一種基于超聲波法制備橡膠瀝青的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于超聲波法制備橡膠瀝青的設(shè)備，包括橡膠粉輸送器、基質(zhì)瀝青輸送泵和制備箱，制備箱內(nèi)自上至下設(shè)有多個加熱板和多個超聲波組件；每個超聲波組件包括上下平行設(shè)置的超聲波振動板、超聲波振動板和連接于該兩板之間的超聲波換能器，超聲波換能器的下部連接超聲波發(fā)射板，上端通過螺栓與超聲波振動板相連接，超聲波換能器通過導(dǎo)線與超聲波電源連成電路。本設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，加熱速度快。瀝青和橡膠粉通過超聲波高頻振動，均勻混合，反應(yīng)時間縮短，可在較低溫度下反應(yīng)，有效防止基質(zhì)瀝青老化，制得的橡膠瀝青混合料性穩(wěn)定。
【專利說明】一種基于超聲波法制備橡膠瀝青的設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種路面材料橡膠浙青料的制備，特別是涉及一種基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]橡膠浙青是近年來發(fā)展起來的新型路面材料，它由浙青和橡膠粉按一定比例混合而成，具有高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損性等性能，主要用于道路結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力吸收層和表面層。與傳統(tǒng)的浙青相比，橡膠浙青可大改善路面的高溫穩(wěn)定性，提高路面的低溫抗裂性和抗車轍能力，延長道路的使用壽命，減少養(yǎng)護費用。同時，橡膠浙青的應(yīng)用，可使大量廢棄的廢舊輪胎得到回收利用，是較為理想的環(huán)保型路面材料。目前，橡膠浙青是由廢舊輪胎原質(zhì)通過物理方式粉碎而得的橡膠粉粒，按一定的粗細(xì)級配比例進行組合，然后添加多種高聚合物改性劑，在高溫條件(200°C左右)下，經(jīng)過混合裝置和多級反應(yīng)釜充分拌合，使橡膠粉粒與基質(zhì)浙青充分熔脹反應(yīng)約60min以上才能形成，生產(chǎn)過程溫度高、耗時長，能耗高，不但設(shè)備比較復(fù)雜并易于老化，而且在長時間的溶脹反應(yīng)過程中，基質(zhì)浙青易產(chǎn)生老化分解，會釋放出苯并芘、浙青煙等有害氣體，對環(huán)境造成嚴(yán)重污染?’另外，現(xiàn)有加工方法僅僅通過攪拌軸進行攪拌混合，橡膠粉與浙青難以達(dá)到充分混合，造成橡膠粉在浙青介質(zhì)中分布不均勻，導(dǎo)致橡膠浙青的粘度、軟化點、延度和針入度等指標(biāo)難以達(dá)到應(yīng)用要求。[0004]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明提供一種基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備，以解決傳統(tǒng)橡膠浙青制備裝置高能耗、攪拌不均勻、溶脹時間長、高污染等缺陷，確保橡膠浙青性能穩(wěn)定。
[0005]本發(fā)明制備橡膠浙青的設(shè)備包括橡膠粉輸送器、基質(zhì)浙青輸送泵和制備箱，所述制備箱上端設(shè)有與橡膠粉輸送器出口相連的橡膠粉進料口和與基質(zhì)浙青輸送泵出口管相連的基質(zhì)浙青進料口，制備箱下端設(shè)有橡膠浙青出料口 ；所述制備箱內(nèi)自上至下設(shè)有多個加熱板和多個超聲波組件；所述每個超聲波組件包括上下平行設(shè)置的超聲波振動板、超聲波振動板和連接于該兩板之間的超聲波換能器，超聲波換能器的下部連接超聲波發(fā)射板，上端通過螺栓與超聲波振動板相連接，超聲波換能器通過導(dǎo)線與超聲波電源連成電路。
[0006]在制備箱內(nèi)，所述加熱板和超聲波組件自上至下以一定間隔距離排布，其中，箱內(nèi)頂端和底端各設(shè)有一個加熱板，其間每隔I~4個超聲波組件設(shè)置一個加熱板。
[0007]所述加熱板和超聲波組件均為一端固定在制備箱壁面上,另一端以5°~10°角向下懸空，
在制備箱內(nèi)，自頂端加熱板至最下一個超聲波組件，相鄰各板之間互為交替地分別固定在制備箱的兩相對的側(cè)壁上，所述超聲波組件是以超聲波發(fā)射板的一端固定在制備箱相應(yīng)壁面上的。
