一種實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備的制作方法

1.本發明涉及橡膠改性瀝青混合料制備設備技術領域，尤其涉及一種實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備。


背景技術：

2.由于橡膠改性瀝青具有優良的高低溫性能和降噪性能，在國內外得到了廣泛的應用，其制備工藝主要有濕法和干法。干法工藝是將廢舊橡膠粉（也稱膠粉）作為部分細料先與石料混合均勻拌和，加入瀝青，拌制出橡膠改性瀝青混合料。由于膠粉和瀝青在高溫下的性質，干法制備橡膠改性瀝青混合料對于各原料的拌和順序、拌和時間及溫度有較高的要求。在實驗室的試驗過程中，現有制備方法多為在烘箱中對各部分原料進行加熱，加熱完成后按順序將各部分原料依次加入至攪拌鍋中進行攪拌，操作復雜，且廢膠粉與瀝青在高溫下拌和會產生大量刺激性氣體，廢氣中的顆粒物和二氧化硫均會對試驗人員產生較大的危害。


技術實現要素：

3.針對背景技術提出的問題，本發明的目的在于提出一種實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備，能夠對多種原料的預熱溫度進行控制，以及對原料的拌和溫度、多種原料的拌和順序、添加時間點和原料的拌和總時間進行控制，操作簡單，且能夠對制備過程中產生的廢氣進行處理，解決了現有實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料制備過程操作復雜、會產生大量廢氣對試驗人員造成危害的問題。
4.為達此目的，本發明采用以下技術方案：一種實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備，包括原料加熱罐、進料管、混合料攪拌裝置、第一控制器、廢氣處理裝置和廢氣檢測裝置；所述混合料攪拌裝置包括混合料攪拌罐、攪拌棒、驅動裝置和第二控制器，所述原料加熱罐設置有多個，多個所述原料加熱罐的出料端分別通過所述進料管與所述混合料攪拌罐的進料端相連通，所述原料加熱罐的內壁設有第一加熱電阻絲和第一溫度傳感器，所述進料管設有氣動閥；所述第一控制器設有第一控溫模塊和第一計時模塊，所述第一加熱電阻絲和所述第一溫度傳感器分別與所述第一控溫模塊電連接，所述第一控溫模塊用于控制所述原料加熱罐中的原料的加熱溫度；所述氣動閥與所述第一計時模塊電連接，所述第一計時模塊用于控制所述原料加熱罐的出料時間；所述攪拌棒設置于所述混合料攪拌罐內，所述驅動裝置的輸出端與所述攪拌棒連接，所述驅動裝置驅動所述攪拌棒轉動，所述混合料攪拌罐的內壁設有第二加熱電阻絲和第二溫度傳感器；所述第二控制器設有第二控溫模塊和第二計時模塊，所述第二加熱電阻絲和所述第二溫度傳感器分別與所述第二控溫模塊電連接，所述第二控溫模塊用于控制所述混合料
攪拌罐中的橡膠改性瀝青混合料的拌和溫度，所述驅動裝置與所述第二計時模塊電連接，所述第二計時模塊用于控制所述攪拌棒對橡膠改性瀝青混合料的拌和總時間；所述混合料攪拌罐的出氣端與所述廢氣處理裝置的進氣端連接，所述廢氣檢測裝置的進氣端與所述廢氣處理裝置的出氣端連接。
5.更進一步說明，所述第一加熱電阻絲間隔均勻地分布于所述原料加熱罐的內壁，所述第二加熱電阻絲間隔均勻地分布于所述混合料攪拌罐的內壁。
6.更進一步說明，所述攪拌棒設有多個攪拌葉，多個所述攪拌葉間隔均勻地設置于所述攪拌棒的兩側。
