CN109183563A - 一种矿粉加热系统、浇注式沥青混凝土生产设备和生产工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种矿粉加热系统,包括进料布料单元(141)、微波发射单元(142)、微波加热腔(143)和输送单元(144),微波发射单元包括磁控管、波导和电源,微波发射单元(142)位于微波加热腔(143)外侧,输送单元(144)穿过所述微波加热腔(143),输送单元(144)的初始端上设置有进料布料单元(141),进料布料单元(141)将矿粉均匀摊铺在所述输送单元(141)上。本发明还公开了一种浇注式沥青混凝土生产设备,包含上述矿粉加热系统。本发明最后公开了一种浇注式沥青混凝土生产工艺。本发明的一种矿粉加热系统、浇注式沥青混凝土生产设备和生产工艺,能够可对矿粉进行高效均匀加热、可对矿粉加热温度进行精确控制、脱水效果优异。
Description
技术领域
本发明涉及一种矿粉加热系统、浇注式沥青混凝土生产设备和生产工艺,属于工程机械领域。
背景技术
浇注式沥青混凝土施工温度通常在220~250℃,骨料温度通常在350~400℃,远高于生产普通沥青混合料时160~180℃的骨料温度,而骨料之所以需要如此高的温度,其主要原因是所采用的矿粉为冷矿粉,冷矿粉与热骨料混合时发生热交换,而浇注式沥青混凝土矿粉含量通常高达20%左右,因此,冷矿粉需要从热骨料吸收大量的热量,但是二者之间的热交换主要发生在短暂的干拌过程中,因此,热交换均匀性和充分性都存在不足,这也是影响沥青混凝土质量稳定性的主要原因之一。
目前,行业内也有个别研究者提出对矿粉进行加热的技术方案,其方案主要是采用导热油对矿粉进行加热,该种加热方式是通过热传导的方式对矿粉进行加热,主要存在两个方面的问题:一是难以对所有的矿粉进行同等程度的加热,加热均匀性难以保证;二是对含水量较大的矿粉的适应性较差,难以保证矿粉的含水率要求,这两个方面的问题都会对浇筑式沥青混凝土质量造成不良影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,克服现有技术的缺陷,提供一种能够可对矿粉进行高效均匀加热、可对矿粉加热温度进行精确控制、脱水效果优异的浇注式沥青混凝土生产设备及其生产工艺。
为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种矿粉加热系统,包括进料布料单元、微波发射单元、微波加热腔和输送单元,所述微波发射单元包括磁控管、波导和电源,所述微波发射单元位于所述微波加热腔外侧,所述输送单元穿过所述微波加热腔,所述输送单元的初始端上设置有进料布料单元,所述进料布料单元将矿粉均匀摊铺在所述输送单元上。
所述微波发射单元设置有微波防泄漏单元。
包括进料探测器和出料探测器,所述进料探测器和出料探测器分别位于所述输送单元的初始端和末尾端,所述进料探测器和出料探测器与控制系统相连,所述控制系统与所述微波发射单元相连。
包括进料测温传感器、中间测温传感器和出料测温传感器,所述进料测温传感器位于所述微波加热腔进口,所述中间测温传感器位于所述微波加热腔内,所述出料测温传感器位于所述微波加热腔出口,所述进料测温传感器、中间测温传感器和出料测温传感器与控制系统相连,所述控制系统与所述微波发射单元和输送单元相连。
所述输送单元为输送带,所述输送带材质包括聚四氟乙烯和不锈钢材质。
所述进料布料单元包括内腔,所述内腔上开设有进料口,所述内腔外部设置有减速电机,所述内腔内壁设置有输分料螺旋,所述输分料螺旋位于所述输送单元上方,所述减速电机带动所述输分料螺旋转动,所述输分料螺旋的两端设置有方向相反的螺旋叶片。
一种浇注式沥青混凝土生产设备,包括矿粉系统、骨料系统、沥青系统和搅拌系统,所述矿粉系统包括权利要求到权利要求任意所述的矿粉加热系统,所述矿粉系统、骨料系统、沥青系统分别向所述搅拌系统内提供原料,所述矿粉系统包括冷矿粉储存仓、冷矿粉输送螺旋、热矿粉储存仓、热矿粉输送螺旋、矿粉计量斗和矿粉投料螺旋,所述冷矿粉输送螺旋将所述冷矿粉储存仓内冷矿粉输送到所述矿粉加热系统内进行加热,所述热矿粉储存仓的进口位于所述输送单元末尾端下面,所述热矿粉输送螺旋设置在所述热矿粉储存仓下方,所述矿粉计量斗位于所述热矿粉输送螺旋的下方,所述矿粉投料螺旋将所述矿粉计量斗中热矿粉输送到所述搅拌系统中。
