CN105618196B - 沥青矿粉分离设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种沥青矿粉分离设备，包括进料斗、进料带、回料带、复合磨机、风冷却器、旋风除尘器、收料出风袋，进料斗通过进料带与复合磨机顶部的进料口连接，复合磨机侧边或者底部通过管路与风冷却器连接，复合磨机的出料口通过回料带与进料斗连接，复合磨机侧边通过倾斜设置的风料管与旋风除尘器连接，旋风除尘器的顶部通过管路与收料出风袋连接。磨机中锤头的设置方向为斜向上与中心轴的夹角为60‑70度，从上向下每个破碎层的锤头数目是上一破碎层的锤头数目的1.2‑2倍。通过锤头的该特定设置方式，提高了破碎、分离效率。

Description

沥青矿粉分离设备
技术领域
本发明涉及一种沥青矿粉分离设备，特别涉及一种废弃沥青铣刨料的粉碎再用设备，还涉及该设备的操作方法。
背景技术
近些年来，随着我国公路事业的迅猛发展，高速公路的里程越来越长。一些早期修建的高速公路面临着大修或扩建，如何利用已损坏的路面面层、特别是沥青面层逐渐受到人们的重视。由于生产设备的限制，沥青混凝土路面面层铣刨料的充分利用一直存在困难，尤其是现场再利用困难更大。
CN102359048A公开了一种废弃铣刨料的粉碎再用系统及其工艺方法，包括进料斗、进料带、回料带、复合磨机、风冷却器、旋风除尘器、收料出风袋，进料斗通过进料带与复合磨机顶部的进料口连接，复合磨机的侧边或者底部通过管路与风冷却器连接，复合磨机的出料口通过回料带与进料斗连接，复合磨机的侧边通过倾斜设置的风料管与旋风除尘器连接，旋风除尘器的顶部通过管路与收料出风袋连接。
CN103437267A公开了一种沥青路面铣刨料再生柔性构造的方法，包括下列步骤：划定修补范围，沿范围四周锯缝，再铣刨凿除病害层，清除废料，高压吹风机将修补界面吹净，用烘干机对界面进行烘干，喷洒乳化沥青粘层布满界面，分层填筑，分层压实，压实度要在98％以上，用乳化沥青涂四周接缝以防水，冷却到50℃以下时放行。
CN102359048A公开了一种废弃铣刨料的粉碎再用系统及其工艺方法，所述系统包括进料斗、进料带、回料带、复合磨机、风冷却器、旋风除尘器、收料出风袋，进料斗通过进料带与复合磨机顶部的进料口连接，复合磨机的侧边或者底部通过管路与风冷却器连接，复合磨机的出料口通过回料带与进料斗连接，复合磨机的侧边通过倾斜设置的风料管与旋风除尘器连接，旋风除尘器的顶部通过管路与收料出风袋连接。然而，该粉碎再用系统仍存在一些缺陷，举例而言，所述缺陷包括冷却器的冷风输入位置与风料管位置不合理，导致细料与未破碎的铣刨料分离效果差；锤头的设置角度和数量不合理，未充分考虑到复合磨机中细料粒径的分布，导致破碎和分离效果不好。
本领域需要一种沥青矿粉破碎和分离效果好的设备。
发明内容
为克服现有技术中存在的上述技术问题，本发明人经过深入研究和大量实验，提供了以下技术方案。
在本发明的一方面，提供了一种沥青矿粉分离设备，其特征在于，该设备包括进料斗、进料带、回料带、复合磨机、风冷却器、旋风除尘器、收料出风袋，进料斗通过进料带与复合磨机顶部的进料口连接，复合磨机的侧边或者底部通过管路与风冷却器连接，复合磨机的出料口通过回料带与进料斗连接，复合磨机的侧边通过倾斜设置的风料管与旋风除尘器连接，旋风除尘器的顶部通过管路与收料出风袋连接；
所述的复合磨机包括壳体、中心轴、马达，壳体的内壁为凹凸错落结构，马达与中心轴连接，中心轴设置在壳体内，中心轴由上到下设有若干个破碎层，每个破碎层均套设有若干个锤头。相邻的破碎层的锤头优选交错设置。由于下层锤头比上层锤头数目多，所述交错设置优选是指尽可能地交错。
所述锤头的设置方向为斜向上与中心轴的夹角优选为60-70度，并且从最上方的第一破碎层开始向下（即，最上一个破碎层作为第一破碎层），每个破碎层的锤头数目优选是上一破碎层的锤头数目的1.2-2倍。
