一種高效泡沫瀝青發(fā)泡裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種泡沫瀝青發(fā)泡裝置，屬于筑路設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】。該發(fā)泡裝置由瀝青管道、瀝青噴射開關(guān)、發(fā)泡腔、水霧化噴嘴、壓縮空氣噴嘴等結(jié)構(gòu)組成。瀝青噴射開關(guān)選用氣缸驅(qū)動，氣缸活塞桿尾部為針狀結(jié)構(gòu)，與瀝青噴射入口相配合，有自清潔效果。發(fā)泡腔上端的瀝青孔板中心開有瀝青噴射入口，發(fā)泡腔下端的承壓板中心開有瀝青噴射出口，出口為多孔設(shè)計，瀝青孔板及承壓板均可更換，以調(diào)節(jié)瀝青噴射壓力及流量。該裝置適用于各瀝青品種的發(fā)泡,有堵塞自清潔功能，且瀝青噴射出口的多孔設(shè)計提高了泡沫瀝青的半衰期和膨脹率，改善了瀝青發(fā)泡質(zhì)量。該裝置不僅適用于工業(yè)生產(chǎn)，還適用于試驗研究，具有靈活多變、制造簡單、實用性強(qiáng)、成本低廉等特點。
【專利說明】一種高效泡沬瀝青發(fā)泡裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于筑路設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種泡沫浙青的發(fā)泡裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫浙青技術(shù)是一種新型環(huán)保冷再生技術(shù)，相比傳統(tǒng)筑路技術(shù)可節(jié)省浙青用量10-15%。隨著近年來我國公路陸續(xù)進(jìn)入翻修階段，利用傳統(tǒng)技術(shù)對舊路面進(jìn)行維護(hù)必將產(chǎn)生大量廢舊的浙青混合料廢棄，這不僅是對稀缺的石油資源的浪費，同時還將造成環(huán)境污染。泡沫浙青是在高溫浙青中加水滴形成蒸汽泡、產(chǎn)生連鎖反應(yīng)、顯著提高膠合性能的新材料，泡沫浙青粘聚性強(qiáng)且穩(wěn)定，混合料可以長時間儲存，可以冷碾壓。泡沫浙青技術(shù)可以將廢棄的舊路面材料回收利用于有一定路用性能的路面結(jié)構(gòu)層中，這不僅節(jié)省了筑路成本，也達(dá)到了保護(hù)環(huán)境和節(jié)約資源的目的。
[0003]泡沫浙青裝備的核心是浙青的發(fā)泡裝置，國內(nèi)已經(jīng)在此方面公開了許多技術(shù)。由于泡沫浙青發(fā)泡過程的高度復(fù)雜性，裝置的各結(jié)構(gòu)形狀尺寸的改變對發(fā)泡效果均有劇烈的影響，因此發(fā)泡技術(shù)對于發(fā)泡裝置本身要求極高。發(fā)泡裝置結(jié)構(gòu)主要包括發(fā)泡腔體、浙青噴嘴、水噴嘴、空氣噴嘴、浙青出口以及浙青噴射驅(qū)動裝置等，其中浙青噴嘴、水噴嘴、空氣噴嘴的孔徑都非常細(xì)小，對環(huán)境的清潔度也有較高要求。而浙青是一種在高溫下的高粘度流體，并且在常溫冷卻后會固結(jié)成塊，因此在設(shè)備使用間隙，浙青往往會造成各噴嘴的堵塞，對設(shè)備的繼續(xù)使用造成嚴(yán)重影響。而浙青種類的繁多，也暴露出現(xiàn)有浙青發(fā)泡裝置的結(jié)構(gòu)適應(yīng)性過低，發(fā)泡效果不盡人意等諸多問題。因此，泡沫浙青技術(shù)急需一種發(fā)泡效果良好的，適應(yīng)多種浙青品種并帶有防堵自清潔功能的發(fā)泡腔設(shè)計的裝置出現(xiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種節(jié)能環(huán)保的浙青發(fā)泡裝置，適應(yīng)于各浙青品種，發(fā)泡效果良好，能夠在浙青發(fā)泡過程中防止裝置孔口堵塞。