7.更進一步說明，所述攪拌葉的表面設置有第三加熱電阻絲和第三溫度傳感器，所述第三加熱電阻絲間隔均勻地分布于所述攪拌葉的表面，所述第三加熱電阻絲和所述第三溫度傳感器分別與所述第二控溫模塊電連接。
8.更進一步說明，還包括裝料容器和出料管，所述混合料攪拌罐的下端面設有出料口，所述出料管連接于所述出料口，所述裝料容器設置于所述出料管的下方；所述混合料攪拌罐的上部設有第一廢氣出氣口。
9.更進一步說明，所述廢氣處理裝置包括廢氣處理容器，所述廢氣處理容器的內部由上至下依次設有活性炭吸附層、堿性溶液層和空氣凈化層，所述廢氣處理容器的頂部設有廢氣進氣口，所述廢氣處理容器的底部設有第二廢氣出氣口，所述廢氣進氣口位于所述活性炭吸附層的上方，所述第二廢氣出氣口設置于所述空氣凈化層的一側。
10.更進一步說明，所述廢氣處理裝置還包括廢氣傳輸管和抽風裝置；所述廢氣傳輸管的一端與所述第一廢氣出氣口連接，所述廢氣傳輸管的另一端與所述廢氣進氣口連接，所述抽風裝置設置于所述廢氣傳輸管。
11.更進一步說明，還包括支撐柱和支撐臺，所述支撐柱的一端與所述原料加熱罐連接，所述支撐柱的另一端與地面連接，所述支撐臺的頂端面與所述混合料攪拌罐的底端面連接，所述支撐臺的頂部開設有通孔，所述裝料容器設置于所述支撐臺的內部，所述出料管插設于所述通孔。
12.更進一步說明，所述廢氣檢測裝置包括廢氣檢測容器和排氣管，所述廢氣檢測容器的材質為透明材質，所述廢氣檢測容器內裝有高錳酸鉀溶液；所述廢氣檢測容器的出氣端連接有所述排氣管。
13.與現有技術相比，本發明的實施例具有以下有益效果：上述實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備，能夠對多種原料的預熱溫度進行控制，以及對原料的拌和溫度、多種原料的拌和順序、添加時間點和原料的拌和總時間進行控制，操作簡單，能夠對制備過程中產生的廢氣進行處理，解決了現有實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料制備過程操作復雜、會產生大量廢氣對試驗人員造成危害的問題。
附圖說明
14.圖1是本發明一個實施例的實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備的結構示意圖；圖2是本發明一個實施例的實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備的混合料攪拌裝置的結構示意圖；
圖3是本發明一個實施例的實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備的原料加熱罐的內部結構示意圖；圖4是本發明一個實施例的實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備的混合料攪拌罐的內部結構示意圖；圖5是本發明一個實施例的實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備的混合料攪拌裝置的攪拌葉的結構示意圖；其中：原料加熱罐1、第一加熱電阻絲11、第一溫度傳感器12、進料管2、氣動閥21、混合料攪拌裝置3、混合料攪拌罐31、第二加熱電阻絲311、第二溫度傳感器312、出料口313、第一廢氣出氣口314、攪拌棒32、攪拌葉321、第三加熱電阻絲3211、第三溫度傳感器3212、驅動裝置33、第二控制器34、第二控溫模塊341、第二計時模塊342、第一控制器4、第一控溫模塊41、第一計時模塊42、廢氣處理裝置5、廢氣處理容器51、活性炭吸附層511、堿性溶液層512、空氣凈化層513、廢氣進氣口514、第二廢氣出氣口515、廢氣傳輸管52、抽風裝置53、廢氣檢測裝置6、廢氣檢測容器61、排氣管62 、裝料容器7、出料管8、支撐柱9、支撐臺10。
