Устройство для плавления битумных мастик

01 19/08 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ БИТУМНЫХ МАСТИК(57) Устройство для плавления битумных мастик, содержащее установленную на подставленную на подставку теплоизолированную емкость со сливным краном и крышкой, горизонтально расположенные над днищем в упомянутой емкости электронагревательные элементы с защитными теплопроводными оболочками и систему автоматического управления процессом электронагрева мастики, включающую в себя элемент защиты электрооборудования, два элемента И, элемент ИЛИ, два элемента НЕ, кнопки ПУСК и СТОП, сигнализатор включения устройства и регулятор температуры с датчиком и задатчиком, причем датчик установлен в емкости с возможностью контакта его защитной теплопроводной оболочки непосредственно с битумной мастикой в зоне размещения электронагревательных элементов, а задатчик расположен на измерительной шкале напротив показания, соответствующего температуре плавления битумной мастики, при этом выход первого элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, первому входу второго элемента И, входу сигнализатора включения устройства и соответствующему входу регулятора температуры, кнопка ПУСК подключена ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, кнопка СТОП подключена через первый элемент НЕ ко второму входу первого элемента И, к третьему входу которого через второй элемент НЕ подключен запрещающий выход элемента защиты, разрешающий выход которого подключен к соответствующим входам электронагревательных элементов, а выход регулятора температуры подключен ко второму входу второго элемента И, Фиг. 1 выход которого подключен к входу элемента защиты , отличающееся тем, что устройство снабжено сигнализатором минимально допустимого количества битумной мастики в емкости, вторым регулятором темпера 2440 1 туры , третьим элементом И и третьим элементом НЕ, причем датчики обоих регуляторов температуры расположены в емкости на уровне верхнего электронагревательного элемента, соответствующего минимально допустимому уровню заполнения емкости битумной мастикой, при этом во втором регуляторе температуры защитная теплопроводная оболочка датчика посредством теплопроводной перемычки соединена с аналогичной оболочкой верхнего электронагревательного элемента в активной части его теплоизлучения, а задатчик расположен на измерительной шкале напротив показания, превышающего значение температуры плавления битумной мастики, но ниже значения максимально допустимой температуры разогрева электронагревательного элемента, при этом вход второго регулятора температуры соединен с входом первого регулятора температуры и первым входом третьего элемента И, а выход - с третьим дополнительным входом второго элемента И и через третий элемент НЕ со вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к сигнализатору минимально допустимого количества битумной мастики в емкости.(56) 1. А.с. СССР 1025777, МПК 01 19/08, 1981. 2. Патент РФ 2062828, МПК 01 19/08, 1995 (прототип). Изобретение относится к строительной технике, а именно к устройствам для плавления и разогрева битумных мастик, которые могут быть использованы при кровельных, гидроизоляционных, дорожных и других работах. Известны устройства для плавления битумной мастики, содержащие емкость с крышкой, сливной патрубок, горизонтально расположенные над днищем упомянутой емкости электронагревательные элементы, а также систему автоматического управления процессом 1. К недостаткам таких устройств относятся отсутствие средства автоматической сигнализации о минимально допустимом количестве битумной мастики в емкости и отсутствие приспособления для отключения электронагревательных элементов в случае их обнаружения из-под объема мастики. Наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату является устройство для плавления битумной мастики, содержащее установленную на подставку теплоизолированную емкость с крышкой, горизонтально расположенные над днищем емкости электронагревательные элементы с защитными теплопроводными оболочками и систему автоматического управления процессом, включающую в себя, кроме упомянутых электронагревательных элементов, элементы защиты электрооборудования, два элемента И, элемент ИЛИ, два элемента НЕ, кнопки ПУСК и СТОП, сигнализатор включения устройства, регулятор температуры с датчиком и задатчиком, причем датчик установлен в емкости с возможностью контакта его защитной теплопроводной оболочки непосредственно с битумной мастикой в зоне размещения электронагревательных элементов, а задатчик расположен на измерительной шкале напротив показания, соответствующего температуре плавления битумной мастики, при этом выход первого элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, первому входу второго элемента И, входу сигнализатора включения устройства и