[0005]為達(dá)到以上目的所采用的解決方案如下:
[0006]一種泡沫浙青發(fā)泡裝置，其包括浙青管道、浙青噴射控制開關(guān)及噴嘴，浙青管道與浙青噴射控制開關(guān)、發(fā)泡腔、水霧化噴嘴、壓縮空氣噴嘴配合安裝，水霧化噴嘴與壓縮空氣噴嘴中心線異面或處于同一水平面，其夾角呈銳角。
[0007]水噴嘴選用霧化噴頭，噴射角度為90-120°均可；壓縮空氣噴嘴與水霧化噴嘴中心線異面或處于同一水平面，其夾角呈銳角。
[0008]浙青噴射控制開關(guān)以氣缸驅(qū)動，氣缸活塞桿下端為針狀結(jié)構(gòu)，浙青管道下焊接了一個開有倒錐狀斜槽通口的焊接件，優(yōu)選的，錐角范圍為22°到25°，焊接件通過螺紋方式與發(fā)泡腔進(jìn)行連接，活塞桿針狀部分經(jīng)過倒錐狀斜槽通口插入或拔出浙青孔板，以實現(xiàn)浙青噴射的通斷。
[0009]針狀結(jié)構(gòu)直徑與浙青孔板小孔直徑相配合。浙青孔板為可更換結(jié)構(gòu)，置于浙青發(fā)泡腔上蓋板與倒錐狀斜槽通口之間。由于浙青孔板直接決定浙青噴射入口大小，因此選用相應(yīng)的浙青孔板即可改變浙青噴射入口大小以適應(yīng)各種實驗研究需求。
[0010]發(fā)泡腔底部安裝有一塊承壓板，該承壓板通過螺紋與發(fā)泡腔連接，承壓板上開有多個偏心小孔，即泡沫浙青出口，該承壓板可更換，以改變偏心小孔數(shù)及浙青出口大小，不安裝噴灑嘴。根據(jù)理論仿真及實驗驗證發(fā)現(xiàn)，以往技術(shù)安裝噴灑嘴于浙青噴射出口，會加速浙青泡沫的破裂，降低半衰期及膨脹率，降低泡沫浙青的物理性能；而未安裝噴灑嘴的浙青噴射單出口設(shè)計，生產(chǎn)出的浙青泡沫不夠穩(wěn)定，半衰期較短；相比之下多孔出口結(jié)構(gòu)解決了兩者的缺點，具有更加良好的發(fā)泡效果，多孔出口結(jié)構(gòu)可細(xì)化浙青泡沫，并延長半衰期，產(chǎn)出浙青性能更加優(yōu)越。
[0011]通過不同浙青孔板及承壓板的組合，可以方便實現(xiàn)發(fā)泡腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變，以改變浙青噴射的壓力及流量，適應(yīng)各品種浙青的發(fā)泡，優(yōu)化發(fā)泡效果。
[0012]換言之，一種泡沫浙青發(fā)泡裝置，其包括浙青管道、浙青噴射控制開關(guān)及噴嘴，浙青管道與浙青噴射控制開關(guān)、發(fā)泡腔、水霧化噴嘴、壓縮空氣噴嘴配合安裝，水霧化噴嘴與壓縮空氣噴嘴中心線異面或處于同一水平面，其夾角呈銳角。
[0013]進(jìn)一步，浙青噴射控制開關(guān)以氣缸驅(qū)動，氣缸活塞桿下端為針狀結(jié)構(gòu)，浙青管道下焊接了一個開有倒錐狀斜槽通口的焊接件，焊接件通過螺紋方式與發(fā)泡腔進(jìn)行連接，活塞桿針狀部分經(jīng)過倒錐狀斜槽通口插入或拔出浙青孔板，以實現(xiàn)浙青噴射的通斷。用該針狀結(jié)構(gòu)可減小氣缸驅(qū)動阻力，便于操作，有防堵自清潔功能。
[0014]發(fā)泡腔上端的浙青孔板中心開有浙青噴射入口，置于發(fā)泡腔蓋板之上，發(fā)泡腔下端的承壓板中心開有浙青噴射出口，承壓板通過螺紋方式連接，二者均為可更換結(jié)構(gòu)，以改變浙青噴射入口及出口的大小，實現(xiàn)發(fā)泡腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化，進(jìn)而改變噴射流量及噴射壓力。
[0015]發(fā)泡腔底部的承壓板上開多個有偏心小孔，即為浙青噴射出口，該多孔結(jié)構(gòu)有細(xì)化泡沫的功能。
