CN114452926A - 一种改性沥青卷材配料装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种改性沥青卷材生产配料装置，其包括带有预加热系统以及分散搅拌装置的改性沥青反应釜，所述改性沥青反应釜包括沥青预热系统、粉料改性剂液下加料系统、计量系统、改性沥青反应釜分散搅拌系统、改性沥青反应釜控温系统、胶体磨机和单罐循环管道。本发明具有以下优点：使用快速预热系统将沥青分级预热后，经保温管道泵送至改性沥青反应釜，有效缩短了传统二次加热的时间；采用粉料改性剂液下加料系统，彻底解决了传统液上加料导致的高粘度分散难，以及改性剂被高温气体引燃所导致的安全事故的风险；采用多次循环研磨方式替代传统靠单纯加热溶胀改性剂的生产工艺，大大延缓了因为高温导致材料老化的程度，提高了生产配料效率。
Description
技术领域
本发明属于生产配料设备领域，更具体地，涉及一种改性沥青卷材生产配料装置。
背景技术
聚合物改性沥青防水卷材是以聚酯胎、玻纤胎或玻纤增强聚酯胎等为胎体增强层，以高分子聚合物材料(主要是SBS、SBR等)为主要改性剂，同时配合其他次改性剂，对沥青进行改性加工形成涂盖料，以聚乙烯薄膜或片状、粒状矿物材料为覆面材料，制成的可卷曲的片状防水材料。传统的生产配料过程中，按照设计要求不同的原材料是分阶段依次加入。其中，沥青经储存大罐加热后由保温管道注入改性沥青反应釜，改性剂多由反应釜上加料口或人工加入或通过绞龙依次加入。传统生产工艺存在的缺点如下：1、因为长时间高温加热(大于140℃)会加剧沥青老化，在实际生产过程中储存大罐沥青加热至可流动状态即可，然后通过管道按照要求计量将其导入反应釜内，再进行进一步加热升温，因此就存在二次加热过程。2、因为各种改性剂是以常温状态加入反应釜，所以会导致在改性剂与沥青混合过程中，本以达到工艺温度的沥青出现热交换而降温的现象。同时，降温又会使沥青粘度变大，改性剂与沥青的混合料再次升温，因为其混合料的比热容增大，升温速度较纯沥青更慢所需时间更长，也就导致了传统工艺配料时间长的缺点。3、混合料温度低也会导致在改性剂溶胀过程中出现结团，分散困难等不良现象。4、改性剂经人工或绞龙输送从反应釜上加料口加入，靠自然重力下降至沥青液面与其混合。前期沥青温度较高，改性剂混合量少时整体混合状态可以满足要求，但随着改性剂混入的量不断增大，沥青温度下降明显，混合料粘度变大，就存在改性剂漂浮与混合料表面而暂时无法融入混合料内部。随着温度的升高，和内部轻组分的粘附，改性剂存在较大的自燃风险，如此也为安全生产带来很大的隐患。5、常规改性沥青反应釜，多采用桨叶式或者单轴螺旋高速搅拌，无刮边。传统桨叶式搅拌在使用过程中存在当改性料粘度增大时桨叶层间混合料带动效果差，改性剂溶胀效果不均匀的缺陷；单轴螺旋高速搅拌则存在当改性料粘度增大时靠近反应釜壁的改性料因无法被搅拌带动而基本停止不动，从而导致反应釜中心位置与釜壁位置改性剂溶胀效果不一致的缺陷。6、常规生产配料改性剂在改性沥青反应釜中与沥青结合，主要是靠搅拌桨的剪切和罐体加热使其溶胀，效率低、溶胀效果差。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高效节能的改性沥青防水卷材配料系统装置。为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种改性沥青卷材生产配料装置，包括均带有预加热系统以及分散搅拌装置的改性沥青反应釜，所述改性沥青反应釜包括沥青预热系统、粉料改性剂液下加料系统、计量系统、改性沥青反应釜分散搅拌系统、改性沥青反应釜控温系统、胶体磨机、单罐循环管道和填料反应釜。
沥青预热系统，其原理为在沥青输送管道上设置速热器，沥青从沥青储罐中通过沥青泵、保温管道进入到沥青反应釜的过程中，经过多级速热器，速热器对沥青进行多次分级加热，加热温度可以根据需求由中央控制器调整以达到所需温度。最终，达到工艺要求温度的沥青经改性沥青反应釜上加料口注入釜内进行搅拌保温。