соответствующему входу регулятора температуры, кнопка ПУСК подключена ко второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, кнопка СТОП подключена через первый элемент НЕ ко второму входу первого элемента И,к третьему входу которого через второй элемент НЕ подключен запрещающий выход элемента защиты, разрешающий выход которого подключен к соответствующим входам электронагревательных элементов, а выход регулятора температуры подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого подключен к выходу элемента защиты электрооборудования 2. Недостатками этого устройства являются во-первых, отсутствие средства автоматической сигнализации о минимально допустимом количестве битумной мастики в закрытой емкости, в результате чего обслуживающий персонал не в состоянии определить необходимость загрузки новой порции твердой кусковой мастики, что ведет к перерывам в выдаче расплавленной мастики и влечет существенное снижение производительности устройства во-вторых, отсутствие средства автоматического отключения электронагревательных элементов в случае их обнажения из-под объема мастики, что приводит к их перегреву и терморазрушению. Техническими задачами данного изобретения является обеспечение автоматического отключения непогруженных в мастику (обнаженных) электронагревательных элементов с целью недопущения перегрева последних и экономии энергии, а также обеспечение автоматической (например светозвуковой) сигнализации обслуживающему персоналу о необходимости наполнения емкости устройства новой порцией твердой кусковой мастики во избежание перерывов в выдаче расплавленной мастики и недопущения снижения производительности устройства. Эти технические задачи решены за счет того, что предлагаемое устройство для плавления битумной мастики, содержащее установленную на подставку теплоизолированную емкость со сливным краном и крышкой, горизонтально расположенные над днищем в упомянутой емкости электронагревательные элементы с защитными теплопроводными оболочками и систему автоматического управления процессом электронагрева мастики, включающую в себя элемент защиты электрооборудования, два элемента И, элемент ИЛИ, два 2 2440 1 элемента НЕ, кнопки ПУСК и СТОП, сигнализатор включения устройства и регулятор температуры с датчиком и задатчиком, причем датчик установлен в емкости с возможностью контакта его защитной теплопроводной оболочки непосредственно с битумной мастикой в зоне размещения электронагревательных элементов, а задатчик расположен на измерительной шкале напротив показания, соответствующего температуре плавления битумной мастики, при этом выход первого элемента И подключен к первому входу элемента ИЛИ, первому входу второго элемента И, входу сигнализатора включения устройства и соответствующему входу регулятора температуры, кнопка ПУСК подключена во второму входу элемента ИЛИ, выход которого подключен к первому входу первого элемента И, кнопка СТОП подключена через первый элемент НЕ ко второму входу первого элемента И,к третьему входу которого через второй элемент НЕ подключен запрещающий выход элемента защиты, разрешающий выход которого подключен к соответствующим входам электронагревательных элементов, а выход регулятора температуры подключен ко второму входу второго элемента И, выход которого подключен к входу элемента защиты, в соответствии с данным изобретением устройство снабжено сигнализатором минимально допустимого количества битумной мастики в емкости (в виде например, звонка и лампочки), вторым регулятором температуры, третьим элементом И и третьим элементом НЕ, причем датчики обоих регуляторов температуры расположены в емкости на уровне верхнего электронагревательного элемента, соответствующего минимально допустимому уровню заполнения емкости битумной мастикой при этом во втором регуляторе температуры защитная теплопроводная оболочка датчика посредством теплопроводной перемычки соединена с аналогичной оболочкой верхнего электронагревательного элемента в активной части его теплоизлучения, а задатчик расположен на измерительной шкале напротив показания, превышающего значение температуры плавления битумной мастики, но ниже значения максимально допустимой температуры разогрева электронагревательного элемента,при этом вход регулятора температуры соединен с входом первого регулятора температуры и первым входом третьего элемента И, а выход - с третьим дополнительным входом второго элемента И и через третий элемент НЕ со вторым входом третьего элемента И, выход которого подключен к сигнализатору минимально допустимого количества битумной мастики в емкости. Таким образом, предложены новые оригинальные технические средства контроля минимально допустимого количества в емкости вязкой, непрозрачной, горячей и легко застывающей жидкости, какой является битумная мастика, благодаря чему удалось создать систему мгновенного реагирования и автоматического отключения электронагревательных элементов при нормальных условиях их эксплуатации и своевременно информировать об этом обслуживающий персонал. Например, при обнажении верхних электронагревательных элементов изпод объема мастики, они автоматически отключаются от источника энергопитания, т.