本發(fā)明涉及瀝青拌合生產(chǎn)領(lǐng)域，具體為可以生產(chǎn)高達(dá)100％瀝青路面回料(rap)與瀝青屋面瓦(ars)回收混料，或100％瀝青原生料作為最終產(chǎn)品的裝置。

背景技術(shù)：

本發(fā)明是新一代熱拌瀝青(hma)生產(chǎn)器。作為新一代瀝青熱拌生產(chǎn)線的主要裝置，該發(fā)明的加工機(jī)制優(yōu)于其他現(xiàn)有的瀝青熱拌裝置。此外，該發(fā)明的的原理同樣可以用于溫拌瀝青生產(chǎn)線(wma)。因此，在本申請(qǐng)中，除非另有說(shuō)明，則術(shù)語(yǔ)hma也將包括wma的概念。

現(xiàn)有的瀝青熱拌生產(chǎn)線具有以下共同的裝置。冷箱和帶式輸送機(jī)為攪拌筒(或生產(chǎn)器)的料斗輸送原生骨料。攪拌筒是熱拌瀝青生產(chǎn)的主要裝置。常規(guī)燃燒器消耗燃油，沿?cái)嚢柰伯a(chǎn)生水平熱氣流。水平熱氣流穿過(guò)從頂部垂直向底部下落的冷骨料，并對(duì)冷骨料進(jìn)行加熱。在這個(gè)過(guò)程中，水平的熱風(fēng)氣流會(huì)帶走大量與骨料一起掉落的灰塵。位于攪拌筒尾部的集塵器可以在熱氣流到達(dá)空氣中之前消除大部分灰塵。加熱區(qū)內(nèi)傾斜攪拌筒進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，翻滾在攪拌筒的內(nèi)部的螺旋條，從而將冷骨料傳輸?shù)綗釟饬髦袦?zhǔn)備加熱，然后加熱過(guò)的骨料被傳送到攪拌區(qū)。靠近攪拌筒尾部的瀝青路面回料送料機(jī)將回料送入攪拌區(qū)，同時(shí)，旁邊的瀝青儲(chǔ)罐也向攪拌區(qū)添加瀝青結(jié)合料。加熱過(guò)的原生骨料、冷瀝青路面回料以及熱瀝青結(jié)合料一起在攪拌區(qū)混合，并在一定的高溫下生產(chǎn)出熱拌瀝青(通常是160℃)。存儲(chǔ)筒倉(cāng)將熱拌瀝青從滾筒式攪拌器的出口轉(zhuǎn)到傳送帶上，裝進(jìn)傾卸卡車(chē)，然后卡車(chē)將熱拌瀝青運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)。需要注意的是，在混合區(qū)，冷瀝青路面回料在與加熱的原生骨料和熱瀝青粘合料的結(jié)合時(shí)開(kāi)始交換并吸收熱量，并逐漸達(dá)到均勻的混合溫度(160℃)。因此，由于熱交換要求，冷瀝青路面回料的送料量不能超過(guò)總混合量的50％。當(dāng)前在回料處理行業(yè)中一般30％的回料用量比較常見(jiàn)，而不是50％。這是在現(xiàn)有的熱拌瀝青裝置中需要被立即解決的主要問(wèn)題之一。

現(xiàn)有瀝青攪拌裝置還有許多需要解決的技術(shù)問(wèn)題。以下為這些具體的技術(shù)限制問(wèn)題。(1)一般的燃油燃燒器燃燒不完全，會(huì)產(chǎn)生污染氣體。(2)簡(jiǎn)單的材料翻滾混合法導(dǎo)致熱拌瀝青成品的質(zhì)量低劣。(3)添加瀝青路面回料中要求更多的熱能與融合時(shí)間，通常導(dǎo)致熱拌瀝青成品質(zhì)量低劣，從而使得瀝青路面過(guò)早損壞(凹陷、磨損開(kāi)裂、鍋穴等)。(4)在這個(gè)工藝系統(tǒng)下，防止灰塵產(chǎn)生是不可能的，因此除塵器是去除廢氣中灰塵的關(guān)鍵。(5)一些細(xì)小的灰塵和藍(lán)色煙霧仍然會(huì)從吸塵器中逸出，污染周?chē)目諝狻?6)最大再生瀝青路面回收比率是50％，但通常在實(shí)踐中不足30％。

根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利5,520,342，以及7,669,792的表述，研究人員已經(jīng)試圖取消目前最大瀝青再生路面回收率為50％的限制，并將提高至100％。在美國(guó)和歐洲，許多公司已經(jīng)投入大量資金來(lái)建設(shè)新的可以百分之百回收再生瀝青路面的熱拌瀝青裝置。m.zaumanis，r.b.mallick&r.frank在著作“100％回收熱拌瀝青:綜述和分析”中(elsvier，資源，保護(hù)和回收，92(2014年)，第230-245頁(yè)，評(píng)論了這些熱拌瀝青裝置。這些裝置大部分都面臨以下的局限性。

(1)傳統(tǒng)的燃油爐或油管熱能不足，無(wú)法保證熱拌瀝青的質(zhì)量。盡管100％再生瀝青路面加熱需要的熱量是加熱普通原生骨料的大約三倍，如表1所示，但由于材料處理過(guò)程的平行加熱以及對(duì)多個(gè)粒子的間接加熱(相對(duì)于在現(xiàn)有工藝中直接加熱單個(gè)粒子)導(dǎo)致加熱能源不充足。需要注意的是，圖表1下面的參考文獻(xiàn)里對(duì)不同材料中加熱能量的比較，是比較圖表1中所示材料的熱擴(kuò)散系數(shù)，因?yàn)闊釘U(kuò)散性代表熱導(dǎo)率和熱容的組合效應(yīng)。由于花崗巖的平均熱擴(kuò)散率是瀝青混合料(或?yàn)r青路面回料)的3.28倍，因此要達(dá)到同樣溫度，則相比于加熱原生骨料，加熱瀝青路面回料需要多3.28倍的熱量。100％再生瀝青路面回收裝置中使用的燃油燃燒器的熱量應(yīng)該比常規(guī)骨料加熱高3.28倍。同時(shí)，與垂直加熱相比，所有100％再生瀝青路面回收裝置采用的平行加熱方法產(chǎn)生的熱效更低。并且，與現(xiàn)有裝置中單個(gè)粒子的直接加熱相比，在這些回收裝置中間接加熱多個(gè)再生瀝青路面粒子需要更多的能量。所有這些因素都對(duì)現(xiàn)有新開(kāi)發(fā)100％再生瀝青路面回收裝置的成功產(chǎn)生了負(fù)面影響。使用具有更高加熱能量的燃燒器和擁有高效加熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是成功開(kāi)100％再生瀝青路面回收工藝的先決條件。

表1

1.www.engineeringtoolbox.com，“一些常見(jiàn)的材料和氣體的熱導(dǎo)率”。

2.msmamlouk，mwwitczak,kekaloush，&nhasan，“混合瀝青熱特性的測(cè)定”，astm(國(guó)際)，第33卷，第2期，2005年3月。

3.pgjordan&methomas，“通過(guò)計(jì)算機(jī)程序?qū)峄炻访娌牧侠鋮s曲線的預(yù)測(cè)”，《運(yùn)輸與道路研究實(shí)驗(yàn)室報(bào)告》729，1976年。

