PL249899B1 - Urządzenie do regulowanego spieniania lepiszcza asfaltowego - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest urządzenie do regulowanego spieniania lepiszcza asfaltowego posiadające ogrzewany zbiornik (1) w kształcie walca ze spustem (1.1) w końcowej części, zaś w początkowej części zbiornika (1) znajduje się pokrywa (1.2) z wlotem asfaltu (1.3) oraz w początkowej części zbiornika (1) znajduje się króciec wydmuchowy (1.4). Wewnątrz zbiornika (1) w jego osi znajduje się pierwszy wał (2) w postaci rury z otworami znajdującymi się na jej powierzchni bocznej, do którego to pierwszego wału (2) zamocowane są pierwsze łopaty mieszające (2.1). Pierwszy wał (2) podłączony jest do dozownika środka spieniającego i sprzężony jest z napędem obrotowym (3). Wewnątrz pierwszego wału (2) znajduje się usytuowany współosiowo drugi wał (4) w postaci rury, który napędzany jest niezależnym napędem (5) i na którego końcu zamocowane są drugie łopaty mieszające (4.1). Charakteryzuje się ono tym, że oś zbiornika (1) nachylona jest do podłoża pod kątem ostrym (α). Do zewnętrznej powierzchni bocznej początkowej części zbiornika (1) zamocowany jest koniec podnośnika (6) usadowionego na podłożu. Pierwsze łopaty mieszające (2.1) są w kształcie wstęgi ślimaka, zaś drugie łopaty mieszające (4.1) tworzą śmigło. W końcowej części zbiornika (1) przed spustem (1.1) znajduje się przegroda (1.5) przelewowa albo wylewowa ze szczeliną (1.6).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do regulowanego spieniania lepiszcza asfaltowego wykorzystującego środek spieniający w postaci wodnych roztworów krzemianów lub wody.

Dotychczas znane są różne rozwiązania urządzeń do spieniania lepiszcza asfaltowego. Problemem jest nie zawsze wysoka efektywność i skuteczność prowadzonego procesu spieniania lepiszcza asfaltowego.

Z opisu patentowego PL230907B1 znany jest sposób spieniania asfaltu, w którym do gorącego asfaltu o temperaturze od 145°C do 180°C dodaje się mieszaninę zeolitu z wodą w ilości od 2% do 10% wagowo w stosunku do masy asfaltu i miesza się do momentu rozpoczęcia spieniania asfaltu. Następnie spieniony asfalt dodaje się do mieszanki mineralnej o temperaturze od 115°C do 140°C i miesza się do uzyskania całkowitego otoczenia kruszywa asfaltem. Powstałą mieszankę mineralno-asfaltową kondycjonuje się i zagęszcza w temperaturze od 105°C do 130°C.

Z opisu patentowego PL230908B1 znany jest sposób spieniania asfaltu, w którym do gorącego asfaltu o temperaturze od 145°C do 180°C dodaje się mieszaninę mezoporowatego materiału krzemionkowego o uporządkowanej strukturze z wodą w ilości od 2% do 10% wagowo w stosunku do masy asfaltu i miesza się do momentu rozpoczęcia spieniania asfaltu. Następnie spieniony asfalt dodaje się do mieszanki mineralnej o temperaturze od 115°C do 140°C i miesza się do uzyskania całkowitego otoczenia kruszywa asfaltem. Powstałą mieszankę mineralno-asfaltową kondycjonuje się i zagęszcza w temperaturze od 105°C do 130°C.

Z opisu patentowego EP2942434B1 znany jest sposób i układ do wytwarzania mieszanki mineralno-asfaltowej. Głównym elementem układu jest urządzenie mieszające połączone ze zbiornikiem kruszywa i zbiornikami asfaltu. Do urządzenia mieszającego podłączony jest również dozownik aminy i dozownik wody, która spienia asfalt. Zbiornik buforowy umieszczony jest pomiędzy zbiornikiem kruszywa i zbiornikami asfaltu a urządzeniem mieszającym. Mieszanie składników w urządzeniu mieszającym odbywa się za pomocą umieszczonego w nim napędzanego wirnika.