本发明人经研究发现，通过设置成前述特定角度，可以使锤头方向与沥青路面铣刨料的下降方向形成一定夹角，可增强剪切作用，从而有利地提高了破碎效果。与现有技术中的成直角的设置方式（如CN102359048A所示）相比，在相同的破碎能量消耗下，可以使破碎效果提高10-20%。这样的效果是先前所未预料到的。
本发明人经过进一步深入研究还发现，随着沥青路面铣刨料在复合磨机中被不断破碎，从上到下变得越来越细，因此如果锤头的设置密度不变的话，则下层破碎层的破碎效果就比较差，难以进行有效的破碎，因此本发明逐渐加大下层破碎层的锤头密度，可以起到良好的破碎效果。研究发现，如果下层破碎层的锤头数量是上级破碎层的1.2倍，与锤头设置密度不变时相比，可以使破碎效果提高5-10%。这样的锤头设置方式在现有技术中尚属首次报导，现有技术中也没给出任何技术启示或教导。
优选地，所述风冷却器的冷风来自对清洗除尘的废弃铣刨料进行风吹后的气体。本发明人发现，由于进行清洗除尘的废弃铣刨料含有水分，因此对其进行风吹干燥的气体具有较低的温度。将这样的气体用于风冷却器对复合磨机及其中的物料进行降温，效果特别好，同时还有利于冷风的综合利用。
优选地，所述风料管与复合磨机的连接位置高于风冷却器输送的冷风进入复合磨机的位置。在CN102359048A专利文献中，所述连接位置即冷风管路进入复合磨机的位置处在相同的高度，这种设置方式导致冷风在磨机中没有经过较长的行程就进入到风料管中，因此冷却效果差。本发明人还发现，该专利文献的设置方式的另一种缺陷是沉降的较粗粒径的细料容易堵塞风料管。为了解决首次发现的上述技术问题，本发明人将风料管与复合磨机的连接位置设置成高于风冷却器输送的冷风进入复合磨机的位置，从而有效克服了上述缺陷，获得了良好的技术效果。优选地，风料管与复合磨机的连接位置设置成比风冷却器输送的冷风进入复合磨机的位置高出复合磨机内腔高度的1/10-1/15。
在本发明的沥青矿粉分离设备中，风冷却器输送的冷风进入复合磨机方向（即吹送方向）优选与复合磨机的侧边呈45°角。
在一个优选实施方式中，所述的由上到下的若干个破碎层的锤头的尺寸从大到小设置。例如，由上到下的若干个破碎层的锤头的直径依次为上一破碎层锤头的直径的0.9倍。破碎层的数量优选为2-10个，更优选为3-5个。
在本发明中，所述锤头优选由铁合金制成。
就本发明而言，所述铁基合金的组成优选为，基于该铁基合金的总重量计，：0.10-0.65 wt%碳, 1.5-4.0 wt%铬，0.2-0.8 wt%钼，0.2-0.8 wt%钒，0.02-0.05 wt%硅，和0.01-0.02 wt%磷，余量为铁和不可避免的杂质。这样的锤头具有较高的剪切破碎强度，同时由于其导热性好，避免了磨机内过度升温。本发明人经研究还出乎意料地发现，这样的合金与普通不锈钢例如304不锈钢相比，可以有效防止沥青在其上的粘附，从而大大提高了设备连续运转的安全性和长期性，不需要在较短的运行时间就停机进行清理。
更优选地，壳体的内壁为凹凸错落结构，即复合磨机壳体的内部具有凸起部和凹陷部，以加大破碎效果。研究发现，在设备运转中，所述壳体承受比较大的冲击力，一般的不锈钢容易产生较大的冲蚀。本发明人经研究发现，对具有凹凸错落结构的壳体内壁的凹凸错落结构体进行渗氮硬化处理从而使其具有硬化的表面层，可以有效解决该冲蚀问题。所述表面层的厚度优选为0.01-0.5mm。
在一个优选实施方式中，风料管与复合磨机的侧边呈45°角。
在本发明的沥青矿粉分离设备，所述的进料带上设置有除铁装置，例如永磁体。
所述的进料斗可以通过传送带与料水分离器连接，料水分离器的底部设置有沉淀池。
在本发明的另一方面，还提供了操作上述沥青矿粉分离设备的方法，其特征在于，该方法可以包括以下步骤：
步骤一、除尘：废弃铣刨料经过料水分离器或者人工进行清洗除尘并风吹干燥后，输出到进料斗备用；
