CN103134915A - 一种密闭式沥青烟研究装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种密闭式沥青烟研究装置，包括沥青烟产生部分和沥青烟收集部分，沥青烟产生部分包括密闭试验箱、沥青锅、电热套、搅拌器、送气机和升降机构，密闭试验箱顶部安装有温控仪、搅拌器变频器和送气机变频器，沥青锅和电热套均设置在密闭试验箱内，沥青锅设置在电热套上，搅拌器安装在密闭试验箱内，搅拌器安装架固定在密闭试验箱内，送气机设置在密闭试验箱外，送气机与密闭试验箱连通，送气管上安装有进气阀；沥青烟收集部分包括大气采样仪和气体吸收瓶，大气采样仪与密闭试验箱连通，第一连接管上安装有抽气阀，气体吸收瓶与大气采样仪连通。本发明控温精确，功能齐全，污染小，制备的沥青烟纯度高，对其影响因素控制严格。

Description

一种密闭式沥青烟研究装置

技术领域

本发明属于路面沥青材料环保监测研究装置，具体是涉及一种密闭式沥青烟研究装置。

背景技术

近年来，随着我国工业的快速发展和交通运输业的全面开通，道路建设迅猛开展，我国高等级路面主要以沥青路面为主，考虑到路面保持良好的路用性能，目前主要以热拌沥青混凝土为主。因此我国面临着严重的大气污染问题，尤其是以沥青烟为代表的有机物以其高毒性、成分复杂性和难治理性备受人们重视，成为环境监测和治理的一个重点和难点。

在沥青和沥青混凝土的制作及使用过程中，沥青中对环境危害性最大的芳香分会以气凝胶的形式分散到空气中，芳香分中含有菲、葸、萘、苯、吡啶及酚等挥发性物质，会对空气造成严重污染，沥青烟中所含多环芳烃通过皮肤接触或呼吸系统对人体危害很大。针对于此，国内外已有一些学者对沥青烟的影响和组成做了深层次的研究，在沥青烟研究过程中，对于沥青烟的获得及收集主要采用自制的装置，其控制条件不够严格，使学者对沥青烟的研究不够精确，分析自制装置存在以下缺点：

（1）密封性差，采用自制的沥青烟产生装置，由大气采样器直接吸收或由直流气将沥青烟收集到吸收瓶中，不进行密封处理，这样容易导致沥青烟的浓度发生变化，研究的精度降低。

（2）温度控制不精确，采用自制的沥青烟产生装置，大多由电磁设备对沥青进行加热，导致沥青受热不均匀，沥青烟浓度不稳定，研究结果离散性太大。

（3）对影响因素考虑不周，在不同的单位、学者对沥青烟的研究方向不同，研究装置也不同，该装置一般只研究沥青烟的单因素影响，缺乏多因素研究的功能。

根据目前国内外对沥青烟释放影响因素的研究表明，沥青烟释放主要影响因素包括沥青种类、温度影响、时间和载气量。但目前还没有一种装置能够全面的研究上述因素对沥青烟的影响，在研究沥青烟技术领域，当前迫切需要解决的一个技术问题是提供一种能满足使用要求的沥青烟研究装置。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种密闭式沥青烟研究装置，其能模拟沥青在使用过程中的加热作用、搅拌作用、搅拌时间和通气量作用，控温精确，功能齐全，污染小，所制备的沥青烟纯度高，沥青烟收集速率恒定，对其影响因素控制严格，收集的沥青烟可供应用重量分析法、紫外分光光度分析法和荧光分光光度分析法对沥青烟进行深入研究。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：包括沥青烟产生部分和沥青烟收集部分，所述沥青烟产生部分包括密闭试验箱、沥青锅、电热套、搅拌器、送气机以及用于带动电热套和沥青锅整体升降的升降机构，所述密闭试验箱的顶部安装有用于对电热套进行控制的温控仪、用于对搅拌器进行控制的搅拌器变频器和用于对送气机进行控制的送气机变频器，所述密闭试验箱上设置有旋转门，所述旋转门上设置有透明观察窗口，所述沥青锅和电热套均设置在密闭试验箱的内部，所述沥青锅设置在电热套上，所述搅拌器通过搅拌器安装架安装在密闭试验箱的内部且用于对位于沥青锅中的沥青进行搅拌，所述搅拌器安装架固定在密闭试验箱的上部内壁上，所述送气机设置在密闭试验箱的外部，所述送气机通过送气管与密闭试验箱的内部相连通，所述送气管上安装有进气阀；所述沥青烟收集部分包括大气采样仪和气体吸收瓶，所述大气采样仪通过第一连接管与密闭试验箱的内部相连通，所述第一连接管上安装有抽气阀，所述气体吸收瓶通过第二连接管与大气采样仪相连通。

