LBZ—500沥青混凝土旧料再生设备—沥青计量与供给系统设计

舒伟

摘 要：对厂拌热再生设备的工作原理和结构进行分析，提出沥青混凝土厂拌热再生设备沥青计量与供给系统方案，并对沥青计量与供给系统进行设计与计算。根据设备的产量确定系统的参数，通过这些参数选定沥青泵、液位传感器、阀、管子的大小。

关键词：厂拌热再生设备 沥青计量系统 沥青供给系统

中图分类号：U415 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2013）006-123-02

中国在20世纪80年代末开始高等级公路的建设，早期建成的道路已进入大、中期，越来越多的废旧沥青混合料被抛弃。这些废旧沥青造成了三大问题：（1）堆放需要场地；（2）污染环境；（3）浪费了大量的不可再生资源。如果采用沥青混凝土再生技术，可以对旧料中的沥青和骨料进行再利用，这样大大的节省了沥青及砂石等原材料，减少了对环境的破坏。

1 沥青计量与供给系统的工艺流程

图1 沥青计量与供给系统的工艺流程图

用沥青运输车将加热到工作温度的沥青注入沥青罐中（沥青的温度为120℃左右）。由图1可知：（1）泵顺时针旋转，沥青泵入沥青计量斗中；（2）当沥青液位传感器信号显示充满时回油管路通，主油管路关；（3）经过第二个泵将计量好的沥青泵入搅拌筒中，当沥青液位传感器信号显示沥青的液位到达设定好的下限时，泵停止工作，停止送料；（4）等待下一周期或改变为备用方式。

2 沥青计量、供给系统方案

容积式沥青计量装置由沥青计量斗、沥青注入泵与输出泵、料位传感器、保温套等组成。有上抽法（减量计量法），下放法（增量计量法），流量计等几种方式，经过分析与比较，本文采用的是上抽法。

上抽（如图2）是利用沥青泵将沥青从沥青计量斗中抽走并喷洒到搅拌锅中的一种方式。这个计量的原理是根据沥青的用量和计量斗的尺寸设定一个上下限，上下限的差值既是沥青的需求量。这种方式的计量过程是：沥青供给泵先向沥青计量斗内注入沥青，当液位传感器的信号显示沥青的液面达到设定的上限时，停止注入。当需要沥青时，由另一沥青输送泵从沥青计量斗中抽走一部分沥青喷洒到搅拌筒中，当沥青的液面达到设定的下限时停止输出，通过抽走沥青前后液位传感器数据的对比，从而确定沥青用量。在这一计量过程中，桶内沥青在逐渐减少，称为减量计量。

图2 上抽法计量

3 沥青计量斗的设计与计算

沥青计量斗是计量过程中用来装沥青的中间装置，该设备采用的是容积式计量，利用液位传感器来确定沥青计量斗中沥青的量，从而计量每锅料需要的沥青量。

（1） 沥青计量斗形状的确定。为了便于计量我们将沥青计量斗设计成圆筒状。

（2）沥青计量斗尺寸的确定。我们设计的这套沥青再生设备是即可以用于旧料的再生又可以用于新料的拌合。在设计沥青计量斗的体积时，采用的是不加旧料所需的容积，这个时候新沥青的用量最大。

该设备每锅料是500kg，沥青混合料中沥青的含量为7%，由实验可知，沥青的密度与温度成线性关系。石油沥青的密度为0.95-1.05g/cm3， 1=k ，k表示温度系数，沥青的密度选为1.0g/cm3。计算可得每锅料需要沥青35kg、沥青计量斗的最小体积为35L，为了有一定的安全高度，使沥青不溢出来，将沥青计量斗的体积在35L的基础上放大一些，最后沥青计量斗的尺寸为：圆筒的底面半径r=20mm，高度h=400mm，上盖板厚度d=30mm，整个计量斗的容积为50.24L

