一种用于制造沥青路面的胶体磨及其使用方法与流程

文档序号:13755975阅读:539来源:国知局
本发明涉及破碎、磨粉或粉碎,具体来说,是一种用于制造沥青路面的胶体磨及其使用方法。
背景技术
:随着我国国民经济的飞速发展,交通运输特别是公路运输任务日益繁重,大力发展高等级公路已成为当今公路运输发展的一个重要特征。在所有已建公路中,由于沥青路面具有良好的行车舒适性、建设速度快、维修方便等特点,因此,沥青路面在路面结构中应用得越来越广泛。但是,随着国民经济的发展、人民生活水平的提高,交通量迅速增大,车辆大型化、严重超载、车辆渠道化等问题接踵而来。这使得沥青混凝土路面经受着严峻的考验,沥青路面出现了抗车辙能力不足和早期破损增多的现象,路面使用性能衰减加快,使用寿命大大缩短。特别是由于夏季高温情况下,车辆超载引起的车辙达到了惊人的地步。近年来我国高速公路沥青路面早期损坏严重,20世纪90年代后期主要是水损坏严重,通过研究和采取措施得到一定程度的控制,但近年来却出现严重的车辙损坏,尤其是早期车辙损坏,引起了全社会的普遍关注。尽管国外对沥青路面车辙问题研究较多,但我国并没有引起重视,原因是我国公路普遍采用半刚性基层沥青路面,车辙变形的产生也主要是失稳性车辙,由于初期沥青面层较薄、交通量较小、车辆荷载也小,并没有出现明显的车辙问题;近年随着高速公路建设的发展,沥青面层增厚、交通量增大、运输车辆重载化尤其是超载严重,再加上气候反常,出现持续高温,以及沥青混合料性能的变化(为防止水损害而增加沥青用量、采用密级配、降低设计空隙率),尽管采用了好的沥青材料和矿料,仍不能抑制车辙永久变形的产生。同时,沥青路面又具有一定的塑性,在长期荷载和温度的作用下容易产生形变累积,而且沥青路面受气候和施工季节的限制较大,温度稳定性差,高温容易变软,低温情况下容易脆裂。通车后,因行车荷载作用、外界环境以及设计、施工中存在的不足,会逐渐出现诸多病害。主要有裂缝(纵裂、横裂等)、变形(车辙、拥包、波浪)、松散及其他(泛油、唧浆)四大类,其中以横纵向裂缝和车辙类病害居多。大交通量和超载严重的车辆,导致路面结构层内产生较高的水平剪应力,加上在高温环境下沥青混合料的抗剪能力下降,使沥青路面出现了严重的车辙、裂缝的情况,尤其在渠化交通处更为明显。要从根本上解决这个问题,国内外学者对重载交通情况下的沥青的抗车辙能力进行了大量的研究。国内外学者针对不同地域的实际路段情况,以基质沥青和辅助剂为主要原料,采用加入SBR/SBS复合改性剂,加增粘剂、增延剂、抗氧化剂、同时加入复合物,在基质沥青中采用不同的搅拌、研磨、剪切、进行纯物理的交联反应,制备出了满足不同服役道路条件的耐老化聚合物重载交通情况下的改性沥青。交联反应中的研磨主要通过胶体磨完成,胶体磨由不锈钢、半不锈钢胶体磨组成,基本原理是通过高速相对连动的定齿与动齿之间。胶体磨产品除电机及部分零部件外,凡与物料相接触的零部件全部采用高强度不锈钢制成,尤其,关键的动、静磨盘进行强化处理因此,具有良好的耐腐性和耐磨性。专利文献200680004492.5(申请日:2006-09-27)公开了一种胶体磨,它广泛应用于食品、医药、化工等领域,在机体内腔轴孔处增设有防漏管成整体,防漏管平口稍高出料口,主轴从机体防漏管(轴孔)穿过,主轴的轴头上设置动磨体,动磨体与设置在机体上的静磨体相匹配,其静磨体上面增设有圆形的钢珠槽与调节环上面增设有圆形钢珠槽,槽中放满钢珠,静磨体和上面调节环、调节盖相匹配,料斗安装在调节盖上,其料斗的进料口主轴上设置有多叶片的搅拌进料器,本发明的最大优点是在长期高速运转下不易发生空转,防止损坏机体发生渗漏,而且减轻电机负力,调控准确稳定、轻松灵活、结构简单。但是上述技术方案存在以下不足,基质沥青和辅助剂的研磨并不充分,导致交联反应不彻底,最后生产出来的改性沥青不能满足重载交通情况下的沥青的抗车辙能力。沥青路面的使用寿命低,养护成本较高,所铺路面的耐磨性差,路面易出现剥落性,使用数年后路面出现泛白、发软、堆积拥抱和开裂的现象,尤其是,高寒地区路面易撕裂、使用寿命短,在温度急剧变化的情况下,不能保持原有的状态,耐久性极差等。