Z opisu zgłoszenia patentowego CN108867251A znany jest generator spienionego asfaltu, którym jest zbiornik wyposażony w wał napędowy, wirnik, stojan, blok przełączający, dyszę dyspergującą powietrze i wodę we wnęce do spienia asfaltu. Końcowa część wału napędowego znajdującego się we wnęce do spieniania jest zaopatrzona w wirnik, który synchronicznie obraca się z dużą prędkością, a stojan jest współosiowo zamocowany we wnęce do spieniania. Stojan i wirnik wzajemnie się zazębiają, przy czym zęby na powierzchni stojana są równomiernie rozmieszczone na okręgach o zwiększających się średnicach. Blok przełączający połączony jest z wlotem asfaltu, a także połączony jest z wewnętrzną wnęką stojana i wnęką do spieniania asfaltu. Wlotowy koniec dyszy dyspergującej połączony jest z doprowadzeniem wody i sprężonego powietrza, natomiast wnęka do spieniania wyposażona jest w wylot spienionego asfaltu.

Z opisu zgłoszenia wzoru użytkowego CN207793807U znane jest urządzenie do spieniania asfaltu składające się z komory spieniającej i zbiornika ciepłego oleju opałowego znajdującego się w części obwodowej komory spieniania. Górna część komory spieniania jest uszczelniona i wyposażona w czujnik temperatury oraz mechanizm zegarowy. W komorze spieniania znajduje się wał mieszający, którego dolna część jest spiralnie ukształtowana. Wał mieszający jest napędzany przez silnik usytuowany nad górną częścią komory spieniania. W górnej części komory spieniania znajduje się rura doprowadzająca asfalt oraz rura doprowadzania oleju.

W opisie zgłoszenia patentowego WO2018113266A1 ujawniono sposób i urządzenie do wytwarzania spienionego asfaltu. Urządzenie do wytwarzania spienionego asfaltu zawiera pompę asfaltu i pompę środka spieniającego odpowiednio połączone z układem doprowadzania asfaltu i układem doprowadzania środka spieniającego, przy czym obydwa rurociągi tłoczne pompy asfaltu i pompy środka spieniającego są połączone z mieszalnikiem, wylot mieszalnika jest połączony z rurociągiem zasilającym i odprowadzającym zbiornika ciśnieniowego za pośrednictwem aparatu ciśnieniowego i zbiornika ciśnieniowego zasilającego zawór, a rurociąg zasilający i odprowadzający zbiornika ciśnieniowego jest połączony z rurą odprowadzającą poprzez zawór rozładowujący zbiornik ciśnieniowy. Urządzenie do przygotowywania spienionego asfaltu zawiera ponadto układ ogrzewania zbiornika ciśnieniowego, układ stabilizacji ciśnienia zbiornika ciśnieniowego i układ mieszania.

Z opisów patentowych PL234403B1 i PL242842B1 znane są rozwiązania urządzeń do spieniania lepiszcza asfaltowego z wykorzystaniem odpowiednio środka spieniającego w postaci materiałów sypkich nasączonych wodą i środka spieniającego w postaci ciekłej. Każde z opisanych urządzeń składa się z pionowo ustawianego cylindrycznego zbiornika z wlotem asfaltu i króćcem wydmuchowym w górnej części oraz spustem w dolnej części. W pierwszym rozwiązaniu do górnej części zbiornika zamocowana jest komora zasypowa, do której podłączona jest dysza dostarczająca gorące powietrze oraz zasyp środka spieniającego. Wewnątrz komory zasypowej znajduje się wał napędowy, do którego w górnej części zamocowany jest rozrzutnik środka spieniającego. Do wału napędowego poniżej rozrzutnika środka spieniającego zamocowane są co najmniej dwa mieszadła. W urządzeniu, w którym stosowany jest ciekły środek spieniający wał napędowy jest w postaci rury zamkniętej od dołu z zamontowanymi na jej obwodzie łopatkami oraz z nieobrotowo zamocowaną co najmniej jedną tuleją, korzystnie stopniowaną. Na tych samych wysokościach w wale napędowym i w tulei wykonane są przelotowe otwory dozowania środka spieniającego do mieszanego w zbiorniku asfaltu. Do górnego końca wału napędowego podłączone jest urządzenie tłoczące środek spieniający.

