сварными швами дало возможность значительно увеличить площадь контакта в стыках, что способствует значительному увеличению теплоотдачи, ускорению процесса разогрева окружной стенки загруженного материала с одновременным существенным уменьшением потребления электроэнергии и эксплуатационных затрат, повышению работоспособности и производительности;

в-третьих, предложенное применение труб для прямолинейных электронагревателей и их предложенное крепление дало возможность дополнительно использовать их в качестве ребер жесткости, благодаря чему удалось, не допуская коробления окружной стенки, уменьшить ее толщину и металлоемкость, что позволило дополнительно еще быстрее разогревать ее и загруженный материал с одновременным дополнительным уменьшением потребления электроэнергии и эксплуатационных затрат, а также позволило повысить работоспособность и производительность;

в-четвертых, предложенное отделение в теплоизолированном корпусе электронагревателей в трубах экраном и предложенное заполнение пространства между ним и окружной стенкой полуцилиндрической емкости уплотнителем с повышенной теплопроводностью дало возможность обеспечить плотный контакт по всей наружной теплоотдающей поверхности каждой трубы и по всей наружной теплоприемной поверхности каждого межтрубного участка на окружной стенке полуцилиндрической емкости, что позволило дополнительно очень значительно ускорить разогрев окружной стенки и загруженного материала, а также одновременно существенно уменьшить потребление электроэнергии и эксплуатационные затраты, а также повысить работоспособность и производительность;

в-пятых, предложенное выполнение экрана в виде отдельных легких параллельно расположенных относительно труб быстросъемных пластин дало возможность свободно последовательно заполнять уплотнитель и обеспечивать его плотный контакт по всей наружной теплоотдающей поверхности каждой упомянутой трубы и всей наружной теплоприемной поверхности каждого межтрубного участка на окружной стенке полуцилиндрической емкости, что гарантирует очень высокую теплоотдачу и высокую эффективность использования тепловой и электрической энергии;

в-шестых, предложенное применение уплотнителя в виде легкой, не сложной в приобретении, измельченной алюминиевой стружки не только с повышенной теплопроводностью, но и незначительным удельным весом, дало возможность совсем незначительно увеличить металлоемкость, но многократно увеличить теплоотдачу;

- 7 015070 в-седьмых, предложенное выполнение рабочего вала трубчатым и размещение в его внутренней полости прямолинейного электронагревателя дало возможность использовать этот вал и лопасти также в качестве теплового радиатора, дополнительно отдающего тепловую энергию по центру полуцилиндрической емкости радиально навстречу поступающей тепловой энергии от окружной стенки, что очень значительного ускоряет разогрев загруженного материала и дополнительно существенно снижает потребление электроэнергии и эксплуатационные затраты, повышает работоспособность и производительность;

в-восьмых, предложенное применение и конструктивное выполнение токосъемников и электрощеток дало возможность обеспечить надежный контакт между ними и непрерывное электропитание вращающегося электронагревателя совместно с рабочим трубчатым валом и лопастями, что гарантирует стабильную теплоотдачу;

в-девятых, предложенное выполнение и включение вращающегося электронагревателя рабочего трубчатого вала в одну из трех групп электронагревателей на окружной стенке полуцилиндрической емкости, не нарушая симметрии фазных токовых нагрузок, дало возможность избавиться от образования нежелательного ео5<р (перекоса фаз), что гарантирует менее затратное и более эффективное использование электрической энергии;

в-десятых, предложенное расположение лопастей равномерно по всей длине рабочего трубчатого вала дало возможность пропорционально по всем участкам в полуцилиндрической емкости осуществлять перемешивание загруженного материала, что ускоряет приготовление необходимого материала;

в-одиннадцатых, предложенное конструктивное выполнение каждой лопасти дало возможность быстро и надежно их крепить на рабочем валу, выполненном трубчатым, а предложенное расположение лопатки на каждой лопасти под углом α по отношению к продольной оси рабочего трубчатого вала дало возможность не только перемешивать загруженный материал, но и перемещать его продольно волнообразно вперед или назад, что способствует значительному ускорению приготовления необходимого материала, повышению работоспособности и производительности;

в-двенадцатых, предложенное размещение опорных подшипников рабочего трубчатого вала на отдельных вынесенных за пределы расположения полуцилиндрической емкости стойках дало возможность исключить поступление в них разогретого текучего материала, предотвратить заклинивания после его затвердевания, уменьшить простои, повысить работоспособность и производительность;

в-тринадцатых, предложенное выполнение кинематической связи в виде цепи, а передаточных звеньев на рабочем трубчатом валу и на выходном валу редуктора в виде звездочек дало возможность значительно уменьшить нагрев редуктора за счет обеспечения естественного охлаждения этой цепи окружающим воздухом, что повышает работоспособность установки;

в-четырнадцатых, предложенное выполнение аппарат защиты электродвигателя от перегрузки и короткого замыкания с токовой установкой (1_тах.1), соответствующей максимально допустимой нагрузке (£тах._д) рабочего трубчатого вала, и возможностью формирования команды мгновенного отключения и своевременного предотвращения его разрушения дало возможность обеспечить надежность и высокую работоспособность установки;

в-пятнадцатых, предложенное выполнение аппарата защиты электродвигателей от короткого замыкания с токовой установкой (1_тах.₂), немногим больше суммарного рабочего тока в каждой фазе (Σ1 ф.₁=Х1 ф.₂=Х1 ф.₃), дало возможность мгновенно реагировать на неисправности и заблаговременно предотвращать разрушительные действия, что также гарантирует надежность и высокую работоспособность установки;

в-шестнадцатых, применение для термодатчика предложенного измерителя с показывающей шкалой, задатчиком необходимой температуры разогрева загруженного материала и командным элементом ее достижения дало возможность визуально контролировать интенсивность разогрева загруженного материала и с минимальными затратами времени устанавливать необходимую температуру в зависимости от разновидностей приготавливаемых материалов, что улучшает условия обслуживания, расширяет функционально-технологические возможности установки и области ее применения.

