瀝青熱再生時,由于瀝青難以單獨分離出來,瀝青的再生只能在混合料的再生過程中完成。要得到高質(zhì)量的再生瀝青混凝土,除了必須對舊瀝青混合料、新骨料、新瀝青等進行準確的計量,保證級配和油石比符合要求之外,還需要在加熱狀態(tài)下對各組分進行充分地攪拌。
目前廠拌熱再生對舊瀝青混合料進行加熱處理時主要使用滾筒。無論使用連續(xù)式還是間歇式滾筒進行加熱,都會出現(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,同時容易使瀝青老化。由于粘結(jié)料主要來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必須解決這一問題。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)計出性能良好的提升葉片,本文對混合料的粘結(jié)現(xiàn)象進行了分析,并給出避免瀝青再生滾筒粘結(jié)料的設(shè)計方法11熱再生加熱滾筒粘料分析對舊瀝青混合料加熱時,首先應確保它在加熱過程中不再老化,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)對舊瀝青混合料加熱。加熱原理如所示,利用滾筒加熱時混合料通過滾筒旋轉(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,通過傾斜滾筒,混合料在形成料簾的同時,被向前輸送。由專門的燃燒室產(chǎn)生溫度小于600弋的熱煙氣介質(zhì)送入滾筒,與混合料接觸并對其進行加熱。
聯(lián)合上面各式,即得到關(guān)于積料截面邊長和轉(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當轉(zhuǎn)角0由tt/2變化到7T時,對應式(4)這一臨界條件,計算積料截面邊長的變化曲線得。
葉片轉(zhuǎn)角/rad葉片轉(zhuǎn)角和積料界截面長度曲線從可以看出,當葉片轉(zhuǎn)角0為77/2或77時,積料截面邊長長度最小。這時45=0.18in,其對應的三角形的高為0.12m,也就是混合料積料最大的厚度,這和實際情況相符。對于這一厚度的積料,在每次設(shè)備工作后用骨料清洗,效果不好且骨料耗費嚴重。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)積料能夠自動脫落。
O避免混合料粘結(jié)氣動系統(tǒng)設(shè)計舊瀝青混合料滾筒加熱原理對于傳統(tǒng)的葉片設(shè)計,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出現(xiàn)嚴重的積料現(xiàn)象,影響葉片的揚料能力;同時,積料長時間受熱致使其老化。為了盡量避免這一現(xiàn)象,需在設(shè)計中詳細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。但當物料具有粘性時,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)量的粘性物料時應盡可能地減少接觸面積。
當葉片垂直安裝于滾筒內(nèi)壁時,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),邊長為積料與滾筒內(nèi)壁的接觸長度,且兩者相等。沿滾筒軸向單位長度的積料受力如下葉片與滾筒內(nèi)壁直交時積料受力單位長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,并對葉片形狀進行優(yōu)化設(shè)計,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(即其對應的泛函),得到最優(yōu)葉片形狀。經(jīng)過優(yōu)化的葉片正面與滾筒內(nèi)壁之間的過渡圓弧曲率半徑過大,背面與滾筒內(nèi)壁之間不宜采用該設(shè)計,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動清除這些積料。可通過氣動技術(shù)實現(xiàn)。
利用氣動技術(shù)清除積料時,在每個葉片背面與滾筒內(nèi)壁交接處布置壓縮空氣管道()。由于滾筒有多個葉片,因此氣動管路具有多個支路,如中的各支路的壓縮空氣通過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,再通過滾輪式機控換向閥得到(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?shù)拈g距開有多個壓縮空氣噴□,當存在粘結(jié)積料時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)時所處的位置和積料是否存在控制壓縮空氣噴□的開關(guān)即可。
?、琶恳蝗~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,當葉片相位角0處于0-T7/2時,葉片背面與滾筒內(nèi)壁交界處的粘結(jié)積料最容易脫落。當葉片隨滾筒旋轉(zhuǎn)至該相位時,安裝于煙箱該相位處的撞塊觸動該支路上的滾輪式機控換向閥,使該支路接通壓縮空氣()。
(2)支路上各壓縮空氣噴口的開關(guān)控制。一條支路很長,其上各噴□處的粘結(jié)積料不一定同時存在,因此壓縮空氣噴口的開關(guān)應根據(jù)積料的存在狀況來確定。氣動系統(tǒng)應能感知積料的存在狀況。如所示,各壓縮空氣噴口由獨果噴口上存在粘結(jié)積料,噴口處氣體壓力由于粘結(jié)積料的阻擋而增加,當它超過急速供氣閥的設(shè)定壓力時,閥切換至全開,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問題,又減少了有壓氣體的浪費。
使用氣動技術(shù)可以清除瀝青混凝土再生加熱過程中由于混合料的粘性而產(chǎn)生的積料。通過樣機試驗證明了本文所采用設(shè)計方法的正確性。這一方法也可用于按傳統(tǒng)方法設(shè)計和連接的葉片,只是在葉片正面和滾筒內(nèi)壁交接處均應增加同樣的系統(tǒng)。