W opisie zgłoszenia patentowego PL440213A1 ujawnione jest urządzenie do spieniania lepiszcza asfaltowego w postaci ogrzewanego, pionowego cylindrycznego zbiornika z wlotem asfaltu i króćcem wydmuchowym w górnej jego części i spustem w dolnej części. Wewnątrz zbiornika zamocowany jest pionowy pierwszy wał z łopatkami mieszającymi, na którym znajduje się oddzielnie napędzany drugi wał w postaci rury z zamocowanymi łopatami. Wlot środka spieniającego z zaworem jednokierunkowym znajduje się w ścianie zbiornika na wysokości środkowych części łopat. Dodatkowo w pierwszym i drugim wale w postaci rur na takich samych wysokościach wykonane są otwory dozowania środka spieniającego do mieszanego w zbiorniku asfaltu.

Z opisu patentowego CN217313041U znane jest urządzenie do emulsji asfaltu, obejmujące emulsję asfaltową przygotowywaną w zbiorniku z zespołem współosiowych elementów mieszających. Urządzenie zawiera pionowy zbiornik, w którym umieszczony jest obracający się zespół mieszający, obejmujący zewnętrzny cylinder z łopatami spiralnymi oraz wewnętrzny wał z elementami podnoszącymi materiał. Asfalt przed wprowadzeniem do zbiornika emulsji jest podgrzewany w oddzielnym zbiorniku z zastosowaniem ślimaka transportowego. Do zbiornika emulsji doprowadzany jest emulgator w postaci ciekłej. Rozwiązanie to służy do poprawy efektywności mieszania asfaltu z cieczami emulgującymi i nie jest przeznaczone do regulowanego spieniania lepiszcza asfaltowego ani do dozowania środków spieniających w postaci materiałów sypkich.

Z opisu patentowego CN214973483U znane jest urządzenie do mieszania cementu asfaltowego, w szczególności do zastosowań przy budowie nawierzchni lotniskowych. Urządzenie obejmuje pionowy zbiornik mieszający wyposażony w lejek zasypowy, umożliwiający grawitacyjne wprowadzanie składników stałych do wnętrza zbiornika, oraz współosiowe wały mieszające obracające się w przeciwnych kierunkach. Rozwiązanie to przeznaczone jest do intensywnego mieszania asfaltu z materiałami sypkimi, takimi jak cement, i nie dotyczy procesu spieniania lepiszcza asfaltowego ani kontrolowanego wprowadzania środka spieniającego do gorącego asfaltu.

Z opisu patentowego CN210045145U znane jest urządzenie w postaci pionowego mieszalnika do przygotowywania modyfikowanego asfaltu, w którym do gorącego lepiszcza asfaltowego dozowane są materiały sypkie, takie jak modyfikatory lub wypełniacze. Urządzenie wyposażone jest w rozbudowany układ mieszający obejmujący wewnętrzne i zewnętrzne zespoły łopat, zapewniające intensywne mieszanie oraz rozbijanie aglomeratów materiałów stałych. Rozwiązanie to jest przeznaczone do dozowania i mieszania materiałów sypkich z lepiszczem asfaltowym, jednak nie jest ukierunkowane na proces spieniania lepiszcza asfaltowego ani na regulowane wytwarzanie struktury pianowej w asfalcie.

Celem wynalazku jest zwiększenie skuteczności i efektywności procesu spieniania lepiszcza asfaltowego wykorzystującego jako środek spieniający roztwory wodne krzemianów lub wodę.

