CN116856221B - 一种聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出的一种聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，具体涉及道路工程领域，包括水平设置的轨道、设置在轨道上的移动车，移动车的下方设置有固定筒，固定筒连接在轨道上，固定筒内设置有搅拌机构，搅拌机构与设置在移动车上的动力机构可分离式的连接；固定筒的下方设置有传送结构，传送结构与固定筒的底端之间设置有下料结构，靠近传送结构的一端设置有搅动结构。本发明提供的一种聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，增加了聚氨酯改性沥青混合料生产的功效，在固化剂的二次拌合时，避免了聚氨酯沥青胶的快速凝固化，且不会因为搅拌不充分而影响聚氨酯改性沥青混合料生产的功效，提高了施工质量。

Description

一种聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置

技术领域

本发明涉及道路工程领域，具体提供一种聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置。

背景技术

沥青路面因其良好的行车舒适性、优异的路面使用性能及明显的技术经济效益，在国内外被广泛使用，然而沥青混合料作为一种粘弹性非连续材料，其力学特性极易受环境因素影响，在长期交通荷载和复杂环境等因素下，易产生裂缝、车辙、坑槽等病害，常用的SBS改性、橡胶粉改性和高粘高弹复合改性等改性沥青技术并未从本质上解决上述问题。环氧沥青作为一种热固性复合材料，具备较高的弹性、行车舒适性和温度适应性，可有效解决上述问题，但目前多应用于钢桥面铺装、隧道路面铺装和重载路面铺装等特殊场景，其在工程应用中暴露出价格较高、施工条件苛刻和抗裂性不足等问题。

热固性聚氨酯改性沥青能够很好的克服上述改性沥青和环氧沥青的缺点，它是采用聚氨酯预聚体作为改性剂制备的化学改性沥青，聚氨酯预聚体与固化剂反应生成的复合物在沥青中以三维交联网络结构形式存在，聚氨酯形成连续相，分散相为热塑性的基质沥青，故此时聚氨酯沥青性能实际主要表现为聚氨酯的特征，在热力学上为热固性材料。聚氨酯改性沥青混合料施工的常规做法是先将加热到一定温度的聚氨酯预聚体、固化剂和沥青各组分均匀混合后，再与加热的集料、矿粉拌合成聚氨酯沥青混合料，然后再经过运输、摊铺和压实等环节完成聚氨酯改性沥青混合料的施工。

然而，聚氨酯预聚体、固化剂和沥青混合一起后，化学反应就会开始，固化剂用量越高化学反应速度越快，且固化反应速度受温度、湿度等环境条件影响较大，在施工过程中，容易因为时间控制不到位或者温度、湿度等因素干扰造成聚氨酯沥青胶凝固化，因此添加固化剂后，搅拌时间既不能太长也不能太短，太长容易造成聚氨酯沥青胶凝固化，太短容易搅拌不充分。因此，如何避免聚氨酯沥青胶的快速凝固化，且不会因为搅拌不充分而影响聚氨酯改性沥青混合料生产的功效，成为本方案重点要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，解决了现有技术中聚氨酯改性沥青混合料生产产能低和可操作性差的技术问题，可以有效利用现有厂拌法施工装备，避免了聚氨酯改性沥青的快速凝固化，且不会因为搅拌不充分而影响聚氨酯改性沥青混合料生产的功效，提高了施工质量。

一种聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，包括水平设置的轨道、设置在所述轨道上的移动车，所述移动车的下方设置有固定筒，所述固定筒连接在所述轨道上，所述固定筒内设置有搅拌机构，所述搅拌机构与设置在所述移动车上的动力机构可分离式的连接；

所述固定筒的下方设置有传送结构，所述传送结构与所述固定筒的底端之间设置有下料结构，靠近所述传送结构的一端设置有搅动结构。

所述搅拌机构包括水平设置在所述固定筒内部的支撑杆、竖直穿过所述支撑杆的旋转轴、同轴设置在所述旋转轴上端的上螺旋片、同轴设置在所述旋转轴下端的下螺旋片、呈环形阵列设置在所述旋转轴顶端的若干上搅拌杆、呈环形阵列设置在所述旋转轴底端的若干下搅拌杆，所述下螺旋片和所述上螺旋片的旋向相反；

