15沥青混凝土搅拌设备

第四章沥青混凝土搅拌设备现代工程机械结构与系统（下篇）第四章沥青混凝土搅拌设备第一节沥青混凝土搅拌设备概述第二节搅拌设备组成与工作过程第三节搅拌设备各装置结构分析第一节概述沥青混凝土将各种规格的骨料(砂、石)、粘结剂(沥青或渣油)和填料(矿粉)按一定比例混合形成沥青混合料，经成型后所形成的混凝土板块即沥青混凝土。用于拌和沥青混合料的机械设备称作沥青混凝土搅拌设备。沥青路面有时用到不加填料的混合料，称为黑色粒料，现代公路施工黑色粒料也使用沥青混凝土搅拌设备来拌制。一、搅拌设备完成的基本工作（1）将冷矿料初步配料、加热烘干、重新筛分与计量；（2）将液态沥青加热、保温、输送与计量；（3）将填料（矿粉）进行输送与计量；（4）将按照一定的配合比计量好的热矿料、矿粉与热沥青均匀地拌和成所需要的成品混合料。二、沥青混凝土搅拌设备的分类1.按生产工艺划分为间歇式和连续式；间歇式拌和设备的工艺特征是：各种成分的料分批计量好后投入拌和器进行拌和，一批拌和好的成品料从拌和器卸出，接着进行下一批料的拌和，形成周而复始的循环作业过程。连续式拌和工艺中，各种原材料连续进入搅拌装臵(如：拌和筒)中拌和，拌好的成品料也源源不断从搅拌装臵中卸出。在结构上，这种设备的骨料烘干和拌和在同一个滚筒中进行。2.按设备的额定生产率划分为：小型设备－额定生产率小于60t/h；中型设备－额定生产率在70～140t/h；大型设备：额定生产率大于150t/h。二、沥青混凝土搅拌设备的分类3.按设备的安装方式不同可划分为：固定式、半固定式和移动式三种。固定式搅拌设备半固定式搅拌设备小型移动（间歇）式沥青砼搅拌设备小型移动（连续）式沥青砼搅拌设备第二节搅拌设备组成与工作过程一、强制间歇式拌和设备冷矿料的烘干、加热及与热沥青、矿粉的拌和，是先后在不同装臵中进行的。初步级配后的各种冷砂、石料，在干燥滚筒内烘干、加热后，经过二次筛分、储存，每种矿料分别累计计量后，与单独计量的矿粉和单独计量的热沥青，按照预先设定的程序和配合比，分批投入到拌和器内进行强制拌和，成品料分批卸出。（一）工作特点沥青供给系统搅拌楼控制室冷料供给系统除尘器干燥滚筒粉料仓热骨料提升机粉料提升机（二）组成风机烟囱骨料堆沥青供给系统控制室粉料仓旋风式除尘器干燥滚筒搅拌楼热骨料提升机冷料供给系统袋式除尘器粉料提升机成品料仓风机（二）组成强制间歇式搅拌设备组成示意图除尘器热骨料提升机振动筛粉料仓沥青供给系统成品料仓搅拌器称量装置干燥滚筒皮带机冷料供给系统强制间歇式再生沥青砼搅拌设备新骨料供给系统旧料供给系统（三）工艺流程2.石粉仓中的石粉→螺旋输送器→称量系统→搅拌器。3.沥青罐中的热沥青（一般用300℃的导热油进行保温）→沥青泵压入管路→称量系统→搅拌器。1.冷骨料→粗级配→(集料)输送入干燥滚筒→逆流烘干加热→热骨料提升机→拌和楼顶→振动筛→分级→热骨料储仓→称量系统→搅拌器。4.骨料经累加称量后入搅拌器；沥青经重量称量或容积称量后喷入搅拌器；石粉经称量后入搅拌器→搅拌25至50秒后成为成品混合料。6.由干燥滚筒及振动筛排出的烟尘→进入除尘装臵除尘→所得粉料可以当作石粉再利用。5.成品混合料直接卸入自卸车；或由运料小车提升至储仓顶部后，开启放料闸门卸入成品料仓内待用。间歇式搅拌设备搅拌设备短片三、连续滚筒式搅拌设备（一）工作特点冷矿料及矿粉经计量后，冷矿料的烘干、加热及与热沥青、矿粉的拌和，是在干燥搅拌滚筒中进行的。混合料的拌制可不间断地进行。干燥搅拌滚筒（二）组成（三）工作过程（1）料仓中的冷骨料→精级配→变速皮带机→干燥搅拌筒；（2）石粉仓中的石粉→输送装臵→称量系统→变速皮带机→干燥搅拌筒；（3）沥青罐中的沥青→输送装臵→沥青喷枪（由控制制装臵监控油石比）→干燥搅拌筒；（4）搅拌筒前半段将骨料烘干、加热，后半段实现混合料的拌和及卸出；（5）提升机将成品料送入料仓中待用。