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do regulowanego spieniania lepiszcza asfaltowego posiadające ogrzewany zbiornik w kształcie walca ze spustem w końcowej części, zaś w początkowej części zbiornika znajduje się pokrywa z wlotem asfaltu oraz w początkowej części zbiornika znajduje się króciec wydmuchowy. Wewnątrz zbiornika w jego osi znajduje się pierwszy wał w postaci rury z otworami znajdującymi się na jej powierzchni bocznej, do którego to pierwszego wału zamocowane są pierwsze łopaty mieszające. Pierwszy wał podłączony jest do dozownika środka spieniającego i sprzężony jest z napędem obrotowym. Wewnątrz pierwszego wału znajduje się usytuowany współosiowo drugi wał w postaci rury, który napędzany jest niezależnym napędem i na którego końcu zamocowane są drugie łopaty mieszające. Jego istotą jest to, że oś zbiornika nachylona jest do podłoża pod kątem ostrym. Do zewnętrznej powierzchni bocznej początkowej części zbiornika zamocowany jest koniec podnośnika usadowionego na podłożu. Pierwsze łopaty mieszające są w kształcie wstęgi ślimaka, zaś drugie łopaty mieszające tworzą śmigło. W końcowej części zbiornika, przed spustem znajduje się przegroda przelewowa albo wylewowa ze szczeliną.

Opcjonalnie na przegrodzie zamocowana jest przesuwnie zasuwa.

Korzystnym skutkiem zastosowania wynalazku jest to, że proces spieniania jest efektywniejszy, a spienione lepiszcze asfaltowe charakteryzuje się pożądanymi cechami użytecznymi w budownictwie drogowym.

Urządzenie według wynalazku w przykładzie wykonania przedstawione jest na rysunku, na którym poszczególne figury przedstawiają:

Fig. 1 - widok perspektywiczny urządzenia,

Fig. 2 - przekrój urządzenia wzdłuż linii A-A.

Urządzenie do regulowanego spieniania lepiszcza asfaltowego w przykładzie wykonania posiada ogrzewany stalowy zbiornik 1 w kształcie walca o średnicy 1,5 m i długość 4 m. W początkowej części zbiornika 1 znajduje się pokrywa 1.2 z wlotem asfaltu 1.3 oraz w początkowej części zbiornika 1 znajduje się króciec wydmuchowy 1.4. W końcowej części zbiornika 1 znajduje się spust 1.1. Wewnątrz zbiornika 1 w jego osi znajduje się pierwszy wał 2 w postaci stalowej rury o średnicy 0,22 m z otworami znajdującymi się na jej powierzchni bocznej. Do wału 2 zamocowana jest pierwsza łopata mieszająca 2.1 w kształcie wstęgi ślimaka. Wał 2 podłączony jest do dozownika środka spieniającego i sprzężony jest za pomocą przekładni zębatej z napędem obrotowym 3. Wewnątrz pierwszego wału 2 współosiowo umieszczony jest drugi wał 4 w postaci stalowej rury o średnicy 0,10 m, który napędzany jest niezależnym napędem 5. Napędem obrotowym 3 i napędem 5 są motoreduktory z regulacją obrotów firmy Bodine Electric Company. Na końcu drugiego wału 4 zamocowane są drugie łopaty mieszające 4.1, które tworzą śmigło. Do zewnętrznej powierzchni bocznej początkowej części zbiornika 1 zamocowany jest koniec podnośnika 6 usadowionego na podłożu. Jako podnośnik 6 zastosowany jest modyfikowany podnośnik śrubowy z podzespołem hydraulicznym firmy Hydrafore. Oś zbiornika 1 nachylona jest do podłoża pod kątem ostrym α regulowanym w zakresie od 0°do 45°. W końcowej części zbiornika 1 przed spustem 1.1 znajduje się przegroda 1.5 przelewowa ze szczeliną 1.6. Dodatkowo na przegrodzie 1.5 zamocowana jest przesuwnie zasuwa 7.