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(2)較差的攪拌效果可能是現(xiàn)有100％再生瀝青路面回收裝置的一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)榛旌现灰蕾?lài)于傾斜攪拌筒產(chǎn)生的材料翻滾混合，沒(méi)有任何摩擦切變。摩擦切變混合可導(dǎo)致對(duì)材料的對(duì)流加熱，而不是傳統(tǒng)滾轉(zhuǎn)混合的傳導(dǎo)加熱。低質(zhì)的攪拌需要另一種混合工具，例如在100％再生瀝青路面回收裝置中的混合工具，但是這種混合通常是在不加熱的常溫下進(jìn)行的。供熱不足是大規(guī)模生產(chǎn)熱拌瀝青生產(chǎn)的一大障礙。

(3)現(xiàn)有100％再生瀝青路面回收裝置使用的是常規(guī)燃油燃燒器或油管，只能燃燒80％的燃油，因此會(huì)產(chǎn)生更多的空氣污染物，如氮氧化物、硫氧化物、一氧化碳、二氧化碳等。

(4)現(xiàn)有100％再生瀝青路面回收裝置的制造及安裝成本通常過(guò)高，因設(shè)備復(fù)雜而難以實(shí)用。

(5)這些裝置只能產(chǎn)出少量的優(yōu)質(zhì)100％再生混合料，無(wú)法在現(xiàn)實(shí)中應(yīng)用。

(6)現(xiàn)有的熱拌瀝青廠所做的唯一的創(chuàng)新是完全分離來(lái)自熱源的材料流，從而提供100％再生瀝青路面回收利用需要的的間接加熱。間接加熱法系統(tǒng)中不再需要除塵器。遺憾的是，由于上述限制，這些裝置大部分都是閑置的，或者幾乎沒(méi)有被使用過(guò)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有和正在發(fā)展的熱拌瀝青裝置的局限性，本發(fā)明提供了以下的創(chuàng)新。

(1)本發(fā)明的主要生產(chǎn)裝置包括一個(gè)旋轉(zhuǎn)的內(nèi)筒和一個(gè)圍繞該內(nèi)筒的用于間接加熱系統(tǒng)的固定外殼。

(2)螺旋形對(duì)齊的分段螺旋條和定向條都固定在旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒的外表面，在旋轉(zhuǎn)中對(duì)材料產(chǎn)生摩擦切變力，從而在內(nèi)筒和外殼之間的空間中進(jìn)行材料螺旋轉(zhuǎn)移、摩擦切變混合以及材料對(duì)流加熱。本發(fā)明的摩擦切變攪拌遠(yuǎn)比現(xiàn)有和開(kāi)發(fā)中工藝的簡(jiǎn)單翻滾混合有效。當(dāng)摩擦切變使材料螺旋向前傳遞時(shí)，在兩個(gè)相鄰的分段螺旋條之間、分段螺旋條相互之間以及和定向條之間的空間有助于材料的混合。

(3)由于物料加熱與物料輸送完全分離，不再產(chǎn)生粉塵，從而可以除去現(xiàn)有直接加熱裝置中必不可少的除塵裝置。

(4)通過(guò)將表面燃燒器布置在內(nèi)筒內(nèi)部，材料流布置在內(nèi)筒外部，從而可以得到間接加熱系統(tǒng)。內(nèi)筒內(nèi)部的表面燃燒器產(chǎn)生的熱量到達(dá)內(nèi)壁，然后熱量通過(guò)熱傳導(dǎo)穿過(guò)墻壁到達(dá)外部表面。熱量到達(dá)外部表面后進(jìn)一步加熱位于內(nèi)筒外表面的分節(jié)螺旋條和定向條。因此，通過(guò)旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒外表面、分段螺旋條和定向條，材料進(jìn)行充分接觸，進(jìn)行對(duì)流加熱，就像在熱交換器中循環(huán)空氣(材料)通過(guò)接觸熱鰭來(lái)加熱一樣。以這種方式，旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒的外表面，螺旋排列的分段螺旋條和定向條可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)材料的螺旋傳輸、摩擦切變攪拌和對(duì)流加熱。這是一項(xiàng)創(chuàng)新的技術(shù)突破，在熱拌瀝青工藝的歷史上從未有過(guò)。此外，材料傳遞工具(分段螺桿和定向條)和傳輸材料之間的切變摩擦力也產(chǎn)生了另一種稱(chēng)為摩擦切變加熱的熱能，從而進(jìn)行更有效地加熱。本發(fā)明的加熱系統(tǒng)遠(yuǎn)比現(xiàn)有的所有加熱方法更有效。

(5)在新的熱拌瀝青裝置中，表面燃燒燃燒器首次實(shí)現(xiàn)了100％的燃油消耗，以垂直方向?yàn)閷?dǎo)向的加熱方向，從而節(jié)省了燃料，同時(shí)大大減少了空氣污染，并在各種幾何加熱表面，包括一個(gè)圓柱形上，產(chǎn)生了高能量密度。在表面燃燒燃燒器中，常規(guī)和藍(lán)色火焰模式的加熱能量非常巨大，能滿(mǎn)足各種加熱要求。

(6)由于可以在材料進(jìn)口開(kāi)始處添加瀝青路面回料，運(yùn)用巨大熱量，摩擦切變混合力度大，以及材料可以得到全部轉(zhuǎn)移，因此這套使用100％瀝青路面回料進(jìn)行大量生產(chǎn)熱拌瀝青的裝置非常有實(shí)用價(jià)值。

獨(dú)特的間接加熱系統(tǒng)、表面燃燒器、無(wú)需塵埃收集器、使用分段螺旋條和定向條來(lái)產(chǎn)生摩擦切變力、100％瀝青路面回料熱拌瀝青生產(chǎn)、材料傳輸加熱與混合三合一處理，這些創(chuàng)新概念都首次在這項(xiàng)發(fā)明中出現(xiàn)。

本發(fā)明的許多技術(shù)細(xì)節(jié)將會(huì)在后續(xù)的描述與參考內(nèi)容中詳細(xì)解釋?zhuān)⒃谧鳛榉桨敢徊糠值膱D紙中列出詳細(xì)規(guī)格。

在詳細(xì)解釋該發(fā)明的具體應(yīng)用之前，需要提出的是，該發(fā)明不僅僅局限于在下列描述或圖紙中展示的施工應(yīng)用或組件安裝，而且可以以多種方式應(yīng)用于各類(lèi)實(shí)踐操作。更重要的是，在此聲明這里所使用的措辭和術(shù)語(yǔ)僅在此作為描述，而不應(yīng)視為限制性語(yǔ)句。

因此應(yīng)認(rèn)為本次公開(kāi)的概念也可以作為為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而設(shè)計(jì)其他結(jié)構(gòu)、方法和系統(tǒng)的基礎(chǔ)。作為標(biāo)準(zhǔn)，類(lèi)似的結(jié)構(gòu)也應(yīng)包含在本發(fā)明聲明的宗旨與范圍內(nèi)。

附圖說(shuō)明

圖1是使用本發(fā)明的生產(chǎn)裝置示意圖。

圖2是使用本發(fā)明的移動(dòng)式生產(chǎn)裝置示意圖。

圖3是螺旋輸送機(jī)式熱拌瀝青生產(chǎn)器示意圖。

圖4是三種螺旋輸送機(jī)外殼的不同角度示意圖。

圖5是各種軸螺釘?shù)膫?cè)視圖合集。

圖6是使用本發(fā)明的熱拌瀝青裝置示意圖。

圖7是通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸與螺旋桿進(jìn)行摩擦切變的材料傳輸側(cè)視圖與模擬圖。

