一种基于温拌沥青的超声波搅拌装置和搅拌方法

1.本发明涉及建筑施工技术领域，具体涉及一种基于温拌沥青的超声波搅拌装置和搅拌方法。


背景技术：

2.在建筑施工领域，当今主流的沥青生产加工方法为热拌沥青技术。即在路面建造的时候，直接在需要使用热沥青的路面上进行热平台的搭建，然后放置热源进行加热，从而机械搅拌沥青，这种方法使用比较广泛，但是存在一定的问题，热拌沥青在铺设路面的时候，需要耗费大量的热源，且通常通过明火进行加热，与此同时，在加热搅拌沥青的过程中容易产生污染环境的灰尘颗粒。


技术实现要素：

3.根据现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于温拌沥青的超声波搅拌装置和搅拌方法，为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
4.一种基于温拌沥青的超声波搅拌装置，包括：
5.搅拌模块，包括搅拌罐，所述搅拌罐内设有搅拌器，所述搅拌罐上设有加热器，所述加热器的加热温度为90℃
‑
120℃；
6.沥青加入器，与所述搅拌罐连通，所述沥青加入器上设有沥青加入口；
7.乳化剂添加模块，包括乳化剂添加器和乳化剂传送带，所述乳化剂添加器上设有乳化剂添加口和乳化剂传送口，所述乳化剂传送口和所述乳化剂传送带相连通，所述乳化剂传送带外侧设有传送保护罩，所述乳化剂传送带上设有单向阀和驱动所述单向阀开闭的开闭机构；
8.超声波作用器，设在所述搅拌罐底部，所述超声波作用器包括超声波发生器和超声波换能器，所述超声波发生器用于将交流电转化为高频率交流电信号，所述超声波换能器用于将高频率交流电信号转换为机械振动，使所述搅拌罐内的液体发生振动。
9.进一步地，所述搅拌罐为导热金属制成。
10.进一步地，所述加热器为电阻丝，所述电阻丝绕设在所述搅拌罐的外侧。
11.进一步地，所述开闭机构包括开闭电机、齿轮和齿条，所述开闭电机设在所述传送保护罩上，所述齿轮设在所述开闭电机的输出轴上，所述齿条设在所述单向阀的控制活塞上。
12.进一步地，所述搅拌器为螺带式搅拌器，所述搅拌器上设有螺带，所述螺带上均匀分布有多个小孔，所述小孔的直径为5mm到8mm。
13.进一步地，所述沥青加入器为漏斗状。
14.进一步地，所述乳化剂添加器为漏斗状。
15.一种基于温拌沥青的超声波搅拌方法，包括：
16.步骤1、将沥青从所述沥青加入器加入到所述搅拌罐；
17.步骤2、通过所述加热器加热所述搅拌罐，使所述搅拌罐的温度为90℃
‑
120℃，升高沥青温度；
18.步骤3、通过所述乳化剂添加器加入一定量乳化剂的水溶液，使乳化剂的水溶液通过所述传送带进入到所述搅拌罐中；
19.步骤4、所述搅拌器进行搅拌，同时超声波作用器作用，通过超声波促进乳化剂的水溶液与沥青的融合；
20.步骤5、在搅拌过程中，通过所述沥青加入器向所述搅拌罐加入少量的水。
21.进一步地，通过所述开闭机构开启所述单向阀并调节所述单向阀的阀门大小。
22.与现有技术相比，本发明具有以下优点和有益效果：
23.1.本发明所述的一种基于温拌沥青的超声波搅拌装置及搅拌方法，采用了超声波空化技术与乳化剂相结合的方式，实现了将沥青生产温度从150～180℃降低到了90～120℃，且能够降低沥青的粘度，获得更好性能的材料，从而提高道路的寿命。
24.2.本发明所述的一种基于温拌沥青的超声波搅拌装置及搅拌方法，采用电加热这种低污染、无污染的方式进行供热，在保证了沥青质量的同时，减少了能源消耗，同时降低了二氧化碳的排放。
附图说明
25.图1为本发明整体结构示意图。
26.图2为本发明单向阀和开闭结构的示意图。
27.图3为本发明搅拌罐的结构示意图。
28.图4为本发明搅拌方法的示意图。
29.其中：1、搅拌模块；11、搅拌罐；12、搅拌器；13、加热器；2、沥青加入器；21、沥青加入口；3、乳化剂添加模块；31、乳化剂添加器；311、乳化剂加入口；32、传送保护罩；33、单向阀；34、开闭机构；341、开闭电机；342、齿轮；343、齿条；4、超声波作用器。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
31.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
32.一种基于温拌沥青的超声波搅拌装置，参照图1
‑
图3所示，包括搅拌模块1、沥青加入器2、乳化剂添加模块3和超声波作用器4。
33.搅拌模块1包括搅拌罐11，搅拌罐11内设有搅拌器12，搅拌罐11上设有加热器13，
加热器13的加热温度为90℃
‑
120℃。
34.沥青加入器2与搅拌罐11连通，沥青加入器2上设有沥青加入口21。