[0016]本發(fā)明的有益效果是，使用該發(fā)泡裝置生產(chǎn)的泡沫浙青與集料拌和，可以提高粒料的剪切強(qiáng)度，降低對水的敏感性，且泡沫浙青混合料具有柔性性質(zhì)和良好的抗疲勞特性，用其取代半剛性材料鋪筑道路的基層可以有效的減少反射裂縫。另外，拌制泡沫浙青混合料，只需將浙青加熱，而集料不需加熱，是在冷、濕狀態(tài)下與泡沫浙青拌和，可以節(jié)省大量的能源，不僅節(jié)能環(huán)保，且經(jīng)濟(jì)效益顯著。
[0017]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有如下實質(zhì)性特點和優(yōu)點:首先，該設(shè)計有效防止了設(shè)備在運行時可能出現(xiàn)的各噴嘴的浙青結(jié)垢和堵塞，大大節(jié)約了設(shè)備使用過程中的維護(hù)時間，具有自清潔功能；其次，由于發(fā)泡腔的浙青噴射出入口及各噴嘴均為可更換結(jié)構(gòu)，替換發(fā)泡腔的相應(yīng)部件即可改變泡沫浙青的發(fā)泡條件，通過不同浙青孔板及承壓板的組合，以改變浙青噴射的壓力及流量，適應(yīng)各品種浙青的發(fā)泡，優(yōu)化發(fā)泡效果。因此該設(shè)備在能滿足工業(yè)泡沫浙青生產(chǎn)需求的同時，也可用于實驗室研究之用，具有靈活多變性。最后，發(fā)泡腔底部浙青出口的多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計，細(xì)化了浙青泡沫，提高泡沫浙青的膨脹率及半衰期，使泡沫浙青在混合料攪拌過程中裹覆和粘結(jié)礦料的性能更加優(yōu)越。本發(fā)明整體上采用分體結(jié)構(gòu)，制造的泡沫浙青發(fā)生裝置具有制造簡單，成本低，實用性好，靈活多變等特點。
【專利附圖】

【附圖說明】[0018]圖1為本發(fā)明實施例泡沫浙青發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)主視示意圖；
[0019]圖中:1、發(fā)泡腔主體，2、發(fā)泡腔連接件，3、浙青管道焊接件，4、浙青管道，5、上密封端蓋，6、氣缸支座，7、氣缸，8、氣缸活塞桿，9、下密封端蓋，10、浙青噴孔板，11、發(fā)泡腔上蓋板，12、壓縮空氣噴嘴，13、發(fā)泡腔承壓板，14、水霧化噴嘴。
[0020]圖2為圖1所示實施例的泡沫浙青發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)的俯視圖。
【具體實施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖所示實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
[0022]如圖1所示，本浙青發(fā)泡裝置主要由氣缸7、浙青管道4、發(fā)泡腔主體1、壓縮空氣噴嘴12、水霧化噴嘴14、發(fā)泡腔承壓板13及出口組成。氣缸7位于浙青管道4上方，控制管道內(nèi)浙青噴射入發(fā)泡腔的通斷。發(fā)泡腔1位于浙青管道4下方，發(fā)泡腔1兩側(cè)分別安裝有水霧化噴嘴14及壓縮空氣噴嘴12，發(fā)泡腔1上端為浙青噴射入口，下端為浙青噴射出口。
[0023]氣缸7驅(qū)動氣缸活塞桿8，氣缸7通過螺紋連接安裝在與浙青管道4焊接的密封端蓋上。密封端蓋分為上下結(jié)構(gòu)，通過螺栓連接，方便氣缸維護(hù)，上密封端蓋5亦為氣缸活塞桿8的導(dǎo)向套，設(shè)有耐高溫密封圈密封，防止浙青外漏。氣缸活塞桿8通過氣缸7帶動，經(jīng)過浙青管道4下方焊接件3的斜槽通口，插入下方的浙青孔板10。通過控制氣缸活塞桿8的上下運動，帶動尾部鋼針插入或拔出浙青孔板10上的噴口，以實現(xiàn)浙青噴射的通斷。由于浙青粘度相對較大，在噴射中浙青孔板10上的浙青噴口通常容易堵塞，這個結(jié)構(gòu)好處在于:利用控制汽缸活塞桿8的上下運動，尾部鋼針打開或者關(guān)閉浙青孔板10上的浙青噴口(即浙青最易結(jié)垢之處)，這樣的電控機(jī)械結(jié)構(gòu)不僅起到了浙青噴射的通斷作用，同時減小了氣缸驅(qū)動阻力，便于操作，也起到了機(jī)械清理殘留浙青的作用。