所述矿粉系统包括冷矿粉提升机,所述冷矿粉提升机的下端进口连有所述冷矿粉输送螺旋出口,所述冷矿粉提升机的上端出口位于所述矿粉加热系统进口上方。
所述热矿粉存储仓外围设有保温棉及加热保温装置,所述加热保温装置包括电加热丝或者导热油管。
一种浇注式沥青混凝土生产工艺,包括以下步骤:
步骤1:控制系统设定沥青搅拌站生产能力,矿粉添加比例及矿粉温度,骨料、沥青及其它添加材料配方。
步骤2:控制系统根据上述矿粉添加比例及矿粉温度设定值,自动计算矿粉加热系统生产能力,从数据库自动读取冷矿粉螺旋、冷矿粉提升机、矿粉加热系统的运行频率,从数据库自动读取磁控管开启数量、磁控管布置放置;
步骤3:控制系统检测到矿粉加热系统中的进料探测器有信号后,微波加热单元按预先设定程序按顺序启动,进料测温传感器、中间测温传感器、出料测温传感器将矿粉温度实时反馈至控制系统,控制系统根据控制程序根据上述三个温度值对输送单元运行速度、微波加热电源数量进行智能调节,确保矿粉出料温度满足步骤1所设定值;
步骤4:矿粉达到设定温度后进入热矿粉储存仓,控制系统发出矿粉计量信号后,热矿粉经热矿粉螺旋输送到矿粉计量斗内;
步骤5:控制系统按照设定程序,将计量后的骨料、沥青、矿粉分别投入搅拌锅内,经充分搅拌,形成满足路用性能指标的浇注式沥青混凝土。
本发明的有益效果:本发明提供的一种矿粉加热系统、浇注式沥青混凝土生产设备和生产工艺,采用微波直接作用于矿粉进行加热,其加热效率明细高于通常所用的热传导和热辐射加热方式,解决了现有技术存在的矿粉温度低、温度不均匀性、骨料需要超高温加热等问题,同时,使用本发明所提供的设备及工艺加热矿粉时,矿粉只需要跟随输料带稳定运动,矿粉处于相对静止状态,不会存在因矿粉颗粒飞散而造成对环境的不良影响。
附图说明
图1为本发明一种浇注式沥青混凝土生产设备的结构示意图;
图2为本发明中进料布料单元具体结构示意图。
图中附图标记如下:1-矿粉系统;2-控制系统;3-骨料系统;4-沥青系统;5-搅拌系统;11-冷矿粉储存仓;12-冷矿粉输送螺旋;13-冷矿粉提升机;14-矿粉加热系统;15-热矿粉储存仓;16-热矿粉输送螺旋;17-矿粉计量斗;18-矿粉投料螺旋;141-进料布料单元;142-微波发射单元;143-微波加热腔;144-输送单元;145-进料探测器;146-出料探测器;147-进料测温传感器;148-中间测温传感器;149-出料测温传感器;1411-内腔;1412-输分料螺旋;1413-减速电机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述,以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1所示,一种浇注式沥青混凝土生产设备,包括矿粉系统1、控制系统2、骨料系统3、沥青系统4和搅拌系统5。控制系统2分别与矿粉系统1、骨料系统3、沥青系统4和搅拌系统5相连。矿粉系统1、骨料系统3、沥青系统4分别向搅拌系统5内提供原料。矿粉系统1包括矿粉依次通过的冷矿粉储存仓11、冷矿粉输送螺旋12、冷矿粉提升机13、矿粉加热系统14、热矿粉储存仓15、热矿粉输送螺旋16、矿粉计量斗17和矿粉投料螺旋18,冷矿粉输送螺旋12将冷矿粉储存仓11内冷矿粉输送到矿粉加热系统14内进行加热,热矿粉储存仓15的进口连有矿粉加热系统14的出口,热矿粉输送螺旋16设置在热矿粉储存仓15下方,矿粉计量斗17位于热矿粉输送螺旋16的下方,矿粉投料螺旋18将矿粉计量斗17中热矿粉输送到搅拌系统5中。
如图2所示,进料布料单元141包括内腔1411,内腔1411上开设有进料口,内腔1411外部设置有减速电机1413,内腔1411内壁设置有输分料螺旋1412,输分料螺旋1412位于输送单元144上方,减速电机1413带动输分料螺旋1412转动,输分料螺旋1412的两端设置有方向相反的螺旋叶片。矿粉从进料口落入进料布料单元141的内腔1411后,减速电机1413带动通过输分料螺旋1412做旋转运动,输分料螺旋1412上的方向相反的螺旋叶片将中间的矿粉均匀输送到输送单元144的两侧。
热矿粉存储仓11外围设有保温棉及加热保温装置,加热保温装置为电加热丝或者或导热油管,热矿料存储仓15安装料位传感器、测温传感器。热矿粉输送螺旋12和矿粉投料螺旋18外围均设有电加热丝及保温棉。