上述的一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：所述电热套升降机构的数量为两套且两套电热套升降机构对称设置在电热套的两侧，所述电热套升降机构包括上链轮、下链轮、链条、升降手柄和升降限位杆，所述密闭试验箱的下部内壁上固定有安装轴，所述下链轮转动安装在安装轴上，所述升降手柄的一端伸入密闭试验箱的内部，所述上链轮固定安装在位于密闭试验箱内部的升降手柄一端，所述上链轮和下链轮通过链条连接形成链传动，所述链条通过连接块与电热套连接且带动电热套和沥青锅整体升降运动，所述升降限位杆设置在升降手柄上，所述升降限位杆的一端伸入开在密闭试验箱上的半通孔且对升降手柄进行限位。

上述的一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：所述密闭试验箱的后部内壁上固定有电热套平衡滑轨，所述电热套的后部上设置有能沿着滑轨上下滑动的滑槽。

上述的一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：所述搅拌器的下端设置有搅拌罩，所述搅拌罩通过连接杆与搅拌器的上部连接，所述搅拌罩上开有沥青出口，所述沥青出口的数量为多个且多个沥青出口均匀设置。

上述的一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：所述旋转门上设置有启闭把手。

上述的一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：所述沥青锅的上部外壁上设置有手柄。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明控温精确，电热套以环抱方式传导加热，由控温仪控制其加热温度，当温度达到设定温度后，控温仪以点控方式通电，控制沥青精确的维持在设定的温度。

2、本发明密闭性良好，试验全部在密闭试验箱内进行，整个过程不受外界影响，保证研究过程中沥青烟浓度不发生变化。

3、本发明功能完善，模拟加热、通气对沥青烟浓度的影响，控制沥青种类和时间因素的影响，可以研究各因素对沥青烟浓度的影响。

4、本发明轻巧、简单、污染小，可批量生产，便于在沥青烟研究领域推广应用。

下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的外部结构示意图。

图3为本发明密闭试验箱、沥青锅、电热套和电热套升降机构的连接关系示意图。

附图标记说明:

1—密闭试验箱；      2—温控仪；         3—搅拌器变频器；

4—送气机变频器；    5—旋转门；         6—启闭把手；

7—透明观察窗口；    8—升降手柄；       9—升降限位杆；

10—抽气阀；         11—第一连接管；    12—大气采样仪；

13—第二连接管；     14—气体吸收瓶；    15—进气阀；

16—送气机；         16-1—送气管；      17—搅拌器安装架；

18—搅拌器；         19—连接杆；        20—沥青出口；

21—搅拌罩；         22—滑槽；          23-1—上链轮；

23-2—下链轮；       24—链条；          25—连接块；

26—电热套；         27—安装轴；        28—手柄；

29-沥青锅；          30-电热套平衡滑轨。

具体实施方式

如图1至图3所示，本发明包括沥青烟产生部分和沥青烟收集部分，所述沥青烟产生部分包括密闭试验箱1、沥青锅29、电热套26、搅拌器18、送气机16以及用于带动电热套26和沥青锅29整体升降的升降机构，所述密闭试验箱1的顶部安装有用于对电热套26进行控制的温控仪2、用于对搅拌器18进行控制的搅拌器变频器3和用于对送气机16进行控制的送气机变频器4，所述密闭试验箱1上设置有旋转门5，所述旋转门5上设置有透明观察窗口7，所述沥青锅29和电热套26均设置在密闭试验箱1的内部，所述沥青锅29设置在电热套26上，所述搅拌器18通过搅拌器安装架17安装在密闭试验箱1的内部且用于对位于沥青锅29中的沥青进行搅拌，所述搅拌器安装架17固定在密闭试验箱1的上部内壁上，所述送气机16设置在密闭试验箱1的外部，所述送气机16通过送气管16-1与密闭试验箱1的内部相连通，所述送气管16-1上安装有进气阀15；所述沥青烟收集部分包括大气采样仪12和气体吸收瓶14，所述大气采样仪12通过第一连接管11与密闭试验箱1的内部相连通，所述第一连接管11上安装有抽气阀10，所述气体吸收瓶14通过第二连接管13与大气采样仪12相连通。

如图1至图3所示，所述电热套升降机构的数量为两套且两套电热套升降机构对称设置在电热套26的两侧，所述电热套升降机构包括上链轮23-1、下链轮23-2、链条24、升降手柄8和升降限位杆9，所述密闭试验箱1的下部内壁上固定有安装轴27，所述下链轮23-2转动安装在安装轴27上，所述升降手柄8的一端伸入密闭试验箱1的内部，所述上链轮23-1固定安装在位于密闭试验箱1内部的升降手柄8一端，所述上链轮23-1和下链轮23-2通过链条24连接形成链传动，所述链条24通过连接块25与电热套26连接且带动电热套26和沥青锅29整体升降运动，所述升降限位杆9设置在升降手柄8上，所述升降限位杆9的一端伸入开在密闭试验箱1上的半通孔且对升降手柄8进行限位。

如图1和图3所示，所述密闭试验箱1的后部内壁上固定有电热套平衡滑轨30，所述电热套26的后部上设置有能沿着滑轨30上下滑动的滑槽22；电热套平衡滑轨30与两套电热套升降机构配合可使电热套26平稳升降。

如图1所示，所述搅拌器18的下端设置有搅拌罩21，所述搅拌罩21通过连接杆19与搅拌器18的上部连接，所述搅拌罩21上开有沥青出口20，所述沥青出口20的数量为多个且多个沥青出口20均匀设置；搅拌罩21用于防止搅拌的沥青向外溅。