具體實施方式
15.下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
16.在本發明的描述中，需要理解的是，術語“縱向”、“橫向”“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征，用于區別描述特征，無順序之分，無輕重之分。
17.在本發明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個以上。
18.如圖1至圖5所示，一種實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備，包括原料加熱罐1、進料管2、混合料攪拌裝置3、第一控制器4、廢氣處理裝置5和廢氣檢測裝置6；所述混合料攪拌裝置3包括混合料攪拌罐31、攪拌棒32、驅動裝置33和第二控制器34，所述原料加熱罐31設置有多個，多個所述原料加熱罐1的出料端分別通過所述進料管2與所述混合料攪拌罐31的進料端相連通，所述原料加熱罐1的內壁設有第一加熱電阻絲11和第一溫度傳感器12，所述進料管2設有氣動閥21；所述第一控制器4設有第一控溫模塊41和第一計時模塊42，所述第一加熱電阻絲11和所述第一溫度傳感器12分別與所述第一控溫模塊41電連接，所述第一控溫模塊41用于控制所述原料加熱罐1中的原料的加熱溫度；所述氣動閥21與所述第一計時模塊42電連接，所述第一計時模塊42用于控制所述原料加熱罐1的出料時間；所述攪拌棒32設置于所述混合料攪拌罐31內，所述驅動裝置33的輸出端與所述攪拌棒32連接，所述驅動裝置33驅動所述攪拌棒32轉動，所述混合料攪拌罐31的內壁設有第二加熱電阻絲311和第二溫度傳感器312；所述第二控制器34設有第二控溫模塊341和第二計時模塊342，所述第二加熱電阻
絲311和所述第二溫度傳感器312分別與所述第二控溫模塊341電連接，所述第二控溫模塊341用于控制所述混合料攪拌罐31中的橡膠改性瀝青混合料的拌和溫度，所述驅動裝置33與所述第二計時模塊342電連接，所述第二計時模塊342用于控制所述攪拌棒32對橡膠改性瀝青混合料的拌和總時間；所述混合料攪拌罐31的出氣端與所述廢氣處理裝置5的進氣端連接，所述廢氣檢測裝置6的進氣端與所述廢氣處理裝置5的出氣端連接。
19.通過設置多個所述原料加熱罐1，由于所述原料加熱罐1的內壁設有第一加熱電阻絲11和第一溫度傳感器12，所述原料加熱罐1能夠對即將用于拌和的原料進行加熱并控制溫度，各原料分別在對應的所述原料加熱罐1內進行預熱，試驗人員無需接觸高溫原料，保證試驗過程的安全性。由于所述第一加熱電阻絲11和所述第一溫度傳感器12分別與所述第一控溫模塊41電連接，通過所述第一溫度傳感器12反饋所述原料加熱罐1內的溫度，所述第一控溫模塊41根據所述第一溫度傳感器12反饋的溫度對所述第一加熱電阻絲11的電流進行控制，當加熱溫度不足時則增大所述第一加熱電阻絲11的電流，當加熱溫度過高時則減小所述第一加熱電阻絲11的電流，使得原料預熱的溫度恒定，保證預熱效果。
