CN221332877U - 一种大批量软质沥青组分分离装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种大批量软质沥青组分分离装置，属于公路工程室内试验技术领域。所述装置包括载物支架、软质沥青层析柱和加压装置，所述的载物支架包括载物平台、支撑杆和固定夹，所述的软质沥青层析柱自上而下包括加压设备安装部、储液部、层析部和导出管，所述的加压装置包括接头、导气管、减压阀和空气压缩机。本实用新型以软质沥青层析柱为核心，并辅以可调节的加压装置，同时在软质沥青层析柱底部的导出管内设置多孔拦网，实现了软质沥青组分的大批量高效分离，为构建沥青化学结构与其力学性能的相关关系，以及探究改性剂对不同沥青组分的作用效果提供了设备支持。
Description
技术领域
本实用新型属于公路工程室内试验技术领域。
背景技术
石油沥青的组成成分按其物理-化学性质可分为四种，分别为：沥青质、胶质、芳香分和饱和分。其中，沥青质主要由稠芳环组成，具有最大的极性且呈固体状；胶质同样由稠芳环组成，但其分子量和极性低于沥青质，同时其玻璃化转变温度较高，常温下呈现固体，在高温下具有一定的流动性；芳香分主要为芳香族化合物，其极性低于胶质，在常温下呈油状。饱和分主要由饱和烷烃组成，其极性最低，常温下呈油状，且流动性高于芳香分。在沥青胶体理论中，胶质包裹沥青质形成胶团，而饱和分和芳香分构成的油分则将其均匀分散。同时，在沥青质强极性的作用下，胶团间相互吸引，最终提高沥青的黏性，但过多的沥青质胶团，则会导致其团聚，进而降低其抗裂及抗疲劳性能。因此，沥青的化学结构及各组分的理化性能对其力学性能有着显著的影响。
传统沥青四组分分离装置，单次仅可分离1g的沥青，分离后的四组分量非常少；同时其耗时较长，因此分离效率低下，在进行沥青组分检测及组分性能测试时，当前四组分实验效率低下且量难以满足测试要求，要反复进行四组分分离实验以满足测试要求。因此，亟待需要一种高效的分离装置，以此提高沥青组分的分离效率。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大批量软质沥青组分分离装置，以解决目前沥青四组分分离耗时长、分离效率低的技术问题。
本实用新型的上述目的通过以下技术方案予以实现：
一种大批量软质沥青组分分离装置，包括有载物支架、软质沥青层析柱和加压装置；所述的载物支架包括载物平台、支撑杆和固定夹，所述的支撑杆与载物平台连接，所述的固定夹尾部设有套筒，固定夹通过套筒连接于支撑杆上；所述的软质沥青层析柱设置于载物平台上方，且通过固定夹固定于支撑杆上；所述的软质沥青层析柱自上而下包括加压设备安装部、储液部、层析部和导出管；在导出管内还设置有多孔拦网；所述的加压装置通过软质沥青层析柱的加压设备安装部接于软质沥青层析柱的上端。
进一步的，所述的载物平台为铸铁或钢制方形底座；所述的支撑杆为钢制支撑杆；所述的固定夹为铝制弹簧夹，其前部设有防滑橡胶套。
进一步的，所述的软质沥青层析柱由高硼硅或石英玻璃制得。
进一步的，所述的储液部为内径为50-80mm、外径为54-90mm、高为300-500mm的圆柱；所述的层析部的内径为30-35mm、高为650-750mm；所述的导出管的内径为30-35mm、高为80-110mm。
进一步的，所述的加压装置包括接头、导气管、减压阀和空气压缩机；所述的接头与加压设备安装部相连，加压设备安装部为G3/4内螺纹接头并可旋入接头；所述的接头、减压阀和空气压缩机通过导气管相连接。
进一步的，所述的减压阀动态调节输出压力控制导出管的液体流量在20-40mL/min。
进一步的，所述的导出管的下端为斜口、内部为螺纹并可旋入多孔拦网。
进一步的，所述的层析部的外部还设有水循环式保温层，所述的水循环式保温层下端设有入水口、上端设有出水口，通过胶皮管与恒温水浴箱连接。
进一步的，所述的恒温水浴箱的保温范围为0-60℃。
本实用新型的装置以软质沥青层析柱为核心，并辅以可调节的加压装置，同时在软质沥青层析柱底部的导出管内设置多孔拦网，实现了软质沥青组分的大批量高效分离，为构建沥青化学结构与其力学性能的相关关系，以及探究改性剂对不同沥青组分的作用效果提供了设备支持。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：
