煉磨式改性瀝青生產設備的製作方法
2023-05-30 11:47:11 1
專利名稱：煉磨式改性瀝青生產設備的製作方法
技術領域：
本發明屬於道路及機場跑道鋪面材料的製備設備技術領域。特別涉及一種用於路面的、將熱塑性高分子聚合物與瀝青混合的、改性瀝青的生產設備。
隨著高分子化學工業的發展，廣泛大量地採用改性瀝青新技術，是今後瀝青混凝土路面，瀝青混凝土飛機跑道，罩面應用的必然發展趨勢。將瀝青與熱塑性高分子聚合物這兩類相對不融的材料複合在一起並發揮出各自的固有特性，其關鍵是要有適合的加工設備。目前我國尚無專門用於路面的生產瀝青與高分子聚合物熱塑聚合物的設備。而國外此類的設備，其使用價格昂貴，不適宜我國國情。
本發明的目的就是要提供一種能夠有效地實現熱塑性高分子聚合物，特別是熱塑性丁苯橡膠(SBS)與瀝青的複合工藝的，生產用於路面改性瀝青的，價格低廉的，符合我國國情的煉磨式改性瀝青生產設備。
本發明是這樣實現的，它將原樣瀝青輸送計量裝置、外摻劑輸送計量裝置、融混攪拌裝置、研磨裝置、成品輸出裝置、伴熱裝置以及控制裝置都集中在一個拖掛底盤機架上。其特徵是，它的融混攪拌裝置採用三罐同體、臥軸攪拌式，其結構是由二個融混循環工作罐和一個改性瀝青成品罐橫向順序排列，在罐體中心有一臥軸貫穿三罐，由設在臥軸一端的減速機構驅動，在臥軸上布有攪拌葉槳，其半徑為罐體半徑，在二個工作罐上分別開有原樣瀝青輸入口，外摻劑輸入口，融混瀝青輸出、輸入口，在成品罐上開有成品瀝青入口及輸出口，在三個罐上還分別開有觀察孔。在融混循環工作罐的上方通過支架設有外摻劑輸送計量裝置，由雙螺旋輸送機、料倉、計量裝置及傳感器組成，在料倉的料門處有孔狀軟管通往融混循環罐上的外摻劑輸入口。原樣瀝青輸入計量裝置有瀝青過濾器、原樣瀝青輸送泵、瀝青閥、高溫高粘稠流量計、三通閥依次用帶保溫的管道連接，三通閥的另外二個接口由管道接往二個工作罐的原樣瀝青輸入口。研磨裝置設置在融混循環罐前方的機架上，煉磨機的進口通過一個三通閥與二個融混循環罐的融混瀝青輸出口相接，煉磨機的出口通過三通閥通往工作罐或成品罐的輸入口。成品瀝青輸出裝置為一個成品瀝青輸送泵，進口處設有瀝青閥，通過管道與改性瀝青成品罐的成品瀝青輸出孔相接，成品瀝青輸送泵的出口通往瀝青混凝土拌合設備。所有連接管道均帶有伴熱系統，在煉磨機的上方通過支架置有熱源供給裝置，通過管道與伴熱系統連接。整臺設備由一液壓泵站驅動所有閥件動作，操作顯示控制機構，採用可編程控制(PLC)自動程序控制。
本發明的工作過程是，當整臺設備的各工作系統達到合適的工作溫度時即開始工作，閘閥開啟，三通閥處在相應位置，攪拌裝置開始動作，原樣瀝青輸送泵啟動運轉，高溫的瀝青由管道經過瀝青過濾器進入原樣瀝青輸送泵，通過高溫高粘稠流量計、三通閥、由融混循環罐原樣瀝青輸入口進入一個融混循環工作罐，當計量達到要求時，閘閥關閉，原樣瀝青輸送泵停止工作。原樣瀝青在工作罐中稍滯後，外摻劑由螺旋輸送。機送入料倉，當計量合格後，料門開啟，外摻劑由外摻劑輸入口緩緩進入工作罐，與原樣瀝青在攪拌葉漿的驅動下進行融混。當融混達到規定時間時，工作罐的融混瀝青輸出口通過三通閥與煉磨機的進口接通，融混瀝青進入煉磨機。在煉磨機內，經過高溫、高壓、高速撞擊和剪切，使之顆粒破碎並融混，由出口通過管道、三通閥進入另一個融混循環工作罐，再攪拌融混後，再進入煉磨機。根據不同配方的要求，經反覆循環研磨，直至達到規定的技術指標，其成品即改性瀝青進入成品罐保存。成品瀝青由成品瀝青輸送泵送往瀝青混凝土拌合設備。