[0008]所述加熱板含有空腔，空腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)熱蛇管，蛇管的兩瑞分別為導(dǎo)熱介質(zhì)的進口和導(dǎo)熱介質(zhì)出口。
[0009]所述橡膠粉輸送器為螺旋輸送機械。
[0010]所述制備箱的橡膠浙青出料口設(shè)有出料閥。
[0011]本發(fā)明制備橡膠浙青的設(shè)備采用超聲波組件替代傳統(tǒng)混合裝置和多級反應(yīng)釜，利用超聲波換能器進行能量轉(zhuǎn)換，使高頻電能轉(zhuǎn)化為機械能，將輸入的電功率轉(zhuǎn)換成機械功率(即超聲波)，再通過發(fā)射板和振動板傳遞至制備箱內(nèi)的基質(zhì)浙青和橡膠粉中，使二者充分混合物，攪拌均勻，而超聲波換能器自身卻消耗很少一部功率；而且加熱升溫速度快，反應(yīng)時間縮短(只需5-10min)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，可較大幅度降低加熱溫度。本設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，能耗低，并可有效防止基質(zhì)浙青在長時間高溫高壓下的老化，解決了傳統(tǒng)制備橡膠浙青工藝中攪拌不均勻、溶脹時間長、性能不穩(wěn)定的問題。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明制備橡膠浙青設(shè)備的實施例結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為超聲波組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為加熱板的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖中，I一浙青貯罐，2—浙青輸送管，3—制備箱，4一螺旋輸送器，5—超聲波組件，5a—超聲波振動板，5b—超聲波發(fā)射板，5c—超聲波換能器，6、6-1、6-2—加熱板，7、8—超聲波電源，9一橡膠浙青出口閥，10—浙青輸送泵，11 一浙青輸出閥，12—螺栓，13—導(dǎo)熱蛇管，13a一導(dǎo)熱介質(zhì)進口，13b一導(dǎo)熱介質(zhì)出口。
【具體實施方式】
[0014]下面首先結(jié)合附圖對本發(fā)明設(shè)備進一步說明。
[0015]如圖1，制備箱3上端的橡膠粉進料口與螺旋輸送器4相連接，基質(zhì)浙青進料口與基質(zhì)浙青輸送泵10出口的浙青輸送管2相連接，制備箱3的頂端設(shè)有一個加熱板6-1，底端設(shè)有一個加熱板6-2，其間每隔兩個超聲波組件5設(shè)置一個加熱板6，自上至下以一定間隔距離排布。超聲波組件5的結(jié)構(gòu)如圖2，它包括上下平行設(shè)置的超聲波振動板5a、超聲波發(fā)射板5b和超聲波換能器5c,超聲波換能器5c的下部連接超聲波發(fā)射板5b,上端通過螺栓12與超聲波振動板5a相連接，超聲波換能器5c通過導(dǎo)線與超聲波電源7或超聲波電源8連成電路(參見圖1 )，超聲波換能器5c的發(fā)射頻率為30KHz—50KHz，功率為Ik一2kw/m3，超聲波組件5中，超聲波換能器5c的數(shù)量及其排布形式可根據(jù)需要設(shè)置。繼續(xù)見圖1，加熱板6-1和各超聲波組件5及各加熱板6均為一端固定在制備箱壁面上,另一端以5°?10°角向下懸空，各超聲波組件5是以超聲波發(fā)射板5b的一端固定在制備箱3的壁面上的。自頂端加熱板6-1至最下端一個超聲波組件5，相鄰各板之間互為交替地分別固定在制備箱3的兩相對的側(cè)壁上。
[0016]圖3表示加熱板(包括各加熱板6和加熱板6-1、6_2)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3，加熱板6含有空腔，空腔內(nèi)設(shè)有連續(xù)彎曲的導(dǎo)熱蛇管13，導(dǎo)熱蛇管13的一端為導(dǎo)熱介質(zhì)的進口13 a和另一端為導(dǎo)熱介質(zhì)的出口 13b。本實施例中，導(dǎo)熱蛇管I內(nèi)的3導(dǎo)熱介質(zhì)是導(dǎo)熱油。
[0017]下面結(jié)合【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備的工作原理。