如图2所示，所述旋转门5上设置有启闭把手6，便于开启旋转门5。

如图2和图3所示，所述沥青锅29的上部外壁上设置有手柄28，方便沥青锅29放入密闭试验箱1和从密闭试验箱1中取出。

本发明的工作原理为：在沥青锅29中加入沥青，打开密闭试验箱1放入到电热套26中，手动转动升降手柄8，则上链轮23-1在升降手柄8的带动下转动，使得链条24上升，链条24带动电热套26和沥青锅29整体上升，当上升至合适位置时，停止转动升降手柄8，通过升降限位杆9对升降手柄8进行限位，并关闭密闭试验箱1；然后通过温控仪2控制电热套26开始加热，设定沥青需加热到的温度，当温控仪2的测温探头检测到沥青加热到所需的温度时，通过控制搅拌器变频器3设定搅拌器18的搅拌速率（即控制搅拌器18的搅拌电机的转速），使沥青在沥青锅29中均匀分散，通过送气机变频器4设定送气机16的送气速率（即控制送气机16的送气电机的转速）；最后开启大气采样仪12，设定大气采样仪12的抽气速率和抽气时间，从密闭试验箱1中开始由大气采样仪12抽气，由气体吸收瓶14吸收沥青烟，直到试验所需，大气采样仪12中的U型管的重量增加为沥青烟中颗粒物，吸收瓶14中所吸收的为沥青烟的有机小分子挥发物。本发明中，电热套26可使沥青加热到60℃～240℃，加热方式为环抱式传热加热，沥青受热更均匀，电热套26采用温控仪2进行控温，由温控仪2的测温探头实时检测沥青的加热温度；搅拌器18主要是保证沥青发生分层离析，搅拌速率为0～1000r/min；空气送气速率为0～300L/h，使沥青在通入空气的情况下，与氧气充分结合；大气采样仪12主要是确保沥青烟以某恒定的速率均匀的送到U型管和吸收瓶14中，速率为0～2L/min，时间为0～199min。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变换，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：包括沥青烟产生部分和沥青烟收集部分，所述沥青烟产生部分包括密闭试验箱（1）、沥青锅（29）、电热套（26）、搅拌器（18）、送气机（16）以及用于带动电热套（26）和沥青锅（29）整体升降的升降机构，所述密闭试验箱（1）的顶部安装有用于对电热套（26）进行控制的温控仪（2）、用于对搅拌器（18）进行控制的搅拌器变频器（3）和用于对送气机（16）进行控制的送气机变频器（4），所述密闭试验箱（1）上设置有旋转门（5），所述旋转门（5）上设置有透明观察窗口（7），所述沥青锅（29）和电热套（26）均设置在密闭试验箱（1）的内部，所述沥青锅（29）设置在电热套（26）上，所述搅拌器（18）通过搅拌器安装架（17）安装在密闭试验箱（1）的内部且用于对位于沥青锅（29）中的沥青进行搅拌，所述搅拌器安装架（17）固定在密闭试验箱（1）的上部内壁上，所述送气机（16）设置在密闭试验箱（1）的外部，所述送气机（16）通过送气管（16-1）与密闭试验箱（1）的内部相连通，所述送气管（16-1）上安装有进气阀（15）；所述沥青烟收集部分包括大气采样仪（12）和气体吸收瓶（14），所述大气采样仪（12）通过第一连接管（11）与密闭试验箱（1）的内部相连通，

所述第一连接管（11）上安装有抽气阀（10），所述气体吸收瓶（14）通过第二连接管（13）与大气采样仪（12）相连通。

2.按照权利要求1所述的一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：所述电热套升降机构的数量为两套且两套电热套升降机构对称设置在电热套（26）的两侧，所述电热套升降机构包括上链轮（23-1）、下链轮（23-2）、链条（24）、升降手柄（8）和升降限位杆（9），所述密闭试验箱（1）的下部内壁上固定有安装轴（27），所述下链轮（23-2）转动安装在安装轴（27）上，所述升降手柄（8）的一端伸入密闭试验箱（1）的内部，所述上链轮（23-1）固定安装在位于密闭试验箱（1）内部的升降手柄（8）一端，所述上链轮（23-1）和下链轮（23-2）通过链条（24）连接形成链传动，所述链条（24）通过连接块（25）与电热套（26）连接且带动电热套（26）和沥青锅（29）整体升降运动，所述升降限位杆（9）设置在升降手柄（8）上，所述升降限位杆（9）的一端伸入开在密闭试验箱（1）上的半通孔且对升降手柄（8）进行限位。

3.按照权利要求1或2所述的一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：所述密闭试验箱（1）的后部内壁上固定有电热套平衡滑轨（30），所述电热套（26）的后部上设置有能沿着滑轨（30）上下滑动的滑槽（22）。

4.按照权利要求1或2所述的一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：所述搅拌器（18）的下端设置有搅拌罩（21），所述搅拌罩（21）通过连接杆（19）与搅拌器（18）的上部连接，所述搅拌罩（21）上开有沥青出口（20），所述沥青出口（20）的数量为多个且多个沥青出口（20）均匀设置。

5.按照权利要求1或2所述的一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：所述旋转门（5）上设置有启闭把手（6）。

6.按照权利要求1或2所述的一种密闭式沥青烟研究装置，其特征在于：所述沥青锅（29）的上部外壁上设置有手柄（28）。

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