本發明的優點是集機、電、液、熱於一體，整臺設備可在任何地區隨機移動，適合野外流動性施工要求；生產全過程人、機界面操作方便，由可編程控制(PLC)程序自動控制，亦可手動控制；其融混攪拌裝置為三罐同體，通軸臥式，攪拌結構緊湊，表面積小，熱量損失少，攪拌葉片面積大，整罐攪拌，易融混升溫；所採用煉磨機為自吸式，多道、動靜磨盤，交錯齒道，通道通徑不等，相對可調，相對位移轉動，使每次循環均達到液流遞增式，高壓高溫、高線速射流撞擊剪切，確保了混合物在高溫裂解條件下極度均化，顆粒細化；外摻劑由雙螺旋輸送機輸送，一次投料，分批次計量，連續工作；採用的瀝青輸送泵的螺旋擺動葉片的運動軌跡為一共軛曲線，其流量可達每小時30多立方；採用的瀝青閥為板式閘閥，因而其殼體不需設夾層保溫，整個閥體重量輕，閥體簿，閥心為板狀，用不鏽鋼材質，耐油、耐高溫；採用本發明生產的改性瀝青其外摻劑輸出的粒徑小於0.015毫米的達95％。
圖1為本發明結構布置示意圖。
圖2為本發明工作流程示意及融混攪拌裝置結構示意圖。
圖3為煉磨機結構示意圖。
圖4為煉磨機動盤和定盤的軸向剖面圖。
圖5為圖4的A-A剖視、煉磨機動盤端面齒道布置圖。
圖6為圖4的B-B剖視、煉磨機定盤端面齒道布置圖。
圖7為板式閘閥結構示意圖。
其中1-掛車；2-板式閘閥；3-成品瀝青輸送泵；4-原樣瀝青輸送泵；5-板式閘閥；6-瀝青過濾器；7-煉磨機；8-液壓泵站；9-高溫高粘稠瀝青流量計；10-三通閥；11-三通閥；12-螺旋輸送機；13-料倉；14-壓力傳感器；15-稱量裝置；16-融混攪拌裝置；17-板式閘閥；18-三通閥；19-三通閥；20-罐體中隔斷；21-融混循環工作罐；22-融混循環工作罐；23-成品瀝青罐；24-臥軸；25-矩形攪拌葉漿；26-法蘭；27-自吸式潤滑立式減速機；28-熱源供給裝置；29-操作顯示控制裝置；30-瀝青輸入口；31-融混瀝青輸入口；32-外摻劑輸入口；33-瀝青輸出口；34-瀝青輸出口；35-成品瀝青輸入口；36-成品瀝青輸出口；37-外摻劑輸入口；38-瀝青輸入口；39-融混瀝青輸入口；40-煉磨機主軸；41-恆定轉子；42-第-道錐形動盤；43-第二道動盤；43.a-齒刀；43.b-齒刀槽；44-第三道動盤；44.a-齒刀；44.b-齒刀槽；45-第四道動盤；45.a-齒刀；45.b-齒刀槽；46-環形定子；47-第二道定盤；47.a-齒刀；47.b-齒刀槽；48-第三道定盤；48.a-齒刀；48.b-齒刀槽；49-第四道定盤；49.a-齒刀；49.b-齒刀槽；50-第一道筒形定盤；51-腔體；52-旋轉推進葉片；53-煉磨機機殼；54-腔體；55-機蓋；56-吊耳；57-放氣塞；58-低位排汙孔；60-板式閘閥殼體；61-閥芯；62-驅動裝置；63-鑲體；64-密封圈；65-驅動杆；66-雙頭螺柱；67-雙頭螺柱及螺母；68-裝料壓板。
下面給出本發明的實施例，並結合附圖進一步詳細描述本實用新型的結構。
如圖1所示，選擇符合國際標準的掛車1作為設備基座，整個設備的長寬高均在國際規範允許範圍內，掛車1備有四個升降支腿可將整個設備支起，使車胎免受重壓。該設備由原樣瀝青輸送計量裝置、外摻劑輸送計量裝置、融混攪拌裝置、研磨裝置、成品瀝青輸出裝置、伴熱系統及其供熱裝置、以及整機的操作控制裝置組成。如圖1、圖2所示，本發明的特徵是，其原樣瀝青輸送裝置由瀝青過濾器6、原樣瀝青輸送泵4、板式閘閥5、高溫高粘稠瀝青流量計9、三通閥10用帶有伴溫的管道依次連接組成，原樣瀝青輸送泵4位於機架下方的框架內。其外摻劑輸送計量裝置位於融混攪拌裝置16的上方，它有二個螺旋輸送機12、料倉13、壓力傳感器14、稱量裝置15及支架，由二個螺旋輸送機供給不同種類的外摻劑。