圖(8a)是帶額外定向條的內(nèi)筒側(cè)視圖。

圖(8b)是帶兩個(gè)定向條的內(nèi)筒側(cè)視圖。

圖9是帶定向條但不帶螺旋條的內(nèi)筒側(cè)視圖。

圖10是帶分段螺桿和板型定向條的內(nèi)筒側(cè)視圖。

圖11是帶分段螺桿和多個(gè)板型定向條的內(nèi)筒在單螺距中的多角度示意圖。

圖12是帶分段螺桿和多個(gè)傾斜板型定向條的內(nèi)筒在單螺距的多角度示意圖。

圖13是內(nèi)筒內(nèi)部及相關(guān)部件示意圖

圖(14a)是轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒的發(fā)動(dòng)機(jī)、鏈條和鏈輪齒的示意圖。

圖(14b)是內(nèi)筒使用的張緊輪總成示意圖。

表1：瀝青路面回料、花崗巖骨料和碳鋼的熱性能。

表2：表面燃燒器和常規(guī)氣體燃燒器比較。

具體實(shí)施方式

根據(jù)圖紙，下文將闡述本新一代熱拌瀝青裝置發(fā)明的首要具體應(yīng)用。需要指出的是，除非特殊說(shuō)明，則本文話術(shù)中所有的單數(shù)名詞代詞，也應(yīng)包括復(fù)數(shù)的含義。本發(fā)明指可以使用原生骨料或高達(dá)100％瀝青路面回料作為再生骨料來(lái)進(jìn)行生產(chǎn)的新一代熱拌瀝青裝置，成品的熱拌瀝青可以用于各類(lèi)新建筑與包括高速路在內(nèi)的瀝青路面維護(hù)。

一條使用本發(fā)明的創(chuàng)新瀝青生產(chǎn)線可以包含一臺(tái)作為主要設(shè)施的熱拌瀝青生產(chǎn)器(稱(chēng)為攪拌筒)，多個(gè)用于儲(chǔ)存原生或路面回料骨料的冷料倉(cāng)，一個(gè)熱瀝青粘合料儲(chǔ)罐，以及一個(gè)用于儲(chǔ)存熱拌瀝青成品的儲(chǔ)料倉(cāng)。

圖1代表這樣一種創(chuàng)新的大型瀝青裝置。這個(gè)新的大型裝置與目前現(xiàn)有的大型連續(xù)熱拌瀝青裝置相似：都有瀝青儲(chǔ)罐(1)，儲(chǔ)存原生和路面回料的冷料倉(cāng)(2)，帶式傳送機(jī)(3)，儲(chǔ)料倉(cāng)(4)，以及熱拌瀝青混料器(5)。但不同的是，如上所述,現(xiàn)有的大型連續(xù)瀝青生產(chǎn)線還需要吸塵器和回料送料設(shè)施。單元(1)到(4)是輔助主熱拌瀝青混料器(5)的單元，并且在現(xiàn)有裝置和本發(fā)明中，它們具有相同的功能。然而，本發(fā)明中的創(chuàng)新瀝青熱拌器(5)具有完全不同的機(jī)械結(jié)構(gòu)和處理機(jī)制，因?yàn)樗梢匀サ羲鞋F(xiàn)有熱拌瀝青裝置中的除塵器和回料送料設(shè)施。

圖2代表一種創(chuàng)新的移動(dòng)式熱拌瀝青生產(chǎn)裝置。這一新的移動(dòng)熱拌瀝青裝置與現(xiàn)有的熱回收裝置(比如二次混合和生產(chǎn)路面材料裝置)不同，因?yàn)榍罢咄ㄟ^(guò)冷磨得到的冷回料，而后者使用通過(guò)熱磨得到的熱回料。需要指出的是冷磨得到回料比熱磨更容易而且更快。因此，前者的產(chǎn)能比現(xiàn)有的熱回收裝置要高出很多。圖1中所示的新型移動(dòng)熱拌瀝青裝置與創(chuàng)新大型熱拌瀝青裝置相似，除了一些額外的單元，如便于移動(dòng)裝置的移動(dòng)架(6)和輪胎(7)。也就是說(shuō)，在圖1和2中顯示的具有創(chuàng)新性的熱拌瀝青生產(chǎn)器(5)相對(duì)于大型或移動(dòng)式的生產(chǎn)線都是獨(dú)立的。本發(fā)明中這個(gè)獨(dú)特的創(chuàng)新熱拌瀝青生產(chǎn)器(5)在熱拌瀝青生產(chǎn)裝置中有著關(guān)鍵作用，下文將會(huì)有更詳細(xì)的描述。

圖3為這個(gè)創(chuàng)新的熱拌瀝青裝置的一個(gè)具體應(yīng)用。該裝置的主要單元是螺旋輸送機(jī)式生產(chǎn)器(8)，是由螺旋輸送機(jī)(10)運(yùn)行的多個(gè)螺旋驅(qū)動(dòng)裝置(9)的獨(dú)特組合。表面燃燒器(11)加熱螺旋輸送器的外底部，并且進(jìn)料(或皮帶)輸送機(jī)(12)將原料(13)送到生產(chǎn)器的入口。氣體凈化器(14)凈化生產(chǎn)器(8)中的氣體(15)。下面的段落解釋每個(gè)單元的操作。

原材料(13)到達(dá)進(jìn)料螺旋輸送機(jī)料斗(或帶)(12)并控制進(jìn)入生產(chǎn)入口的原材料(13)的數(shù)量，然后材料進(jìn)入熱拌瀝青生產(chǎn)器(16)。材料(13)進(jìn)入進(jìn)料斗，然后通過(guò)安裝在螺旋軸(18)上的轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿(17)產(chǎn)生的切變力到達(dá)第二輸送機(jī)。螺旋軸繞著螺桿驅(qū)動(dòng)裝置(10)旋轉(zhuǎn)。螺桿驅(qū)動(dòng)裝置由電機(jī)(19)和減速器(20)組成。材料(13)通過(guò)第二輸送機(jī)進(jìn)入第三輸送機(jī)和最后達(dá)到出口，然后生產(chǎn)出攪拌均勻的熱拌瀝青混合料產(chǎn)品(16)。

在通過(guò)多個(gè)螺旋輸送器(9)時(shí)，材料(13)通過(guò)全螺桿(17)和螺旋軸(18)旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行摩擦切變攪拌。材料受到摩擦剪切加熱以及來(lái)自表面燃燒器(11)的間接加熱。表面燃燒器位于螺旋輸送機(jī)(9)和送料機(jī)(12)的外部下方。足夠的加熱和攪拌保證加入材料(13)中的瀝青結(jié)合料和有機(jī)添加劑在得到熔化，并包覆在骨料表面，然后在攪拌器(8)最后的螺旋輸送機(jī)出口(9)生產(chǎn)出均勻混合的熱瀝青混合料產(chǎn)品(16)。瀝青混合料的成品(16)可以?xún)?chǔ)存在倉(cāng)庫(kù)(4)或裝入卡車(chē)運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)。

構(gòu)成螺旋輸送機(jī)式生產(chǎn)器(8)所有要求的螺旋輸送機(jī)數(shù)量(9)取決于表面燃燒器(11)或摩擦剪切加熱是否能為材料提供足夠的熱量(11)，以便材料到達(dá)最后螺旋輸送機(jī)出口時(shí)能達(dá)到所需的溫度(9)。