其中,冷矿粉提升机13的下端进口连有冷矿粉输送螺旋12出口,冷矿粉提升机13的上端出口位于矿粉加热系统14进口上方。本发明中,浇注式沥青混凝土生产设备中可以配置冷矿粉提升机13,也可以不配置冷矿粉提升机13,当不配置冷矿粉提升机13时,冷矿粉直接通过冷矿粉螺旋12输送到矿粉加热系统14内。
矿粉加热系统14包括进料布料单元141、微波发射单元142、微波加热腔143和输送单元144。微波发射单元142设置有微波防泄漏单元。输送单元144为输送带,输送带材质包括聚四氟乙烯何不锈钢材质。微波发射单元142包括磁控管、波导和电源。进料布料单元141的进口位于冷矿粉提升机13的出口下方,用于接收冷矿粉提升机13流出的矿粉。料布料单元141穿过微波加热腔143,用于运输矿粉。微波发射单元142位于微波加热腔143外侧,输送单元144将微波加热腔143的出口出来的热矿粉输送到热矿粉储存仓15中。进料布料单元141能将来自冷矿粉提升机13的矿粉按设定厚度和宽度均匀摊铺在输送单元144上,以便实现微波对所有矿粉进行均匀加热和脱水。本发明中微波发射单元142采用隧道式微波加热结构,隧道式微波加热结构可以是单层微波结构,也可以是多层微波结构。隧道式微波加热结构还设置微波防泄漏单元,能够有效防止微波泄漏而对人造成伤害。
矿粉加热系统14包括进料探测器145和出料探测器146、进料探测器145和出料探测器146与控制系统2相连,控制系统2与微波发射单元142相连。进料探测器145和出料探测器146能够实时检测输送单元144上和微波加热腔143进口处是否有矿粉,如果检测到没有矿粉,则立即向控制系统2发出信号关闭微波发射单元142的磁控管,确保矿粉加热系统14不会出现空载时微波仍然开启的问题。
矿粉加热系统14包括进料测温传感器147、中间测温传感器148和出料测温传感器149,进料测温传感器147位于微波加热腔143进口,中间测温传感器148位于微波加热腔143内,出料测温传感器149位于微波加热腔143出口,进料测温传感器147、中间测温传感器148和出料测温传感器149与控制系统2相连,控制系统2与微波发射单元142和输送单元144相连。
本发明的一种浇注式沥青混凝土生产工艺,包括以下步骤:
步骤1:控制系统设定沥青搅拌站生产能力,矿粉添加比例及矿粉温度,骨料、沥青及其它添加材料配方。
步骤2:控制系统根据上述矿粉添加比例及矿粉温度设定值,自动计算矿粉加热系统生产能力,从数据库自动读取冷矿粉螺旋、冷矿粉提升机、矿粉加热系统的运行频率,从数据库自动读取磁控管开启数量、磁控管布置放置;
步骤3:控制系统检测到矿粉加热系统中的进料探测器有信号后,微波加热单元按预先设定程序按顺序启动,进料测温传感器、中间测温传感器、出料测温传感器将矿粉温度实时反馈至控制系统,控制系统根据控制程序根据上述三个温度值对输送单元运行速度、微波加热电源数量进行智能调节,确保矿粉出料温度满足步骤1所设定值;
步骤4:矿粉达到设定温度后进入热矿粉储存仓,控制系统发出矿粉计量信号后,热矿粉经热矿粉螺旋输送到矿粉计量斗内;
步骤5:控制系统按照设定程序,将计量后的骨料、沥青、矿粉分别投入搅拌锅内,经充分搅拌,形成满足路用性能指标的浇注式沥青混凝土。
本发明所提供的一种浇注式沥青混凝土生产设备,可对矿粉均匀加热,有效降低骨料加热温度,避免骨料超高温加热带来的滚筒、振动筛、搅拌锅等部件需要特殊高温钢板的苛刻要求,一方面减少超高温骨料对后续一系列零部件寿命的影响,另一方面减少超高温加热而造成骨料性能降低的问题;不仅降低了浇注式沥青混凝土对生产设备的要求,而且有效提高浇注式沥青混凝土的路用性能。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种矿粉加热系统,其特征在于:包括进料布料单元(141)、微波发射单元(142)、微波加热腔(143)和输送单元(144),所述微波发射单元包括磁控管、波导和电源,所述微波发射单元(142)位于所述微波加热腔(143)外侧,所述输送单元(144)穿过所述微波加热腔(143),所述输送单元(144)的初始端上设置有进料布料单元(141),所述进料布料单元(141)将矿粉均匀摊铺在所述输送单元(141)上。
