一种用于沥青拌合楼的石料表面改性发泡装置及控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种用于沥青拌合楼的石料表面改性发泡装置及控制方法，该装置包括发泡控制系统以及均分别与该发泡控制系统相连的石料改性剂供给系统、压缩空气供给系统、发泡促进剂供给系统、主发泡室，所述主发泡室通过输送管路分别与石料改性剂供给系统、压缩空气供给系统、发泡促进剂供给系统连接；主发泡室与计量搅拌系统相通。装置还包括一副发泡室。该方法是通过对发泡控制系统的控制，使主、副发泡室分别对石料改性剂发泡，对石料进行表面改性。本发明能增大石料改性剂的比表面积，使其充分均匀地分散在石料表面，改善石料表面性能，从而改善石料的路用性能并节约资源。
【专利说明】一种用于沥青拌合楼的石料表面改性发泡装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及道路铺设材料生产装置研究领域，特别涉及一种用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]在目前的道路铺设材料选择上，用于公路建设的石料必须满足多项原材料性能要求。然而，由于某些石料的单项指标不合格，导致该类石料即使其他性能指标优异也无法得到应用，进而要去更远的地方采购完全符合要求的石料。导致了石料价格高昂，运距增大，且造成对某些类型的石料过度依赖和开采。这不仅增加了建设成本，而且由于过度开采产生了环境破坏。例如，酸性或中性石料虽然有较好的力学性能及技术特点，但是由于与浙青材料的粘附能力较差，无法满足相应的浙青路面表面层原材料设计要求，在实际应用中会有所限制，而无法实现公路建设就地取材原则。在某些地区，能满足浙青路面使用要求的优质碱性表层石料资源由于长期的开采，已经濒临匮乏，所以使用酸性石料是未来的一个必然发展趋势。要使用酸性石料原则上要采取抗剥落措施使浙青与酸性石料紧密粘附。传统的抗剥落措施是往浙青中添加抗剥落剂，如石灰，聚酰胺类聚合物等。但是传统抗剥落剂的添加工艺缺乏针对性，主要添加到浙青中，并非直接针对石料一浙青界面，导致抗剥落剂成分未能完全发挥功效。因此，直接对石料的表面功能进行改性，被认为是提高浙青混合料整体性能的有效途径和重要发展方向。无论使用酸性还是碱性石料，针对石料表面进行改性都可以全面提高浙青混合料的整体工作性能以及表面化学性质，还可减少改性浙青生产环节，具有重大的使用价值。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置，该装置能够将石料改性剂发泡，增大比表面积，使其充分均匀地分散在石料表面，对石料表面进行改性，从而改善石料表面性能，全面提高浙青混合料的整体工作性能。
[0004]本发明的另一目的在于提供一种基于上述用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置的控制方法，该控制方法能够实时调节石料改性剂、发泡促进剂和空气的用量，具有操作简单、控制精度高的优点。
[0005]本发明的目的通过以下的技术方案实现:一种用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置，所述浙青拌合楼包括干燥系统、热骨料提升系统、振动筛、热骨料贮存仓、计量搅拌系统、浙青供给系统和粉料供给系统；所述发泡装置包括发泡控制系统以及均分别与该发泡控制系统相连的石料改性剂供给系统、压缩空气供给系统、发泡促进剂供给系统、主发泡室，所述主发泡室通过输送管路分别与石料改性剂供给系统、压缩空气供给系统、发泡促进剂供给系统连接；主发泡室与计量搅拌系统相通。本发明通过主发泡室对石料改性剂发泡，增大比表面积，更进一步地改善了石料表面性能。
[0006]优选的，所述发泡装置还包括副发泡室，副发泡室与发泡控制系统相连，所述主发泡室和副发泡室通过不同的输送管路分别与石料改性剂供给系统、压缩空气供给系统、发泡促进剂供给系统连接；在干燥系统和热骨料提升系统之间设有泡沫仓，副发泡室与泡沫仓相连。副发泡室在泡沫仓内发泡石料改性剂对热骨料进行表面改性，为辅助手段，主发泡室在计量搅拌系统内发泡石料改性剂对热骨料进行表面改性是主要手段。