步骤二、破碎分类：清洗干净的干燥的铣刨料经过进料带输送到复合磨机，复合磨机内高速转动的锤头将铣刨料撞动破碎同时底部风冷却器输送来的冷风进行降温，所述冷风来自步骤一对清洗除尘的废弃铣刨料进行风吹后的气体，通过大尺寸的锤头向小尺寸的锤头的逐级撞击破碎，未破碎的铣刨料下落到复合磨机的出料口通过回料带返回进料斗重新输入到复合磨机，经过复合磨机破碎后的铣刨料细料通过倾斜设置的风料管输出到旋风除尘器将石料细料和沥青细料分离，石料细料通过旋风除尘器底部的出料口排出，沥青细料通过旋风除尘器顶部的管路输出到收料出风袋收集。
收料出风袋优选包含一个由抗磨蚀材料制成的层。该抗磨蚀材料为纺粘材料。所述纺粘材料优选为聚苯硫醚和PTFE以1:3-3:1重量比掺混的材料。该材料具有强度的完整保持性和内在的耐化学性，可以在本发明的恶劣环境中保持良好的过滤性能，并达到理想的使用寿命。
附图说明
图1为根据本发明的沥青矿粉分离设备的结构示意图；
图2为根据本发明的复合磨机的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图以及实施例和对比例对本发明进行详细说明。
实施例1
参见图1和2，本发明包括进料斗1、进料带2、回料带3、复合磨机4、风冷却器5、旋风除尘器7、收料出风袋8，进料斗1通过进料带2与复合磨机4顶部的进料口连接，复合磨机4的侧边或者底部通过管路与风冷却器5连接，复合磨机4的出料口通过回料带3与进料斗1连接，复合磨机4的侧边通过倾斜设置的风料管6与旋风除尘器7连接，旋风除尘器7的顶部通过管路与收料出风袋8连接。上述的复合磨机4包括壳体9、中心轴10、马达12，壳体9的内壁为凹凸错落结构，中心轴10设置在壳体9内，马达12与中心轴10连接，中心轴9由上到下分为若干个破碎层，每个破碎层均套设有个锤头11，相邻的破碎层的锤头11交错设置使得下落的铣刨料再次被撞击上升再次经过破碎。上述的由上到下的若干个破碎层的锤头11的尺寸从大到小设置。上述的风料管6与复合磨机4的侧边呈45度角，防止大块的铣刨料堵住出口。上述的进料带2上设置有除铁装置，吸取掉铣刨料中的铁钉等金属。上述的除铁装置采用电磁铁。上述的进料斗1通过传送带与料水分离器连接，料水分离器的底部设置有沉淀池。所述锤头的设置方向为斜向上与中心轴的夹角为60度，并且从最上方的第一破碎层开始向下，每个破碎层的锤头数目是上一破碎层的锤头数目的1.2倍，总共三个破碎层。
所述沥青铣刨料来自房涿段高等级公路的沥青混凝土路面的厚度为5cm的第一铣刨层。
该设备的工作过程如下：
步骤一、除尘：废弃铣刨料经过料水分离器或者人工进行清洗除尘并风吹干燥后，输出到进料斗1备用；
步骤二、破碎分类：清洗干净的干燥的铣刨料经过进料带2输送到复合磨机4，复合磨机4内高速转动的锤头11将铣刨料撞动破碎同时底部风冷却器5输送来的冷风进行降温，所述冷风来自步骤一对清洗除尘的废弃铣刨料进行风吹后的气体，通过大尺寸的锤头11向小尺寸的锤头11的逐级撞击破碎，未破碎的铣刨料下落到复合磨机4的出料口通过回料带3返回进料斗1重新输入到复合磨机4，经过复合磨机4破碎后的铣刨料细料通过倾斜设置的风料管6输出到旋风除尘器7将石料细料和沥青细料分离，石料细料通过旋风除尘器7底部的出料口排出，沥青细料通过旋风除尘器7顶部的管路输出到收料出风袋收集。
对比例1
该对比例与实施例1的不同之处仅在于如同CN102359048A中的系统那样，锤头的设置方向与中心轴垂直，并且上下层的锤头数目相同。
经测试，在相同额定工作时间或功率消耗的情况下，实施例1的收料出风袋中沥青矿粉的量比对比例1增加12.1%。由该效果对比清楚地可以看出，本发明的沥青矿粉分离设备获得了更好的破碎、分离效果。