融混攪拌裝置16有二個融混循環工作罐21、22，一個成品瀝青罐23順序排列焊為一體，整個罐體外表設有三路連通式導熱油介質夾層及複合材料保溫層、單向鋁膜保溫層、金屬罩殼保護層，在罐體中心有一臥軸24貫穿三罐，其上沿罐體通長布有帶網孔的矩形攪拌葉漿25，葉漿半徑略小於罐體內徑，360度轉動攪拌，臥軸24由一個強制式潤滑的立式減速機27驅動，通過法蘭26連接實現它的低速運動，在軸前、後端由滾動軸承支承，軸承座固定在罐體兩端壁，在罐體中隔斷20有軸瓦支撐及密封裝置，在融混循環工作罐21、22上，分別開有瀝青輸入口30、38，由管道通往三通閥10的二個出口，瀝青輸出口33、34，由管道通往另一個三通閥11的二個進口，還分別開有各自的外摻劑輸入口32、37，通過孔狀軟管與料倉13底部的料門聯通，在成品瀝青罐23上開有成品瀝青輸入口35及輸出口36，在三個罐體上還分別開有各自的觀察孔。研磨裝置位於融混攪拌裝置16的前方，採用液流遞增式的煉磨機7，其進口有管道與三通閥11的出口連接，其出口有管道與三通閥18的進口連接，三通閥18的一個出口有管道通往工作罐21的融混瀝青輸入口31，另一個出口與三通閥19的進口相通，三通閥19的二個出口有管道分別通往工作罐22的融混瀝青輸入口39和成品罐的成品瀝青輸入口35，煉磨機7與三通閥18之間設有板式閘閥17。成品瀝青輸出裝置為一個與原樣瀝青輸送泵4並列設置的成品瀝青輸送泵3，其進口前的有板式閘閥2，由管道與成品瀝青罐23的成品瀝青輸出口36連接。板式閘閥2、5、17、三通閥10、11、18、19有各自的液壓驅動油缸。所有連接管道均帶有伴熱系統，在煉磨機7的上方通過支架設有熱源供給裝置28，通過管道與伴熱系統相聯。在掛車1的前端設有液壓泵站8和操作顯示控制裝置29，整臺設備中所有閥體動作均由液壓泵站8驅動完成，控制機構採用可編程序控制器可編程控制(PLC)，實現整機的自動及手動控制。
如圖3至圖6所示，煉磨機7的特徵在於在煉磨機主軸40的前端通過過渡配合裝有第一道錐形動盤42，與位於其後端的固定在主軸上的恆定轉子41配合聯結，從錐形動盤42底徑的外沿，沿恆定轉子41的端面徑向固定著二道以上的圓環形動盤，如圖4所示，有第二道動盤43、第三道動盤44、第四道動盤45。如圖3所示，在環形動盤的對面，有一個與機殼53固定連接的環形定子46，在它的端面徑向固定著二道以上的圓環形定盤，與圓環形動盤一一相對應，如圖4所示，有第二道定盤47、第三道定盤48、第四道定盤49。如圖3所示，第一道定盤50為筒形的，與機殼53、環形定子46固定連接，罩在第一道動盤42外。所有的定動盤、定子、轉子均同軸。在錐形動盤42的表面布有旋轉推進葉片52。在環形動盤和定盤的端面沿徑向為小於30度的傾斜曲面且布有徑向的齒，各道盤面的齒數、齒形、齒的長短、齒槽的寬窄、深淺均不相同，每道相對應的盤面齒形相呼應。如圖4所示，各道環盤呈階梯狀排列，相互交錯。相對應的環形定盤和動盤之間有15mm以下的工作間隙，由渦輪、渦杆、手輪組成的調整機構調整。定盤50與動盤42形成腔體51，與瀝青進口通道相通。最外道動盤45與煉磨機殼體53形成的腔體54與瀝青出口相通。如圖4、圖6所示，在定盤47的端面均勻地布有徑向的齒刀47.a，齒刀長與盤寬相等，齒刀47.a的兩端有小於45度的傾角。在定盤48的盤面上布有交錯的斷齒48.a，齒刀槽48.b由深到淺互相交錯。定盤49的齒刀49.a的長略小於盤寬，齒刀槽49.b從外向內沿曲面由深到淺，在環形圓盤的內邊緣留有一平面。如圖4、圖5所示，在動盤43的盤面上布有與盤寬等長的齒刀43.a，齒刀槽43.b從內向外沿曲面由深到淺。動盤44、動盤45的齒刀44.a、45.a的長略小於盤寬，齒刀槽44.b、45.b從內向外沿曲面由深到淺，在環形圓盤的外邊緣留有一平面。如圖4所示，定盤47、48、49與動盤43、44、45一一相互對應，中間有工作間隙，在每兩道盤的相接處，相對應的定動盤之間，形有一個空間為滯留區。