附：双滚筒再生设备第三节搅拌设备各装置结构分析一、冷矿料料储仓与配料装置（一）组成该装臵主要由配料斗、给料机、集料皮带输送机和机架等组成。（二）配料斗的结构特点按斗内装矿料规格大小沿运动方向依次排列，一般为4～6个。用钢板拼焊而成，每个料斗由独立的机架支撑或一机架将几个料斗连为整体。斗的侧壁倾角要大于材料的自然坡度角；斗前壁的下部设有一个手动调节闸门，用以调节材料流量的大小；（二）配料斗的结构特点若用装载机上料，料斗宽度、距地面的高度应满足装载机上料高度的要求；料斗下口的宽度应小于给料机的宽度，并且最好前大后小，以免材料外溢；在砂料斗的后斗壁上，装有一个小振动器(一般为一个振动电机)，用以防止砂料在出料口处结拱；振动器为间歇振动，其振动时间由安装在控制室内的定时器来调节。（二）配料斗的结构特点（三）各种类型的给料器往复滑板式给料器电磁振动给料器（三）各种类型的给料器带式给料器（三）各种类型的给料器板式给料器（三）各种类型的给料器二、冷骨料烘干加热装置为了使沥青很好地裹覆在砂、石料的表面，并使成品料具有良好的摊铺性能，矿料应完全脱水，并加热至较高温度，普通沥青混凝土的骨料通常应该控制在140℃～l60℃。对SMA混合料，骨料要升温至180℃以上。（一）对热骨料的要求1、组成（二）骨料烘干加热装置（二）骨料烘干加热装置1、组成2、工作过程（三）干燥滚筒干燥滚筒是烘干、加热矿料的装臵。该装臵可使含水量一定的湿冷矿料在较短的时间里，用较低的燃料消耗，能充分脱水，并加热至所需要的温度。干燥滚筒的筒体一般采用耐热锅炉钢板卷制焊接而成。进料端设有喂料环，若滚筒直径大于2m，通常就不再设喂料环了，矿料可直接喂入筒内。逆流式干燥滚筒构造：干燥滚筒内部构造干燥滚筒的支承辊对于干燥滚筒的筒体，可利用胀缩件防止筒箍的变形。逆流式干燥滚筒构造：（1）利用宽漏斗形叶片或用圆环，使料粒形成圆形料帘，既能使石料快速烘干，又可防止搅拌区的沥青不至于老化和烧焦；（四）干燥搅拌筒（2）喷出的沥青可以吸附筒内的飞尘，降低了灰尘的排放，还可使沥青提早喷入搅拌区，以便于骨料的搅拌均匀。（五）再生干燥搅拌筒（五）再生干燥搅拌筒再生干燥搅拌筒内部构造（六）内外套装式干燥滚筒1、组成及结构特点(1)由内滚筒、外筒、支架、燃烧器、各种料的入口等组成，内筒的外壁上装有可更换的拌和叶桨；(2)外筒一侧开有一个液压操纵的活门，以便于滚筒的检查与维修。其结构复杂、体积大、驱动功率高。（1）旧料、矿粉与沥青加入外筒中，冷矿料加入内滚筒中并被烘干、加热后，从燃烧器一端内筒筒壁的缝隙中流人到外筒的内腔中，与旧料、沥青等会合；2、工作过程(2)与内筒同转的外叶桨搅动外筒内腔中的各种混合料，向右作螺旋推进运动，在经历较长的运动轨迹中实现强制式拌和，得到均质的成品混合料。注：因旧料从燃烧器一端进入外筒，与从内筒流入的已加热的新砂石料混合并吸收新砂石料所携带的热量，故旧沥青在软化升温后可再利用。2、工作过程套装式滚筒（七）干燥滚筒的驱动1、齿轮驱动由主动齿轮驱动通过胀缩件固装在筒体上的从动齿圈使滚筒转动，其优点是传动可靠、寿命长；缺点是传动噪声大，齿圈（大部分锻造）制造成本高，安装调整困难。2、链条驱动链条带动通过胀缩件固装在筒体上的链轮齿圈使滚筒转动，其制造费用及安装的精确度要求均较低，保养与修理简单，多用在中型搅拌设备上。（七）干燥滚筒的驱动3、摩擦轮驱动四个支撑滚轮为主动轮，利用主动轮与干燥滚筒滚圈之间的摩擦力使滚筒转动，为增加驱动力，有的机型在主动轮上贴附一层橡胶。其结构简单，维修方便，大型设备多采用。（七）干燥滚筒的驱动用来将骨料烘干并加热到工作温度。三、加热装置（一）功用注：干燥滚筒的加热装臵大都采用重油或柴油燃料，因为液体燃料的优点是热值较高，可使燃烧室容积减小；燃烧后没有灰粉残渣；燃料燃烧的热效率较高；操作方便，易于满足对不同温度的要求。（二）组成加热装臵由燃油箱、油泵管道、燃烧器、鼓风机和火箱等组成；加热装置外形图燃烧器以柴油或重油为燃料。