2.根据权利要求1所述的一种矿粉加热系统,其特征在于:所述微波发射单元(142)设置有微波防泄漏单元。
3.根据权利要求1所述的一种矿粉加热系,其特征在于:包括进料探测器(145)和出料探测器(146),所述进料探测器(145)和出料探测器(146)分别位于所述输送单元(144)的初始端和末尾端,所述进料探测器(145)和出料探测器(146)与控制系统(2)相连,所述控制系统(2)与所述微波发射单元(142)相连。
4.根据权利要求1所述的一种矿粉加热系统,其特征在于:包括进料测温传感器(147)、中间测温传感器(148)和出料测温传感器(149),所述进料测温传感器(147)位于所述微波加热腔(143)进口,所述中间测温传感器(148)位于所述微波加热腔(143)内,所述出料测温传感器(149)位于所述微波加热腔(143)出口,所述进料测温传感器(147)、中间测温传感器(148)和出料测温传感器(149)与控制系统(2)相连,所述控制系统(2)与所述微波发射单元(142)和输送单元(144)相连。
5.根据权利要求1所述的一种矿粉加热系统,其特征在于:所述输送单元(144)为输送带,所述输送带材质包括聚四氟乙烯和不锈钢材质。
6.根据权利要求1所述的一种矿粉加热系统,其特征在于:所述进料布料单元(141)包括内腔(1411),所述内腔(1411)上开设有进料口,所述内腔(1411)外部设置有减速电机(1413),所述内腔(1411)内壁设置有输分料螺旋(1412),所述输分料螺旋(1412)位于所述输送单元(144)上方,所述减速电机(1413)带动所述输分料螺旋(1412)转动,所述输分料螺旋(1412)的两端设置有方向相反的螺旋叶片。
7.一种浇注式沥青混凝土生产设备,其特征在于:包括矿粉系统(1)、骨料系统(3)、沥青系统(4)和搅拌系统(5),所述矿粉系统(1)包括权利要求1到权利要求5任意一项所述的矿粉加热系统(14),所述矿粉系统(1)、骨料系统(3)、沥青系统(4)分别向所述搅拌系统(5)内提供原料,所述矿粉系统(1)包括冷矿粉储存仓(11)、冷矿粉输送螺旋(12)、热矿粉储存仓(15)、热矿粉输送螺旋(16)、矿粉计量斗(17)和矿粉投料螺旋(18),所述冷矿粉输送螺旋(12)将所述冷矿粉储存仓(11)内冷矿粉输送到所述矿粉加热系统(14)内进行加热,所述热矿粉储存仓(15)的进口位于所述输送单元(144)末尾端下面,所述热矿粉输送螺旋(16)设置在所述热矿粉储存仓(15)下方,所述矿粉计量斗(17)位于所述热矿粉输送螺旋(16)的下方,所述矿粉投料螺旋(18)将所述矿粉计量斗(17)中热矿粉输送到所述搅拌系统(5)中。
8.根据权利要求7所述的一种浇注式沥青混凝土生产设备,其特征在于:所述矿粉系统(1)包括冷矿粉提升机(13),所述冷矿粉提升机(13)的下端进口连有所述冷矿粉输送螺旋(12)出口,所述冷矿粉提升机(13)的上端出口位于所述矿粉加热系统(14)进口上方。
9.根据权利要求7所述的一种浇注式沥青混凝土生产设备,其特征在于:所述热矿粉存储仓(15)外围设有保温棉及加热保温装置,所述加热保温装置包括电加热丝或者导热油管。
10.一种浇注式沥青混凝土生产工艺,其特征在于:包括以下步骤:
步骤1:控制系统设定沥青搅拌站生产能力,矿粉添加比例及矿粉温度,骨料、沥青及其它添加材料配方。
步骤2:控制系统根据上述矿粉添加比例及矿粉温度设定值,自动计算矿粉加热系统生产能力,从数据库自动读取冷矿粉螺旋、冷矿粉提升机、矿粉加热系统的运行频率,从数据库自动读取磁控管开启数量、磁控管布置放置;
步骤3:控制系统检测到矿粉加热系统中的进料探测器有信号后,微波加热单元按预先设定程序按顺序启动,进料测温传感器、中间测温传感器、出料测温传感器将矿粉温度实时反馈至控制系统,控制系统根据控制程序根据上述三个温度值对输送单元运行速度、微波加热电源数量进行智能调节,确保矿粉出料温度满足步骤1所设定值;
步骤4:矿粉达到设定温度后进入热矿粉储存仓,控制系统发出矿粉计量信号后,热矿粉经热矿粉螺旋输送到矿粉计量斗内;
步骤5:控制系统按照设定程序,将计量后的骨料、沥青、矿粉分别投入搅拌锅内,经充分搅拌,形成满足路用性能指标的浇注式沥青混凝土。
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