瀝青熱再生時(shí),由于瀝青難以單獨(dú)分離出來(lái),瀝青的再生只能在混合料的再生過(guò)程中完成。要得到高質(zhì)量的再生瀝青混凝土,除了必須對(duì)舊瀝青混合料、新骨料、新瀝青等進(jìn)行準(zhǔn)確的計(jì)量,保證級(jí)配和油石比符合要求之外,還需要在加熱狀態(tài)下對(duì)各組分進(jìn)行充分地?cái)嚢琛?br /> 目前廠拌熱再生對(duì)舊瀝青混合料進(jìn)行加熱處理時(shí)主要使用滾筒。無(wú)論使用連續(xù)式還是間歇式滾筒進(jìn)行加熱,都會(huì)出現(xiàn)由瀝青混合料的粘性引起滾筒葉片和筒壁交接處材料堆積嚴(yán)重的情況,即使在設(shè)備每次工作后用骨料清洗也難以清除,這將影響料簾的形成,同時(shí)容易使瀝青老化。由于粘結(jié)料主要來(lái)自舊壢青混合料中粒徑小于5mm的部分,而這又是含瀝青比例最大的部分,因此回收料加熱處理時(shí)必須解決這一問(wèn)題。目前最好的方案是用錨鏈代替?zhèn)鹘y(tǒng)的升料葉片,但這將導(dǎo)致提升混合料以形成料簾的能力和熱交換能力的下降。為設(shè)計(jì)出性能良好的提升葉片,本文對(duì)混合料的粘結(jié)現(xiàn)象進(jìn)行了分析,并給出避免瀝青再生滾筒粘結(jié)料的設(shè)計(jì)方法11熱再生加熱滾筒粘料分析對(duì)舊瀝青混合料加熱時(shí),首先應(yīng)確保它在加熱過(guò)程中不再老化,為此加熱滾筒中混合料不能與燃燒器火焰直接接觸。相關(guān)中給出的方案是通過(guò)燃燒室產(chǎn)生溫度小于600且流量可控的熱煙氣作為加熱介質(zhì),在加熱滾筒內(nèi)對(duì)舊瀝青混合料加熱。加熱原理如所示,利用滾筒加熱時(shí)混合料通過(guò)滾筒旋轉(zhuǎn)和筒內(nèi)升料葉片作用形成料簾,以便其與加熱煙氣介質(zhì)充分接觸,提高熱效率;同時(shí),通過(guò)傾斜滾筒,混合料在形成料簾的同時(shí),被向前輸送。由專(zhuān)門(mén)的燃燒室產(chǎn)生溫度小于600弋的熱煙氣介質(zhì)送入滾筒,與混合料接觸并對(duì)其進(jìn)行加熱。
聯(lián)合上面各式,即得到關(guān)于積料截面邊長(zhǎng)和轉(zhuǎn)角的關(guān)系式取瀝青混合料密度p為2 000kg/m3、單位面積的粘結(jié)力y為1當(dāng)轉(zhuǎn)角0由tt/2變化到7T時(shí),對(duì)應(yīng)式(4)這一臨界條件,計(jì)算積料截面邊長(zhǎng)的變化曲線得。
葉片轉(zhuǎn)角/rad葉片轉(zhuǎn)角和積料界截面長(zhǎng)度曲線從可以看出,當(dāng)葉片轉(zhuǎn)角0為77/2或77時(shí),積料截面邊長(zhǎng)長(zhǎng)度最小。這時(shí)45=0.18in,其對(duì)應(yīng)的三角形的高為0.12m,也就是混合料積料最大的厚度,這和實(shí)際情況相符。對(duì)于這一厚度的積料,在每次設(shè)備工作后用骨料清洗,效果不好且骨料耗費(fèi)嚴(yán)重。為了更好地清除積料,要盡量減小積料厚度,這就需要改善葉片和滾筒壁的連接,使粘結(jié)積料能夠自動(dòng)脫落。
O避免混合料粘結(jié)氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)舊瀝青混合料滾筒加熱原理對(duì)于傳統(tǒng)的葉片設(shè)計(jì),由于舊瀝青混合料加熱后具有粘性,雖然仍能形成料簾。但葉片和滾筒壁夾角間會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的積料現(xiàn)象,影響葉片的揚(yáng)料能力;同時(shí),積料長(zhǎng)時(shí)間受熱致使其老化。為了盡量避免這一現(xiàn)象,需在設(shè)計(jì)中詳細(xì)分析積料的形成原因。
料簾的形成是由于葉片提升物料所受的重力大于其所受的離心力。但當(dāng)物料具有粘性時(shí),除了重力、離心力外,還有與物料和葉片、滾筒內(nèi)壁接觸面積成比例的粘結(jié)力。因此。為了減少由于粘結(jié)而產(chǎn)生的積料,提升相同質(zhì)量的粘性物料時(shí)應(yīng)盡可能地減少接觸面積。