[0024]浙青發(fā)泡腔1結(jié)構(gòu)為一圓柱體，兩側(cè)分別安裝有水霧化噴嘴14及壓縮空氣噴嘴12，水霧化噴嘴和空氣噴嘴為市場采購產(chǎn)品，此不贅述。兩噴嘴的噴嘴中心位于同一水平面上，兩噴嘴的夾角呈銳角，如圖2所示。兩噴嘴夾角設(shè)置為銳角主要是防止水的噴射能量與壓縮空氣的能量抵制，避免空氣管路積液(指浙青)可能造成的空氣管路堵塞。水霧化噴嘴14帶有霧化功能，噴射角可選為90-120°，以螺紋連接，方便拆卸及更換。壓縮空氣噴嘴12選用普通氣嘴即可在設(shè)備運行過程中的浙青暫停噴射階段，水霧化噴嘴14及壓縮空氣噴嘴12不斷向發(fā)泡腔內(nèi)噴入壓縮空氣，以避免發(fā)泡腔內(nèi)浙青倒流入水、氣噴嘴內(nèi)，造成堵塞。
[0025]發(fā)泡腔上端的浙青孔板10被夾在浙青管道焊接件3與發(fā)泡腔上蓋板11之間，為可更換結(jié)構(gòu)。當(dāng)需要改變發(fā)泡腔浙青噴射入口尺寸時，只需要相應(yīng)更換浙青孔板10即可，方便簡潔。浙青發(fā)泡腔1下端安裝有一發(fā)泡腔承壓板13，以螺紋方式連接，亦可更換。
[0026]發(fā)泡腔承壓板13中心為浙青噴射出口，浙青經(jīng)發(fā)泡后從小孔拋出。通過不同浙青孔板及承壓板的組合，可以方便實現(xiàn)發(fā)泡腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變，以改變浙青噴射的壓力及流量，適應(yīng)各品種浙青的發(fā)泡，優(yōu)化發(fā)泡效果。
[0027]浙青發(fā)泡腔下端的發(fā)泡腔承壓板13中心開有多個偏心小孔15。傳統(tǒng)設(shè)計的浙青噴射出口均為單出口設(shè)計或為噴灑嘴設(shè)計，但經(jīng)過理論建模仿真以及實驗驗證發(fā)現(xiàn):單出口設(shè)計的發(fā)泡腔產(chǎn)生的浙青泡沫較易破裂，有較好的膨脹率，但半衰期過短；帶有噴灑嘴的發(fā)泡腔產(chǎn)生的泡沫浙青膨脹率較低，發(fā)泡效果不佳。而本發(fā)明采用的多孔設(shè)計有效解決的以前存在的問題，綜合了兩者的優(yōu)點，使得產(chǎn)出的浙青泡沫細(xì)膩，具有良好的膨脹率及半衰期，大大的提高了泡沫浙青的物理特性。
[0028]為防止浙青或泡沫浙青在流動過程中迅速冷卻使其流動性差，進(jìn)一步可在浙青管道4及發(fā)泡腔體I外設(shè)有電加熱元件及溫控器(圖上未表示)，以實現(xiàn)預(yù)熱；另外，在電加熱元件外部包裹隔熱材料進(jìn)行保溫，并防止人員燙傷。
[0029]工作時，活塞桿8尾部鋼針隨著氣缸運動提起，浙青由浙青管路4經(jīng)浙青孔板10上的小孔噴射進(jìn)發(fā)泡腔I內(nèi)，水和壓縮空氣分別在發(fā)泡腔I的兩側(cè)經(jīng)水霧化噴嘴14和壓縮空氣噴嘴12以一定的壓力向腔內(nèi)噴射。浙青和水在壓縮空氣的作用下直接接觸換熱，由于浙青的溫度在15(T180°C，超過了水的蒸汽潛熱，產(chǎn)生的水蒸汽被發(fā)泡腔內(nèi)部的壓力壓入浙青的連續(xù)相，壓縮蒸汽被浙青薄膜包裹，形成泡沫浙青，泡沫浙青從發(fā)泡腔承壓板13中心的多個小孔拋出，由于外界的大氣壓低于發(fā)泡腔6內(nèi)部壓力，即低于被浙青薄膜裹覆的壓縮蒸汽的壓力，故逐漸膨脹，直到達(dá)到平衡或者破裂。
[0030]本發(fā)明結(jié)構(gòu)型式具有簡單、制造方便、安裝容易的特點，可根據(jù)泡沫浙青生產(chǎn)量需求進(jìn)行多個組合使用。使用本發(fā)泡腔產(chǎn)生的泡沫浙青具有良好的半衰期及膨脹率，用該泡沫浙青作為穩(wěn)定劑，在混合料拌合的過程中與礦料接觸和裹覆性能好，能提高泡沫浙青混合料的質(zhì)量，從而增強(qiáng)道路使用性能，延長道路使用壽命。