其一，本实用新型的装置设有大内径软质沥青层析柱，其上段为储液部，其中段为层析部，其下段为导出管，所述的储液部的内径为50-80mm、外径为54-90mm、高为300-500mm，所述的层析部的内径为30-35mm、高为650-750mm，其外部设有水循环式保温层，所述的导出管的内径为30-35mm、高为80-110mm，可显著提高单次软质沥青的分离量。
其二，同时装置的上部设有可调节的加压装置，为软质沥青层析柱内部提供压力，加压装置接头可与减压阀相连，减压阀动态调节输出压力以控制导出管的液体流量，可提高软质沥青层析柱的分离效率。
其三，装置的导出管内部为螺纹结构，可旋入铝制的多孔拦网，可防止层析材料在压力作用下喷出，同时可降低所使用脱脂棉的厚度，使得分析界面更加明显，进而提高分析纯度。在可调节加压装置和大直径软质沥青层析柱的作用下可显著提高软质沥青的分离效率。
本实用新型的沥青四组分分离效率较传统分离装置提高了10倍以上，本实用新型的实际应用可为沥青材料的生产检测、科学研究提供设备支持。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型的一种大批量软质沥青组分分离装置的结构示意图。
图中标记说明：1-载物支架，其中11-载物平台、12-支撑杆、13-固定夹、14-塑料套筒；2-软质沥青层析柱，其中21-加压设备安装部、22-储液部、23-层析部、24水循环保温层、25-多孔拦网、26-导出管；3-加压装置，其中31-接头、32-铝制导气管、33-减压阀、34-空气压缩机；4-恒温水浴箱。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。
基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第—”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合图1所示，本实用新型公开了一种大批量软质沥青组分分离装置，包括载物支架1，软质沥青层析柱2和加压装置3。所述的载物支架1包括载物平台11、支撑杆12和固定夹13，所述的支撑杆12与载物平台11通过螺帽连接，所述的固定夹13尾部设有塑料套筒14，并通过塑料套筒14连接于支撑杆12上。所述的软质沥青层析柱2设置于载物平台11上方，且通过固定夹13固定于支撑杆12上；所述的软质沥青层析柱2自上而下包括加压设备安装部21、储液部22、层析部23和导出管26；在导出管26内还设置有多孔拦网25，以防止层析部23内的层析材料在压力作用下喷出，导出管26的下端为斜口、内部为螺纹并可旋入多孔拦网25；层析部23的外部还设有水循环式保温层24，所述的水循环式保温层24下端设有入水口、上端设有出水口，通过胶皮管与恒温水浴箱4连接。所述的恒温水浴箱4内部设有加热器和冷却器，可将浴液温度控制在0-60℃范围内。所述的加压装置3通过软质沥青层析柱的加压设备安装部21接于软质沥青层析柱的上端，可为软质沥青层析柱2内部提供压力，提高软质沥青组分的分离速率。所述的加压装置包括接头31、铝制导气管32、减压阀33、空气压缩机34；所述的接头31与加压设备安装部21相连，加压设备安装部21为G3/4内螺纹接头并可旋入接头31，所述的接头31为与G3/4内螺纹接头所对应的中空螺栓，且上端可与铝制导气管32相连；所述的接头31、减压阀33和空气压缩机34通过铝制导气管32相连接。所述的减压阀33可动态调节输出压力，控制导出管26的液体流量在20-40mL/min，提高软质沥青层析柱的分离效率。
所述的载物平台11为铸铁或钢制方形底座，所述的支撑杆12为钢制支撑杆，钢制材料具有较高的强度；所述的固定夹13为铝制弹簧夹，其前部设有防滑橡胶套。
所述的软质沥青层析柱2由石英或高硼硅玻璃制得，石英或高硼硅制的软质沥青层析柱具有较高的强度及可承受较高的温度。
所述的储液部22为内径为50-80mm、外径为54-90mm、高为300-500mm的圆柱，可储存800-1000mL液体；所述的层析部23的内径为30-35mm、高为650-750mm；所述的导出管26的内径为30-35mm、高为80-110mm。大内径的软质沥青层析柱，可显著提高单次软质沥青的分离量。
本实用新型的一种大批量软质沥青组分分离装置的工作原理和过程如下：
1、将恒温水浴箱4的水温升高至50℃，开启恒温水浴箱4的循环水泵，使得水自下而上流入水循环式保温层24。