Działanie urządzenia do regulowanego spieniania lepiszcza asfaltowego według wynalazku przedstawionego w przykładzie wykonania polega na tym, że do nachylonego do podłoża zbiornika 1 dostarcza się lepiszcze asfaltowe wlotem asfaltu 1.3. Do lepiszcza asfaltowego dozuje się środek spieniający na przykład w postaci szkła wodnego mieszanego oraz wody. Wtłacza się go w regulowanej ilości z dozownika do pierwszego wału 2, w którym poprzez otwory jest on równomiernie rozprowadzany w lepiszczu asfaltowym. Pomocny przy tym jest ruch obrotowy pierwszego wału 2 z pierwszą łopatą mieszającą 2.1, a także drugiego wału 4 z drugimi łopatami mieszającymi 4.1. Nachylenie zbiornika 1 oraz kierunek i prędkość obrotu pierwszego wału 2 z pierwszą łopatą mieszającą 2.1 i drugiego wału 4 z drugimi łopatami mieszającymi 4.1 reguluje się tak, aby spieniane lepiszcze asfaltowe przemieszczające się grawitacyjnie wewnątrz zbiornika 1 od wlotu asfaltu 1.3 do spustu 1.1 było systematycznie zawracane, przy czym stopniowo przemieszczało się w kierunku spustu 1.1. Dodatkowo stopień wymieszania i jednocześnie spienienia lepiszcza asfaltowego reguluje się poprzez odpowiednie ustawienie jego poziomu w zbiorniku 1. W tym celu zmienia się wielkość szczeliny 1.6 w przegrodzie 1.5 przelewowej wykorzystując zasuwę 7. Lotne związki emitowane podczas procesu spieniania odprowadza się króćcem wydmuchowym 1.4. Odprowadzany ze zbiornika 1 spustem 1.1 produkt jest lepiszczem asfaltowym o pożądanych parametrach spienienia.

- zbiornik

1.1 - spust

1.2 - pokrywa

1.3 - wlot asfaltu

1.4 - króciec wydmuchowy

1.5 - przegroda przelewowa

1.6 - szczelina

- pierwszy wał

2.1 - pierwsze łopaty mieszające

- napęd obrotowy

- drugi wał

Wykaz oznaczeń

4.1 - drugie łopaty mieszające

- napęd

- podnośnik

- zasuwa

Claims (2)

1. Urządzenie do regulowanego spieniania lepiszcza asfaltowego posiadające ogrzewany zbiornik (1) w kształcie walca ze spustem (1.1) w końcowej części, zaś w początkowej części zbiornika (1) znajduje się pokrywa (1.2) z wlotem asfaltu (1.3) oraz w początkowej części zbiornika (1) znajduje się króciec wydmuchowy (1.4), natomiast wewnątrz zbiornika (1) w jego osi znajduje się pierwszy wał (2) w postaci rury z otworami znajdującymi się na jej powierzchni bocznej, do którego to pierwszego wału (2) zamocowane są pierwsze łopaty mieszające (2.1), przy czym pierwszy wał (2) podłączony jest do dozownika środka spieniającego i sprzężony jest z napędem obrotowym (3) oraz wewnątrz pierwszego wału (2) znajduje się usytuowany współosiowo drugi wał (4) w postaci rury, który napędzany jest niezależnym napędem (5) i na którego końcu zamocowane są drugie łopaty mieszające (4.1) znamienne tym, że oś zbiornika (1) nachylona jest do podłoża pod kątem ostrym (α), zaś do zewnętrznej powierzchni bocznej początkowej części zbiornika (1) zamocowany jest koniec podnośnika (6) usadowionego na podłożu, natomiast pierwsze łopaty mieszające (2.1) są w kształcie wstęgi ślimaka, zaś drugie łopaty mieszające (4.1) tworzą śmigło tudzież w końcowej części zbiornika (1) przed spustem (1.1) znajduje się przegroda (1.5) przelewowa albo wylewowa ze szczeliną (1.6).

2. Urządzenie według zastrz. 1 znamienne tym, że na przegrodzie (1.5) zamocowana jest przesuwnie zasuwa (7).