[0031]本發(fā)明設(shè)計要點:采取分體結(jié)構(gòu)，浙青孔板和泡沫浙青孔板可自行拆卸更換成不同尺寸的噴口，能滿足不同浙青品種所需不同的噴射壓力及噴射流量的工藝要求，發(fā)泡條件靈活多變，亦能用于泡沫浙青實驗研究中；通過控制汽缸活塞桿的上下運動帶動尾部焊接鋼針插入和拔出浙青噴口的動作實現(xiàn)浙青噴射的通和斷，該結(jié)構(gòu)設(shè)計及機(jī)械運動減小了氣缸驅(qū)動阻力，還確保了對浙青孔板噴口的清理，防止堵塞；發(fā)泡腔的結(jié)構(gòu)和形態(tài)，泡沫浙青噴射出口的多孔設(shè)計，及壓縮空氣噴嘴和水霧化噴嘴呈銳角噴射方向，均確保了產(chǎn)出泡沫浙青的優(yōu)良品質(zhì)。
[0032]上述的對實施例的描述是為便于該【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種泡沫浙青發(fā)泡裝置，其包括浙青管道、浙青噴射控制開關(guān)、發(fā)泡腔及噴嘴，其特征在于:所述噴嘴與針狀結(jié)構(gòu)相配合以控制噴嘴的開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫浙青發(fā)泡裝置，其特征在于:還包括水霧化噴嘴與壓縮空氣噴嘴，兩者的中心線異面或處于同一水平面，其夾角呈銳角。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫浙青發(fā)泡裝置，其特征在于:發(fā)泡腔的浙青噴射出入口及各噴嘴均為可更換結(jié)構(gòu)，替換發(fā)泡腔的相應(yīng)部件即可改變泡沫浙青的發(fā)泡條件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫浙青發(fā)泡裝置，其特征在于:發(fā)泡腔底部浙青出口為多孔結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的泡沫浙青發(fā)泡裝置，其特征在于:所述的多孔為偏心孔。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫浙青發(fā)泡裝置，其特征在于:所述浙青噴射控制開關(guān)以氣缸驅(qū)動，氣缸活塞桿下端為針狀結(jié)構(gòu)，浙青管道下固定連接了一個開有倒錐狀斜槽通口的連接件，連接件通過螺紋方式與發(fā)泡腔進(jìn)行連接，活塞桿針狀部分經(jīng)過倒錐狀斜槽通口插入或拔出浙青孔板，以實現(xiàn)浙青噴射的通斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫浙青發(fā)泡裝置，其特征在于:發(fā)泡腔上端的浙青孔板中心開有浙青噴射入口，置于發(fā)泡腔蓋板之上，為可更換結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫浙青發(fā)泡裝置，其特征在于:發(fā)泡腔下端的承壓板中心開有浙青噴射出口，承壓板通過螺紋方式連接，為可更換結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫浙青發(fā)泡裝置，其特征在于:發(fā)泡腔底部的承壓板上開多個有偏心小孔，即為浙青噴射出口，該多孔結(jié)構(gòu)有細(xì)化泡沫的功能。
【文檔編號】E01C19/02GK103806363SQ201210448764
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月9日
【發(fā)明者】王安麟, 姜濤, 零霏, 龔啟偉, 張慧 申請人:同濟(jì)大學(xué)