技术实现要素:本发明目的是旨在提供了一种研磨充分,交联反应彻底的一种用于制造沥青路面的胶体磨。为实现上述技术目的,本发明采用的技术方案如下:一种用于制造沥青路面的胶体磨,包括安装支座,位于安装支座左部分的卧式电机,位于安装支座右部分的研磨设备,电机转轴,冷却水管接头,所述研磨设备和卧式电机通过电机转轴连接,所述研磨设备左右两侧分别连接冷却水管接头,所述研磨设备包括磨盘外壳,位于磨盘外壳上方的入料口,入料通道,出料通道,研磨腔室,位于磨盘外壳下方的出料口,磨盘定子,磨盘转子,磨盘转轴,自循环管,用于控制磨盘定子上下移动的升降板,所述磨盘转轴外套有磨盘转子,所述磨盘转轴上端连接电机转轴的输出端,所述磨盘转子外侧壁设有第一齿轮,所述磨盘外壳内设有磨盘定子,所述磨盘定子外侧壁设有和第一齿轮匹配的第二齿轮,所述磨盘转子包括上转子、中转子和下转子,所述上转子的直径小于中转子的直径,所述中转子的直径小于下转子的直径,所述入料通道上端连通入料口,其下端连通研磨腔室,所述出料通道上端连通研磨腔室,其下端连通出料口,所述自循环管下端连通研磨腔室下部分,所述自循环管上端连通入料通道。采用上述技术方案的实用新型,通过相互配合工作的磨盘定子和磨盘转子,磨盘转子采用三种直径的上转子、中转子和下转子,磨盘定子能沿着磨盘外壳上下移动,利用第一齿轮和第二齿轮配合,物料能研磨出三种粒径。通过高速相对连动的第一齿轮和第二齿轮,使高达18%聚合物的沥青一次性过磨成功,最小粒径可达2μm,研磨能力是普通胶体磨的10倍,大大缩短沥青在高温状态下的停留时间,防止高温老化。另外,采用上下移动式的磨盘定子,便于清洗,避免物料残留在体内,以免硬质物料粘结而损坏机器。具体操作的时候,控制磨盘定子上下移动的调节在最上方,为第一档次,上转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成一级研磨通道;控制磨盘定子上下移动的调节在最下方,为第三档次,上转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成一级研磨通道,中转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成二级研磨通道,下转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成三级研磨通道。需要说明的是,利用本生产设备生产的改性沥青性能极高,其一是研磨效果,即能将改性剂粒子研磨到5μm以下;其二是研磨时间,即将改性剂粒子研磨到5μm以下所需的时间比普通胶体磨缩短了10倍。进一步限定,所述磨盘外壳内设有导向柱,所述升降板下端连接磨盘定子,其上端连接导向柱。利用导向柱,防止升降板脱离运动轨迹。进一步限定,所述磨盘定子为3个,所述磨盘转子为4个,且所述磨盘定子和磨盘转子间隔分布。采用3个磨盘定子,4个磨盘转子,实现年产20万吨的改性沥青的生产能力,并实现规模化生产。进一步限定,所述磨盘转子上端面径向设有至少2个引流槽,所述引流槽的开口宽度为6至8mm。增设引流槽,提高物料的流动性,进而避免物料堵塞流动通道。进一步限定,所述上转子的直径为60至100mm,所述中转子的直径为80至120mm,所述下转子的直径为100至140mm。采用三种直径的磨盘转子,利用第一齿轮和第二齿轮配合,物料能研磨出三种粒径,研磨充分,交联反应彻底。进一步限定,所述出料通道设有过滤网,所述过滤网的网目为2-30μm。增设过滤网,让没有达到粒径的物料继续研磨,保证物料的粒径符合质量标准。进一步限定,所述磨盘外壳下部外壁设有取样口。增设取样口,便于对物料进行取样,进行现场测试。进一步限定,所述自循环管设有水泵。