煉磨機的工作過程是，首先根據不同的外摻劑配方調整好定盤與動盤的工作間隙，主軸在大功率的電動機帶動下高速旋轉，其轉速達到上千轉/分以上，動盤與定盤相對高速轉動，產生強大的吸力，大量的高溫瀝青混合物從瀝青入口通道進入第一道定盤50與動盤42形成的腔體51內，由旋轉推進葉片52向機內推進，並與動盤一起作高速旋轉，融混物受到離心力和剪切力的作用，如圖4所示，其中一部分很快地通過環形動盤與定盤形成的狹小的工作間隙，另一部分瞬時停留在滯留區內。停下的這部分物質因在高速轉動和綜合力作用下的突然停頓，而產生瞬間能量釋放，使物質間碰撞、破碎。通過的部分在狹小的縫隙中流速增加，並經定、動盤間縫道的碾磨，比初始狀更細小的瀝青融混物以高速進入下一個滯留區。由於每道盤呈梯形狀排列，高速進入的瀝青混合物便撞擊在下一道環盤的端面，產生了大於前面的撞擊力。此時的瀝青混合物不僅受到離心和剪切力的作用，同時還受到更大的撞擊力的作用，物質的能量又一次得到釋放，細小的融混物之間破碎又一次加劇，並在滯留區內瞬間滯後。這一滯後狀態使腔體內的壓力增高，因此瀝青混合物在腔體內的高溫高壓下，受到不同形式的力作用，迅速分裂破碎，而且一次比一次劇烈。如此經過最後一道盤的研磨後，瀝青混合物進入腔體54，從瀝青出口流向工作罐等待下一次煉磨。在反覆經過多道上述定動盤間的腔體後，瀝青混合物的運動狀態發生變化，改變了混合物的顆粒大小，同時物質的分子鏈也迅速發生變化，使瀝青混合物更細更均勻，並改性，最終使其顆粒在0.015mm以下，均勻度達到95％。達到技術要求後的改性瀝青從煉磨機瀝青出口流入成品罐，以備生產需要。
如圖7所示，本發明所採用的瀝青閥為板式閘閥，由閥殼體60、閥芯61、驅動裝置62及密封裝置組成，其閥芯61為板狀、不鏽鋼材質，在閥芯61的兩端與閥體60間鑲有聚四氟的鑲體63，並加有一道密封圈64。
權利要求
1．一種將原樣瀝青輸送計量裝置、外摻劑輸送計量裝置、融混攪拌裝置、研磨裝置、成品輸出裝置、伴熱裝置以及控制裝置都集中在一個拖掛底盤機架上的煉磨式改性瀝青生產設備，其特徵是，它的融混攪拌裝置的結構是由二個以上的融混循環工作罐和一個改性瀝青成品罐橫向順序排列，在罐體中心有一臥軸貫穿罐體，由設在臥軸一端的減速機構驅動，在臥軸上布有攪拌葉槳，其半徑為罐體半徑，在每個工作罐上分別開有原樣瀝青輸入口，外摻劑輸入口，融混瀝青輸出、輸入口，在成品罐上開有成品瀝青入口及輸出口，在所有罐上還分別開有觀察孔，在融混循環工作罐的上方通過支架設有外摻劑輸送計量裝置，由雙螺旋輸送機、料倉、計量裝置及傳感器組成，在料倉的料門處有孔狀軟管通往融混循環罐上的外摻劑輸入口，原樣瀝青輸入計量裝置有瀝青過濾器、原樣瀝青輸送泵、瀝青閥、高溫高粘稠流量計、三通閥依次用帶保溫的管道連接，三通閥的另外二個接口由管道接往工作罐的原樣瀝青輸入口，研磨裝置設置在融混循環罐前方的機架上，煉磨機的進口通過一個三通閥與工作罐的融混瀝青輸出口相接，煉磨機的出口通過三通閥通往工作罐或成品罐的輸入口，成品瀝青輸出裝置為一個成品瀝青輸送泵，進口處設有瀝青閥，通過管道與改性瀝青成品罐的成品瀝青輸出孔相接，成品瀝青輸送泵的出口通往瀝青混凝土拌合設備，所有連接管道均帶有伴熱系統，在煉磨機的上方通過支架置有熱源供給裝置，通過管道與伴熱系統連接，它還有一驅動整臺設備所有閥件動作的液壓泵站，一個採用可編程控制(PLC)自動程序控制的操作顯示控制機構。