4 沥青泵的选择

经过分析与比较，最终选择LQB沥青保温泵。LQB沥青保温泵适用于运送无腐蚀性、不含固体颗粒、在常温下有凝固性的介质，尤其适用于高寒地区室外安装和工艺过程中介质需要保温的场合，介质温度可达250℃、粘度为5-1500cst。用于输送重油、沥青、胶类、洗涤剂等。

结构形式：该LQB沥青保温泵的泵体设有空心夹层，并设有进出口法兰，可用于导热油、蒸气、热水等媒体对输送的液体和泵进行加热保温及冷却。

LQB沥青保温泵性能参数如下：流量为6 m3/h，工作压力为0.36-0.8 Mpa，吸入真空高度为3m，进出口口径为￠40mm，配套电机为型号Y100L-4、功率2.2kw或型号Y112M-4、功率4w。

5 管路的设计及法兰的选择

5.1 管路的设计

（1）沥青罐中的沥青由沥青泵通过管路送入计量斗，再经过输出管路送入搅拌筒。管道的材质用20#无缝管，管道的接头处为法兰连接，法兰对接处设有耐高温的垫片进行密封，保证沥青不会泄露。法兰连接的主要特点是拆装方便、强度高、密封性好。管道的外层包裹着保温层进行保温。

（2）管路应合理的布局，管路尽量要短，管子的排列应尽可能平直、成组成束并列、整齐美观，避免不必要的迂回和斜交。

（3）根据管子的规格初步的将其内径定为40mm，外径定为48.3mm，公称直径为40mm。

5.2 法兰的选择

我们选择突面带颈平焊钢制管法兰。各尺寸分别为钢管外径A=48.3mm，法兰外径D=150mm，螺栓孔中心圆直径K=110mm，螺栓孔径L=18mm，螺栓数量n=4，螺纹规格为M16，密封面d=84mm、f=2mm，法兰厚度C=18mm，法兰高度H=32mm，法兰颈N=70mm，R=5mm，法兰内径B=49.5mm。

6 沥青液位传感器的选择

经过分析与比较发现，高温型SMAX型磁致伸缩液位计表结构简单，价格较便宜，性能参数符合要求，是我们的最佳选择。根据沥青的用量和沥青计量斗的液位高度，测量范围选为400mm。

主要功能及技术参数：三线4-20mA直杆、测量范围为0.1-6m、液面、界面精度为？.5mm、分辨率为0.1mm、温度测点数及范围﹣40-125℃、介质密度为0.5-2.5g/cm3、容器内温度为常温型﹣40-100℃，高温型0-280℃、容器工作压力为﹣0.05-10Mpa高压力容器专门设计有承压管，维护不用泄压、供电电压DC13.5-26.5V、浮子及测杆材质为316L防腐设计采用聚四氟套管、法兰及聚四氟浮子、显示配置为4位LCD、工艺接口/电气接口为G3/4″/M20？.5。

7 阀的选择

（1）二通阀的选择。经过比较我们选择上海中石化阀门制造有限公司生产的DKZ高温电动二通阀。

（2）安全阀的选择。由图2可知，在输入泵的出口端装有一个安全阀，此处安全阀的作用是防止管道由于压力过高而爆裂（主要是二通阀关闭的瞬间，管道内的压力瞬时升高）。经过分析与比较我们选择了型号为A42Y型弹簧全启密封式安全阀（法兰连接处），公称通径40mm。A42Y型弹簧全启式安全阀适用于工作温度≤300℃的空气、石油气、液体（W.O.G）等介质的设备和管路上。

8 经济效益的评价与分析

本设计的产品是专门针对低等级公路、小面积养护。它是可移动式小型厂拌热再生设备，转移方便，可以根据施工地点的不同，选择合适的拌合场地，这大大降低了运输成本。因为此套设备属于中低档设备，生产成本比较低，购买比较便宜，特别适合小型的施工单位和一些小范围的养护工作，总而言之，该套设备的性价比较高。

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