RU2500787C2 - Method to process bitumen roof materials - Google Patents

Abstract

FIELD: construction.

SUBSTANCE: method includes preliminary cutting of a material (1), supply into a grinding chamber, grinding and discharge of the finished bitumen mass. Besides, grinding is carried out in two chambers of preliminary (3) and fine (4) grinding. Reciprocal motion of the ground material is provided from one chamber into the other, and simultaneous heating is carried out in the preliminary grinding chamber (3) by variation of the speed of rotation of the cutting elements (5) in it. The final heating of the ground material to the temperature of melting and evaporation of moisture is carried out in the fine grinding chamber (4) at the temperature of 140°-160°C due to variation of the speed of rotation of the cutting element (7) in it. The result is lower labour intensiveness and reduced energy inputs for processing of roof materials. In process of grinding the bitumen materials do not produce dust and do not scatter in the air.

EFFECT: method does not require using any heating devices and intensification additives and makes it possible to realise heating and grinding simultaneously and efficiently, using both highly viscous and adhesive bitumen wastes as the initial material.

1 dwg, 1 ex

Description

Изобретение относится к области строительства и, в частности, к утилизации и восстановлению битумно содержащих кровельных покрытий, и может найти применение при их переработке и получению обновленных материалов, содержащих битум.The invention relates to the field of construction and, in particular, to the disposal and restoration of bitumen-containing roofing coatings, and may find application in their processing and obtaining updated materials containing bitumen.

Известен способ извлечения битума из кровельных материалов, предусматривающий измельчение кровельного материала, его помещение в резервуар с нагретым битумрастворяющим веществом, растворение битума и отделение твердых фракций, при этом операции измельчения, растворения и отделения осуществляют одновременно и непрерывно в среде текущего растворителя, циркулирующего в замкнутом технологическом цикле, включающем его испарение из конечного продукта и последующую конденсацию (см. МПК B03B 9/02 описание изобретения к патенту №2117532 Российской Федерации, опубл. 20.08.1998 г.).A known method of extracting bitumen from roofing materials, comprising crushing the roofing material, placing it in a tank with heated bitumen-solvent, dissolving bitumen and separating solid fractions, while grinding, dissolving and separating are carried out simultaneously and continuously in the environment of the current solvent circulating in a closed technological cycle, including its evaporation from the final product and subsequent condensation (see IPC B03B 9/02 description of the invention to patent No. 2117532 Russian Federation, published on 08.20.1998).

Недостатком известного способа являются ограниченные технологические возможности, позволяющие только выделять битум из обработанных кровельных материалов, исключая при этом получение восстановленных кровельных материалов.The disadvantage of this method is the limited technological capabilities that allow you to only select bitumen from the processed roofing materials, excluding the receipt of restored roofing materials.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является способ переработки битумных кровельных материалов, включающий их предварительную нарезку, подачу в камеру измельчения тупыми ножами, сортировку измельченного материала на битумный порошок и битуминизированный картон, при этом на стадии измельчения в него вводят воду в количестве 1-15% от массы перерабатываемого материала и создают мелкокапельный туман за счет высокоскоростного вращения ножей, который обволакивает дробимый материал, исключая его налипание на внутренние поверхности камеры измельчителя, улавливают образующийся пылевидный битум, который вместе с битумным порошком подвергают переплавке одновременно с его дегидротацией (см. МПК B29C 9/12, описание изобретения к патенту №2251456 Российской Федерации, опубл. 10.05.2005 г.) - ближайший аналог.Closest to the claimed technical solution is a method of processing bitumen roofing materials, including their preliminary cutting, feeding into the grinding chamber with blunt knives, sorting of the crushed material into bituminous powder and bituminized cardboard, while at the grinding stage, water is added in the amount of 1-15% from the mass of the processed material and create a droplet fog due to the high-speed rotation of the knives, which envelops the crushed material, excluding its sticking to the internal surface the surface of the grinder chamber, the resulting dusty bitumen is captured, which, together with the bitumen powder, is subjected to remelting at the same time as its dehydration (see IPC B29C 9/12, description of the invention to patent No. 2251456 of the Russian Federation, publ. 10.05.2005) - the closest analogue.

Недостатком известного способа является высокая трудоемкость, обусловленная многостадийностью, большим расходом энергии на дегидрацию разделением отходов на фракции с их последующим раздельным использованием.The disadvantage of this method is the high complexity due to the multi-stage, high energy consumption for dehydration separation of waste into fractions with their subsequent separate use.