本书面描述使用实例来公开本发明，包括最佳模式，且还使本领域技术人员能够制造和使用本发明。本发明的可授予专利的范围由权利要求书限定，且可以包括本领域技术人员想到的其它实例。如果这种其它实例具有不异于权利要求书的字面语言的结构元素，或者如果这种其它实例包括与权利要求书的字面语言无实质性差异的等效结构元素，则这种其它实例意图处于权利要求书的范围之内。在不会造成不一致的程度下，通过参考将本文中参考的所有引用之处并入本文中。

Claims (9)

1.一种沥青矿粉分离设备，其特征在于，该设备包括进料斗(1)、进料带(2)、回料带(3)、复合磨机(4)、风冷却器(5)、旋风除尘器(7)、收料出风袋(8)，进料斗(1)通过进料带(2)与复合磨机(4)顶部的进料口连接，复合磨机(4)的侧边或者底部通过管路与风冷却器(5)连接，复合磨机(4)的出料口通过回料带(3)与进料斗(1)连接，复合磨机(4)的侧边通过倾斜设置的风料管(6)与旋风除尘器(7)连接，旋风除尘器(7)的顶部通过管路与收料出风袋(8)连接；
所述的复合磨机(4)包括壳体(9)、中心轴(10)、马达(12)，壳体(9)的内壁为凹凸错落结构，马达(12)与中心轴(10)连接，中心轴(10)设置在壳体(9)内，中心轴(10)由上到下设有若干个破碎层，每个破碎层均套设有若干个锤头(11)；
所述锤头的设置方向为斜向上与中心轴的夹角为60-70度，并且从最上方的第一破碎层开始向下，每个破碎层的锤头数目是上一破碎层的锤头数目的1.2-2倍；所述锤头由铁基合金制成，所述铁基合金的组成为，基于该铁基合金的总重量计；0.10-0.65wt％碳,1.5-4.0wt％铬，0.2-0.8wt％钼，0.2-0.8wt％钒，0.02-0.05wt％硅，和0.01-0.02wt％磷，余量为铁和不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述的沥青矿粉分离设备，其特征在于，所述风料管(6)与复合磨机(4)的连接位置高于风冷却器(5)输送的冷风进入复合磨机(4)的位置。
3.根据权利要求1或2所述的沥青矿粉分离设备，其特征在于，风冷却器(5)输送的冷风进入复合磨机(4)方向与复合磨机(4)的侧边呈45°角。
4.根据权利要求1或2所述的沥青矿粉分离设备，其特征在于，由上到下的若干个破碎层的锤头(11)的尺寸从大到小设置。
5.根据权利要求3所述的沥青矿粉分离设备，其特征在于，所述的风料管(6)与复合磨机(4)的侧边呈45°角。
6.根据权利要求1或2所述的沥青矿粉分离设备，其特征在于：所述的进料带(2)上设置有除铁装置。
7.根据权利要求6所述的沥青矿粉分离设备，其特征在于，所述的进料斗(1)通过传送带与料水分离器连接，料水分离器的底部设置有沉淀池。
8.一种操作根据权利要求1-7中任一项所述的沥青矿粉分离设备的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤一、除尘：废弃铣刨料经过料水分离器或者人工进行清洗除尘并风吹干燥后，输出到进料斗(1)备用；
步骤二、破碎分类：清洗干净的干燥的铣刨料经过进料带(2)输送到复合磨机(4)，复合磨机(4)内高速转动的锤头(11)将铣刨料撞动破碎同时底部风冷却器(5)输送来的冷风进行降温，所述冷风来自步骤一对清洗除尘的废弃铣刨料进行风吹后的气体，通过大尺寸的锤头(11)向小尺寸的锤头(11)的逐级撞击破碎，未破碎的铣刨料下落到复合磨机(4)的出料口通过回料带(3)返回进料斗(1)重新输入到复合磨机(4)，经过复合磨机(4)破碎后的铣刨料细料通过倾斜设置的风料管(6)输出到旋风除尘器(7)将石料细料和沥青细料分离，石料细料通过旋风除尘器(7)底部的出料口排出，沥青细料通过旋风除尘器(7)顶部的管路输出到收料出风袋收集。
9.根据权利要求8所述的方法，其中收料出风袋包含一个由抗磨蚀材料制成的层。
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