20.此外，通過在所述混合料攪拌罐31的內壁設置所述第二加熱電阻絲311和所述第二溫度傳感器312，由于所述第二加熱電阻絲311和所述第二溫度傳感器312分別與所述第二控溫模塊341電連接，通過所述第二溫度傳感器312反饋所述混合料攪拌罐31內的溫度，所述第二控溫模塊341根據所述第二溫度傳感器312反饋的溫度對所述第二加熱電阻絲311的電流進行控制，當加熱溫度不足時則增大所述第二加熱電阻絲311的電流，當加熱溫度過高時則減小所述第二加熱電阻絲311的電流，使得拌和的溫度恒定，保證拌和效果，能夠精準控制原料拌和的溫度，滿足原料拌和溫度的要求，有效防止拌和溫度過高導致瀝青老化、拌和溫度過低而導致攪拌不均勻的問題，保證了橡膠改性瀝青混合料的制備效果。
21.由于原料在高溫下拌和時會產生廢氣，通過設置所述廢氣處理裝置5和所述廢氣檢測裝置6，所述廢氣處理裝置5能夠對所述混合料攪拌罐31內的廢氣進行處理，避免對試驗人員產生危害，處理后的廢氣會經過所述廢氣檢測裝置6檢測是否合格，從而有效保障了試驗人員的安全。
22.值得說明的是，本設備不僅可以對多種原料的預熱溫度進行控制、對原料的拌和溫度進行控制，還可以對多種原料的拌和順序、添加時間點和原料的拌和總時間進行控制，使得試驗過程的操作簡單，通過設置所述第一計時模塊42和所述第二計時模塊342，所述氣動閥21與所述第一計時模塊42電連接，所述第一計時模塊42設置有各原料的添加順序及添加時間點，當到達某原料的加入時間點時，所述第一計時模42塊則控制對應的所述氣動閥21打開，將對應的所述原料加熱罐1中的該原料加入至所述混合料攪拌罐31內，而所述驅動裝置33與所述第二計時模塊342電連接，所述第二計時模塊342設置有拌和總時間，當到達拌和總時間時，所述第二計時模塊342控制所述驅動裝置33停止工作，則停止拌和，過程中無需人工將不同的材料放入烘箱中加熱，待加熱完成后按順序將各原料一次加入攪拌鍋中攪拌。
23.在本發明的一個實施例中，橡膠改性瀝青混合料由集料、瀝青、膠粉和礦粉混合制備得到，所述原料加熱罐1設置有四個，將試驗所需的集料、瀝青、膠粉和礦粉分別添加至對應的所述原料加熱罐1中，在第一控溫模塊41中根據預熱要求設置各個原料加熱罐1的加熱
溫度，在第二控溫模塊341中根據拌和溫度要求設置混合料攪拌罐31中的加熱溫度，根據橡膠改性瀝青混合料各原料的拌和順序及時間（不同的橡膠改性瀝青混合料的原料拌和順序及拌和時間不同，例如在本實施例中的橡膠改性瀝青混合料的原料投放順序為集料——膠粉——瀝青——礦粉，集料和礦粉的加熱溫度均為190℃，膠粉和瀝青的加熱溫度均為180℃，加入瀝青的拌和時間為75s，加入膠粉的拌和時間為40s，拌和溫度為170℃，拌和總時間為190s），先通過對應的所述氣動閥21將所述原料加熱罐1中已預熱的集料和膠粉進料至所述混合料攪拌罐31中，拌和40s后，通過所述第一計時模塊42控制對應的所述氣動閥21將所述原料加熱罐1中已預熱的瀝青進料至所述混合料攪拌罐31中，拌和75s后，通過所述第一計時模塊42控制對應的所述氣動閥21將所述原料加熱罐1中已預熱的礦粉進料至所述混合料攪拌罐31中，繼續攪拌75s（總拌和時間為190s=40s+75s+75s），當到達拌和總時間時，所述第二計時模塊342控制所述驅動裝置33停止工作，則停止拌和。此過程中，每次添加新的原料時，所述攪拌棒32無需停止工作，保證了拌和的連續性，提高了橡膠改性瀝青混合料的均勻性。拌和完成后，所述廢氣處理裝置5對廢氣進行凈化處理，凈化處理完成的廢氣則由所述廢氣檢測裝置6檢測是否合格。