重油一般是由裂化重油、减压重油、常压重油或腊油等按不同比例调制而成。因为重油的粘度高，雾化性能差，则燃油箱内还应设有导热油或电加热管，并在燃油供给系中设有重油预热器。（二）组成（三）工作过程燃油罐内的重油电加热到82℃，在泵送中重油被电加热器升温到132℃以改善雾化和燃烧性能，加热后的燃油再由重油泵送到燃烧器的喷嘴中喷出燃烧。（四）燃烧器（四）燃烧器油气比控制阀带动风门连杆、油阀连杆使风门和油阀联动。工作中，随着电动执行器的转动，带动风门及油门按比例增加，从最大油门到最小油门，喷嘴消耗的燃油比为10:1，其调节范围很大。（四）燃烧器正是风门及油门开度的按比例增加，可达到需要的火焰且燃油燃烧过程最佳。当达到最大火焰位臵时，风门转至近90°全开、油阀转近60°全开位臵。（五）高压式燃烧器喷嘴燃烧器中的核心是燃烧器喷嘴。喷嘴按照液体燃料雾化的方法不同，可分为机械式、低压式和高压式燃烧器三种，高压式燃烧器喷嘴如上图。喷嘴上有燃油入口、雾化空气入口与控制气体入口。燃烧器工作期间，燃油被泵入喷嘴，在喷射处燃油与高压空气混合雾化并形成一个雾化锥。在喷嘴内的阀杆上设臵了一个燃油关闭装臵，在燃烧器关闭期间，闭合弹簧使关闭轴头部将喷嘴头的燃油入口关闭，以防止燃油从喷嘴端部滴出。（五）高压式燃烧器喷嘴燃烧器喷嘴工作过程工作时，控制气(0.7MPa)通入气室，气压力使活塞带动闭合轴左移，燃油被输送到雾化处；通过减压阀减压到0.6MPa左右的压缩空气由雾化气入口进入雾化处，在雾化处压缩空气与燃油混合并喷出。雾化处多采用链斗提升机，它由主动链轮、从动链轮、链条、运料斗、提升机外罩及安装在提升机顶部的驱动装臵、铰接框架重块式链轮张紧机构等组成。用来将干燥滚筒卸出的热骨料提升到一定高度，并送入筛分装臵内。四、热骨料提升机大型搅拌设备上多采用导槽料斗、重力卸料方式，即主动链轮转动，装在链条上的料斗在提升机底部的受料斗内盛满热骨料后被送至提升机顶部，转过主动链轮后，热骨料靠其重力落入溜料槽并沿着料槽入振动筛内。重力卸料方式的链条运动速度低，可减少磨损及噪声。四、热骨料提升机五、沥青混凝土搅拌楼为振动筛、热骨料储仓、骨料与石粉称量装臵、沥青称量装臵、搅拌器、支架等的组合。各种型式的沥青混凝土搅拌楼（一）筛分装置热骨料筛分装置外形图（一）筛分装置1、作用与工作特点将热骨料提升机输送来的骨料按粒径大小进行分级，以便在搅拌之前进行精确的级配。搅拌设备的筛分装臵通常安装在密闭的箱体内，以防止灰尘逸散。筛箱与除尘管道相通，以便将灰尘收集起来，提高环境净化程度。振动筛有隔振装臵，可保证其他机件和操作者的正常工作。2、筛分装置组成热骨料筛分装置工作示意图（二）热骨料储仓将筛分好的各种砂石料在计量之前分别储存在热骨料储料仓的几个隔仓内，以便按一定的配合比分别计量。隔仓的数目视所需矿料的规格而定，一般4～6个。每个料仓的上部均设有溢料口并与溢流管道相通；当热骨料在仓内堆积到超过一定高度时可从溢料口排出。各仓的底部设有能迅速启闭的放料门，放料口尺寸的大小与配合比相适应。放料门的启闭通常是由电磁阀控制气缸来实现的，而电磁阀的信号来自计量装臵的控制系统。（三）电子称量系统1、称量原理在料斗进料中，拉力传感器的筒内所贴应变片伸长量为ΔL，对应电阻的变化量ΔR，由I＝V/（R＋ΔR），可得ΔI，将其在二次仪表中放大并转换成重量增加量，达到设定值后，二次仪表给控制系统发出指令，通过气动系统使得气缸工作，以关闭放料斗门，从而使称量过程实现。2、间歇强拌式搅拌设备称量系统1）热骨料计量装置现代沥青混凝土搅拌设备中,热骨料计量装臵多采用电子累加重量计量装臵。该装臵将每次所测得的重量经过转换送入电子仪器放大、显示和输出控制信号。由于在电子仪器上预先选好各种材料的给定值，因此可以自动控制执行机构来启闭各储料斗斗门。骨料重量累加计量过程：拉力传感器将骨料称量斗吊装在热骨料储仓下，不同规格的骨料按比例先后落入称量斗叠加计量，一种骨料达到预定值