研磨型高剪切微乳化机技术浅析

发布时间:2014-3-25 9:22:08    浏览次数:0次    

随着高速公路及高速铁路产业的飞速发展,改性乳化沥青、高浓度乳化沥青及CA砂浆乳化沥青的需求亦迅猛增长。这三种乳化沥青的技术要求非常之高,根据欧美或日本的相关技术指标,要求7um以下细度达80%、10um以下细度必须达到98%以上,因此国内诸多企业则必须对原有的普通乳化沥青设备进行技术升级或购进新型的更先进的乳化沥青设备,其关键技术就是主机和油水比的控制技术,特别是对主机即乳化机的技术要求很高,有的单位从国外引进丹麦ENH或美国VSS等品牌主机,虽然说技术上没什么问题,但存在价格昂贵、维修服务滞后等问题,需要开发一种比较经济实用又有高端技术的乳化机迫在眉睫、刻不容缓。

    高剪切研磨型微乳化机就是在这种大环境下引进韩国先进技术开发的一种全新的改性乳化沥青主机,它具有设计先进,结构合理、功能强大、无死角、操作方便等优点,是集分散、乳化、均质等设备之精华,特别适用于中、低粘度的液-液、液-固、液-气等流体分散、研磨、乳化、均质,最小分散细化度可达0.1μm,本发明已申报国家专利。

    高剪切研磨型微乳化机,由驱动马达、轴承座、乳化机头等组成,乳化机机头全部采用316L优质不锈钢,乳化机头的转定磨共由四级组成,第一级的功能是在驱动马达的高速运动下,将物料快速吸入一级工作腔,进行混合、均质;在高速剪切、离心挤压下进入第二级,由于转定子的角度方向瞬间发生变化及转定子相对速度的作用下,物料在十分狭窄的工作腔内形成了强烈液滴剪切和湍流,并且产生强大冲击波,引起剧烈的震荡,使液滴不断发生变形、破碎、细化;进入第三级后,由于物料在瞬间多次改变角度、方向及流速,在流体力学效应的作用下,使物料的分散相颗粒或滴液不断受到高速剪切、挤压研磨、撞击破碎的情况下,不断细化;最后一级也是最精细的一级,由于工作腔更加狭窄,更加精密,剪切研磨的频率更高,所以在每分钟承受几千万次的高速剪切、挤压研磨、撞击破碎后,物料得到充分的分散、乳化、细化,其最小分散细化度可达0.1μm。

研磨型高剪切微乳化机,关键技术是乳化机头的设计,所述乳化机头包括转子和定子,其特征是所述转子沿物料进入方向在与定子的接触面上分别呈一级槽、二级槽、三级槽和四级槽不同的角度分布,一级槽的轴向角度α为15--25°,二级槽的轴向角度β为负4-负8°,三级槽的轴向角度γ为8-14°,四级槽的轴向角度θ为0-5°;转子和定子沿物料进入方向的槽深和槽宽逐级减小。如图(1)至(5)所示,其中(1)为电机,(2)为底座,(3)为联轴器,(4)为转子,(5)为定子,(6)为进料法兰,(7)为出料法兰,(8)为一级槽,(9)为二级槽,(10)为三级槽,(11)为四级槽,(12)为出料工作腔,(13)为轴承座,(14)为Ⅰ级槽,(15)为Ⅱ级槽,(16)为Ⅲ级槽,(17)为Ⅳ级槽,(18)为轴承,(19)为机械密封件,(20)为固定螺栓。

如图(1)至(5)所示乳化机头包括转子(4)和定子(5),定子(5)由4个固定螺栓(20)固定,所述转子(4)沿物料进入方向在与定子(5)的接触面上分别呈一级槽(8)、二级槽(9)、三级槽(10)和四级槽(11)不同的角度分布,一级槽(8)的轴向角度α为15°,二级槽(9)的轴向角度β为负5°,三级槽(10)的轴向角度γ10°,四级槽(11)的轴向角度为0°;转子(4)和定子(5)沿物料进入方向的槽深和槽宽逐级减小;定子(5)沿物料进入方向在与转子(4)的接触面上分别呈相应的Ⅰ级槽(14)、Ⅱ级槽(15)、Ⅲ级槽(16)和Ⅳ级槽(17)的设置,Ⅰ级槽(14)和Ⅳ级槽(17)轴向角度与转子(4)的相应级槽的角度相同;Ⅱ级槽(15)为倒人字型槽,槽的两条分叉的轴向角度β为负5°或相对应的5°;Ⅲ级槽的轴向角度ε为负10°;本发明中出料密封腔(12)采用的是机械密封(18)密封;也可根据用户要求采用四氟盘根填料密封。

综上所述,研磨型高剪切微乳化机既是把端面径向剪切与轴向锥体研磨相结合的一种高新技术,先剪后磨、剪磨一体,确保乳化沥青产品的细度细、稳定性好、不易分层和离析、储存时间较长,完全可以替代国外同类产品,不失为改性乳化沥青成套设备主机的最佳选择。

表1为产品类型的分类表

型号

处理量L-m3/h

电机功率(kw)

转速rpm

进出口尺寸mm

类型

级别

HSC-60R

1-6m3

11

3000

65/50

卧式

四级

HSC -80R

4-12m3

15

3000

80/65

卧式

四级

HSC -100R

8-25m3

22

3000

100/85

卧式

四级

HSC -150R

15-50m3

37

3000

150/125

卧式

四级

HSC -200R

25-80m3

55

3000

200/175

卧式

四级



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