所述旋转轴的顶端同轴设置有限位柱，所述限位柱与所述动力机构可分离式连接。

所述动力机构包括竖直穿过所述移动车的调节气缸、固定在所述调节气缸中伸缩端的旋转气缸、通过连轴器与所述旋转气缸连接的限位筒，所述限位柱可分离式地嵌设在所述限位筒内。

所述下料结构包括活动同轴套设在所述固定筒底端的滑动筒、设置在所述滑动筒侧部的连接块，所述固定筒和所述滑动筒分别具有若干，相邻的两个所述滑动筒通过连接块连接；

所述滑动筒或者所述连接块通过固定杆与升降气缸连接，所述升降气缸竖直设置。

所述传送结构包括水平设置在若干所述固定筒下方的传送带、水平支撑在所述传送带内底面的支撑板、分别设置在所述传送带两端的驱动辊、与其中一所述驱动辊连接的动力电机，所述驱动辊转动设置在支撑座上；

所述滑动筒的底面与所述传送带的上端面可分离式的接触；

所述传送带的两侧分别设置有啮合齿。

所述搅动结构包括支架、分别水平穿过所述支架两端的齿轮轴、竖直且同轴设置在所述齿轮轴上的主齿轮、与所述主齿轮同轴连接的锥齿轮一、与所述锥齿轮一啮合连接的锥齿轮二、竖直穿过所述锥齿轮二和所述支架的搅拌轴一，所述主齿轮与啮合齿啮合连接。

所述搅动结构还包括穿过所述支架且平行于所述搅拌轴一设置的搅拌轴二和搅拌轴三、同轴设置在所述搅拌轴二上的齿轮一、同轴设置在所述搅拌轴三上的齿轮二，所述齿轮一与所述齿轮二相互啮合连接；

所述搅拌轴一通过传动带与所述搅拌轴二连接。

本发明可以实现以下积极效果：

（1）本方案中创造性的提出一种思路，即分两次添加聚氨酯固化剂，第一次在拌合站添加固化剂，第二次将聚氨酯混合料运输到施工现场后，添加固化剂并进行拌合；

在固化剂的二次添加拌合时，按照快速搅拌+运输搅拌的方式，不仅避免了聚氨酯沥青的胶凝固化，同时还实现了固化剂的均匀分散混合，还加快了施工的速度，尤其是在聚氨酯沥青运输的过程中进行搅拌，极好的解决了上述的技术难题。

（2）本方案中设置有固定筒，并在固定筒内设置有搅拌机构，上螺旋片、下螺旋片、上搅拌杆和下搅拌杆的相互配合，不仅实现了固定筒内上下混合料的混合过程，而且还有助于固定筒内边沿混合料向中心移动混合的过程，简单的结构组合实现了固定筒内各个位置混合料的充分混合过程；

（3）设置有滑动筒，一方面，与固定筒相互配合，在固定筒上下滑动，能够将固定筒内的混合料自由释放，另一方面，与传送带配合，当滑动筒底端与传送带的上端面结合时，便实现了对混合料的封闭过程；

（4）设置有传送带，一方面，通过传送带，将搅拌后的混合料从自卸车上自动输出，有助于节省劳力；另一方面，传送带还实现了对固定筒内混合料的支撑封闭作用；

此外，在传送带的两侧分别设置有啮合齿，啮合齿带动搅动结构工作，当从固定筒排出混合料时，利用传送带的作用，实现了混合料与固化剂的进一步搅拌混合，随后混合料进入摊铺机中，高效快捷。