Техническим результатом заявляемого технического решения является снижение трудоемкости и уменьшение энергетических затрат на переработку кровельных материалов.The technical result of the proposed technical solution is to reduce the complexity and reduce energy costs for the processing of roofing materials.

Сущность технического решения заключается в том, что в способе переработки битумных кровельных материалов, включающем их предварительную нарезку, подачу в камеру измельчения, измельчение и выгрузку готовой битумной массы, измельчение осуществляют в двух камерах предварительного и мелкого измельчения, при этом обеспечивают поступательное движение измельчаемого материала из одной камеры в другую и одновременный нагрев в камере предварительного измельчения путем изменения скорости вращения режущих органов в ней, а окончательный нагрев измельчаемого материала до температуры плавления и испарения влаги осуществляют в камере мелкого измельчения при температуре 140°-160°С за счет изменения скорости вращения режущего органа в ней.The essence of the technical solution lies in the fact that in the method of processing bitumen roofing materials, including their preliminary cutting, feeding into the grinding chamber, grinding and unloading of the finished bitumen mass, grinding is carried out in two chambers of preliminary and fine grinding, while ensuring the forward movement of the crushed material from one chamber to another and simultaneous heating in the preliminary grinding chamber by changing the speed of rotation of the cutting organs in it, and the final heating in the crushed material to a melting point and evaporation of moisture is carried out in a fine grinding chamber at a temperature of 140 ° -160 ° C by changing the speed of rotation of the cutting body in it.

В отличие от известных способов, заявляемый способ позволяет осуществить непрерывный технологический процесс переработки отходов за счет измельчения их в двух камерах и обеспечения поступательного движения измельчаемого материала из одной камеры в другую с его одновременным нагревом в камере предварительного измельчения путем изменения скорости вращения режущих органов в ней, в результате чего в полной мере используется эффект перехода кинетической энергии в тепло за счет увеличения трения материала о режущие поверхности. Таким образом, способ не требует использования каких-либо нагревательных устройств и позволяет создать высокотехнологичное оборудование для его осуществления. Окончательный нагрев измельченного материала до температуры плавления и испарения влаги, который осуществляют в камере мелкого измельчения при температуре 140°-160°С за счет изменения скорости вращения режущего органа в ней, позволяет получить качественную дисперсную битумную массу, используемую для приготовления различных материалов на битумной основе.Unlike the known methods, the inventive method allows for the continuous technological process of processing waste by grinding them in two chambers and ensuring the translational movement of the crushed material from one chamber to another with its simultaneous heating in the preliminary grinding chamber by changing the speed of rotation of the cutting organs in it, as a result, the effect of the transfer of kinetic energy into heat is fully used due to an increase in the friction of the material on the cutting surfaces. Thus, the method does not require the use of any heating devices and allows you to create high-tech equipment for its implementation. The final heating of the crushed material to the melting and evaporation of moisture, which is carried out in a fine grinding chamber at a temperature of 140 ° -160 ° C by changing the speed of rotation of the cutting body in it, allows you to get high-quality dispersed bitumen mass used for the preparation of various materials on a bitumen basis .

Предлагаемый способ поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена установка для реализации способа.The proposed method is illustrated by drawings, where figure 1 shows the installation for implementing the method.

Способ переработки битумных кровельных материалов осуществляется следующим образом. Отходы битумного материала 1 поступают в приемную воронку 2 и далее в рабочую камеру, которая состоит из камеры 3 предварительного и камеры 4 тонкого измельчения. Режущие органы в камере 3 выполнены в виде двух вращающихся шнеков 5, а в камере 4 они выполнены в виде двух ножевых дисков: неподвижного 6 и вращающийся 7, при этом диск 6 установлен с зазором 8 величиной 1,0-3,0 мм по отношению к вращающемуся диску 7. Отходы, поступив через воронку в камеру 3 захватываются вращающимися шнеками 5, перемещаются вдоль стенок камеры 3 и за счет их трения по отношению друг другу возникает тепло, которое при скорости вращения 30 оборотов в минуту может составлять 50°С, а при скорости 60 оборотов в минуту достигать температуры 60°С. Из камеры 3 предварительно измельченные отходы поступают в камеру 4 через отверстия 9, выполненные в неподвижном диске 6 и попадают в зазор 8. Благодаря тому, что рабочие поверхности дисков 6 и 7 выполнены ножевыми, происходит тонкое измельчение материалов. Температуру нагрева в камере 4 увеличивают путем изменения скорости вращения диска 7, которая достигает значения 140°С при скорости вращения диска 7 1500 оборотов в минуту и значения 160°С при скорости 3000 оборотов в минуту. На стадии этого окончательного нагрева происходит выпаривание влаги из измельченной битумной массы.A method of processing bitumen roofing materials is as follows. The waste of bitumen material 1 enters the receiving funnel 2 and then into the working chamber, which consists of a preliminary chamber 3 and a fine grinding chamber 4. The cutting organs in the chamber 3 are made in the form of two rotating screws 5, and in the chamber 4 they are made in the form of two knife disks: stationary 6 and rotating 7, while the disk 6 is installed with a gap 8 of 1.0-3.0 mm in relation to to the rotating disk 7. Waste entering through the funnel into the chamber 3 is captured by the rotating screws 5, moves along the walls of the chamber 3 and due to their friction relative to each other there is heat, which at a speed of 30 revolutions per minute can be 50 ° C, and at a speed of 60 rpm to reach the temperature 60 ° C. From the chamber 3, the pre-shredded waste enters the chamber 4 through the openings 9 made in the fixed disk 6 and enters the gap 8. Due to the fact that the working surfaces of the disks 6 and 7 are made with knife discs, fine grinding of materials occurs. The heating temperature in the chamber 4 is increased by changing the speed of rotation of the disk 7, which reaches a value of 140 ° C at a speed of rotation of the disk 7 of 1500 rpm and a value of 160 ° C at a speed of 3000 rpm. At the stage of this final heating, moisture is evaporated from the crushed bitumen mass.