35.乳化剂添加模块3包括乳化剂添加器31和乳化剂传送带，乳化剂添加器31上设有乳化剂添加口和乳化剂传送口311，乳化剂传送口311和乳化剂传送带相连通，乳化剂传送带外侧设有传送保护罩32，乳化剂传送带上设有单向阀33和驱动单向阀33开闭的开闭机构34，通过设置单向阀33，避免了乳化剂回流，大大提升了装置的使用性能。
36.超声波作用器4设在搅拌罐11底部，超声波作用器4包括超声波发生器和超声波换能器，超声波发生器用于将交流电转化为高频率交流电信号，超声波换能器用于将高频率交流电信号转换为机械振动，使搅拌罐11内的液体发生振动。
37.在使用过程中，将沥青从沥青加入器2加入到搅拌罐11，通过加热器13加热搅拌罐11，使搅拌罐11的温度为90℃
‑
120℃，升高沥青温度，通过乳化剂添加器31加入一定量乳化剂的水溶液，使乳化剂的水溶液通过传送带进入到搅拌罐11中，搅拌器12进行搅拌，同时超声波作用器4作用，通过超声波促进乳化剂的水溶液与沥青的融合，在搅拌过程中，通过沥青加入器2向搅拌罐11加入少量的水。
38.本发明中，超声波发生器的作用是用于将交流电转化为高频率交流电信号，超声波换能器用于将高频率交流电信号转换为机械振动，使搅拌罐11内的液体发生振动，经过超声波换能器作用，搅拌罐11内产生较多细小气泡，由于空化作用，气泡剧烈空化、破裂，气体溢出，起到“润滑”效果，降低沥青的粘稠度，从而降低搅拌能耗，加快乳化剂的渗透。超声波产生的细小气泡降低了搅拌罐11装置中的水分，减少了后续搅拌工艺中进行气泡产生工作而增加的搅拌等待能耗，增加时间使用效率，减少热量在低效率工作时的浪费，同时超声波装置用于搅拌也可以减少辅助降低粘稠度需要加入的水量。而较大量的水混入沥青中会对沥青造成水损害，导致沥青本身的性能降低，减少水的加入量也能间接提高沥青的质量和使用寿命。
39.另外，热拌沥青在铺设路面的时候，需要耗费大量的热源，热源一般由明火提供，加热温度需要达到150℃～180℃，与此同时，在加热搅拌沥青的过程中容易产生污染环境的灰尘颗粒，本发明相对于传统热拌沥青技术，温拌沥青技术可以在达到和传统热拌沥青效果相同的情况下，且不需要明火加热，加热温度只需要达到90℃～120℃，且能够降低沥青的粘度，获得更好性能的材料，从而提高道路的寿命，同时也大大减少了热拌沥青产生的有害气体，不容易产生污染环境的灰尘颗粒，达到了保护环境的作用。且本发明加入乳化剂的水溶液后，能够降低分离沥青所需要的最低温度，使得温拌沥青所需要的最低温度仅为90℃。
40.为了方便沥青搅拌，本装置底部设有机架，机架底部设有行走轮。
41.参照图3所示，搅拌罐11为导热金属制成。加热器13为电阻丝，电阻丝绕设在搅拌罐11的外侧。通过电阻丝进行电加热，理论上电加热最高加热温度约为150℃，而此时加入乳化剂后所需要的最低温拌温度仅为90℃，通过电加热的加热方式还可以使加热更加均匀，同时还解决了传统加热方法使用燃气加热时加热尾气无法处理，燃料燃烧不充分等问题。
42.参照图2所示，通过开闭机构34可以自动控制单向阀33的开启和关闭，开闭机构34包括开闭电机341、齿轮342和齿条343，开闭电机341设在传送保护罩32上，齿轮342设在开
闭电机341的输出轴上，齿条343设在单向阀33的控制活塞上。
43.搅拌器12为螺带式搅拌器12，搅拌器12上设有螺带，螺带上均匀分布有多个小孔，小孔的直径为5mm到8mm。
44.通过设置螺带式搅拌器12进行搅拌，加大了搅拌效率，螺带上设置的小孔能够使乳化剂通过，但不能够使沥青通过，增大了乳化剂与沥青的接触面积，工作时，螺带式搅拌器12旋转搅拌沥青，单向阀33控制乳化剂加入的速率，两者共同作用，进一步提高了生产效率。
45.为了方便沥青和乳化剂的水溶液添加，沥青加入器2为漏斗状。乳化剂添加器31为漏斗状。
46.本发明还提供一种基于温拌沥青的超声波搅拌方法，参照图1
‑
图4所示，包括：
47.步骤1、将沥青从沥青加入器2加入到搅拌罐11；
48.步骤2、通过加热器13加热搅拌罐11，使搅拌罐11的温度为90℃
‑
120℃，升高沥青温度；
49.步骤3、通过乳化剂添加器31加入一定量乳化剂的水溶液，使乳化剂的水溶液通过传送带进入到搅拌罐11中；
50.步骤4、搅拌器12进行搅拌，同时超声波作用器4作用，通过超声波促进乳化剂的水溶液与沥青的融合；
51.步骤5、在搅拌过程中，通过沥青加入器2向搅拌罐11加入少量的水。
52.在步骤3中，通过开闭机构34开启单向阀33并调节单向阀33的阀门大小，以配合沥青量对乳化剂添加的需求，另外，单向阀33也避免了乳化剂回流，大大提升了生产效率。
53.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。