附图说明

图1为本发明实施例1中搅拌输送装置的结构示意图。

图2为本发明实施例1中搅拌输送装置的主视图。

图3为本发明实施例1中移动车和动力机构的连接结构示意图。

图4为本发明实施例1中搅拌机构的结构示意图。

图5为本发明实施例1中固定筒和滑动筒的连接结构示意图。

图6为本发明实施例1中升降气缸和滑动筒的连接结构示意图。

图7为本发明实施例1中搅动结构的结构示意图。

其中，附图标记为：1、传送带；2、立柱；3、支撑板；4、滑动筒；5、固定筒；51、限位柱；52、支撑杆；53、上搅拌杆；54、旋转轴；55、上螺旋片；56、下螺旋片；57、下搅拌杆；6、升降气缸；7、固定杆；8、连接块；9、动力电机；10、固定柱；101、横杆；11、轨道；13、动力轮；14、移动车；141、调节气缸；142、旋转气缸；143、连轴器；144、限位筒；18、搅动结构；181、支架；182、主齿轮；183、锥齿轮一；184、锥齿轮二；185、搅拌轴一；186、传动带；187、齿轮一；1871、搅拌轴二；188、齿轮二；1881、搅拌轴三；19、传送结构；20、下料结构；21、搅拌机构。

具体实施方式

为了能更加清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

实施例一：

参见图1-图7，一种聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，包括水平设置的轨道11、设置在轨道11上的移动车14，移动车14的下方设置有固定筒5，固定筒5连接在轨道11上，固定筒5内设置有搅拌机构21，搅拌机构21与设置在移动车14上的动力机构可分离式的连接；

固定筒5的下方设置有传送结构19，传送结构19与固定筒5的底端之间设置有下料结构20，靠近传送结构19的一端设置有搅动结构18。

其中，轨道11的底面通过立柱2固定连接在支撑座上；移动车14的底端设置有动力轮13，动力轮13设置在轨道11上。

固定筒5的侧部垂直连接有横杆101，横杆101的外端与固定柱10连接，固定柱10的顶端与轨道11连接。

搅拌机构21包括水平设置在固定筒5内部的支撑杆52、竖直穿过支撑杆52的旋转轴54、同轴设置在旋转轴54上端的上螺旋片55、同轴设置在旋转轴54下端的下螺旋片56、呈环形阵列设置在旋转轴54顶端的若干上搅拌杆53、呈环形阵列设置在旋转轴54底端的若干下搅拌杆57，下螺旋片56和上螺旋片55的旋向相反；

旋转轴54的顶端同轴设置有限位柱51，限位柱51与动力机构可分离式连接。

动力机构包括竖直穿过移动车14的调节气缸141、固定在调节气缸141中伸缩端的旋转气缸142、通过连轴器143与旋转气缸142连接的限位筒144，限位柱51可分离式地嵌设在限位筒144内。

下料结构20包括活动同轴套设在固定筒5底端的滑动筒4、设置在滑动筒4侧部的连接块8，固定筒5和滑动筒4分别具有若干，相邻的两个滑动筒4通过连接块8连接；

滑动筒4或者连接块8通过固定杆7与升降气缸6连接，升降气缸6竖直设置。

传送结构19包括水平设置在若干固定筒5下方的传送带1、水平支撑在传送带1内底面的支撑板3、分别设置在传送带1两端的驱动辊、与其中一驱动辊连接的动力电机9，驱动辊转动设置在支撑座上；

滑动筒4的底面与传送带1的上端面可分离式的接触；

传送带1的两侧分别设置有啮合齿。

搅动结构18包括支架181、分别水平穿过支架181两端的齿轮轴、竖直且同轴设置在齿轮轴上的主齿轮182、与主齿轮182同轴连接的锥齿轮一183、与锥齿轮一183啮合连接的锥齿轮二184、竖直穿过锥齿轮二184和支架181的搅拌轴一185，主齿轮182与啮合齿啮合连接。

搅动结构18还包括穿过支架181且平行于搅拌轴一185设置的搅拌轴二1871和搅拌轴三1881、同轴设置在搅拌轴二1871上的齿轮一187、同轴设置在搅拌轴三1881上的齿轮二188，齿轮一187与齿轮二188相互啮合连接；

搅拌轴一185通过传动带186与搅拌轴二1871连接。

本发明的具体工作过程如下：

本发明的目的在于克服现有热固性聚氨酯改性沥青混合料生产技术之不足，提供一种聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，与间歇式沥青混合料拌合站相结合，可以有效提高聚氨酯沥青混合料的施工质量控制和产能。

通过自卸车将混合料运输到施工现场，再将聚氨酯混合料倾倒入搅拌输送装置中，向固定筒5中加入二次固化剂，并在固定筒5内设置有搅拌机构21，便可实现聚氨酯预聚体、固化剂与沥青的混合，具体来说，在搅拌机构21的作用下，实现了混合料的充分搅拌过程；