一种用于制造沥青路面的胶体磨使用方法,包括以下步骤,步骤一,组装,连接好磨盘结构和加料斗,再接上自循环管,然后接通冷却水管接头;步骤二,试运行,接好电源后,特别要注意开机运转方向,判别电机是否正常方向旋转,胶体磨上的红色箭头警示标志表示正确旋转方向,电机旋转方向应与箭头相一致,绝对禁止空转和反转;步骤三,调间隙,在胶体磨出厂时,磨盘外壳内的升降板已经下降到研磨腔室最低处,磨盘定子和磨盘转子的间隙处于最佳加工细度间距;如需调节磨盘定子和磨盘转子的间隙,则启动升降板,升降板沿着导向柱上升,磨盘定子和磨盘转子的间隙处于次佳加工细度间距;步骤四,注液,冷却水管接头接通冷却水后,注入500至1000g的液料,并将液料保持在经过自循环管回流状态;然后才可启动胶体磨,待运转正常后立即投料入胶体磨中加工生产;步骤五,停机,关机之前,进料斗内加入同批次液体,并将液料保持在经过循环管回流状态;步骤六,清洗,胶体磨使用后,应彻底消毒、清洗机体内部。优选的,步骤三,调间隙中,磨盘外壳共有三个刻度线,分别代表第一档次、第二档次和第三档次;当在第一档次工作的时候,上转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成一级研磨通道;当在第二档次工作的时候,上转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成一级研磨通道,中转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成二级研磨通道;当在第三档次工作的时候,上转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成一级研磨通道,中转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成二级研磨通道,下转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成三级研磨通道。确保磨盘定子在研磨三种粒径的状态下进行切换,并且采用一级,二级,三级研磨通道,使得研磨更充分。具体工作原理如下:胶体磨是由电动机通过皮带传动带动磨盘定子和磨盘转子作相对的高速旋转,其中磨盘转子作高速旋转,磨盘定子静止,被加工物料通过本身的重量或外部压力(可由泵产生)加压产生向下的螺旋冲击力,透过第一齿轮和第二齿轮之间的间隙(间隙可通过调节环调节)时受到强大的剪切力、摩擦力、高频振动、高速旋涡等物理作用,使物料被有效地乳化、分散、均质和粉碎,达到物料超细粉碎及乳化的效果。本发明相比现有技术,大幅延长了沥青路面的使用寿命,降低养护成本,提高所铺路面的耐磨性,抗路面剥落性,使用数年后路面无泛白、发软、堆积拥抱和开裂的现象,并且解决高寒地区路面易撕裂、使用寿命短的难题,在温度急剧变化的情况下,能保持原有的状态,耐久性极佳等。附图说明本发明可以通过附图给出的非限定性实施例进一步说明;图1为本发明一种用于制造沥青路面的胶体磨结构示意图;图2为图1中A-A的剖面视图;图3为图2中A的局部放大图;主要元件符号说明如下:安装支座1,卧式电机2,研磨设备3,电机转轴4,冷却水管接头5,磨盘外壳6,入料口7,入料通道8,出料通道9,研磨腔室10,出料口11,磨盘定子12,磨盘转子13,上转子13a,中转子13b,下转子13c,磨盘转轴14,自循环管15,升降板16,第一齿轮17,第二齿轮18,导向柱19,引流槽20,过滤网21,取样口22,水泵23。具体实施方式为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明,下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。