[0007]具体的，所述石料改性剂供给系统包括石料改性剂储存罐、石料改性剂流量计、石料改性剂输送泵和第一电动阀门，所述石料改性剂输送泵和第一电动阀门分别与发泡控制系统电连接。
[0008]更进一步的，所述石料改性剂供给系统还包括温控装置，设于石料改性剂储存罐内，与发泡控制系统电连接。从而可以实现对石料改性剂储存罐内的物料进行温度控制。
[0009]具体的，所述压缩空气供给系统包括空气压缩机、气体流量计和第二电动阀门，所述第二电动阀门与发泡控制系统电连接。
[0010]具体的，所述发泡促进剂供给系统包括储液桶、液体流量计、液体泵和第三电动阀门，所述液体泵和第三电动阀门分别与发泡控制系统电连接。
[0011]具体的，所述主发泡室、副发泡室均设有发泡喷嘴和膨胀室，所述膨胀室通过气体输送管路与压缩空气供给系统相连，通过液体输送管路与发泡促进剂供给系统相连，通过石料改性剂输送管路与石料改性剂供给系统相连；同时，膨胀室也与发泡喷嘴相连通。通过采用发泡喷嘴可以使石料改性剂体积迅速膨胀形成泡沫团，且发泡薄膜厚度可达微米级。
[0012]优选的，所述副发泡室分布于泡沫仓的四周，主发泡室分布于计量搅拌系统的四周。从而可实现多方向同时发泡。使石料改性剂更充分均匀地分散在石料表面。
[0013]一种基于上述用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置的控制方法，包括步骤:
[0014](I)开启发泡控制系统，控制冷骨料仓中的冷骨料进入到干燥系统中，干燥后的热骨料经过泡沫仓后进入热骨料提升系统；
[0015](2)热骨料提升系统将热骨料提升到振动筛处进行筛分处理，筛分好的热骨料进入到热骨料贮存仓；
[0016](3)通过发泡控制系统控制主发泡室开始工作，然后热骨料从热骨料贮存仓进入计量搅拌系统；
[0017](4)主发泡室停止工作，浙青供给系统和粉料供给系统分别向计量搅拌系统中加入浙青和粉料，表面改性的热骨料与粉料和浙青结合，并不断搅拌；
[0018](5)制成的浙青混合料直接掉落到计量搅拌系统下方的受料斗或卡车上。
[0019]优选的，所述步骤(I)中，干燥后的热骨料在进入泡沫仓之前，发泡控制系统控制副发泡室工作，并控制热骨料在泡沫仓内停留一定时间。这样，当热骨料进入到泡沫仓时，仓内已充满发泡石料改性剂，从而达到热骨料进入热骨料提升系统前先经过泡沫团并初步改性的目的。
[0020]优选的，所述步骤(2)中，筛分好的热骨料按照不同的粒径进入到热骨料贮存仓。
[0021]更进一步的，所述步骤(3)中，热骨料根据粒径大小按照一定配合比从热骨料贮存仓进入计量搅拌系统。拌任何混凝土(包括浙青混凝土)都必须要按照一定的配合比，以控制各种材料的用量，满足混凝土的强度等各方面性能要求，在最经济的情况下达到最好的效果。所以一定要满足配合比。
[0022]本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果:
[0023]1、本发明装置能够与浙青拌合楼相结合，将石料改性剂发泡，增大比表面积，使其充分均匀地分散在石料表面，对石料表面进行改性，从而改善石料表面性能，全面提高浙青混合料的整体工作性能。
[0024]2、本发明装置中设置了主发泡室和副发泡室，副发泡室可以在进入热骨料提升系统前先经过泡沫团并初步改性，从而经过两次发泡，使得石料改性剂可以更充分均匀地分散在石料表面。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明装置的连接关系示意图。
[0026]图中:1_石料改性剂储存罐；2-空气压缩机；3-储液桶；4-干燥滚筒；5-泡沫仓；6_热骨料提升机；7_粉料供给系统；8_振动筛；9_热骨料贮存仓；10_计量搅拌系统；11-主发泡室；12-发泡喷嘴；13-浙青储存罐；14-发泡控制系统；15-第一电动阀门；16-石料改性剂输送泵；17_石料改性剂流量计；18_第二电动阀门；19_气体流量计；20_第三电动阀门；21_液体泵；22_液体流量计；23_副发泡室。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明的目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。除非特别说明，本发明采用的材料和加工方法为本【技术领域】常规材料和加工方法。
[0028]实施例1
