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研磨型高剪切微乳化機(jī)技術(shù)淺析

隨著高速公路及高速鐵路產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，改性乳化瀝青、高濃度乳化瀝青及CA砂漿乳化瀝青的需求亦迅猛增長。這三種乳化瀝青的技術(shù)要求非常之高，根據(jù)歐美或日本的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，要求7um以下細(xì)度達(dá)80%、10um以下細(xì)度必須達(dá)到98%以上，因此國內(nèi)諸多企業(yè)則必須對原有的普通乳化瀝青設(shè)備進(jìn)行技術(shù)升級或購進(jìn)新型的更先進(jìn)的乳化瀝青設(shè)備，其關(guān)鍵技術(shù)就是主機(jī)和油水比的控制技術(shù)，特別是對主機(jī)即乳化機(jī)的技術(shù)要求很高，有的單位從國外引進(jìn)丹麥ENH或美國VSS等品牌主機(jī)，雖然說技術(shù)上沒什么問題，但存在價格昂貴、維修服務(wù)滯后等問題，需要開發(fā)一種比較經(jīng)濟(jì)實(shí)用又有高端技術(shù)的乳化機(jī)迫在眉睫、刻不容緩。

    高剪切研磨型微乳化機(jī)就是在這種大環(huán)境下引進(jìn)韓國先進(jìn)技術(shù)開發(fā)的一種全新的改性乳化瀝青主機(jī)，它具有設(shè)計先進(jìn)，結(jié)構(gòu)合理、功能強(qiáng)大、無死角、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，是集分散、乳化、均質(zhì)等設(shè)備之精華，特別適用于中、低粘度的液-液、液-固、液-氣等流體分散、研磨、乳化、均質(zhì)，Z小分散細(xì)化度可達(dá)0.1μm.

    高剪切研磨型微乳化機(jī)，由驅(qū)動馬達(dá)、軸承座、乳化機(jī)頭等組成，乳化機(jī)機(jī)頭全部采用316L優(yōu)質(zhì)不銹鋼，乳化機(jī)頭的轉(zhuǎn)定磨共由四級組成，D一級的功能是在驅(qū)動馬達(dá)的高速運(yùn)動下，將物料快速吸入一級工作腔，進(jìn)行混合、均質(zhì)；在高速剪切、離心擠壓下進(jìn)入第二級，由于轉(zhuǎn)定子的角度方向瞬間發(fā)生變化及轉(zhuǎn)定子相對速度的作用下，物料在十分狹窄的工作腔內(nèi)形成了強(qiáng)烈液滴剪切和湍流，并且產(chǎn)生強(qiáng)大沖擊波，引起劇烈的震蕩，使液滴不斷發(fā)生變形、破碎、細(xì)化；進(jìn)入第三級后，由于物料在瞬間多次改變角度、方向及流速，在流體力學(xué)效應(yīng)的作用下，使物料的分散相顆粒或滴液不斷受到高速剪切、擠壓研磨、撞擊破碎的情況下，不斷細(xì)化；Z后一級也是Z精細(xì)的一級，由于工作腔更加狹窄，更加精密，剪切研磨的頻率更高，所以在每分鐘承受幾千萬次的高速剪切、擠壓研磨、撞擊破碎后，物料得到充分的分散、乳化、細(xì)化，其Z小分散細(xì)化度可達(dá)0.1μm。

研磨型高剪切微乳化機(jī)，關(guān)鍵技術(shù)是乳化機(jī)頭的設(shè)計，所述乳化機(jī)頭包括轉(zhuǎn)子和定子，其特征是所述轉(zhuǎn)子沿物料進(jìn)入方向在與定子的接觸面上分別呈一級槽、二級槽、三級槽和四級槽不同的角度分布，一級槽的軸向角度α為15--25°，二級槽的軸向角度β為負(fù)4-負(fù)8°，三級槽的軸向角度γ為8-14°，四級槽的軸向角度θ為0-5°；轉(zhuǎn)子和定子沿物料進(jìn)入方向的槽深和槽寬逐級減小。如圖（1）至（5）所示，其中（1）為電機(jī)，（2）為底座，（3）為聯(lián)軸器，（4）為轉(zhuǎn)子，（5）為定子，（6）為進(jìn)料法蘭，（7）為出料法蘭，（8）為一級槽，（9）為二級槽，（10）為三級槽，（11）為四級槽，（12）為出料工作腔，（13）為軸承座，（14）為Ⅰ級槽，（15）為Ⅱ級槽，（16）為Ⅲ級槽，（17）為Ⅳ級槽，（18）為軸承，（19）為機(jī)械密封件，（20）為固定螺栓。

如圖（1）至（5）所示乳化機(jī)頭包括轉(zhuǎn)子（4）和定子（5），定子（5）由4個固定螺栓（20）固定，所述轉(zhuǎn)子（4）沿物料進(jìn)入方向在與定子（5）的接觸面上分別呈一級槽（8）、二級槽（9）、三級槽（10）和四級槽（11）不同的角度分布，一級槽（8）的軸向角度α為15°，二級槽（9）的軸向角度β為負(fù)5°，三級槽（10）的軸向角度γ10°，四級槽（11）的軸向角度為0°；轉(zhuǎn)子（4）和定子（5）沿物料進(jìn)入方向的槽深和槽寬逐級減??；定子（5）沿物料進(jìn)入方向在與轉(zhuǎn)子（4）的接觸面上分別呈相應(yīng)的Ⅰ級槽（14）、Ⅱ級槽（15）、Ⅲ級槽（16）和Ⅳ級槽（17）的設(shè)置，Ⅰ級槽（14）和Ⅳ級槽（17）軸向角度與轉(zhuǎn)子（4）的相應(yīng)級槽的角度相同；Ⅱ級槽（15）為倒人字型槽，槽的兩條分叉的軸向角度β為負(fù)5°或相對應(yīng)的5°；Ⅲ級槽的軸向角度ε為負(fù)10°；本發(fā)明中出料密封腔（12）采用的是機(jī)械密封（18）密封；也可根據(jù)用戶要求采用四氟盤根填料密封。

綜上所述，研磨型高剪切微乳化機(jī)既是把端面徑向剪切與軸向錐體研磨相結(jié)合的一種高新技術(shù)，先剪后磨、剪磨一體，確保乳化瀝青產(chǎn)品的細(xì)度細(xì)、穩(wěn)定性好、不易分層和離析、儲存時間較長，完全可以替代國外同類產(chǎn)品，不失為改性乳化瀝青成套設(shè)備主機(jī)的Z佳選擇。