进一步地，粉料改性剂分批次经传送绞龙送入反应釜内，不同的是改性剂经三级传送后，其直接送入已加热至规定温度的沥青液面以下进行混合，避免了传统配料因为混合料粘度过大而无法混合的缺点。
进一步地，在加入改性剂的过程中，经改性沥青反应釜分散系统连续搅拌，使改性剂与沥青充分混合。搅拌系统自带刮边器，确保在釜壁混合料亦可以充分搅拌。改性沥青反应釜分散搅拌，其特征在于釜内有两个低速麻花式行星搅拌桨，一个高速螺旋式搅拌桨、两个刮壁桨和一个搅拌轴组成。
进一步地，低速麻花式行星搅拌桨和一个高速螺旋式搅拌桨通过连杆与改性沥青反应釜顶盖上部电机相连，刮壁桨位于搅拌轴底部与底座封轴固定。进一步地，所述搅拌装置在改性沥青反应釜的中间线上。
进一步地，单罐循环管道依次连接改性沥青反应釜下料出口，胶体磨机，改性沥青反应釜上料入口；进一步地，待一种改性剂添加完毕后，开始启动胶体磨机并打开单罐循环管道，利用胶体磨机的剪切摩擦作用使混合料升温并辅助混匀。
进一步地，在单罐循环管道内装有流量计，根据实际研磨流量计算已研磨物料质量，从而确定研磨次数是否达标。研磨次数可根据实际需要进行设定，达到要求后胶体磨机和单罐循环管道自动关闭，并提示操作人员进行下一步操作。整个过程经过充分的研磨和搅拌，使改性料相比传统配料工艺更加细腻、均匀，材料性能更加稳定。
进一步地，改性沥青反应釜和填料反应釜通过沥青倒料泵和保温管道相连接。所述改性沥青反应釜和填料反应釜均带有釜口，可以通过釜口观察判断改性料溶胀效果及粘度情况等。如需添加其他改性料等，还可以从改性沥青反应釜和填料反应釜的釜口进行添加。
进一步地，还包括沥青泵，沥青泵设置在改性沥青循环釜出料口与填料反应釜进料口之间，并通过管道分别与改性沥青循环釜出料口、填料反应釜进料口相连接。沥青泵为管道上的改性沥青提供压力，使其更易流动，提高生产效率。
进一步地，待所有改性剂添加完毕，研磨效果达到设计要求后，打开改性沥青反应釜下料出口，经沥青倒料泵泵送至填料反应釜。
进一步地，填料反应釜采用立式反应釜，单螺旋式高速搅拌方式，上方设有预计量装置，计重装置通过数据采集传导模块与主控室相连，计量装置下料口与填料反应釜的进料口通过管道相连。计量装置先对填料进行计量后，确保填料计重满足设计要求。再将填料通过绞龙加入填料反应釜中，从而有效提高计量精确度。
进一步地，所述计量装置同时设有粉尘收集器，对填料计量及绞龙传送过程中产生的粉尘进行收集，避免环境污染。
进一步地，在填料反应釜的进料口处设置有填料电控阀门和，并通过管道与传送绞龙以及填料反应釜的进料口相连接。填料完成计量之后，打开填料电控阀门，填料从计量装置下料口进入与之相连接的管道，并通过绞龙传送进入填料反应釜，填料在填料反应釜中与改性沥青混合料搅拌加热，完成改性沥青的配料过程。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：1、本发明使用快速预热系统将沥青分级预热后，经保温管道泵送至改性沥青反应釜，有效缩短了传统二次加热的时间；2、采用粉料改性剂液下加料系统，彻底解决了传统液上加料导致的高粘度分散难，以及改性剂被高温气体引燃所导致的安全事故的风险；3、采用复合搅拌系统，有效解决了传统搅拌存在不同部位，分散效果差异大的困难，真正实现了零死角、更充分、免清罐的设备要求，大大提高了生产效率；4、采用多次循环研磨方式替代传统靠单纯加热溶胀改性剂的生产工艺，大大延缓了因为高温导致材料老化的程度。通过物理研磨工艺，不仅能实现改性料性能整体一致性，使材料更加细腻。同时，也可以降低配料工艺温度，依靠物理高速剪切达到改性剂充分分散溶胀的效果，满足节能降耗的设计要求。
附图说明
图1为按照本发明的改性沥青卷材生产配料装置的结构示意图。
图2为按照本发明的图1所示的改性沥青卷材生产配料装置中的改性沥青反应釜的结构示意图。
图3为按照本发明的图1所示的改性沥青卷材生产配料装置中的填料计重装置的结构示意图。
实施例1