实施例一,如图1,图2,图3所示,一种用于制造沥青路面的胶体磨,包括安装支座1,位于安装支座1左部分的卧式电机2,位于安装支座1右部分的研磨设备3,电机转轴4,冷却水管接头5,研磨设备3和卧式电机2通过电机转轴4连接,研磨设备3左右两侧分别连接冷却水管接头5,研磨设备3包括磨盘外壳6,位于磨盘外壳6上方的入料口7,入料通道8,出料通道9,研磨腔室10,位于磨盘外壳6下方的出料口11,磨盘定子12,磨盘转子13,磨盘转轴14,自循环管15,用于控制磨盘定子12上下移动的升降板16,磨盘转轴14外套有磨盘转子13,磨盘转轴14上端连接电机转轴4的输出端,磨盘转子13外侧壁设有第一齿轮17,磨盘外壳6内设有磨盘定子12,磨盘定子12外侧壁设有和第一齿轮17匹配的第二齿轮18,磨盘转子13包括上转子13a、中转子13b和下转子13c,上转子13a的直径小于中转子13b的直径,中转子13b的直径小于下转子13c的直径,入料通道8上端连通入料口7,其下端连通研磨腔室10,出料通道9上端连通研磨腔室10,其下端连通出料口11,自循环管15下端连通研磨腔室10下部分,自循环管15上端连通入料通道8。磨盘外壳6内设有导向柱19,升降板16下端连接磨盘定子12,其上端连接导向柱19。磨盘定子12为3个,磨盘转子13为4个,且磨盘定子12和磨盘转子13间隔分布。磨盘转子13上端面径向设有2个引流槽20,引流槽20的开口宽度为6mm。上转子12a的直径为60mm,中转子12b的直径为80mm,下转子12c的直径为100mm。磨盘外壳6下部外壁设有取样口22。自循环管15设有水泵23。实施例二,如图1,图2,图3所示,一种用于制造沥青路面的胶体磨,包括安装支座1,位于安装支座1左部分的卧式电机2,位于安装支座1右部分的研磨设备3,电机转轴4,冷却水管接头5,研磨设备3和卧式电机2通过电机转轴4连接,研磨设备3左右两侧分别连接冷却水管接头5,研磨设备3包括磨盘外壳6,位于磨盘外壳6上方的入料口7,入料通道8,出料通道9,研磨腔室10,位于磨盘外壳6下方的出料口11,磨盘定子12,磨盘转子13,磨盘转轴14,自循环管15,用于控制磨盘定子12上下移动的升降板16,磨盘转轴14外套有磨盘转子13,磨盘转轴14上端连接电机转轴4的输出端,磨盘转子13外侧壁设有第一齿轮17,磨盘外壳6内设有磨盘定子12,磨盘定子12外侧壁设有和第一齿轮17匹配的第二齿轮18,磨盘转子13包括上转子13a、中转子13b和下转子13c,上转子13a的直径小于中转子13b的直径,中转子13b的直径小于下转子13c的直径,入料通道8上端连通入料口7,其下端连通研磨腔室10,出料通道9上端连通研磨腔室10,其下端连通出料口11,自循环管15下端连通研磨腔室10下部分,自循环管15上端连通入料通道8。磨盘外壳6内设有导向柱19,升降板16下端连接磨盘定子12,其上端连接导向柱19。磨盘定子12为3个,磨盘转子13为4个,且磨盘定子12和磨盘转子13间隔分布。磨盘转子13上端面径向设有2个引流槽20,引流槽20的开口宽度为6mm。上转子12a的直径为60mm,中转子12b的直径为80mm,下转子12c的直径为100mm。出料通道9设有过滤网21,过滤网21的网目为10μm。磨盘外壳6下部外壁设有取样口22。自循环管15设有水泵23。实施例一和实施例二相比,相对实施例一来说,实施例二中增设了过滤网21,增设过滤网21,让没有达到粒径的物料继续研磨,保证物料的粒径符合质量标准。通过取样口22对物料取样测试,得到如下改性沥青的质量数据,(改性沥青的质量数据表一)项目指标检验结果针入度/10-1mm≥8089延度(5℃)/cm≥4048软化点/℃≥5056闪点/℃≥230285溶解度,%≥9999.6离析软化点差/℃≤2.51.2弹性恢复,%≥6068通过分析上表,本设备生产出来的半成品改性沥青针入度,延度,软化点,闪点,溶解度等参数都符合指标。成品改性沥青的抗车辙及抗裂缝能力有明显的提高,例如,检验结果软化点为56/℃,软化点高意味着沥青的粘温度高,混合料高温稳定性好。在一定温度和加载速率下,改性沥青软化点越大,与石料的粘附性越好,混合料的粘滞阻力也越大,抗剪切变形能力越强,沥青混合料抗车辙性能及抗裂缝越好。