螺旋輸送機(jī)型生產(chǎn)器(8)中螺旋輸送器(9)也可以進(jìn)行多項(xiàng)修改、組合和布置。例如，圖3中生產(chǎn)器(8)的螺旋輸送機(jī)(9)可以在同一方向上傾斜布置，也可以更換方向，可以采用不同的數(shù)量，或采用不同的傳送帶尺寸。所有修改過(guò)的生產(chǎn)器仍然包含在本發(fā)明的范圍內(nèi)。

圖3中的螺旋輸送帶式的熱拌瀝青生產(chǎn)器實(shí)現(xiàn)了這項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)目標(biāo)。第一是間接加熱系統(tǒng)，將材料和熱量轉(zhuǎn)移通道分隔開(kāi)來(lái)。第二是路面回料進(jìn)入生產(chǎn)器的入口，而不需要額外的回料送料設(shè)施。第三是移除除塵器，因?yàn)闆](méi)有灰塵產(chǎn)生。第四是使用表面燃燒器，通過(guò)垂直加熱在圓柱形表面上產(chǎn)生高熱能。第五是100％再生瀝青路面的回收能力。第六是材料輸送、加熱和混合的合并單一工藝。第七是環(huán)境污染物的顯著減少。第八是在表面燃燒器能燃燒率達(dá)到100％，從而節(jié)省燃料。第九是螺桿及螺軸對(duì)材料產(chǎn)生有效的切變攪拌和加熱。任何現(xiàn)有的熱拌瀝青生產(chǎn)器都從來(lái)沒(méi)具有過(guò)這些特性。該攪拌器的獨(dú)特之處在于使用螺旋桿制造摩擦切變力，從而對(duì)材料進(jìn)行輸送和混合，并且首次引入的表面燃燒器可以適合于任何幾何形狀上，減少污染氣體，產(chǎn)生巨大熱量，并由于100％的燃燒率而節(jié)約燃料。

一個(gè)典型的單螺旋輸送機(jī)(9)通常用于在不加熱的環(huán)境下將物料從一個(gè)給定的入口輸送到指定的出口。需要注意的是，這些螺旋輸送機(jī)(9)的組合首次應(yīng)用于螺旋輸送機(jī)型熱拌瀝青生產(chǎn)器(8)，并提供了一個(gè)由表面燃燒器(11)組成的加熱系統(tǒng)。

螺旋輸送機(jī)(9)在螺絲(17)和軸(18)外部有一個(gè)傳送殼。圖4顯示了常用的三種輸送機(jī)外殼。用于構(gòu)造螺旋輸送機(jī)式熱拌瀝青攪拌器(8)的螺旋輸送機(jī)也可以選擇其中之一。對(duì)于給定的材料，在傳遞材料時(shí)，給定的螺桿與固定的輸送帶外殼之間的摩擦剪切力，在v型(27)、u形(26)和管狀槽(25)的次序中增加。同樣，驅(qū)動(dòng)設(shè)備的所需功率也遵循相同的順序。v型槽(27)或u型槽(26)是解決由于摩擦接觸面積減少導(dǎo)致摩擦減少，使材料難以移動(dòng)問(wèn)題的更好選擇。

轉(zhuǎn)動(dòng)圖3中旋轉(zhuǎn)螺旋軸的驅(qū)動(dòng)裝置(10)通常由一個(gè)單一發(fā)動(dòng)機(jī)(19)組成，但有時(shí)減速器(20)必須克服材料的強(qiáng)旋轉(zhuǎn)阻力，這種情況就需要發(fā)動(dòng)機(jī)(19)和減速器(20)作為驅(qū)動(dòng)裝置(10)一起組合。

進(jìn)入螺旋輸送機(jī)式生產(chǎn)器(8)的原料數(shù)量決定出口的熱拌瀝青的生產(chǎn)量。圖3中的螺旋輸送機(jī)(12)是確定進(jìn)料量的解決方案。有時(shí)，大量的材料供給需要皮帶輸送機(jī)而不是螺旋輸送器(12)。但是，為了準(zhǔn)確控制進(jìn)料速度和材料預(yù)熱，使用料螺旋輸送機(jī)還是有利的。

在螺旋輸送機(jī)的混合和加熱過(guò)程中，清洗污染氣體(15)需要圖3中的氣體凈化器(14)。氣體的變化主要是揮發(fā)性的有機(jī)氣體，氣體含有低分子重量以及從材料蒸發(fā)出來(lái)的蒸汽。凈化器(14)中的熱交換器(21)使這些氣體(15)大部分液化，并收集在液體容器中(24)。凈化器(14)中的doc(柴油氧化催化劑)裝置(22)，相比于一般的燃油燃燒器,會(huì)除去從表面燃燒器(11)產(chǎn)出的相對(duì)較少的氧化物、氮化物和硫化物。值得指出的是，相比普通燃油燃燒器未調(diào)整的燃料燃燒，表面燃燒器(11)通過(guò)調(diào)整空氣與燃油比例，從而達(dá)到100％的燃燒率，因此會(huì)消耗更少的燃料，并產(chǎn)生更少的污染。吹風(fēng)機(jī)(23)將生產(chǎn)裝置(15)產(chǎn)生的所有氣體吹過(guò)氣體凈化器(14)，然后排放到大氣中。

螺旋輸送機(jī)(9)的螺絲(17)有兩種不同的類(lèi)型：有軸和無(wú)軸的。在螺旋輸送機(jī)(9)中可以使用任意一種。根據(jù)圖5所示，根據(jù)不同的螺距和條紋設(shè)計(jì)，軸系螺絲有許多不同的設(shè)計(jì)。軸系螺桿(17)具有良好的材料傳輸性能。

在本發(fā)明中，材料加熱源是一種表面燃燒器(11)，首次在熱拌瀝青裝置歷史中使用。圖3和圖4展示了它的使用方法。燃燒器(如普通油、微波、加熱油和紅外線)常在現(xiàn)有熱拌瀝青生產(chǎn)或路面維修中用于加熱材料(如原生骨料、瀝青路面回料、熱拌瀝青料以及瀝青路面料)。然而，本發(fā)明首次使用表面燃燒器(或金屬纖維燃燒器)(11)來(lái)加熱。

螺旋輸送機(jī)的熱拌瀝青生產(chǎn)器(8)需要高能量密度的良好加熱源，以便在螺旋輸送機(jī)內(nèi)部加熱冷瀝青路面回料或原生骨料。螺旋輸送機(jī)式熱拌瀝青生產(chǎn)器(8)的成功主要依賴(lài)于混合過(guò)程中足夠的材料加熱。由于相對(duì)于骨料，瀝青路面回料導(dǎo)熱性較差(大約是3.3倍的差距)，所以應(yīng)該在排出出口前進(jìn)行加熱、融化和混合。因此，加熱過(guò)程是螺旋輸送式生產(chǎn)器(8)的關(guān)鍵步驟，因?yàn)榧訜岬牟牧辖佑|面積限制在輸送機(jī)外殼的下半部分。螺桿(17)和遠(yuǎn)離加熱表面的螺軸(18)完全不參與材料加熱。螺旋輸送機(jī)唯一可能的受熱表面為半圓柱形外殼的下半部。以上兩個(gè)因素是螺旋輸送式攪拌器(8)的關(guān)鍵限制因素。