Предлагаемая установка приготовления битумосодержащих материалов для восстановления кровельных покрытий проста в изготовлении, удобная в обслуживании, надежная в эксплуатации, очень экономичная в потреблении электроэнергии и эксплуатационных затратах, высокопроизводительная, универсальная с широкими функционально-технологическими возможностями и областями применения, поэтому может применяться также в различных отраслях промышленности для приготовления подобных разнообразных материалов.

Источники информации.

1. Патент на изобретение РФ № 2145374, МПК Е04Э 5/00, 16/06, 31.05.1999.

2. Патент на изобретение РФ № 2203373, МПК Е04Э 5/00, 15/06, 11.07.2001.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Установка приготовления битумосодержащих материалов для восстановления кровельных покрытий, содержащая тележку с шарнирно закрепленной тяговой ручкой, теплоизолированный корпус на тележке с размещенной в нем полуцилиндрической емкостью, загрузочным окном, крышкой и влагоудаляющим патрубком вверху, выпускным краном и сливным лотком в зоне выгрузки, рабочим валом внутри, расположенным по продольной оси полуцилиндрической емкости и размещенным в опорных подшипниках и уплотнительных узлах на ее передней и задней торцевых стенках, а также снабженным перемешивающими и выгружающими лопастями; три пофазно включенные и равные по токовой нагрузке группы электронагревателей, расположенные на наружной поверхности окружной стенки полуцилиндрической емкости, электродвигатель, приводной вал которого соединен через редуктор и кинематическую связь с передаточным звеном на рабочем валу, термодатчик контроля интенсивности разогрева загруженного материала и фиксации достижения необходимой температуры, пульт системы управления, включающий в себя источник трехфазного электропитания, выключатель общего питания, аппарат включения электронагревателей, один аппарат включения электродвигателя для вращения приводного вала по часовой стрелке (ВПЕРЕД) и второй аппарат включения - для вращения приводного вала против часовой стрелки (НАЗАД), аппарат защиты электродвигателя от перегрузки и короткого замыкания, аппарат защиты электронагревателей от короткого замыкания, пост реверсивного управления электродвигателем с кнопками ВПЕРЕД, НАЗАД и СТОП, аппарат включения и защиты элементов управления от короткого замыкания и сигнализатор включения электропитания для элементов управления, отличающаяся тем, что электронагреватели выполнены прямолинейными и помещены в трубы, причем они расположены на наружной поверхности окружной стенки полуцилиндрической емкости параллельно рабочему валу равномерно с определенным шагом и закреплены сварными швами для увеличения в стыках площади контакта с возможностью повышения теплоотдачи, ускорения разогрева загружаемого материала и снижения потребления электроэнергии, при этом трубы в теплоизолированном корпусе отделены экраном, параллельно расположенным относительно окружной стенки полуцилиндрической емкости, а пространство между ними заполнено теплопроводным уплотнителем; окружная стенка за счет дополнительного использования на ней приваренных труб в виде ребер жесткости выполнена из тонкого металлического листа; рабочий вал выполнен трубчатым и в его внутреннюю полость помещен прямолинейный электронагреватель, причем этот вращающийся электронагреватель включен параллельно с остальными электронагревателями одной из трех групп, не нарушая симметрии фазных токовых нагрузок, при этом каждый вывод этого электронагревателя снабжен токосъемником и контактно взаимодействующей с ним подпружиненной электрощеткой с фиксатором хода и электроизолированным держателем, стационарно установленным на стойке соответствующего опорного подшипника и закрытым защитным кожухом; лопасти расположены на рабочем трубчатом валу радиально направленными и выполнены быстросъемными и размещены равномерно по всей длине рабочего трубчатого вала, при этом каждая лопасть содержит несущую платформу, расположенную в выполненном на рабочем трубчатом валу соответствующем пазу и закрепленную в нем болтами и фиксирующими шайбами, вертикальный стержень, жестко закрепленный своей нижней торцевой частью на несущей платформе, и лопатку, расположенную под острым углом α к продольной оси рабочего трубчатого вала и жестко закрепленную на верхней торцевой части стержня с возможностью обеспечения при перемещении загруженного материала, одновременно также его продольного перемещения вперед в зону выгрузки или назад в обратном направлении; опорные подшипники на рабочем трубчатом валу установлены на вынесенные за пределы расположения полуцилиндрической емкости отдельных стойках; аппарат защиты электродвигателя от перегрузки и короткого замыкания выполнен с токовой уставкой, соответствующей максимально допустимой нагрузке рабочего трубчатого вала, и возможностью формирования команды мгновенного отключения и своевременного предотвращения его разрушения; термодатчик снабжен измерителем с показывающей шкалой, задатчиком необходимой температуры разогрева загружаемого материала и командным элементом ее достижения.