24.所述實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的設備，能夠對多種原料的預熱溫度進行控制，以及對原料的拌和溫度、多種原料的拌和順序、添加時間點和原料的拌和總時間進行控制，操作簡單，能夠對制備過程中產生的廢氣進行處理，解決了現有實驗室干法制備橡膠改性瀝青混合料的制備過程操作復雜、會產生大量廢氣對試驗人員造成危害的問題。
25.更進一步說明，所述第一加熱電阻絲11間隔均勻地分布于所述原料加熱罐1的內壁，所述第二加熱電阻絲311間隔均勻地分布于所述混合料攪拌罐31的內壁。
26.通過將所述第一加熱電阻絲11間隔均勻地分布于所述原料加熱罐1的內壁，使得各原料在對應的所述原料加熱罐1中的受熱更均勻，將所述第二加熱電阻絲311間隔均勻地分布于所述混合料攪拌罐31的內壁，使得所述混合料攪拌罐31中的原料在拌和過程中的受熱更均勻，保證制備得到的橡膠改性瀝青混合料的質量。
27.更進一步說明，可以在所述原料加熱罐1的下端面設置稱重傳感器，由于各原料的比例為質量比例，所述原料加熱罐1中的原料質量變化將導致稱重傳感器的數值變化，當到達預設值后關閉所述氣動閥21，停止加入原料，從而實現精準控制各原料的用量，提高橡膠改性瀝青混合料的原料配比的精準度，保證制得的橡膠改性瀝青混合料的質量。
28.更進一步說明，所述攪拌棒32設有多個攪拌葉321，多個所述攪拌葉321間隔均勻地設置于所述攪拌棒32的兩側。
29.通過設置所述攪拌葉321，所述驅動裝置33驅動所述攪拌棒32轉動，所述攪拌棒32轉動使得所述攪拌葉321對所述混合料攪拌罐1內的原料進行攪拌，多個所述攪拌葉321間隔均勻地設置于所述攪拌棒32的兩側，能夠有效提高攪拌均勻性。具體地，所述驅動裝置33可以為旋轉電機。
30.更進一步說明，所述混合料攪拌罐31為密閉的攪拌罐，避免廢氣的泄露。
31.優選地，所述攪拌葉321的表面設置有第三加熱電阻絲3211和第三溫度傳感器3212，所述第三加熱電阻絲3211間隔均勻地分布于所述攪拌葉321的表面，所述第三加熱電阻絲3211和所述第三溫度傳感器3212分別與所述第二控溫模塊341電連接。
32.通過在所述攪拌葉321的表面設置所述第三加熱電阻絲3211和所述電溫度傳感器
3212，能夠使所述攪拌葉321在攪拌的過程中對原料進行加熱，提高拌和加熱的溫度均勻性，還可以通過所述第二控溫模塊341控制所述攪拌葉對攪拌的過程中的原料的加熱溫度。具體地，所述進料管2、所述攪拌棒32和所述攪拌葉321均為不銹鋼材質，不銹鋼材質具有耐高溫、防腐蝕和承重性能好的優點，能夠有效延長設備的使用壽命。
33.更進一步說明，還包括裝料容器7和出料管8，所述混合料攪拌罐31的下端面設有出料口313，所述出料管8連接于所述出料口313，所述裝料容器7設置于所述出料管8的下方；所述混合料攪拌罐31的上部設有第一廢氣出氣口314。
34.通過設置所述出料管8，能夠對所述混合料攪拌罐31中攪拌得到的橡膠改性瀝青混合料輸送至所述裝料容器7，所述裝料容器7能夠承接并儲存從所述出料管8輸出的橡膠改性瀝青混合料。在攪拌過程中產生的廢氣則通過所述第一廢氣出氣口314排至所述廢氣處理裝置5進行凈化處理，廢氣經過所述廢氣處理裝置5處理完，并經過所述廢氣檢測裝置6檢測合格后，將拌和均勻的橡膠改性瀝青混合料通過所述出料管8流入所述裝料容器7中，制備流程結束，方便試驗的進行，以及有效避免廢氣對試驗人員產生危害。
35.更進一步說明，所述廢氣處理裝置5包括廢氣處理容器51，所述廢氣處理容器51的內部由上至下依次設有活性炭吸附層511、堿性溶液層512和空氣凈化層513，所述廢氣處理容器51的頂部設有廢氣進氣口514，所述廢氣處理容器51的底部設有第二廢氣出氣口515，所述廢氣進氣口514位于所述活性炭吸附層511的上方，所述第二廢氣出氣口515設置于所述空氣凈化層513的一側。