為了解決這兩個(gè)問(wèn)題，表面燃燒(或金屬纖維)燃燒器(11)可能最合適。這是新一代的加熱方法，使垂直火焰從燃燒器表面到達(dá)加熱對(duì)象。與其他燃燒器相比，表面燃燒器有幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)，即燃燒均勻、同步且具有較高調(diào)制速率、效率高且排放率低、壓力損失少、回火安全、可控制熱膨脹、耐熱沖擊性能好、對(duì)于快速升溫與降溫環(huán)境反應(yīng)快。

表面燃燒(或金屬纖維)燃燒器的加熱性能非常好。根據(jù)燃燒強(qiáng)度的不同，表面燃燒器(11)可以在兩種不同的模式中使用。一個(gè)是輻射模式，其紅外加熱范圍為100到500kw/m2?；鹧娴念伾羌t色或橙色。另一個(gè)是藍(lán)色火焰模式。它是由500到10,000千瓦/m2的對(duì)流加熱。藍(lán)色的火焰懸浮在表面上，通過(guò)對(duì)流釋放大部分的能量?；鹧娴念伾撬{(lán)色的。

表面燃燒(或金屬纖維)燃燒器的外觀具有不同的形狀，適合于不同的加熱表面。在這里，加熱形狀是螺旋輸送機(jī)的圓柱形下半部分，其他燃燒器則很難適用。換句話說(shuō)，表面燃燒器(11)可以同時(shí)滿(mǎn)足高能量密度和彎曲加熱面的要求。這就是為什么在本次發(fā)明中，螺旋輸送式生產(chǎn)器(8)首次選擇表面燃燒器(11)作為加熱系統(tǒng)。表面燃燒器的燃料可以是lng(液化天然氣)，lpg(液化石油氣)，或者是與空氣混合的廢油。液化天然氣是常用的能源，因?yàn)樗纫夯蜌飧?jīng)濟(jì)。表面燃燒(或金屬纖維)燃燒器(11)有其他幾種優(yōu)良的加熱性能。表2將表面燃燒器與現(xiàn)有的通用燃油燃燒器進(jìn)行了比較。前者比后者具有更多的優(yōu)勢(shì)。

表2

到目前為止，作為創(chuàng)新熱拌瀝青生產(chǎn)裝置之一的螺旋輸送型生產(chǎn)器(8)，已經(jīng)展現(xiàn)了其生產(chǎn)100％路面回料熱拌瀝青的特性。需要注意的是，這個(gè)新的生產(chǎn)器是基于傳統(tǒng)螺旋輸送機(jī)(9)、新加熱系統(tǒng)和表面燃燒器(11)的組合，只要生產(chǎn)的熱拌瀝青獲得所需的溫度，它就能良好工作。這個(gè)生產(chǎn)器的主要缺點(diǎn)是，材料的傳遞工具(螺桿與螺軸)不停地接觸到從進(jìn)口到出口的材料，然而對(duì)材料完全沒(méi)有加熱作用。因此，需要許多螺旋輸送帶(8)的組合，才能在出口達(dá)到所需的材料溫度。也就是說(shuō)，螺旋輸送式的生產(chǎn)器(8)加熱不充分，所以需要有許多螺旋輸送帶(9)。在中小型的熱拌瀝青生產(chǎn)中，過(guò)多的輸送帶使生產(chǎn)過(guò)程變得復(fù)雜而昂貴。

改造螺旋輸送式生產(chǎn)器(8)是克服其缺點(diǎn)的必要措施。改造方案是通過(guò)將螺旋輸送帶(9)的軸(18)擴(kuò)大到一個(gè)大滾筒尺寸，并在表面設(shè)置螺條，同時(shí)在筒的內(nèi)部和外部配合使用表面燃燒器。

圖6為新一代熱拌瀝青裝置及其主要單元的示意圖。該裝置由瀝青儲(chǔ)罐(1)、冷箱(2)、皮帶輸送機(jī)(3)、熱拌瀝青筒倉(cāng)(4)和新一代生產(chǎn)器(28)組成。其中，新一代生產(chǎn)器(28)是一個(gè)獨(dú)特的創(chuàng)新單元。

新一代生產(chǎn)器(28)展示了技術(shù)上的突破，并擁有在瀝青工藝歷史上從未有過(guò)的創(chuàng)新機(jī)械結(jié)構(gòu)。其特征結(jié)構(gòu)包括固定外殼(29),旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒(30),分節(jié)(或完整)螺旋條(31),定向條(32),表面燃燒器(11),鏈條和鏈輪(33),內(nèi)鼓傳動(dòng)裝置(19),惰輪(34),氣體凈化設(shè)備(14),軸向推力軸承(35),錐形連接器，小直徑鋼管，材料進(jìn)口(36)和出口(37)。

如圖1所示，在固定位置安裝的新一代生產(chǎn)器構(gòu)成大型生產(chǎn)裝置的一部分，而如圖2所示，在移動(dòng)架(6)和輪胎(7)上裝載的生產(chǎn)器也可以成為一個(gè)移動(dòng)的裝置。值得指出的是，使用冷路面回料作為處理材料的移動(dòng)生產(chǎn)裝置是在本發(fā)明中的首次應(yīng)用。這個(gè)設(shè)計(jì)使移動(dòng)生產(chǎn)器尤其適用于生產(chǎn)路面回料的施工現(xiàn)場(chǎng)回收工序。

圖6中的新一代生產(chǎn)器(28)源自于圖3中的螺旋輸送型生產(chǎn)器(8)。前者(28)中相對(duì)大的帶大型外殼的內(nèi)筒(30)與后者(8)中的小型螺旋輸送機(jī)相對(duì)應(yīng)。表面燃燒器(11)只加熱后者(8)中螺旋輸送機(jī)(8)的外部，但它可以對(duì)前者(28)中內(nèi)筒內(nèi)部和外殼外部同時(shí)加熱。除了分段(或整體)螺旋條(31)外，另一種定向條(34)也應(yīng)用于前者(28)，以改善混合、加熱和材料傳輸。在后者(8)中，螺旋軸(18)的一端直接連接著螺桿旋轉(zhuǎn)設(shè)備(19)，另一端連接著止推軸承總成。而在前者(28)中，內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)裝置(19)與鏈和鏈輪(33)為環(huán)形連接，與內(nèi)筒(32)外表面相連，與傳統(tǒng)的攪拌筒一樣，以此來(lái)推動(dòng)內(nèi)筒翻滾，而止推軸承總成位于另一端。在前者(28)中，單一的處理工藝就可以達(dá)到更好的材料混合、加熱和傳輸效果，足以產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)的熱拌瀝青產(chǎn)品，相比之下，后者(8)則需要多個(gè)螺旋輸送機(jī)(9)的組合。

圖6詳細(xì)展示了的新一代裝置的工藝。根據(jù)熱拌瀝青產(chǎn)品組合，冷箱中(2)的原材料(原生骨料、瀝青路面回料、有機(jī)添加劑等)接收上方瀝青儲(chǔ)罐的熱站合料噴霧，同時(shí)掉落到移動(dòng)的帶式輸送機(jī)(3)上。材料通過(guò)移動(dòng)的帶式輸送機(jī)(3)進(jìn)入固定外殼(29)的入口(36)。在固定的外殼體內(nèi)部(29)，驅(qū)動(dòng)裝置(19)帶動(dòng)鏈條和的鏈輪(33)，引動(dòng)內(nèi)筒(30)不斷旋轉(zhuǎn)。為了維持內(nèi)筒(32)水平平衡，在鏈齒輪(35)的另一端配了惰輪(34)。

