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(yàn)研究，具有靈活多變、制造簡單、實(shí)用性強(qiáng)、成本低廉等特點(diǎn)。
【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(fèi)，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(shí)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(diǎn)，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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)質(zhì)性特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn):首先，該設(shè)計有效防止了設(shè)備在運(yùn)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(shí)驗(yàn)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(shí)用性好，靈活多變等特點(diǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】[0018]圖1為本發(fā)明實(shí)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(shí)施例的泡沫浙青發(fā)生裝置結(jié)構(gòu)的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下結(jié)合附圖所示實(shí)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(yùn)動，帶動尾部鋼針插入或拔出浙青孔板10上的噴口，以實(shí)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(yùn)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(yùn)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(shí)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?yàn)閲姙⒆煸O(shè)計，但經(jīng)過理論建模仿真以及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(diǎn)，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(shí)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(yùn)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(diǎn)，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(diǎn):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(shí)驗(yàn)研究中；通過控制汽缸活塞桿的上下運(yùn)動帶動尾部焊接鋼針插入和拔出浙青噴口的動作實(shí)現(xiàn)浙青噴射的通和斷，該結(jié)構(gòu)設(shè)計及機(jī)械運(yùn)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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)