[0029]如图1所示，本实施例公开了一种用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置，本实施例中的浙青拌合楼包括冷骨料系统、干燥系统(包括干燥滚筒4)、热骨料提升系统(包括热骨料提升机6)、振动筛8、热骨料贮存仓9、计量搅拌系统10、浙青供给系统(包括浙青储存罐13)和粉料供给系统7，干燥滚筒4右方与热骨料提升机6下方相接，二者之间设有泡沫仓5 ;热骨料提升机6上方则与振动筛8相接；热骨料贮存仓9放置于振动筛8下方并与其相连；计量搅拌系统10左侧与粉料供给系统7相连，右侧与浙青储存罐13相连，放置于热骨料贮存仓9下方。
[0030]本实施例发泡装置包括发泡控制系统14以及均分别与该发泡控制系统14相连的石料改性剂供给系统、压缩空气供给系统、发泡促进剂供给系统、主发泡室11、副发泡室23。主发泡室11和副发泡室23通过不同的输送管路分别与石料改性剂供给系统、压缩空气供给系统、发泡促进剂供给系统连接；在干燥系统和热骨料提升系统之间设有泡沫仓5，副发泡室23与泡沫仓5相连。主发泡室11与计量搅拌系统10相通。
[0031]对于石料改性剂供给系统，石料改性剂输送管路上由石料改性剂储存罐I到主发泡室11和副发泡室23间依次设有石料改性剂流量计17、石料改性剂输送泵16和第一电动阀门15。述石料改性剂输送泵16和第一电动阀门15分别与发泡控制系统14电连接。石料改性剂供给系统还包括温控装置，设于石料改性剂储存罐I内，与发泡控制系统14电连接。
[0032]对于压缩空气供给系统，输气管上由空气压缩机2到主发泡室11和副发泡室23间依次设有气体流量计19和第二电动阀门18。第二电动阀门18与发泡控制系统14电连接。
[0033]对于发泡促进剂供给系统，输液管上由储液桶3到主发泡室11和副发泡室23间依次设有液体流量计22、液体泵21和第三电动阀门20 ;液体泵21和第三电动阀门20分别与发泡控制系统14电连接。
[0034]所述主发泡室11、副发泡室23均设有发泡喷嘴12和膨胀室，膨胀室与气体输送管路、液体输送管路和石料改性剂输送管路相连通，同时膨胀室与发泡喷嘴12相连通。泡沫仓5的四周分别设置一个副发泡室23，计量搅拌系统10的四周分别设置一个主发泡室11。从而可实现多方向同时发泡。
[0035]本实施例中，用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置的控制方法具体包括下列步骤:
[0036]步骤1:开启发泡控制系统14，使冷骨料仓中的冷骨料进入到干燥滚筒4中进行干燥，然后经过泡沫仓5进入热骨料提升机6。在热骨料进入泡沫仓5的前2秒，通过发泡控制系统14使泡沫仓5的副发泡室23提前发泡，当热骨料进入到泡沫仓5时，仓内已充满发泡石料改性剂；按照搅拌系统每次搅拌3吨石料计算，石料改性剂用量约为石料用量的
0.1%，即3kg，其中副发泡室23用量为总用量的40%，S卩1.2kg，热骨料在泡沫仓5内停留约4秒，达到热骨料进入提升机前须先经过泡沫团并初步改性的目的。全过程由发泡控制系统14控制计时。
[0037]步骤2:热骨料提升机6将热骨料提升到振动筛8处进行筛分处理，筛分好的热骨料按照不同的粒径进入到热骨料贮存仓9。
[0038]步骤3:经过初步表面改性的热骨料按照一定配合比从热骨料贮存仓9准备进入计量搅拌系统10，每次3吨；通过发泡控制系统14的控制，在热骨料进入计量搅拌系统10的前2秒，使主发泡室11提前发泡，当热骨料进入到计量搅拌系统10时，搅拌仓内已充满发泡石料改性剂，主发泡室11的石料改性剂用量为总用量的60%，即1.8kg ;热骨料在计量搅拌系统10的搅拌时间为6秒；全过程由发泡控制系统14控制计时。
[0039]步骤4:通过发泡控制系统14的控制，触发浙青储存罐13和粉料供给系统7的开关，并以该触发信号作为主发泡室11停止工作的信号，表面改性的热骨料在计量搅拌系统10中与粉料和浙青结合，并搅拌30-45秒。
[0040]步骤5:表面改性的热骨料与粉料、浙青结合后，经充分搅拌后形成浙青混合料，直接掉落到计量搅拌系统10下方的受料斗或卡车上。
[0041]所述步骤I中副发泡室23在泡沫仓5内发泡石料改性剂对热骨料进行表面改性，仅为辅助手段，步骤3中主发泡室11在计量搅拌系统10内发泡石料改性剂对热骨料进行表面改性才是主要手段。