[0018]首先啟動導(dǎo)熱油升溫和循環(huán)系統(tǒng)，啟動超聲波電源7和超聲波電源8，使各超聲波換能器5c通電工作，隨后啟動螺旋輸送器4和浙青輸送泵10。
[0019]經(jīng)機械粉碎至一定粒度范圍的廢舊橡膠粉由螺旋輸送器4輸入制備箱3 ;與此同時，來自浙青貯罐I的熱浙青(150°C左右)經(jīng)浙青輸出閥12、浙青輸送泵10，通過浙青輸送管2也輸入制備箱3內(nèi)。熱浙青和橡膠粉同時落在制備箱3最上方的加熱板6-1上被加熱混合并順著傾斜的板面向加熱板6-1的低端流動，隨后下落到其下方的超聲波組件5上。超聲波發(fā)射板5b和超聲波振動板5a將高頻振動波傳遞至基質(zhì)浙青和橡膠粉中，使二者被充分混合，攪拌均勻；同時混合料順著傾斜的板面向加熱板6-1的低端流動而落到與其相鄰的下一超聲波組件上，繼續(xù)不斷地發(fā)生高頻振動而進一步混勻；同樣原理，混合物繼續(xù)下落至與其相鄰的下一個加熱板6上時被加熱。如此，浙青和橡膠粉混合物不斷自動地逐板向下流動，最后落到制備箱3的底部加熱板6-2上。在以上流動過程中，加熱板可使物料保持一定溫度，并通過超聲波高頻振動使橡膠粉在基質(zhì)浙青中分布均勻，還能夠使基質(zhì)浙青與橡膠粉充分溶脹。最后，制成的橡膠浙青產(chǎn)品從制備箱3的橡膠浙青出口閥9輸出，進入橡膠浙青存儲裝置中，可直接用于路面施工材料。
【權(quán)利要求】
1.一種基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備，包括橡膠粉輸送器、基質(zhì)浙青輸送泵和制備箱，所述制備箱上端設(shè)有與橡膠粉輸送器出口相連的橡膠粉進料口和與基質(zhì)浙青輸送泵出口管相連的基質(zhì)浙青進料口，制備箱下端設(shè)有橡膠浙青出料口 ；其特征在于所述制備箱內(nèi)自上至下設(shè)有多個加熱板和多個超聲波組件；所述每個超聲波組件包括上下平行設(shè)置的超聲波振動板、超聲波振動板和連接于該兩板之間的超聲波換能器，超聲波換能器的下部連接超聲波發(fā)射板，上端通過螺栓與超聲波振動板相連接，超聲波換能器通過導(dǎo)線與超聲波電源連成電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備，其特征在于在制備箱內(nèi)，所述加熱板和超聲波組件自上至下以一定間隔距離排布，其中，箱內(nèi)頂端和底端各設(shè)有一個加熱板，其間每隔I?4個超聲波組件設(shè)置一個加熱板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備，其特征在于所述制備箱內(nèi)，加熱板和超聲波組件均為一端固定在制備箱壁面上，另一端以5°?10°角向下懸空；所述超聲波組件是以超聲波發(fā)射板的一端固定在制備箱相應(yīng)壁面上的。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備，其特征在于所述制備箱內(nèi)，自頂端加熱板至最下一個超聲波組件，相鄰各板之間互為交替地分別固定在制備箱的兩相對的側(cè)壁上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備，其特征在于所述制備箱內(nèi)每隔兩個超聲波組件設(shè)置一個加熱板。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備，其特征在于所述加熱板含有空腔，空腔內(nèi)設(shè)有導(dǎo)熱蛇管，蛇管的兩瑞分別為導(dǎo)熱介質(zhì)的進口和導(dǎo)熱介質(zhì)出口。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備，其特征在于所述橡膠粉輸送器為螺旋輸送機械。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于超聲波法制備橡膠浙青的設(shè)備，其特征在于所述制備箱的橡膠浙青出料口設(shè)有出料閥。
【文檔編號】E01C19/02GK103821063SQ201410089388
【公開日】2014年5月28日 申請日期:2014年3月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月12日
【發(fā)明者】侯曙光 申請人:南京工業(yè)大學(xué)