е. своевременно защищаются от перегорания, и включается светозвуковой сигнализатор, извещающий обслуживающий персонал об израсходовании горячей мастики и о необходимости загрузки новой порции твердого кускового битума, что гарантирует увеличение долговечности электронагревательных элементов, повышение надежности работы, повышение производительности. На основании приведенных фактов и сопоставления их с аналогами видно, что предложенное техническое решение соответствует критерию изобретательский уровень и является новым, а промышленная применимость его подтверждается приведением ниже подробным описанием конструкции и ее работы. На фиг.1 изображено устройство для плавления битумных мастик, общий вид на фиг.2, то же - разрез А-А на фиг.3 - функциональная схема системы автоматического управления процессом. Устройство для плавления битумных мастик содержит подставкуи смонтированную на ней емкость 2 с теплоизолирующим кожухом 3, крышкой 4, сливным краном 5, горизонтально расположенными над днищем 6 электронагревательными элементами 7, датчиками 8 и 9 температуры и пультом 10 системы автоматического управления процессом. Емкость 2 содержит такое количество электронагревательных элементов 7, которое способно обеспечить оптимальный режим работы устройства, при этом электронагревательные элементы 7 могут располагаться рядами как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях, при этом каждый из них снабжен сквозной защитной теплопроводной оболочкой . Крышка 4 имеет ручку 12, в которой выполнен канал для отвода скапливающихся в емкости газов. Датчики 8 и 9 температуры также снабжены защитными теплопроводными оболочками 13, 14 и расположены в обогреваемой зоне на уровне верхнего нагревательного элемента 7, который соответствует минимально допустимому уровню ( ) заполнения емкости 2 битумной мастикой, при этом оболочка 13 датчика 8 контактирует непосредственно с битумной мастикой, а оболочка 14 датчика 9 соединена с оболочкойверхнего электронагревательного элемента 7 посредством перемычки 15, выполненной из металла. Пульт 10 системы автоматического управления процессом содержит пусковую, защитную, программнологическую, измерительную, коммутирующую и сигнальную аппаратуру. Функциональная схема системы автоматического управления процессом включает в себя электронагревательные элементы 7, расположенные в емкости 2, регулятор 16 с задатчиком 17 и датчиком 8 контроля температуры битумной мастики, регулятор 18 с задатчиком 19 и датчиком 9 контроля температуры теплопроводной оболочки верхнего электронагревательного элемента 7, элемент 20 защиты электрооборудования от короткого 3 2440 1 замыкания, элементы 21, 22, 23 И, элемент 24 ИЛИ, элементы 25, 26, 27, НЕ, кнопки 28 ПУСК и 29 СТОП,сигнализатор 30 включения устройства и сигнализатор 31 минимально допустимого количества нагреваемой битумной мастики в емкости 2, причем в регуляторе 16 задатчик 17 расположен на измерительной шкале напротив показания, соответствующего температуре плавления битумной мастики, а в регуляторе 18 задатчик 19 расположен на измерительной шкале напротив показания превыщающего значение температуры плавления битумной мастики, но ниже значения максимально допустимой температуры разогрева электронагревательного элемента, при этом выход элемента 21 И подключен к первому выходу элемента 24 ИЛИ, первым входом элементов 22, 23 и, входу сигнализатора 30, первым входам регуляторов 16, 18 кнопка 28 ПУСК подключена ко второму входу элемента 24 ИЛИ, выход которого соединен с первым входом элемента 21 И кнопка 29 СТОП через элемент 25 НЕ подключена ко второму входу элемента 21 И, к третьему входу которого через элемент 26 НЕ подключен запрещающий выход элемента 20 защиты, разрешающий выход которого подключен к входам электронагревательных элементов 7 а выход регулятора 16 подключен ко второму входу элемента 22 И, выход которого соединен с входом элемента защиты 20 выход регулятора 18 подключен к третьему входу элемента 22 И и через элемент 27 НЕ ко второму входу элемента 23 И, выход которого подключен к сигнализатору 31. Устройство работает следующим образом. Перед началом работы устройство доставляют к месту использования мастики, снимают крышку 4 и загружают емкость 2 битумом до уровня максимального заполнения ( ). На регуляторе 16 с помощью задатчика 17 устанавливается необходимая температура плавления битумной мастики, например, 180 С, а на регуляторе 18 с помощью задатчика 19 устанавливают значение температуры, например,185 