36.所述活性炭吸附層511能夠用于吸收廢氣中的顆粒物，所述堿性溶液層512用于吸收廢氣中的二氧化硫，所述空氣凈化層513用于凈化處理后的廢氣。廢氣在氣壓作用下從上到下先后經過所述活性碳吸附層511、堿性溶液層512及空氣凈化層513，廢氣含有的顆粒物和二氧化硫被吸收處理后，進入所述廢氣檢測裝置6進行檢測，能夠有效避免廢氣中的有害物質對試驗人員產生危害。具體地，所述堿性溶液層512使用氫氧化鈉溶液，所述空氣凈化層513主要吸收有機氣體，用料為苯甲酸鈉溶液。
37.更進一步說明，所述廢氣處理裝置51還包括廢氣傳輸管52和抽風裝置53；所述廢氣傳輸管52的一端與所述第一廢氣出氣口314連接，所述廢氣傳輸管52的另一端與所述廢氣進氣口514連接，所述抽風裝置53設置于所述廢氣傳輸管52。
38.通過設置所述廢氣傳輸管52和所述抽風裝置53，所述抽風裝置53能夠將所述混合料攪拌罐31內的廢氣快速地通過所述廢氣傳輸管52輸送至所述廢氣處理裝置5內，具體地，所述廢氣傳輸管52可以為塑料軟管，所述抽風裝置53可以為小型吸煙排風扇，可以根據所述混合料攪拌罐31中的橡膠改性瀝青混合料的加熱速率以及廢氣的產生速度調節風力大小，從而調節廢氣的傳輸速度。
39.更進一步說明，還包括支撐柱9和支撐臺10，所述支撐柱9的一端與所述原料加熱罐31連接，所述支撐柱9的另一端與地面連接，所述支撐臺10的頂端面與所述混合料攪拌罐31的底端面連接，所述支撐臺10的頂部開設有通孔，所述裝料容器7設置于所述支撐臺10的內部，所述出料管8插設于所述通孔。
40.通過設置所述支撐柱9，能夠對所述原料加熱罐31進行支撐，通過設置所述支撐臺10，能夠對所述混合料攪拌罐31進行支撐，提高設備的穩定性。優選地，所述支撐柱9為圓柱
形的不銹鋼柱，所述原料加熱罐1設置有四個時，所述支撐柱9設置有兩根，所述支撐柱9分別與位于兩側的兩個所述原料加熱罐1焊接，位于中間的兩個所述原料加熱罐1則通過所述進料管2支撐在所述混合料攪拌罐31上，所述進料管2為不銹鋼管，所述支撐臺10為不銹鋼支撐臺，支撐穩定性強。
41.更進一步說明，所述廢氣檢測裝置6包括廢氣檢測容器61和排氣管62，所述廢氣檢測容器61的材質為透明材質，所述廢氣檢測容器61內裝有高錳酸鉀溶液；所述廢氣檢測容器61的出氣端連接有所述排氣管62。
42.所述廢氣檢測容器61內的高錳酸鉀溶液用于檢測凈化處理后廢氣中的二氧化硫含量，通過觀察高錳酸鉀溶液的顏色對處理后的廢氣中的二氧化硫含量進行實時檢測，當高錳酸鉀溶液顏色發生變化后，立即更換所述廢氣處理裝置5中的堿性溶液層512的堿性溶液，防止二氧化硫處理不完全。需要說明的是，二氧化硫會使酸性高錳酸鉀褪色，因為二氧化硫具有還原性，高錳酸鉀具有強氧化性，二者發生氧化還原反應，使高錳酸鉀褪色。
43.優選地，所述廢氣檢測容器61為透明的玻璃罐，方便進行高錳酸鉀溶液顏色的變化。
44.更進一步地，通過設置所述排氣管62，經過所述廢氣處理裝置5凈化后的氣體在檢測合格后，可以直接通過所述排氣管62排出，具體地，所述排氣管62可以為透明的塑料軟管，方便觀察到排出的氣體是否有異常顏色。
45.盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解：在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。