在固定外殼(29)和翻滾的內(nèi)筒(30)之間的空間里，螺旋排列的分段(或整體)螺旋條(31)與固定在內(nèi)筒外表面的定向條(32)產(chǎn)生摩擦切變力，使得進(jìn)入入口(36)的材料成螺旋狀運(yùn)動(dòng)。值得指出的是，與傳統(tǒng)攪拌筒簡(jiǎn)單的攪拌相比，摩擦剪切能提高材料的混合質(zhì)量。

在材料受力傳輸?shù)倪^(guò)程中，內(nèi)筒(32)本身也受到牽引力。推力軸承外殼(35)可以防止內(nèi)筒(30)的反向收縮力。

在螺旋傳送過(guò)程中，位于內(nèi)筒(30)內(nèi)部以于外殼(29)外部的固定表面燃燒器(11)對(duì)材料進(jìn)行間接加熱。此外，表面燃燒火焰對(duì)分段(或整體)螺條(33)和定向條(34)進(jìn)行傳導(dǎo)加熱，螺條也進(jìn)一步對(duì)滾動(dòng)接觸的材料進(jìn)行加熱。由于螺條作為金屬是極好的導(dǎo)熱材料，所以它們接收熱量比不導(dǎo)電的材料快32倍，是在旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒外表面上的有效加熱工具。這些螺條在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)接觸到的材料進(jìn)行了連續(xù)加熱與切變混合。換句話說(shuō)，它們?yōu)榱鲃?dòng)材料提供對(duì)流加熱，使其對(duì)現(xiàn)有的熱拌瀝青生產(chǎn)器的導(dǎo)熱性更加有效。所有這些加熱和混合都有助于有機(jī)材料(原生和再生瀝青粘合劑以及有機(jī)添加劑)的熔化、混合和在骨料上的均勻覆蓋。

需要注意的是，融化的有機(jī)材料也在固體顆粒(原生和再生料)上扮演了潤(rùn)滑劑的角色，使其以更少的摩擦阻力向前移動(dòng)。最后，到達(dá)出口處的經(jīng)過(guò)處理的混合物就行成了混合均勻的熱拌瀝青產(chǎn)品(4)，并維持了理想的高溫。注意材料的傳輸、混合、加熱、熔化和涂層，都是在新一代的生產(chǎn)器(28)中通過(guò)一個(gè)單一的工藝進(jìn)行的，不同于在傳統(tǒng)的熱拌瀝青批量或滾筒處理中，加熱和混合是分離的過(guò)程。

如果在處理區(qū)域產(chǎn)生任何有機(jī)氣體、蒸汽和污染氣體，氣體凈化器(14)會(huì)在在排入外部空氣之前對(duì)它們進(jìn)行大幅度的降低或清除。螺旋傳送式生產(chǎn)器(8)中的除污工藝也可以用于新一代的生產(chǎn)器中。由于完全間接加熱系統(tǒng)不產(chǎn)生任何粉塵和細(xì)塵，新一代熱拌瀝青工廠(28)去掉了傳統(tǒng)瀝青生產(chǎn)線中必不可少的除塵器裝置。

新一代的生產(chǎn)器(28)還采用了在螺旋輸送式生產(chǎn)器(8)中同樣的表面燃燒器(11)。因?yàn)榕c傳統(tǒng)的燃油爐相比,它擁有高能量密度，能在圓柱形表面加熱，以及表1所示的許多其他優(yōu)點(diǎn)。

新一代生產(chǎn)器(28)的主要好處在于能夠?qū)?00％的瀝青路面回料(或?yàn)r青屋面瓦)重新變成有價(jià)值的熱拌瀝青。在新一代生產(chǎn)器(28)中，從入口(36)到出口(37)的螺旋傳送物料可以受到摩擦切變力，摩擦剪切混合效果良好，加熱過(guò)的轉(zhuǎn)筒和螺條形成了完全間接對(duì)流加熱系統(tǒng)，這些特征使得創(chuàng)新裝置可以處理100％的原生熱拌瀝青以及高達(dá)100％的瀝青路面回料和瀝青屋面瓦回料。與此相反，傳統(tǒng)的熱拌瀝青生產(chǎn)器能處理的瀝青路面回料比例小于總材料的50％。任何材料包括路面回料都通過(guò)入口進(jìn)入新一代的生產(chǎn)器(28),但傳統(tǒng)的生產(chǎn)器(圓筒混合機(jī))受到傳輸工具(或袋式傳送條)以及直接加熱系統(tǒng)的限制，只能允許回料在攪拌區(qū)進(jìn)入,因此需要集塵器。在常規(guī)的熱拌瀝青裝置中，回料進(jìn)入到入口時(shí)，載滿(mǎn)融化回料粘合料的傳輸條會(huì)大幅降低產(chǎn)能，而且集塵器過(guò)濾處容易引起火花，這些限制都使得回料只能在攪拌區(qū)送入。同時(shí)，受到熱交換的限制，冷瀝青路面骨料只能在位于攪拌筒末端的混合區(qū)送入，這就將回料處理的比例降低到了50％以下。

100％瀝青路面回收好處在于清除了土地污染物，因?yàn)樯a(chǎn)后不會(huì)剩下回料，而且大幅降低了熱拌瀝青生產(chǎn)的成本，節(jié)省了昂貴的原生材料費(fèi)用(瀝青結(jié)合料與骨料等)。

在100％路面回料再生工藝中，分段螺旋條(31)與定向條(32)，以及間接加熱的表面燃燒器都是新一代生產(chǎn)器(28)獨(dú)特的特點(diǎn)，比傳統(tǒng)和研發(fā)中的生產(chǎn)器都具有優(yōu)勢(shì)。

新一代生產(chǎn)器(28)的每一個(gè)單元都有不同的特性。下面的內(nèi)容將解釋這些特性。新一代生產(chǎn)器的外殼(29)有三種不同的形狀，即管狀(25)、u型(26)和v型槽(27)，這和在圖4中所示的螺旋輸送機(jī)類(lèi)型的生產(chǎn)器(8)是一樣的。只是大小不同。與前者(30)相比，后者(8)擁有相對(duì)較小的外殼，因?yàn)楹笳?8)包含小直徑的螺旋軸(18)，而前者(28)包含大直徑內(nèi)鼓(30)。如前所述，材料傳送的困難決定了圖4所示的三個(gè)槽中外部空間的形狀。

旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒(30)的特性取決于位于滾筒外部的螺旋條(31)與定向條(32)的類(lèi)型。就螺旋條來(lái)說(shuō)，本發(fā)明采用整體或分段螺條(31)。如果螺桿位于內(nèi)筒(30)外表面而不是螺軸(18)上，則圖5螺旋輸送式生產(chǎn)器(8)中的整體螺桿(17)也可以用于新一代生產(chǎn)器。除整體螺條(17)外的另一種螺桿類(lèi)型是分段螺條(31)。許多相鄰有空隙的不同螺旋段進(jìn)行螺旋排列，在內(nèi)筒外表面形成了分段螺桿條。圖5中所有類(lèi)型的整體螺條都可以切割成段，以形成分段螺桿條(31)。一般來(lái)說(shuō)，它們具有更好的混合和驅(qū)動(dòng)性能，易于制造，但與整體螺旋條相比，它們的產(chǎn)量更少。圖6是一節(jié)分段螺桿條(31)的示意圖。