2．根據權利要求1所述的煉磨式改性瀝青生產設備，其特徵在於它的煉磨機有三道以上一一呼應的動盤和定盤，在煉磨機主軸40的前端通過過渡配合裝有第一道錐形動盤42，與位於其後端的固定在主軸上的恆定轉子41配合聯結，從錐形動盤42底徑的外沿，沿恆定轉子41的端面徑向順序固定著二道以上的圓環形動盤，在環形動盤的對面，有一個與機殼53固定連接的環形定子46，在它的端面徑向順序固定著二道以上的圓環形定盤，與圓環形動盤一一相對應，第一道定盤50為筒形的，與機殼53、環形定子46固定連接，罩在第一道動盤42外，所有的定動盤、定子、轉子均同軸，在錐形動盤42的表面布有旋轉推進葉片52，在環形動盤和定盤的端面沿徑向為小於30度的傾斜曲面且布有徑向的齒，每道相對應的盤面齒形相呼應，各道環盤呈階梯狀排列，相互交錯，相對應的環形定盤和動盤之間有15mm以下的由渦輪、渦杆、手輪組成的調整機構調整的工作間隙，定盤50與動盤42形成腔體51，與瀝青進口通道相通，最外道動盤45與煉磨機殼體53形成的腔體54與瀝青出口相通。
3．根據權利要求2所述的煉磨式改性瀝青生產設備，其特徵在於所說的煉磨機的圓環形動盤和定盤各有三道，從內向外，在第一道環形定盤的端面均勻地布有徑向的齒刀，齒刀長與盤寬相等，齒刀的兩端有小於45度的傾角，在第二道定盤的盤面上布有交錯的斷齒刀，齒刀槽從盤邊緣由深到淺互相交錯，第三道定盤的齒刀長小於盤寬，齒刀槽從外向內沿曲面由深到淺，在環形圓盤的內邊緣留有一平面，與定盤對應，在第一道動盤的盤面上布有與盤寬等長的齒刀，齒刀槽從內向外沿曲面由深到淺，第二道動盤、第三道動盤的齒刀長小於盤寬，齒槽從內向外沿曲面由深到淺，在環形圓盤的外邊緣留有一平面，三道定盤與三道動盤一一相呼應，中間有工作間隙，第二道動定盤間的工作間隙小於第一、第三道動定盤間的工作間隙。
4．根據權利要求2或3所述的煉磨式改性瀝青生產設備，其特徵在於所說的煉磨機，在每兩道動盤或定盤的相接處，相呼應的動定盤之間，有一個滯留區空間。
5．根據權利要求1或2或3所述的煉磨式改性瀝青生產設備，其特徵在於所說的瀝青閥是由閥殼體60、閥芯61、驅動裝置62及密封裝置組成的板式閘閥，其閥芯61為板狀、不鏽鋼材質，在閥芯61的兩端與閥體60間鑲有聚四氟的鑲體63，並加有一道密封圈64。
6．根據權利要求4所述的煉磨式改性瀝青生產設備，其特徵在於所說的瀝青閥是由閥殼體60、閥芯61、驅動裝置62及密封裝置組成的板式閘閥，其閥芯61為板狀、不鏽鋼材質，在閥芯61的兩端與閥體60間鑲有聚四氟的鑲體63，並加有一道密封圈64。
全文摘要
本發明為一種生產用於路面的高分子聚合物改性瀝青生產設備。其特點是集機、電、液、熱於一體,可編程控制器PLC自動控制生產全過程,融混攪拌裝置為三罐同體,通軸臥式,外摻劑由雙螺旋輸送機輸送,瀝青輸送泵流量達每小時30多立方,瀝青閥為板式閘閥,殼體不需設夾層保溫,煉磨機的特點是多道動靜磨盤、交錯齒道、通道通徑不等、相對可調、相對位移轉動,確保了混合物在高溫裂解條件下極度均化,顆粒細化,其外摻劑輸出粒徑小於0.015mm的可達97%。
文檔編號E01C19/02GK1235084SQ9810212
公開日1999年11月17日 申請日期1998年5月11日 優先權日1998年5月11日
發明者李道輔, 李舜範, 高慶壽, 張汝舸, 王政恩, 李曉俠, 印世民 申請人:北京市公路局, 湖北通發科技開發有限公司