如图1所示，一种改性沥青卷材生产配料装置，包括粉料改性剂上料传送绞龙1、沥青输送管道2、快速预热模块3、改性沥青反应釜4、粉料改性剂液下加料系统5、沥青泵6、胶体磨机7、流量控制系统8、单罐沥青循环管道9、填料反应釜10和填料计重装置12。所述沥青输送管道2外接储存沥青的大罐，沥青从储存大罐初步预热通过沥青泵加压泵送，再经快速预热模块3多级快速预热，进入到改性沥青反应釜4中。改性沥青反应釜4同时具有加热和保温功能，在沥青注入改性沥青反应釜过程中开启搅拌系统。待沥青注入完毕后，开始启动粉料改性剂液下加料系统5，打开改性沥青反应釜进料口阀门13将改性剂依次加入改性沥青反应釜内。待一种改性剂加料完成后，依次打开改性沥青反应釜下出料口阀门16、改性沥青反应釜上进料口15、沥青泵6、胶体磨机7及流量控制系统8，同时关闭改性沥青反应釜进料口阀门14，改性料经单罐循环管道在改性沥青反应釜内反复循环研磨搅拌。改性沥青在改性沥青反应釜4中搅拌加热，并通过与胶体磨机7形成循环回路的管道进入到胶体磨机7中，所述胶体磨机7对改性沥青进行不断循环研磨，研磨后的改性沥青通过单罐循环管道9回到改性沥青反应釜4中。改性沥青在经过胶体磨机7反复多次研磨时，在改性沥青反应釜4中充分加热、搅拌、剪切，使得沥青与其所用改性剂更好地融合并形成均相形态。
进一步地，当改性料粘度及外观达到设计要求时，关闭研依次磨磨机7、流量控制系统8、改性沥青反应釜上进料口15，打开倒料管道阀门17、填料反应釜进口阀门18，使满足要求的改性料进入到与填料反应釜10进料口相连的管道。
进一步地，沥青泵6设置在改性沥青循环釜4出料口与填料反应釜10进料口之间，并通过管道分别与改性沥青循环釜4出料口、填料反应釜10进料口相连接。改性沥青进入与填料反应釜10进料口相连的管道后，沥青泵6提供的压力将改性料泵送入填料反应釜10。
进一步地，填料预计重装置通过输送绞龙与填料反应釜进料口19相连，预计量装置12先对填料进行准确计量，再将填料通过输送绞龙加入填料反应釜10。
进一步地，所述预计量装置12及输送绞龙均设有粉尘收集器30，对填料计量过程中产生的粉尘进行收集，避免粉尘污染环境。
进一步地，预计量装置设置12有下出料口，通过下出料口与送料绞龙上进料口25通过软连接24密封相连，如此可以避免因为震动导致的计量偏差，确保计量准确。进一步地，预计重装置，底部设置有放料控制闸板23，控制闸板可以通过电脑远程控制，实现放料开关动作，更加高效。填料在预计量设备12中完成计量后，打开放料闸板23，填料从预计量装置下料口进入与之相连接的传送绞龙，经绞龙推送进入填料反应釜10，填料在填料反应釜10中与改性沥青混合搅拌加热，完成改性沥青的配料过程。
进一步地，所述沥青反应釜4和/或填料反应釜10的搅拌装置为星型复合搅拌，其特征在于釜内有两个低速麻花式行星搅拌桨26，一个高速螺旋式搅拌桨27、两个刮壁桨28和一个搅拌轴组成。
进一步地，低速麻花式行星搅拌桨26和一个高速螺旋式搅拌桨27通过连杆与改性沥青反应釜顶盖上部电机相连，刮壁桨28位于搅拌轴底部与底座封轴固定。进一步地，所述搅拌装置在改性沥青反应釜的中间线上。
进一步地，所述沥青反应釜和/或填料反应釜的加热保温装置为导热油盘管，还可以为红外电加热装置或电热元件或电热管等可以用于加热沥青并能够应用在沥青反应釜和/或填料反应釜中的其他加热器。
进一步地，所述沥青反应釜和/或填料反应釜为立式反应釜。本发明的上述实施例仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，
在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
实施例2