由分段(或整體)螺旋條摩擦剪切以及內(nèi)筒外表轉(zhuǎn)動(dòng)引起的材料傳送不能達(dá)到材料傳送的最大量，因?yàn)槁輻l表面和轉(zhuǎn)動(dòng)內(nèi)筒的剪切力會(huì)遞減。圖7為部分材料傳送的示意圖。

定向條的使用可以改進(jìn)材料傳輸性能。圖6展示了位于螺旋間距垂直方向上的定向條(32)，固定間隔的螺旋間距使得材料可以向出口進(jìn)行傳輸。需要指出的是定向條(32)創(chuàng)造了更多剪切表面，使材料可以更好地傳輸，并且可以得到更好的剪切混合效果和更高的摩擦熱量，也是有效的加熱工具。分段螺旋條(31)和定向條還可以用于向物料出口(37)疏導(dǎo)熱拌瀝青成品，從而防止在外殼末端開(kāi)口處的成品過(guò)多溢出。

內(nèi)筒(30)外表面的定向條(32)可以有許多不同的形狀和安裝組合，只要它們有效能促進(jìn)有內(nèi)筒(30)旋轉(zhuǎn)時(shí)的材料輸送，混合和加熱。圖8展示了定向條的另一種形狀(圖8a)，以及兩種不同定向條的排列(圖8b)。

至此，本發(fā)明提到分段(或整體)螺桿條(31)和定向條(32)都是滾動(dòng)內(nèi)筒(30)的重要單元。然而，不使用螺旋條(31)，而僅僅使用定向條(32)，如圖9所示，也是可以的。所有位于內(nèi)筒外表面的獨(dú)立定向條(32)類(lèi)型也從屬于本發(fā)明。

圖10展示了由帶縱桿(39)的橫板(38)和帶橫桿(41)的縱板(40)和構(gòu)成的板式定向條，該類(lèi)定向條擁有更好的材料混合與加熱性能。如果材料傳送的第一個(gè)位置在橫板的上方或下方，那么在傳送的下一個(gè)位置，材料將位于縱板的左方或右方。這種設(shè)計(jì)方式提供了更多的剪切面，從而獲得更好的混合和加熱效果。

對(duì)于大型生產(chǎn)，相鄰螺距以及螺條與內(nèi)筒和外殼之間的距離應(yīng)該足夠大，才能保證在轉(zhuǎn)動(dòng)中能輸送大量的材料。在這種情況下，僅僅是增加間距和分段螺桿條和定向條的高度就不能保證充分的混合和加熱。定向條(32)通常需要結(jié)構(gòu)安全和更大剪切面。圖11展示了這樣一個(gè)示例。圖中將單螺距(43)在圓柱內(nèi)筒(30)平面展開(kāi)以方便理解。螺距(43)展開(kāi)后，分段螺條(31)有向著垂直線傾斜的角度(44)。定向條(32)顯示了一個(gè)重復(fù)的單元(42)，在一個(gè)螺條高度中包含縱桿(39)的三個(gè)橫板(38)，以及在一個(gè)螺距中有帶橫桿(41)的三個(gè)縱板(40)，而不是使用一個(gè)帶縱桿(39)的大型單個(gè)橫板以及一個(gè)帶橫桿(41)的大型單個(gè)縱板(40)。如圖所示，縱桿(39)和螺距中分段螺條的兩端都在結(jié)構(gòu)上固定了橫板(38)。同樣，橫桿(41)和內(nèi)筒的表面(30)固定了縱板(40)。需要注意的是，小規(guī)模與大規(guī)模生產(chǎn)之間的區(qū)別在于方向板的數(shù)量，包括在間距和高度方向上的方向板。在每個(gè)橫板(38)上下方的材料流以及在每個(gè)縱板左右方的材料流可以獲得更多的切變面積，因而獲得更好的材料輸送、混合和加熱效果。重復(fù)單元(42)從起始螺距(43)到最后螺距一直重復(fù)執(zhí)行其功能。在螺桿條方向和固定間隔螺距上安裝更多的板塊可以提高材料產(chǎn)能。

為了最大化提高材料的傳輸、加熱和混合程度，在圖11中，橫板(38)和縱板(40)的定向條可以改變成圖12中的傾斜形式，因?yàn)榕c普通板相比，傾斜產(chǎn)生了更大的剪切面和更多的材料傳輸。因此，本發(fā)明包括各種形狀的定向條，以及在條高和螺距方向的普通或傾斜的不同板塊數(shù)量，只要它們?cè)黾訜崃?、混合和生產(chǎn)能力。

到目前為止，這項(xiàng)發(fā)明已經(jīng)提到擁有獨(dú)特機(jī)械裝置的新一代的熱拌瀝青生產(chǎn)器(28)，如圖6所示，生產(chǎn)器可以用于生產(chǎn)各種各樣的熱拌瀝青產(chǎn)品，包括100％再生瀝青路面回收的產(chǎn)品。在此之后，新一代熱拌瀝青生產(chǎn)器的每一個(gè)單元(28)開(kāi)始顯示其具有創(chuàng)新性的功能特征。根據(jù)材料輸送難度，外殼(29)可以有三種不同類(lèi)型。第二個(gè)單元是內(nèi)筒(30)。所有的分段(或整體)螺條(31)和在旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒(30)外表面的定向條(32)在材料輸送、間接加熱和摩擦剪切混合上都顯示了它們的特性。

現(xiàn)在,內(nèi)部結(jié)構(gòu)和其他與內(nèi)筒(30)相關(guān)的單元，包括內(nèi)部的表面燃燒器(11),滾筒傳動(dòng)裝置(19)、發(fā)電機(jī)(48),鏈條和鏈輪(33),惰輪(34)和推力軸(35)都將展示它們的獨(dú)特性。圖13展示了這些與內(nèi)筒(30)相關(guān)的單元。

內(nèi)筒的長(zhǎng)度(30)相對(duì)較長(zhǎng)，只有兩個(gè)幾乎位于兩端的外部支撐器(50)來(lái)支撐滾筒重量--(一邊為鏈輪(33)另一邊為鏈條(34))。筒的中間是可以彎曲的，因?yàn)橹虚g沒(méi)有支撐。這種彎曲可能會(huì)在材料處理中通過(guò)螺旋條(31)和位于旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒(30)上的定向條(32)對(duì)固定外殼造成撞擊力。這可能會(huì)導(dǎo)致螺旋條(31)和定向條(32)的接觸點(diǎn)(31)對(duì)外殼體的結(jié)構(gòu)造成損壞(29)。為了防止由于彎曲造成的損壞，內(nèi)筒(30)需要安裝內(nèi)部支撐器(49)，如圖13所示。內(nèi)部支撐器(49)的形狀可以是圓形的，矩形的，五邊形的，六邊形的，七角形和八邊形的，或者簡(jiǎn)單地使用幾個(gè)長(zhǎng)方形的桿(或條)(30)以相等間隙環(huán)形接在整個(gè)內(nèi)筒的內(nèi)墻上。使用有厚墻的內(nèi)鼓(30)而不用任何內(nèi)部支撐器(49)也可以是另一種選擇。

表面燃燒器(11)對(duì)于將熱能轉(zhuǎn)化到處理材料中是很重要的。正如已經(jīng)指出的那樣，燃燒器最初會(huì)加熱內(nèi)筒(30)內(nèi)壁，然后熱量穿過(guò)筒壁，通過(guò)導(dǎo)熱到達(dá)外墻上，外墻上有分段螺條(31)和方向條(32)。熱量通過(guò)這些單位進(jìn)一步傳導(dǎo)，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中對(duì)接觸的材料進(jìn)行有效加熱。這是一個(gè)完全間接的加熱系統(tǒng)。間接加熱不會(huì)產(chǎn)生粉塵，即使材料處于高溫下，也不會(huì)減緩材料輸送，這是與現(xiàn)有的生產(chǎn)器不同的。這些特性允許它在進(jìn)口處送入瀝青路面回料，并使100％瀝青路面回料熱拌生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。