Вращение двух шнеков 5 в камере 3 осуществляют с помощью привода 10, в качестве которого используют, например, электродвигатель марки 4А1126У с червячным редуктором 11, а в качестве привода 12 для вращения диска 7 используют, например, электродвигатель марки 4А1602У.The rotation of the two screws 5 in the chamber 3 is carried out using a drive 10, for which, for example, a 4A1126U electric motor with a worm gearbox 11 is used, and, for example, a 4A1602U electric motor is used as a drive 12 for rotating a disk 7.

В процессе измельчения в заявляемом способе кровельные битумные отходы находятся в замкнутом пространстве, не пылят и не разлетаются. Способ не требует использования каких-либо интенсификационных добавок.In the grinding process in the present method, roofing bitumen waste is in a confined space, does not dust and does not fly apart. The method does not require the use of any intensification additives.

Способ позволяет две стадии процесса: измельчение и нагрев осуществлять одномоментно и эффективно, используя в качестве исходного материала как высоковязкие, так и адгезионные битумные отходы.The method allows two stages of the process: grinding and heating to be carried out simultaneously and efficiently, using both highly viscous and adhesive bitumen waste as starting material.

Битумная масса, полученная предлагаемым способом может использоваться для приготовления битумных мастик, покровного слоя при производстве рулонных кровельных материалов. При этом хорошо измельченные и равномерно распределенные в битумной массе волокна основы, например, картон, стеклоткань, стеклохолст, полиэфирный холст, армируют битумную массу и придают ей новые свойства, а именно: повышают прочность, уменьшают растрескивание, увеличивают теплостойкость.The bitumen mass obtained by the proposed method can be used for the preparation of bitumen mastics, a coating layer in the production of rolled roofing materials. At the same time, the bases, for example, cardboard, fiberglass, fiberglass, polyester canvas, well crushed and evenly distributed in the bitumen mass, reinforce the bitumen mass and give it new properties, namely: increase strength, reduce cracking, and increase heat resistance.

Claims (1)

Способ переработки битумных кровельных материалов, включающий их предварительную нарезку, подачу в камеру измельчения, измельчение и выгрузку готовой битумной массы, отличающийся тем, что измельчение осуществляют в двух камерах предварительного и мелкого измельчения, при этом обеспечивают поступательное движение измельчаемого материала из одной камеры в другую и одновременный нагрев в камере предварительного измельчения путем изменения частоты вращения режущих органов в ней, а окончательный нагрев измельчаемого материала до температуры плавления и испарения влаги осуществляют в камере мелкого измельчения при температуре 140-160°С за счет изменения частоты вращения режущего органа в ней. A method of processing bitumen roofing materials, including their preliminary cutting, feeding into the grinding chamber, grinding and unloading the finished bitumen mass, characterized in that the grinding is carried out in two chambers of preliminary and fine grinding, while ensuring the forward movement of the crushed material from one chamber to another and simultaneous heating in the pre-grinding chamber by changing the frequency of rotation of the cutting organs in it, and the final heating of the crushed material to a pace Aturi melting and evaporation is carried out in the fine grinding chamber at a temperature of 140-160 ° C by changing the cutting tool speed therein.