一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备及方法.pdf

本发明公开了一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备及方法，包括内部顶面安装有氧气含量监测装置和气压监测装置的搅拌器；搅拌器还连接有料称量器、沥青称量器、惰性气体储存装置、惰性气体回收装置以及排气减压装置；向密闭的搅拌器中充注氮气和二氧化碳等惰性气体，不仅能够降低沥青和氧气接触的机会，还能够提高搅拌器内气压，达到减少轻质油分挥发的目的。能够实现更高的拌合温度和更长的拌合时间，提高沥青对矿料的裹附以及拌合的均匀程度。通过监测搅拌器内氧气含量和气压，合理控制惰性气体的充注量。惰性气体回收装置中的除氧装置能够利用其中的燃料燃烧除去氧气，除氧后所回收的惰性气体经由管道输送到惰性气体储存装置。

1.  一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备，其特征在于,包括惰性气体储存装置(1)，氧气含量监测装置(2)，气压监测装置(3)，排气减压装置(4)，搅拌器(5)，矿料称量器(6)，沥青称量器(7)，惰性气体回收装置(13)；所述搅拌器(5)内部顶面安装有氧气含量监测装置(2)和气压监测装置(3)；所述搅拌器(5)上设有排气减压装置(4)；搅拌器(5)上设有矿料进口、沥青进口、气体进口、气体出口；矿料称量器(6)、沥青称量器(7)、惰性气体储存装置(1)、惰性气体回收装置(13)分别通过矿料进口、沥青进口、气体进口、气体出口与搅拌器(5)连接，排气减压装置(4)、矿料称量器(6)、沥青称量器(7)、惰性气体储存装置(1)、惰性气体回收装置(13)与搅拌器(5)之间均设有阀门(8)。

2.  如权利要求1所述的一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备，其特征在于,所述搅拌器(5)为叶片搅拌器，搅拌器(5)内部顶面设有支架(12)，支架(12)上安装有旋转轴(11)，旋转轴(11)上设有若干叶片(10)。

3.  如权利要求1所述的一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备，其特征在于,所述的惰性气体回收装置(13)内中部安装有除氧装置(14)，惰性气体回收装置(13)下端设有与惰性气体储存装置(1)相连通的管道(15)。

4.  如权利要求2所述的一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备，其特征在于,所述搅拌器(5)下端设有出料口(9)。

5.  一种使用如权利要求2所述的一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备的间歇式沥青混合料拌合楼的防老化方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)、根据沥青混合料配合比设计的结果，将沥青、矿粉、集料称量好， 分别经由对应的称量器送入搅拌器(5)，关闭称量器与搅拌器(5)之间的阀门(8)；
2)、打开惰性气体储存装置(1)，惰性气体经由惰性气体储存装置(1)充注进入搅拌器(5)，同时打开惰性气体回收装置(13)，排出的空气与惰性气体混合气体进入惰性气体回收装置(13)；通过氧气含量监测装置(2)监测搅拌器(5)内氧气含量，氧气含量降低到预期值后关闭惰性气体回收装置(13)，继续充注惰性气体提高搅拌器(5)内气压，通过气压监测装置(3)合理控制惰性气体的充注量，若气压过大则打开排气减压装置(4)进行排气减压；
3)、给搅拌器(5)内升温，搅拌器(5)内达到预期温度后，启动搅拌机(5)，旋转轴(11)带动叶片(10)转动，实现对矿粉、集料、沥青的充分搅拌；
4)、搅拌完成后打开惰性气体回收装置(13)，搅拌器(5)内的气体通过惰性气体回收装置(13)内的除氧装置(14)经由管道(15)输送到惰性气体储存装置(1)内；
5)、打开搅拌器(5)下端的出料口(9)，得到成品沥青混合料。

6.  如权利要求5所述的一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化方法，其特征在于，通过向搅拌器(5)内充注惰性气体减少氧化，提高气压减少轻质油分挥发。

7.  如权利要求5所述的一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化方法，其特征在于，搅拌器(5)内的气体经过除氧装置(14)中的燃料燃烧除去惰性气体中混杂的氧气，除氧后所回收的惰性气体经由管道(15)输送到惰性气体储存装置(1)内。