當(dāng)葉片垂直安裝于滾筒內(nèi)壁時(shí),如所示,由于滾筒半徑比積料幾何尺寸大得多,因此以下假設(shè)積料截面為等邊直角AABC,積料重心為G(忽略重心距葉片的距離),邊長(zhǎng)為積料與滾筒內(nèi)壁的接觸長(zhǎng)度,且兩者相等。沿滾筒軸向單位長(zhǎng)度的積料受力如下葉片與滾筒內(nèi)壁直交時(shí)積料受力單位長(zhǎng)度積料的重力積料與葉片和滾筒內(nèi)壁接觸面粘結(jié)力⑶單位長(zhǎng)度積料的離心力為了減小積料厚度。需要改善葉片和滾筒壁的連接角度,并對(duì)葉片形狀進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),以使其與單位質(zhì)量的粘結(jié)積料的接觸面積最小。為此。以粘結(jié)產(chǎn)生的積料脫離滾筒的條件即式(4)為目標(biāo)建立微分方程,然后利用微分原理求解該方程的邊界值(即其對(duì)應(yīng)的泛函),得到最優(yōu)葉片形狀。經(jīng)過(guò)優(yōu)化的葉片正面與滾筒內(nèi)壁之間的過(guò)渡圓弧曲率半徑過(guò)大,背面與滾筒內(nèi)壁之間不宜采用該設(shè)計(jì),這樣葉片背面與滾筒內(nèi)壁之間的空間仍然產(chǎn)生積料。要S動(dòng)清除這些積料??赏ㄟ^(guò)氣動(dòng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
利用氣動(dòng)技術(shù)清除積料時(shí),在每個(gè)葉片背面與滾筒內(nèi)壁交接處布置壓縮空氣管道()。由于滾筒有多個(gè)葉片,因此氣動(dòng)管路具有多個(gè)支路,如中的各支路的壓縮空氣通過(guò)安裝于煙箱上的單通道旋轉(zhuǎn)接頭引入安裝于滾筒上面的壓縮空氣管道,再通過(guò)滾輪式機(jī)控?fù)Q向閥得到(圖S重心C到邊AS的距離,m.(4)粘結(jié)產(chǎn)生的積料脫離滾筒的條件4);在壓縮空氣支路上面向積料的方向按適當(dāng)?shù)拈g距開(kāi)有多個(gè)壓縮空氣噴□,當(dāng)存在粘結(jié)積料時(shí)利用空氣壓力將其吹落。這樣,只需根據(jù)葉片在滾筒旋轉(zhuǎn)時(shí)所處的位置和積料是否存在控制壓縮空氣噴□的開(kāi)關(guān)即可。
⑴每一葉片上壓縮空氣支路中壓縮空氣接通的控制。由所示葉片和滾筒內(nèi)壁交界處積料的受力分析可知,當(dāng)葉片相位角0處于0-T7/2時(shí),葉片背面與滾筒內(nèi)壁交界處的粘結(jié)積料最容易脫落。當(dāng)葉片隨滾筒旋轉(zhuǎn)至該相位時(shí),安裝于煙箱該相位處的撞塊觸動(dòng)該支路上的滾輪式機(jī)控?fù)Q向閥,使該支路接通壓縮空氣()。
?。?)支路上各壓縮空氣噴口的開(kāi)關(guān)控制。一條支路很長(zhǎng),其上各噴□處的粘結(jié)積料不一定同時(shí)存在,因此壓縮空氣噴口的開(kāi)關(guān)應(yīng)根據(jù)積料的存在狀況來(lái)確定。氣動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能感知積料的存在狀況。如所示,各壓縮空氣噴口由獨(dú)果噴口上存在粘結(jié)積料,噴口處氣體壓力由于粘結(jié)積料的阻擋而增加,當(dāng)它超過(guò)急速供氣閥的設(shè)定壓力時(shí),閥切換至全開(kāi),有壓氣體急速吹向粘結(jié)積料,使積料脫落,閥又切換至固定截流口供氣。這樣,既解決了各噴口的不同步加壓?jiǎn)栴},又減少了有壓氣體的浪費(fèi)。
使用氣動(dòng)技術(shù)可以清除瀝青混凝土再生加熱過(guò)程中由于混合料的粘性而產(chǎn)生的積料。通過(guò)樣機(jī)試驗(yàn)證明了本文所采用設(shè)計(jì)方法的正確性。這一方法也可用于按傳統(tǒng)方法設(shè)計(jì)和連接的葉片,只是在葉片正面和滾筒內(nèi)壁交接處均應(yīng)增加同樣的系統(tǒng)。