本实施例中，一种改性沥青卷材生产配料装置，包括粉料改性剂上料传送绞龙1、沥青输送管道2、快速预热模块3、改性沥青反应釜4、粉料改性剂液下加料系统5、沥青泵6、胶体磨机7、流量控制系统8、单罐沥青循环管道9、填料反应釜10和填料计重装置12。其中，所述沥青输送管道2、快速预热模块3、粉料改性剂上料传送绞龙1、粉料改性剂液下加料系统5、改性沥青反应釜4、沥青泵6、胶体磨机7、流量控制系统8、单罐沥青循环管道9、填料反应釜10、填料计重装置12通过管道依次相连。快速预热模块3连接于沥青输送管道之间，经过多级预热对沥青进行加热，避免了一次加热过高温度导致的材料老化的发生。进一步地改性沥青反应釜4和/或填料反应釜10的釜口均设置有观察加料口，如配料过程中需要添加其他改性剂可以从釜口进行添加，同时观察口便于日常改性料状态查验取样。更进一步的，沥青泵6通过管道依次连接改性沥青反应釜4下出料口并通过阀门16进行控制出料。进一步地，沥青泵6通过管道与填料反应釜10上的进料口相连，通过阀门18控制填料反应釜10进料。进一步地，沥青泵6出口处接三通，分别与胶体磨机7的进口、填料反应釜10上的进料口管道相连。
进一步地，所述阀门位置均配备手动蝶阀或球阀等手动控制阀门和电磁控制阀，以确保在设备出现时能顺利打开或者关闭管道。进一步地，流量控制系统由流量计和控制原件组成，在进行改性沥青循环研磨过程中，研磨次数可以根据总流量进行设定。
综上，本发明采用分级快速预热系统，精准控温改善了沥青材料在加热过程中存在的过度老化衰减缺点。液下加料系统确保了整个生产过程中改性剂因高温环境可能出现的自燃风险，大大提升了生产过程中的安全性；配料循环系统的应用，使得传统依靠高温长时间搅拌的材料老化缺点得到大大改善，依靠自动计量循环系统精准控制研磨时间，研磨机反复高速剪切作用，通过物理方式使改性剂溶胀分散更加充分，改性效果明显改善；行星搅拌配料装置使得改性剂在搅拌过程中无死角，消除了传统配料靠近罐壁材料长时间高温环境导致老化加剧的缺陷，且分散更加均匀，材料一致性得到大幅提升。本发明整个配料过程相较于传统配料工艺真正实现了低能耗、高效率、强分散、改性优、及成品质量稳定的特点。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种改性沥青卷材生产配料装置，包括带有预加热系统以及分散搅拌装置的改性沥青反应釜，其特征在于，所述改性沥青反应釜包括沥青预热系统、粉料改性剂液下加料系统、计量系统、改性沥青反应釜分散搅拌系统、改性沥青反应釜控温系统、胶体磨机、单罐循环管道和填料反应釜。
2.根据权利要求1所述的改性沥青卷材生产配料装置，其特征在于，所述沥青预热系统通过电控系统控制热能交换器快速加热管道内流动沥青，使配料沥青升温至要求温度。
3.根据权利要求1所述的改性沥青卷材生产配料装置，其特征在于，所述粉料改性剂液下加料系统通过绞龙推动传送，使粉料改性剂直接进入改性沥青反应釜沥青液面以下，实现液下加料，并实现与沥青的快速混合。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的改性沥青卷材生产配料装置，其特征在于，该系统基于自动上料、PLC、电脑自动计量控制采用全自动过程控制系统。
5.根据权利要求1所述的改性沥青卷材生产配料装置，其特征在于，所述改性沥青反应釜分散搅拌系统内设有两个低速麻花式行星搅拌桨，分别为高速螺旋式搅拌桨和刮壁桨。
6.根据权利要求1所述的改性沥青卷材生产配料装置，其特征在于，所述改性沥青反应釜控温系统采用多点采样控温方式，根据设定温度实现自动调节温度功能，充分实现人机交互功能。
7.根据权利要求1所述的改性沥青卷材生产配料装置，其特征在于，所述胶体磨机的粉碎研磨依靠磨盘齿形斜面的相对运动,其中一个高速旋转,另一个静止使通过齿形斜面之间的物料受到极大的剪切作用而，从而使物料粒径达到设计要求，同时起到混匀的效果。
8.根据权利要求1所述的改性沥青卷材生产配料装置，其特征在于，所述单罐循环管道的管道依次连接改性沥青反应釜的下出料口、胶体磨机和上进料口，在反应釜内形成循环通路，实现多次循环研磨效果。
9.根据权利要求1所述的改性沥青卷材生产配料装置，其特征在于，所述改性沥青反应釜或填料反应釜均采用立式反应釜。
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