一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备及方法
技术领域
本发明属于道路工程设备技术领域，涉及一种沥青混合料拌合楼，具体涉及一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备及方法。
背景技术
在沥青混合料拌合过程中，沥青呈5-15μm厚的薄膜状态与热矿料在150℃-170℃的高温条件下接触混合，一方面突然经受高温，一方面又接触热空气，导致轻质油分快速挥发，且与氧气发生化学反应，成为沥青老化最剧烈的阶段。据测定，经过拌合后，40/60号沥青的针入度降低到拌合前的85％，60/80号沥青的针入度降低到80％，还有人指出，沥青在拌合过程中发生的老化几乎相当于其在使用状态下10年左右的老化，由此可知拌合过程中沥青老化之严重。
为减少拌合过程中沥青的老化，现有技术一方面致力于采用比较低的拌合温度并缩短拌合时间，另一方面则致力于研发抗老化剂、温拌剂等产品。其中，例如美国SHRP研究成果中指出沥青混合料的拌合温度不得超过175℃，然而，温度降低则沥青粘度随之增大流动性亦变差，再缩短拌合时间，显然不利于沥青对矿料的裹附以及拌合的均匀程度。再者，就现有技术而言，即使是175℃的温度，拌合老化仍十分严重，并未从根本上解决问题。添加抗老化剂、温拌剂对减少拌合过程中沥青的老化都有一定帮助，但未能得到大规模应用，一方面因为造价提高了许多，另一方面这些添加剂对沥青混合料路用性能或多或少也有不利的影响。按照现有技术的思路，显然 难以很好地解决拌合过程中沥青的老化问题。
考虑到当前拌合时间难以进一步缩短，拌合温度难以进一步降低，使用添加剂又有其他不利影响的现状，本发明着手对设备结构进行改进，提出一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备及方法，以减少沥青在加热拌合过程中的老化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备及方法，以克服现有技术中存在的不足，本发明向搅拌器中充注氮气和二氧化碳等惰性气体，不仅能降低沥青和氧气接触的机会，还能提高搅拌器内气压，达到减少轻质油分挥发的目的，通过监测搅拌器内氧气含量和气压，合理控制惰性气体的充注量。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备，其特征在于,包括惰性气体储存装置，惰性气体回收装置，氧气含量监测装置，气压监测装置，排气减压装置，搅拌器，矿料称量器，沥青称量器；所述搅拌器内部顶面安装有氧气含量监测装置和气压监测装置；所述搅拌器上设有排气减压装置；搅拌器上设有矿料进口、沥青进口、气体进口、气体出口；矿料称量器、沥青称量器、惰性气体储存装置、惰性气体回收装置分别通过矿料进口、沥青进口、气体进口、气体出口与搅拌器连接，排气减压装置、矿料称量器、沥青称量器、惰性气体储存装置、惰性气体回收装置与搅拌器之间均设有阀门。
进一步的，所述搅拌器为叶片搅拌器，搅拌器内部顶面设有支架，支架上安装有旋转轴，旋转轴上设有若干叶片。
进一步的，所述的惰性气体回收装置内中部安装有除氧装置，惰性气体 回收装置下端设有与惰性气体储存装置相连通的管道。
进一步的，所述搅拌器下端设有出料口。
一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化方法，包括以下步骤：
1)、根据沥青混合料配合比设计的结果，将沥青、矿粉、集料称量好，分别经由对应的称量器送入搅拌器，关闭称量器与搅拌器之间的阀门；
2)、打开惰性气体储存装置，惰性气体经由惰性气体储存装置充注进入搅拌器，同时打开惰性气体回收装置，排出的空气与惰性气体混合气体进入惰性气体回收装置；通过氧气含量监测装置监测搅拌器内氧气含量，氧气含量降低到预期值后关闭惰性气体回收装置，继续充注惰性气体提高搅拌器内气压，通过气压监测装置合理控制惰性气体的充注量，若气压过大则打开排气减压装置进行排气减压；