С, превышающее температуру плавления битумной мастики, но меньше, чем максимально допустимая температура разогрева электронагревательных элементов 7. Убедившись в готовности устройства к работе, оператор закрывает емкость 2 крышкой 4 и воздействует на кнопку 28 ПУСК, в результате чего на ее выходе появляется сигнал, который поступает через второй вход элемента 24 ИЛИ на первый вход элемента 21 И. Наличие сигналов одновременно на всех входах элемента 21 И вызывает появление сигнала на его выходе, выходе регулятора 16 температуры, входе регулятора 18 температуры, первых входах элементов 22, 23 И, входе сигнализатора 30 и первом входе элемента 24 ИЛИ, которым запоминается. Включение сигнализатора 30 свидетельствует о запуске рабочего режима. Наличие сигналов на входах регуляторов 16, 18 вызывает включение их измерительных систем, в которых происходит сравнение показаний задатчика 17 и датчика 8, задатчика 19 и датчика 9, но так как при первоначальном запуске температура битумной мастики ниже температуры ее плавления, то на выходах регуляторов 16, 18 появляются сигналы. Сигнал с выхода регулятора 16 поступает на второй вход элемента 22 И, а сигнал с выхода регулятора 18 поступает на третий вход элемента 22 И и вход элемента 27 НЕ. Наличие сигнала на входе элемента 27 НЕ вызывает исчезновение сигнала на его выходе и втором входе элемента 23 И. Наличие сигналов одновременно на всех входах элемента 22 И вызывает появление сигнала на его выходе,который поступает через вход и разрешающий выход Р элемента 20 защиты на токоподводящие фазные выводы электронагревательных элементов 7, в результате чего происходит активный разогрев теплопроводных защитных оболочеки интенсивное расплавление битумной мастики, так как она плотно соприкасается с оболочкамипо их наружной поверхности. Образовавшиеся в емкости 2 газы свободно выходят через канал в ручке 12 крышки 4. 2440 1 При достижении в зоне интенсивного расплавления битумной мастики заданной температуры происходит сравнение в измерительной системе регулятора температуры одинаковых показаний датчика 8 и задатчика 17, в результате чего исчезает сигнал на выходе регулятора 16, выходах элемента 22 И и элемента 20 защиты, а также на фазных выводах электронагревательных элементов 7. Температура в зоне интенсивного расплавления битумной мастики начинает медленно уменьшаться и когда становится ниже заданного значения,измерительная система регулятора 16 мгновенно реагирует и аналогично вышеизложенному автоматически дает команду на повторное включение всех электронагревателей 7. Таким образом, путем периодического автоматического включения и отключения электронагревательных элементов 7 осуществляется стабильное поддержание заданной температуры, что гарантирует хорошее качество приготовления битумных мастик. После завершения расплавления в емкости 2 всей битумной мастики до необходимой текучести ее расходуют, выпуская через сливной кран 5. Если в результате расхода мастики уровень ее в емкости 2 станет ниже минимально допустимого ( ),то теплопроводная оболочкаверхнего электронагревательного элемента 7 обнажится и начнет чрезмерно разогреваться в следствие резкого уменьшения теплоотвода. В этих условиях теплопроводная оболочка будет интенсивно передавать тепло через теплопроводную перемычку 15 на теплопроводную оболочку 14 датчика 9 температуры. При достижении заданной температуры перегрева (например, до 185 С) теплопроводной оболочкиверхнего электронагревательного элемента 7 в измерительной системе происходит сравнение одинаковых показаний датчика 9 и задатчика 19, в результате чего исчезает сигнал на выходе регулятора 18, третьем входе элемента 22 И и входе элемента 27 НЕ. Исчезновение сигнала на третьем входе элемента 22 И вызывает в свою очередь исчезновение сигнала на его выходе, разрешающем выходе элемента 20 запрета, в результате чего все электронагревательные элементы 7 своевременно автоматически отключаются и защищаются от терморазрушения, что гарантирует увеличение их долговечности и надежности работы. Исчезновение сигнала на входе элемента 27 НЕ вызывает появление сигнала на его выходе и выходе элемента 23 И, в результате чего включается сигнализатор 31 и своевременно извещает звуковым сопровождением обслуживающий персонал о необходимости загрузки следующей порции битумных мастик, подлежащих разогреву, благодаря чему значительно сокращаются потери времени, улучшается организация производства и повышается производительность. Таким образом, за счет создания оригинальной системы контроля минимально допустимого количества битумной мастики в емкости и системы автоматического реагирования при отклонениях от нормы, существенно увеличена долговечность и надежность работы устройства, а также повышена производительность. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.