一种用于制造沥青路面的胶体磨使用方法,包括以下步骤,步骤一,组装,连接好磨盘结构和加料斗,再接上自循环管,然后接通冷却水管接头;步骤二,试运行,接好电源后,特别要注意开机运转方向,判别电机是否正常方向旋转,胶体磨上的红色箭头警示标志表示正确旋转方向,电机旋转方向应与箭头相一致,绝对禁止空转和反转;步骤三,调间隙,在胶体磨出厂时,磨盘外壳内的升降板已经下降到研磨腔室最低处,磨盘定子和磨盘转子的间隙处于最佳加工细度间距;如需调节磨盘定子和磨盘转子的间隙,则启动升降板,升降板沿着导向柱上升,磨盘定子和磨盘转子的间隙处于次佳加工细度间距;步骤四,注液,冷却水管接头接通冷却水后,注入500至1000g的液料,并将液料保持在经过自循环管回流状态;然后才可启动胶体磨,待运转正常后立即投料入胶体磨中加工生产;步骤五,停机,关机之前,进料斗内加入同批次液体,并将液料保持在经过循环管回流状态;步骤六,清洗,胶体磨使用后,应彻底消毒、清洗机体内部。优选的,步骤三,调间隙中,磨盘外壳共有三个刻度线,分别代表第一档次、第二档次和第三档次;当在第一档次工作的时候,上转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成一级研磨通道;当在第二档次工作的时候,上转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成一级研磨通道,中转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成二级研磨通道;当在第三档次工作的时候,上转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成一级研磨通道,中转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成二级研磨通道,下转子的第一齿轮和磨盘定子的第二齿轮配合工作,形成三级研磨通道。我国现用道路沥青检测标准是交通部规范《公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTGE20-2011)》,故用该标准对沥青成品进行检测,检测结果如下表,(沥青成品检测结果表二)项目指标检验结果针入度减量(25℃)[0.1mm]≤18.016延度减量(5℃,5cm/min)[cm]≤8.06软化点增量[℃]≤5.55针入度减量针入度减量按式(1)计算:ΔP=P1-P2式(1)式中:ΔP—针入度减量(0.1mm);P2—成品沥青的针入度(0.1mm);P1—沥青基体的针入度(0.1mm)。延度减量延度减量按式(2)计算:ΔS=S1-S2式(2)式中:ΔS—延度减量(cm);S2—成品沥青的延度(cm);S1—沥青基体的延度(cm)。软化点增量软化点增量按式(3)计算:ΔT=T2-T1式(3)式中:ΔT—软化点增量(℃);T2—成品沥青的软化点(℃);T1—沥青基体的软化点(℃)。本设备生产的改性沥青,研磨充分,交联反应彻底,例如苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS),SBS可与沥青混溶,其中苯乙烯与沥青相互联结,丁二烯链则环绕沥青微粒并将沥青微粒包围起来。第一,增强了沥青混凝土的地面粘附力;第二,提高了沥青路面抗低温抗撕裂和高温路面稳定性,第三,沥青的抗氧化性能得到较好的改良,第四,沥青在混凝土中分布均匀及混凝土路面密实度得到较好的体现。以上对本发明提供的一种用于制造沥青路面的胶体磨及其使用方法进行了详细介绍。具体实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出,对于本
技术领域
的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰。当前第1页1 2 3 
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