在搅拌机构21中，设置有上螺旋片55、下螺旋片56、上搅拌杆53和下搅拌杆57，不仅实现了固定筒5内上下混合料的混合过程，而且还有助于固定筒5内边沿混合料向中心移动混合的过程，简单的结构组合实现了固定筒5内各个位置混合料的充分混合过程，此过程较短，原则是保证固化剂基本混合在聚氨酯混合料中即可，具体的时间可以根据实际情形而定；

设置有滑动筒4，一方面，与固定筒5相互配合，在固定筒5上下滑动，能够将固定筒5内的混合料自由释放，另一方面，与传送带1配合，当滑动筒4底端与传送带1的上端面结合时，便实现了对混合料的封闭过程；

设置有传送带1，一方面，通过传送带1，将搅拌后的混合料从固定筒5中自动输出，有助于节省劳力；另一方面，传送带1还实现了对固定筒5内混合料的支撑封闭作用；

此外，在传送带1的两侧分别设置有啮合齿，啮合齿带动搅动结构18工作，当从固定筒5排出混合料时，利用传送带1的作用，实现了混合料的进一步搅拌过程，保证固化剂的均匀混合，随后混合料进入摊铺机中，高效快捷；

需要说明的是，为了避免混合料的快速凝固，固化剂分两次加入，前期在拌合站加入，后期在固定筒5内加入一部分，当传送带1将混合料运出时，在搅动结构18进一步搅拌的作用下，实现了摊铺、压实前，混合料与固化剂的充分混合过程；

混合料从传送带1运出后，进入到摊铺机中进行摊铺工作，随后进行压实，完成筑路过程。

此外，出料筒固定在摊铺机的前端，出料筒伸向固定筒5的上方即可，实现喷嘴向混合料中喷射固定剂，在此不再详述。

实施例二：

本实施例作为本方案的一个应用举例，具体包括以下步骤：

步骤S1：在间歇式沥青混合料拌合站内，将40%-60%质量份数的聚氨酯预聚体、1%-3%质量份数的固化剂与40%-60%质量份数的沥青，在改性沥青生产装置中进行改性，搅拌时间为10-20min，将改性完毕的聚氨酯沥青打入储存罐；

步骤S2：将储存罐中的聚氨酯沥青上料到拌锅里，利用传送带将集料运送到拌锅中，采用拌合站自带的计算机自动控制系统，进行聚氨酯沥青和集料用量、材料加热和拌合温度的控制，将初拌聚氨酯沥青混合料从拌锅中打到出料仓进行出料；

步骤S3：采用自卸汽车进行初拌聚氨酯沥青混合料的运输，运输过程中进行覆盖保温，运输过程中混合料的温度下降幅度应小于20℃，降温过高应废弃，当自卸车到达搅拌输送装置位置时，将初拌聚氨酯沥青混合料倾倒进搅拌输送装置中；

步骤S4：固化剂置于摊铺机前端的出料筒内，向完成初次拌合的聚氨酯沥青混合料喷洒雾状固化剂，初拌聚氨酯沥青混合料在搅拌输送装置中搅拌后，转转入摊铺机料斗内，固化剂的喷洒量的质量百分比为初次拌合好聚氨酯沥青的1-3%，并搅拌均匀，实现匀速连续摊铺；

步骤S5：进行聚氨酯混合料的压实，选择合理的压路机组合方式及初压、复压、终压的碾压步骤，以达到最佳碾压效果。

通过在聚氨酯沥青混合料二次拌合过程中添加部分固化剂，使初拌过程中剩余的聚氨酯预聚体可以与固化剂发生固化反应，一方面可以减少聚氨酯预聚体与空气中水分的反应，控制CO₂的排放，有效控制混合料孔隙率和压实度等的体积参数，另一方面，二次拌合后的聚氨酯沥青混合料直接摊铺到路面，紧随其后进行压实作业，无需考虑固化反应速度快，形成死料等问题，有效保证了聚氨酯沥青混合料的施工质量；需要说明的是，摊铺机上还设置相应的管道及计量装置。