[0042]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置，所述浙青拌合楼包括干燥系统、热骨料提升系统、振动筛、热骨料贮存仓、计量搅拌系统、浙青供给系统和粉料供给系统；其特征在于，所述发泡装置包括发泡控制系统以及均分别与该发泡控制系统相连的石料改性剂供给系统、压缩空气供给系统、发泡促进剂供给系统、主发泡室，所述主发泡室通过输送管路分别与石料改性剂供给系统、压缩空气供给系统、发泡促进剂供给系统连接；主发泡室与计量搅拌系统相通。
2.根据权利要求1所述的用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置，其特征在于，所述发泡装置还包括副发泡室，副发泡室与发泡控制系统相连，所述主发泡室和副发泡室通过不同的输送管路分别与石料改性剂供给系统、压缩空气供给系统、发泡促进剂供给系统连接；在干燥系统和热骨料提升系统之间设有泡沫仓，副发泡室与泡沫仓相连。
3.根据权利要求1所述的用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置，其特征在于，所述石料改性剂供给系统包括石料改性剂储存罐、石料改性剂流量计、石料改性剂输送泵和第一电动阀门，所述石料改性剂输送泵和第一电动阀门分别与发泡控制系统电连接。
4.根据权利要求3所述的用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置，其特征在于，所述石料改性剂供给系统还包括温控装置，设于石料改性剂储存罐内，与发泡控制系统电连接。
5.根据权利要求1所述的用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置，其特征在于，所述压缩空气供给系统包括空气压缩机、气体流量计和第二电动阀门，所述第二电动阀门与发泡控制系统电连接。
6.根据权利要求1所述的用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置，其特征在于，所述发泡促进剂供给系统包括储液桶、液体流量计、液体泵和第三电动阀门，所述液体泵和第三电动阀门分别与发泡控制系统电连接。
7.根据权利要求1所述的用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置，其特征在于，所述主发泡室、副发泡室均设有发泡喷嘴和膨胀室，所述膨胀室通过气体输送管路与压缩空气供给系统相连，通过液体输送管路与发泡促进剂供给系统相连，通过石料改性剂输送管路与石料改性剂供给系统相连；同时，膨胀室也与发泡喷嘴相连通； 所述副发泡室分布于泡沫仓的四周，主发泡室分布于计量搅拌系统的四周。
8.一种基于权利要求1-7任一项所述的用于浙青拌合楼的石料表面改性发泡装置的控制方法，其特征在于，包括步骤: (1)开启发泡控制系统，控制冷骨料仓中的冷骨料进入到干燥系统中，干燥后的热骨料经过泡沫仓后进入热骨料提升系统； (2)热骨料提升系统将热骨料提升到振动筛处进行筛分处理，筛分好的热骨料进入到热骨料贮存仓； (3)通过发泡控制系统控制主发泡室开始工作，然后热骨料从热骨料贮存仓进入计量搅拌系统； (4)主发泡室停止工作，浙青供给系统和粉料供给系统分别向计量搅拌系统中加入浙青和粉料，表面改性的热骨料与粉料和浙青结合，并不断搅拌； (5)制成的浙青混合料直接掉落到计量搅拌系统下方的受料斗或卡车上。
9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(I)中，干燥后的热骨料在进入泡沫仓之前，发泡控制系统控制副发泡室工作，并控制热骨料在泡沫仓内停留一定时间。
10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中，筛分好的热骨料按照不同的粒径进入到热骨料贮存仓； 所述步骤(3)中，热骨料根据粒径大小按照一定配合比从热骨料贮存仓进入计量搅拌系统。
【文档编号】E01C19/10GK104141273SQ201410351561
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】虞将苗, 吴焯雅, 傅翼飞, 黄鸿浩, 陈剑华 申请人:华南理工大学