2、将少量脱脂棉和多孔拦网25旋入层析部23底部，防止氧化铝漏出；随后，将400-500g氧化铝从加压设备安装部21倒入软质沥青层析柱2中，充分振捣使其在层析部23密实；最后，将浓缩后的软质沥青-正庚烷溶液自加压设备安装部21倒入软质沥青层析柱2中。随后，按如下步骤分离软质沥青：将800mL正庚烷溶液自加压设备安装部21倒入储液部22中，将接头31旋入加压设备安装部21，开启空气压缩机34，并缓慢调节减压阀33使得导出管26每分钟液体流量在20-40mL/min。待储液部22的液体全部进入氧化铝中后，调节减压阀33使得内部压力为常压，将接头31旋出加压设备安装部21，倒入下一种洗脱溶剂，重复上述步骤。
3、分离得到软质沥青三组分后溶液后，将溶剂回收进而得到纯净的胶质、芳香分和饱和分。最后，将软质沥青层析柱2用水清洗干净。
本实用新型的装置以软质沥青层析柱为核心，并辅以可调节的加压装置，同时在软质沥青层析柱底部的导出管内设置多孔拦网，实现了软质沥青组分的大批量高效分离，本实用新型的沥青四组分分离效率较传统分离装置提高了10倍以上，本实用新型的实际应用可为沥青材料的生产检测、科学研究提供设备支持。
表1为壳牌90#和SK90#沥青常规性能指标，表2为本实用新型的装置与传统依据《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011 T 0618)沥青化学组分设备所测四组分含量对比值。对比例1和实施例1为SK90#沥青分别采用传统分离设备和本实用新型设备的沥青组分分离结果，对比例2和实施例2为壳牌90#沥青分别采用传统分离设备和本实用新型设备的沥青组分分离结果如表2所示，本实用新型设备可以得到与传统设备非常接近的四组分含量，本实用新型设备分离沥青量明显高于传统设备，且所用时间明显低于传统设备，实现了软质沥青组分的大批量高效分离。
表1壳牌90#和SK90#沥青常规性能指标
表2SK90#及壳牌90#的对比例和实施例
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种大批量软质沥青组分分离装置，其特征在于：包括有载物支架、软质沥青层析柱和加压装置；所述的载物支架包括载物平台、支撑杆和固定夹，所述的支撑杆与载物平台连接，所述的固定夹尾部设有套筒，固定夹通过套筒连接于支撑杆上；所述的软质沥青层析柱设置于载物平台上方，且通过固定夹固定于支撑杆上；所述的软质沥青层析柱自上而下包括加压设备安装部、储液部、层析部和导出管；在导出管内还设置有多孔拦网；所述的加压装置通过软质沥青层析柱的加压设备安装部接于软质沥青层析柱的上端。
2.根据权利要求1所述的大批量软质沥青组分分离装置，其特征在于：所述的载物平台为铸铁或钢制方形底座；所述的支撑杆为钢制支撑杆；所述的固定夹为铝制弹簧夹，其前部设有防滑橡胶套。
3.根据权利要求1所述大批量软质沥青组分分离装置，其特征在于：所述的软质沥青层析柱由高硼硅或石英玻璃制得。
4.根据权利要求1所述的大批量软质沥青组分分离装置，其特征在于：所述的储液部为内径为50-80mm、外径为54-90mm、高为300-500mm的圆柱；所述的层析部的内径为30-35mm、高为650-750mm；所述的导出管的内径为30-35mm、高为80-110mm。
5.根据权利要求1所述的大批量软质沥青组分分离装置，其特征在于：所述的加压装置包括接头、导气管、减压阀和空气压缩机；所述的接头与加压设备安装部相连，加压设备安装部为G3/4内螺纹接头并可旋入接头；所述的接头、减压阀和空气压缩机通过导气管相连接。
6.根据权利要求5所述的大批量软质沥青组分分离装置，其特征在于：所述的减压阀动态调节输出压力控制导出管的液体流量在20-40mL/min。
7.根据权利要求1所述的大批量软质沥青组分分离装置，其特征在于：所述的导出管的下端为斜口、内部为螺纹并可旋入多孔拦网。
8.根据权利要求1所述的大批量软质沥青组分分离装置，其特征在于：所述的层析部的外部还设有水循环式保温层，所述的水循环式保温层下端设有入水口、上端设有出水口，通过胶皮管与恒温水浴箱连接。
9.根据权利要求8所述的大批量软质沥青组分分离装置，其特征在于：所述的恒温水浴箱的保温范围为0-60℃。
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN221332877U true CN221332877U (zh) | 2024-07-16 |
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