需要注意的是，這兩個(gè)在內(nèi)筒上的螺條在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中連續(xù)不斷地接觸材料，對(duì)材料進(jìn)行剪切受力和加熱，從而獲得高效的加熱和混合效果。這種材料加熱和混合的創(chuàng)新理念從未出現(xiàn)在世界各地的任何熱拌瀝青生產(chǎn)線中。由于材料通常在內(nèi)筒(30)和外殼(29)之間區(qū)域的圓柱體中部往下部位進(jìn)行傳送，因此燃燒器的幾何形狀應(yīng)該適應(yīng)半圓柱形。

唯一能適用于半缸幾何形狀的燃燒器是表面燃燒器(11)。圖13展示了位于內(nèi)筒(30)內(nèi)部固定大小的多個(gè)所述燃燒器。每個(gè)燃燒器設(shè)置的溫度不同，以便在出口達(dá)到所需的材料溫度。使用一個(gè)覆蓋整個(gè)筒長(zhǎng)度的燃燒器也是有效的，但是使用一些具有一定長(zhǎng)度的燃燒器在控制材料溫度方面具有更大的靈活性。

固定的表面燃燒器(11)朝筒壁內(nèi)部掛在燃料管下，而內(nèi)筒(30)繞著燃燒器(11)旋轉(zhuǎn)。這種方式確保了表面燃燒器(11)可以垂直加熱旋轉(zhuǎn)的內(nèi)筒壁。垂直加熱物料流比平行加熱方法更好。如圖13所示，空氣-燃料混合器(47)將吹風(fēng)機(jī)(45)送入的空氣和燃料箱(46)送入的lng(液化天然氣)或lpg(液體丙烷氣)混合，以適當(dāng)?shù)谋壤?yīng)混合燃燒器(11)，從而保證100％的燃燒率。表面燃燒器(11)通過(guò)燃料管接收混合的空氣和氣體燃料，通過(guò)實(shí)現(xiàn)100％燃燒釋放高溫火焰。消耗過(guò)的熱空氣(44)轉(zhuǎn)移到需要加熱的其他單位。

現(xiàn)在介紹內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)相關(guān)單元的功能。通常發(fā)動(dòng)機(jī)和減速機(jī)(19)連接成一個(gè)單元來(lái)驅(qū)動(dòng)軸做功。旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)鏈條，使鏈輪圍繞著內(nèi)筒圓周旋轉(zhuǎn)。因此，鏈輪齒的旋轉(zhuǎn)意味著內(nèi)筒的旋轉(zhuǎn)。由逆變器控制的電機(jī)轉(zhuǎn)速?zèng)Q定內(nèi)筒的轉(zhuǎn)速。通常的滾筒速度大約是每分鐘4到16轉(zhuǎn)。速度的決定取決于生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量。新一代熱拌瀝青(溫)生產(chǎn)器的驅(qū)動(dòng)裝置與現(xiàn)有的熱拌瀝青(溫)攪拌筒沒(méi)有什么不同。圖14展示了帶有鏈條的鏈輪(33)以及產(chǎn)生平衡旋轉(zhuǎn)的惰輪組裝(34)。

惰輪(34)位于鏈輪位置的相反方，用以實(shí)現(xiàn)平衡旋轉(zhuǎn)。鏈輪的支撐器(33)和惰輪(34)的支撐器只支持前面提到的整個(gè)內(nèi)筒的重量。兩個(gè)或三個(gè)外殼的支持器(49)可以支撐整個(gè)固定的外殼重量(29)。電機(jī)的驅(qū)動(dòng)(19)和表面燃燒器的點(diǎn)火(11)需要電力。發(fā)電機(jī)(48)是產(chǎn)生和供應(yīng)所需電力的重要單元。

在內(nèi)筒(30)的外表面上的分段螺條(31)和定向條(32)通過(guò)摩擦剪切力將材料向前推進(jìn)，但安裝著這些螺條的內(nèi)筒(30)本身在受到材料推進(jìn)力時(shí)也受到收縮力。這種收縮力只存在于新一代的熱拌瀝青裝置中，這與傳統(tǒng)的熱拌瀝青裝置不同。為了抵消反向力，軸向推力軸承(35)必須安裝在內(nèi)轉(zhuǎn)筒的材料進(jìn)口端(30)的末端。然而很難找到能適應(yīng)內(nèi)筒直徑尺寸的軸承。內(nèi)筒的直徑必須足夠大，才能將熱能有效地傳導(dǎo)給材料。移動(dòng)生產(chǎn)裝置中，為了移動(dòng)方便，理想的直徑大約在4’和14’之間。然而，對(duì)固定生產(chǎn)裝置來(lái)說(shuō)，根據(jù)生產(chǎn)需求，內(nèi)筒可以使用任何適合的大小。因此，內(nèi)筒將縮小到更小鋼管尺寸或能適合周邊軸承集合的大小。錐形連接器(52)可以用于連接圓錐大的內(nèi)筒和小直徑的管道。另一種方法是，將內(nèi)鼓的一端用厚圓板閉合，在圓形板的中央插入更小的管子。值得指出的是，新一代的生產(chǎn)器(28)使用的推力軸承外殼(35)的應(yīng)用來(lái)自螺旋輸送機(jī)(9)技術(shù)，而鏈輪(33)與惰輪(34)來(lái)自于攪拌筒技術(shù)。

本發(fā)明中的新一代的熱拌瀝青制造器(28)相比現(xiàn)有的裝置有許多優(yōu)點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。它顯著地減少了環(huán)境污染，無(wú)粉塵產(chǎn)生，有極好的摩擦剪切攪拌效果，有由加熱條帶來(lái)的有效間接對(duì)流加熱，通過(guò)表面燃燒器的使用節(jié)省了燃料，以及能用100％瀝青路面回料進(jìn)行生產(chǎn)。通過(guò)添加有機(jī)添加劑，降低了建筑成本，省去了廢物處理費(fèi)用、由于能使用100％路面回料而節(jié)省了原生材料，這些優(yōu)點(diǎn)都帶來(lái)了更多的額外好處。

總之,由旋轉(zhuǎn)內(nèi)筒(30),固定外殼(29),分段螺條(或整體螺條)(31)和定向條(32),帶鏈條(33)和惰輪(34)的鏈輪,推力軸承集成(35)和表面燃燒器(11)構(gòu)成的新一代熱拌瀝青生產(chǎn)器(28)將成真正的下一代生產(chǎn)器。因?yàn)檫@套生產(chǎn)器在瀝青混合裝置歷史上創(chuàng)造了獨(dú)一無(wú)二的技術(shù)突破，并解決了現(xiàn)有熱拌瀝青生產(chǎn)器的局限性。

工業(yè)應(yīng)用

本發(fā)明可以應(yīng)用于生產(chǎn)普通或改良熱拌(或溫拌)瀝青產(chǎn)品，以及高達(dá)100％的瀝青路面回料(或?yàn)r青屋面瓦)再生料，并適用于制造上述類(lèi)型產(chǎn)品的儀器與方法。