3)、给搅拌器内升温，搅拌器内达到预期温度后，启动搅拌机，旋转轴带动叶片转动，实现对矿粉、集料、沥青的充分搅拌；
4)、搅拌完成后打开惰性气体回收装置，搅拌器内的气体通过惰性气体回收装置内的除氧装置经由管道输送到惰性气体储存装置内；
5)、打开搅拌器下端的出料口，得到成品沥青混合料。
进一步的，通过向搅拌器内充注惰性气体减少氧化，提高气压减少轻质油分挥发。
进一步的，搅拌器内的气体经过除氧装置中的燃料燃烧除去惰性气体中混杂的氧气，除氧后所回收的惰性气体经由管道输送到惰性气体储存装置内。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明在对现有间歇式沥青混合料拌合楼改进的基础上增加了一套由 惰性气体储存装置，惰性气体回收装置，氧气含量监测装置，气压监测装置，排气减压等装置构成的防老化设备。向密闭的搅拌器中充注氮气和二氧化碳等惰性气体，不仅降低沥青和氧气接触的机会，还能够提高搅拌器内气压，达到减少轻质油分挥发的目的。通过监测搅拌器内氧气含量和气压，合理控制惰性气体的充注量。结合惰性气体回收装置和储存装置保证了惰性气体的供应及循环利用。能够实现更高的拌合温度和更长的拌合时间，提高沥青对矿料的裹附以及拌合的均匀程度。能够实现惰性气体的回收和循环利用，不需要额外购买或生产惰性气体。
附图说明
图1为一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备示意图。
其中，1、惰性气体储存装置；2、氧气含量监测装置；3、气压监测装置；4、排气减压装置；5、搅拌器；6、矿料称量器；7、沥青称量器；8、阀门；9、出料口；10、叶片；11、旋转轴；12、支架；13、惰性气体回收装置；14、除氧装置；15、管道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
如图1所示一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备，包括惰性气体储存装置1，惰性气体回收装置13，氧气含量监测装置2，气压监测装置3，排气减压装置4，搅拌器5，所述搅拌器5内部顶面安装有氧气含量监测装置2和气压监测装置3，搅拌器5外部连接有矿料称量器6、沥青称量器7、惰性气体储存装置1、惰性气体回收装置13以及排气减压装置4；矿料称量器6、沥青称量器7、惰性气体储存装置1、惰性气体回收装置13以及排气减压装置4与搅拌器5之间均安装有阀门8；所述的搅拌器5为叶片搅拌器，叶片10固定于旋转轴11上，旋转轴11安装在搅拌器5内部顶面的支架12上；所述的惰性 气体回收装置13内中部安装有除氧装置14，惰性气体回收装置13与惰性气体储存装置1通过管道15连通。
一种使用上述发明一种间歇式沥青混合料拌合楼的防老化设备的间歇式沥青混合料拌合楼的防老化方法，所述间歇式沥青混合料拌合楼设备开启后，将称量好的沥青经由沥青称量器7送入搅拌器5，将称量好的矿粉和集料经由矿料称量器6送入搅拌器5，打开惰性气体储存装置1阀门，惰性气体经由惰性气体储存装置1充注进入搅拌器5，同时打开惰性气体回收装置13阀门，排出的空气与惰性气体混合气体进入惰性气体回收装置13。通过氧气含量监测装置2监测搅拌器5内氧气含量，氧气含量降低到预期值后关闭惰性气体回收装置13阀门，继续充注惰性气体提高搅拌器5内气压，通过气压监测装置3合理控制惰性气体的充注量，若气压过大则打开排气减压装置4进行排气减压；然后提高搅拌器5内温度，搅拌器5达到预期温度后，启动搅拌器5，旋转轴11带动叶片10转动，实现对矿粉、集料、沥青的搅拌。搅拌完成后打开惰性气体回收装置13回收惰性气体，除氧装置14能够利用其中的燃料燃烧除去惰性气体中混杂的氧气，除氧后所回收的惰性气体经由管道15输送到惰性气体储存装置1内。打开出料口9，即得成品料。