二次拌合工艺降低了聚氨酯沥青混合料的施工要求，减少温度和湿度等条件对施工质量影响，有效保证施工后聚氨酯沥青混合料性能稳定、施工成本低，避免了因施工控制不足造成的质量缺陷；

此外，采用二次拌合法进行聚合物混合料的施工，可以将聚氨酯混合料施工流程中的拌合、装料、运输及待料时间从施工容留时间中剔除，在容留时间内只需进行摊铺和碾压施工，质量可控性显著提升，使聚氨酯混合料拥有了大规模推广及应用的可能。

本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，其特征在于，包括水平设置的轨道（11）、设置在所述轨道（11）上的移动车（14），所述移动车（14）的下方设置有固定筒（5），所述固定筒（5）连接在所述轨道（11）上，所述固定筒（5）内设置有搅拌机构（21），所述搅拌机构（21）与设置在所述移动车（14）上的动力机构可分离式的连接；

所述固定筒（5）的下方设置有传送结构（19），所述传送结构（19）与所述固定筒（5）的底端之间设置有下料结构（20），靠近所述传送结构（19）的一端设置有搅动结构（18）；

所述下料结构（20）包括活动同轴套设在所述固定筒（5）底端的滑动筒（4）、设置在所述滑动筒（4）侧部的连接块（8），所述固定筒（5）和所述滑动筒（4）分别具有若干，相邻的两个所述滑动筒（4）通过连接块（8）连接；

所述滑动筒（4）或者所述连接块（8）通过固定杆（7）与升降气缸（6）连接，所述升降气缸（6）竖直设置；

所述传送结构（19）包括水平设置在若干所述固定筒（5）下方的传送带（1）、水平支撑在所述传送带（1）内底面的支撑板（3）、分别设置在所述传送带（1）两端的驱动辊、与其中一所述驱动辊连接的动力电机（9），所述驱动辊转动设置在支撑座上；

所述滑动筒（4）的底面与所述传送带（1）的上端面可分离式的接触；

所述传送带（1）的两侧分别设置有啮合齿。

2.根据权利要求1所述的聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，其特征在于，所述搅拌机构（21）包括水平设置在所述固定筒（5）内部的支撑杆（52）、竖直穿过所述支撑杆（52）的旋转轴（54）、同轴设置在所述旋转轴（54）上端的上螺旋片（55）、同轴设置在所述旋转轴（54）下端的下螺旋片（56）、呈环形阵列设置在所述旋转轴（54）顶端的若干上搅拌杆（53）、呈环形阵列设置在所述旋转轴（54）底端的若干下搅拌杆（57），所述下螺旋片（56）和所述上螺旋片（55）的旋向相反；

所述旋转轴（54）的顶端同轴设置有限位柱（51），所述限位柱（51）与所述动力机构可分离式连接。

3.根据权利要求2所述的聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，其特征在于，所述动力机构包括竖直穿过所述移动车（14）的调节气缸（141）、固定在所述调节气缸（141）中伸缩端的旋转气缸（142）、通过连轴器（143）与所述旋转气缸（142）连接的限位筒（144），所述限位柱（51）可分离式地嵌设在所述限位筒（144）内。

4.根据权利要求1所述的聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，其特征在于，所述搅动结构（18）包括支架（181）、分别水平穿过所述支架（181）两端的齿轮轴、竖直且同轴设置在所述齿轮轴上的主齿轮（182）、与所述主齿轮（182）同轴连接的锥齿轮一（183）、与所述锥齿轮一（183）啮合连接的锥齿轮二（184）、竖直穿过所述锥齿轮二（184）和所述支架（181）的搅拌轴一（185），所述主齿轮（182）与啮合齿啮合连接。

5.根据权利要求4所述的聚氨酯改性沥青混合料的搅拌输送装置，其特征在于，所述搅动结构（18）还包括穿过所述支架（181）且平行于所述搅拌轴一（185）设置的搅拌轴二（1871）和搅拌轴三（1881）、同轴设置在所述搅拌轴二（1871）上的齿轮一（187）、同轴设置在所述搅拌轴三（1881）上的齿轮二（188），所述齿轮一（187）与所述齿轮二（188）相互啮合连接；

所述搅拌轴一（185）通过传动带（186）与所述搅拌轴二（1871）连接。